Download pdf - Determinarea umiditatii

ANALIZA UMIDITA?II PRODUSELOR ALIMENTARE

1© 2012,2013 Liliana Tudoreanu

§ Umiditatea produselor alimentare reprezinta un factor de calitate

esential, cu importanta tehnologica si economica deosebita.


§

ú

ú

Metodele de masurare a umiditatii produselor alimentare pot fi impartite in 2 mari categorii:

Aceste metode se bazeaza pe deductii simple, ca de exemplu scaderea masei produsului in urma uscarii. Prin intermediul acestor metode se determina cantitatea totala de substanta volatila continuta intr-un produs alimentar.

Prin aceste metode se masoara marimi fizice a caror valoare esteinfuentata de umiditatea produselor alimentare. Printre metodeleindirecte se numara cele care se bazeaza pe absorbtia undelorelectromagnetice, conductivitatea electrica a produselor, masurareavitezei undelor acustice prin produs, rezonanta magnetica nucleara, etc.Cu ajutorul metodelor indirecte se poate determina strict continutul in apa al produselor alimentare.

Metode absolute.

Metode indirecte.


§

§

§

Pe langa apa, o proba de produs alimentar mai poate contine si alte substante volatile: grasimi, alcool, arome, solventi, etc.

Prin analiza termogravimetrica sunt evaporate toate substantele volatile prin incalzirea probei cu radiatii infrarosii (calorice).

Prin termogravimetrie se va determina umiditatea (relativa sau absoluta) a unei probe, dar NU se poate determina strict continutul in apa al unui produs.


Principiul metodei pentru determinareaumiditatii produselor alimentare folosindbalanta termogravimetrica


Proba absoarbe radiatiile infrarosii generate de lampile aparatului.

Radiatiile infrarosii (radiatii calorice) traverseaza produsul alimentar. O parte dintre radiatii sunt reflectate de straturile superficiale ale probei. Restul se propaga in interiorul probei si sunt absorbite de aceasta, ducând la cresterea temperaturii probei.

Propagare radiatiei calorice in produsul alimentar depinde de a acestuia. Cantitatea de radiatie

calorica absorbita depinde de (D) a probei si variaza in functie de proprietatile fizice si chimice ale produsuluii alimentar.

§

§

§conductivitatea termica (k)

difuzivitatea termica

§

§

Difuzivitatea termica (D) este o marime fizica ce masoara capacitatea unei subtante de a transmite caldura in raport cu capacitatea sa de a o stoca

= densitatea probei;

Produsul (

Ca urmare temperatura probei creste si substantele volatile din proba se evapora


:

D= k / ( cp)( cp= caldura specifica a probei)

cp) mai poarta numele si de capacitate termica volumetrica si are ca unitate de masura: j/(m3 K)

.

§

§

Analiza termogravimetrica se bazeaza pe determinarea modificarii valorii masei unei probe ca rezultat al evaporarii substantelor volatile.

Proba este cantarita inainte si dupa uscare, iar diferenta se raporteaza la masa initiala (masa umeda) sau cea finala (masa uscata), astfel calculandu-se respectiv umiditatea relativa sau umiditatea absoluta a produsului alimentar.


Umiditatea relativa

Umiditatea absoluta relativa

a unui produs alimentar (ur) reprezinta raportul dintre masa apei continuta în produs (ma) exprimata în kg si masa totala a produsului (ma + mu) exprimata în kg.

ur = ma / (ma + mu) (kg umiditate / kg produs brut)

Umiditatea absoluta (ua) a produselor alimentare reprezinta raportul dintre masa apei (ma) continuta în produs, exprimata în kg si masa produsului comple uscat (mu), exprimata în kg:

ua = ma / mu (kg umiditate / kg material uscat)

si a produselor alimentare mai poate fi exprimata si în procente.

Relatia de transformare între umiditatea absoluta si cea relativa a produselor alimentare este:

ua = ur / (1- ur)


Balanta termogravimetrica

Ele sunt alcatuite din 3 componente de baza:

- balanta (folosita la masurarea masei probei)

- incalzitorul (lampi cu halogen)- senzorul de temperatura

(termocuplu)

Parametrii de uscare pot fi setati de utilizator in functie de tipul probei si de compozitia sa granulormetrica

Parametrii de uscare sunt: - timpul de uscare- temperatura de uscare

sunt aparate destinate determinarii rapide a umiditatii unei probe si a curbei caracteristice de uscare a unui produs alimentar.


