Классификация методов определения влаги

Для определения влажности материалов разработаны различные методы, которые подразделяются на две группы – прямые и косвенные.

К прямым относятся методы, в которых происходит разделение материала на сухое вещество и воду. Для выделения воды используются тепло, безводные растворители и химические реактивы.

К косвенным относятся методы, в которых измеряются изменения физических величин или свойств, функционально связанных с влажностью материалов.

Прямые методы определения влажности по принципу действия можно разбить на ряд групп.

Теплофизические методы основаны на испарении воды из навески анализируемого материала. По разности между массой материала до высушивания и оставшейся массой сухого вещества вычисляют массу испарившейся воды. Для высушивания используют различные приборы, отличающиеся как по конструкции, так и по форме передачи теплоты высушиваемому материалу.

Дистилляционные методы основаны на совместной отгонке из анализируемого вещества воды и органического растворителя, не смешивающегося с водой.

Химические методы основаны на химическом взаимодействии воды с некоторыми реактивами (металлическим натрием, реактивом Фишера). Содержание воды в анализируемой пробе определяют по эквивалентному количеству вещества, образовавшегося в результате реакции.

Прямые методы, как правило, требуют большой затраты времени и труда, непригодны для оперативного контроля. Поэтому усиленно разрабатываются косвенные методы, позволяющие быстро получать информацию о влажности материала, автоматизировать процесс измерения влажности и создавать системы автоматического управления по влажности многих производственных процессов (хранения зерна, сушки солода и др.).

Из косвенных методов практическое применение в пищевой промышленности получили электрометрические методы, в которых измеряются электропроводность и диэлектрическая проницаемость.

Метод электропроводности, или кондуктометрический метод, основан на зависимости электрического сопротивления материала от степени его влажности: чем выше влажность, тем меньше удельное сопротивление материала и тем выше его электропроводность.

Метод диэлектрической проницаемости, или емкостный метод, основан на значительном различии величин диэлектрической проницаемости (ДП) воды (е = 81) и сухих веществ (для сухого зерна, например, величина е колеблется в пределах 3 – 5). Следовательно, с увеличением влажности материала увеличивается его ДП.

Теплофизические методы определения влажности

Основным методом определения влажности является метод высушивания при высоких температурах в универсальном сушильном шкафу. Он введен в большинство стандартов, нормирующих качество твердых и сыпучих материалов по влажности.

В растительном материале и продуктах его переработки при продолжительном воздействии высокой температуры в присутствии кислорода протекают процессы окисления и гидролиза ряда органических веществ, в результате которых возрастает количество сухих веществ, что нередко приводит к увеличению массы навески к концу сушки. Наряду с этим могут иметь место потери сухих веществ за счет улетучивания легкоразлагающихся соединений. Таким образом, точного определения влажности методом высушивания достичь практически невозможно и получаемые результаты имеют лишь приближенное значение. Кроме того, для ускорения сушки в большинстве случаев приходится измельчать материал, теряя при этом часть влаги, что также снижает точность метода. Другим существенным недостатком методов высушивания является их малая производительность и высокая трудоемкость: на проведение анализа затрачивается от 1 до 5 ч, при этом приходится делать несколько взвешиваний.