11. Измерение влажности твёрдых и сыпучих продуктов

10.1. Основные сведения

Влажность большинства веществ, особенно органического проис­хождения, является одним из определяющих показателей их каче­ства, поскольку технологические и физические свойства, способность к хранению и другие характеристики в большой степени зависят от содержания в них воды. Во многих случаях влажность является важным учетно-отчетным показателем, когда необходимо вводить поправки па содержание в сырье и продуктах воды.

Для большинства процессов влажность продукта является гарантией качества продукта. В ма­каронном производстве, например, влажность теста оказывает ре­шающее влияние на процесс прессования и качество готовых изде­лии.

При выборе методов измерения влажности твердых и сыпучих материалов необходимо в первую очередь учитывать фор­мы ее связи с материалом, зависящие от многих факторов, обуслов­ливаемых структурой и строением анализируемого вещества. Фор­мы связи разнообразны и сложны, однако условно можно разделить влагу, связанную с твердым веществам, на два основных вида — свободную и связанную.

Свободная влага находится в слабой связи с твердым вещест­вом и в неопределенных соотношениях. Эта влага может находить­ся в структурном виде, например, в студнеобразных веществах, а также удерживаться просто механически адсорбционными силами поверхностного натяжения или находиться в капиллярах и микро-капиллярах твердого вещества. Свободная влага обладает всеми свойствами воды. Так, ее диэлектрическая проницаемость е_в = 81.

Связанная влага входит в состав твердого вещества и удержи­вается в нем ионными и молекулярными связями, т. е. вода как таковая исчезает и ее молекулы входят в состав основного вещест­ва в строго определенных соотношениях. Связанная влага резко отличается по своим свойствам от свойств свободной воды. Так, диэлектрическая проницаемость её составляет 10 -15, а в коллоидных си­стемах 2,2. Связанная, влага не может быть удалена из материа­ла сушкой или отжимом.

Известно много методов измерения количества влаги в твердых и сыпучих материалах, которые могут быть разделены на прямые к косвенные. В основе прямых методов измерения влажности лежит разделение исследуемого вещества или материала па влагу (воду) и сухой остаток. Косвенные методы характеризуются тем, что влаж­ность измеряют но физическим свойствам или величинам, функцио­нально с ней связанным.

По принципу действия современные влагомеры твердых и сыпу­чих материалов могут быть разделены на следующие большие груп­пы: тепловые, среди которых наибольшее распространение получи­ли термогравиметрические; электрофизические, из которых можно выделить кондуктометрическне, диэлькометрические; радиоизотоп­ные; ядерного магнитного резонанса; инфракрасные; акустические; экстракционно-химические, а также механические.

Все прямые методы требуют длительного времени измерения и достаточно громоздкого оборудования. Однако они характеризуют­ся высокой точностью измерения, что обусловливает их широкое применение в качестве лабораторных и образцовых методов.

Косвенные методы, получившие самое широкое распространение во влагометрии твердых и сыпучих материалов, основаны на исполь­зовании функциональных связей между их физическими свойствами — тепловыми, механическими, электрофизическими и др. — и содержанием в них влаги.

Большинство косвенных методов позволяет строить на их основе автоматические быстродействующие влагомеры, обеспечивающие неразрушающий контроль и определение содержания влаги без пор­чи или потери анализируемого материала. При этом может быть до­стигнута высокая точность измерений.