§

§

Balantele termogravimetrice

Pregatirea de lucru a aparatului

§

§

§

§

Echilibrati balanta rotind picioarele (9), astfel încât bula de aer (10) aflata in partea din spate a aparatului sa fie situata în mijloc iar umidimetrul se se sprijine pe toate cele patru picioare.Deschideti camera uscatorului si asezati aparatoarea tavitei (4) pe cele 3 distantiere (8).Introduceti suportul tavitei (5) în orificiul mecanismului.Puneti o tavita de unica folosita (7) pe suportul-maner (6) destinat si cu ajutorul acestuia introduceti tavita in camera de uscare. Inchideti camera de uscare si conectati dispozitivul la reteaua electrica (230V).Dupa efectuarea auto-testelor si stabilizarea rezultatului, pe display va fi afisata valoarea zero.


Materiale necesare

§

§

Instrumentele folosite in procesul de preparare a probei nu trebuie sa afecteze acuratetea masuratorilor, de aceea este necesara folosirea de instrumentar ce nu transmite caldura.Pentru efectuarea masuratorii, se folosesc tavite de unic folosint ceea ce ajuta la evitarea alterarii rezultatelor ca urmare a reziduurilor ramase de la probele anterioare.

a a


Recoltarea si pregatirea probei pentru analiza

§

ú

ú

ú

ú

§

Deoarece o proba supusa analizei trebuie sa fie reprezentativa pentru produsulanalizat, recoltarea si prepararea probei este un proces foarte important si afecteaza repetabilitatea masurarilor.

Cea mai simpla metoda de omogenizare a probei este amestecarea.

Alta metoda este recoltarea catorva probe din locuri diferite dar specifice din produsul alimentar, analizarea lor si, la final, calcularea unei valori medii a tuturorvalorilor umiditatilor masurate.

Se pot recolta probe din puncte diferite, se amesteca si se extrage o proba din acest amestec care se analizeaza apoi termogravimetric.

Produsul alimentar poate fi maruntit cu ajutorul morii de laborator. Utilizand moarade laborator, care executa atat o maruntire cat si o amestecare, se obtine o masaomogena de produs din care se preleva cantitatea necesara pentru analizatermogravimentrica

In timpul recoltarii si prepararii probei este important ca aceasta sa nu absoarba umiditate din mediul exterior – de aceea aceste operatii trebuie sa dureze cat mai putin posibil.


Inal imea maxima a probei trebuie sa fie de 10 mm. Proba trebuie plasata in straturi uniforme de 2-5 mm avand o masa totala de 5-15 g in func ie de tipulprobei

Proba omogena se imprastie uniform in tavita de unica folosinta, astfel incat caldura sa se propage uniform si sa usuce toata proba rapid si eficient


t

t.

Modul de lucru cu termogravimetrului

§

§

§

§

§§

§§

§

Dupa pornire, termogravimetrul incepe o secventa de auto-calibrare. La incheierea acesteia, balanta este tarata iar uscatorul va incepe incalzirea initiala necesara crearii conditiilor termice corespunzatoare pentru inceperea masuratorilor.

Astfel, camera de uscare va ajunge la temperatura de 1050C in primul minut. Dupa ce a fost atinsa aceasta temperatura, display-ul va arata urmatoarele informati


i.

m0-m/m0*100% = formula folosita la calculul umiditatiiTs = temperatura de uscare

ts = timpul de uscareT = temperatura curenta

m = masa curentat = timpul curent scurs

m0 = masa initiala

§

§

§

§

§

In timpul operatiunilor de cantarire – uscare, termogravimetrul realizeaza determinari succesive ale masei probei si poate afisa evolutia diferentei dintre masa initiala sicea momentana.Durata de uscare si temperatura de uscare sunt setate de catre utilizator in functie de tipul probei.Ca rezultat al acestor determinari, umiditatea curenta a probei este calculata si afisata.Masurarea se incheie dupa scurgerea timpului de uscareselectatPe display-ul aparatului va fi afisata valoarea finala a umiditaticalculata in conformitate cu relatia de calcul aleasa la inceputul secventei de analiza.
