JP2009085699A - 自由水の測定方法および測定装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 水分計10は、試料を加熱する加熱部12と、試料の質量を測定する質量測定部14と、測定部14の測定値に基づいて、試料の水分量を演算する演算処理部16とを備えている。演算処理部16は、結合水と自由水とが含まれている試料の前記自由水を完全放出させたサンプルを作成し、サンプルの加熱前後の質量を質量測定部14で測定して結合水水分量を求め、試料を、自由水及び結合水の両方が完全に揮発する温度まで加熱部12で加熱して、試料の加熱前後の質量を質量測定部14で測定して、結合水と自由水とからなる綜合水水分量を演算し、得られた前記結合水水分量と綜合水水分量とに基づいて、
自由水の割合=(綜合水水分量−結合水水分量)/(1−結合水水分量)
式から自由水の割合を求める。
【選択図】 図1
Description
そこで、従来、自由水は、水分活性として測定されており、この水分活性は、サンプルを入れた密閉容器内の蒸気圧(P)と、純水の飽和水蒸気圧(Po)との比で定義され、以下のような方法で測定されてきた。
〔1〕グラフによる内挿法、〔2〕二温度間平衡法、〔3〕気圧法、〔4〕毛髪湿度測定法、〔5〕等圧平衡法、〔6〕電気抵抗式湿度測定法、〔7〕化学的測定法、〔8〕凝固点降下法、〔9〕露点法などが知られている(「食品と水分活性」John.A.Troller著、平田孝訳、学会出版センター)。
自由水Wfの割合=(綜合水水分量(B)−結合水水分量(A))/(1−結合水水分量(A))
式から自由水Wfの割合を求めるようになっている。なお、ここでいうところの水分量は、結合水Wcや自由水Wf及びこれらの総和が、試料Xの全質量に占める割合をいう。また、ここでの水分量は、水分率に変えても同じ結果が得られる。
自由水Wfの割合=(綜合水水分量−結合水水分量)/(1−結合水水分量)
本発明者らは、本発明の有効性を確認するため、重曹(炭酸水素ナトリウム)の自由水を実際に測定した。
2NaHCO3 → Na2CO3 + CO2↑+ H20↑
この反応がおこると水と二酸化炭素が蒸発してしまい、加熱乾燥式水分計で自由水のみを測定することは難しい。分子量から計算すると、2NaHCO3が168g、CO2が44g、H20が18gなので、水分量が0%の重曹を加熱乾燥式で測定すると、理論上36.905%と測定される。 このため、高温で加熱して、化学反応と吸着した水分(自由水)の両方を飛ばしてしまい、結果から化学反応の理論値を引くことで、付着した水分量を測定することにした。
となった。 加熱乾燥式水分計の測定結果:43.087% 自由水の水分量=(自由水と結合水を合わせた水分量一結合水の水分量)/(1一結合水の水分量)=(0.43087−0.36905)/(1−0.36905)=0.097979=9.798(%)
となり、理論値とほぼ一致する測定値が得られ、本発明の有効性が確認された。なお、この実験は、図2に示した方法で測定を行った。
12 加熱部
14 質量測定部
16 演算処理部
Claims (7)
- 結合水と自由水とが含まれている試料中の前記自由水を加熱乾燥式水分計で計測する自由水の測定方法において、
前記試料の自由水を完全放出させたサンプルを作成し、前記加熱乾燥式水分計で前記サンプルの加熱前後の質量差から結合水水分量を演算する工程と、
前記試料を前記加熱乾燥式水分計で、前記自由水及び結合水の両方が完全に揮発する温度まで加熱して、前記試料の加熱前後の質量差から、前記結合水と自由水とからなる綜合水水分量を演算する工程と、
前記各工程から得られた前記結合水水分量と綜合水水分量とに基づいて、
自由水の割合=(綜合水水分量−結合水水分量)/(1−結合水水分量)
から自由水の割合を求めることを特徴とする自由水の測定方法。 - 前記サンプルは、前記試料を前記自由水しか放出されない温度まで加熱し、前記自由水が完全に放出されるまで放置することにより作成することを特徴とする請求項1記載の自由水の測定方法。
- 前記サンプルは、密閉した空間内に前記試料をシリカゲルなどの吸湿材とともに収納し、前記自由水が完全に放出されるまで放置することにより作成することを特徴とする請求項1記載の自由水の測定方法。
- 試料を加熱する加熱部と、前記試料の質量を測定する質量測定部と、前記質量測定部の測定値に基づいて、前記試料の水分量を演算する演算処理部とを備えた加熱乾燥式水分計において、
前記演算処理部は、結合水と自由水とが含まれている試料の前記自由水を完全放出させたサンプルを作成し、前記サンプルの加熱前後の質量を前記質量測定部で測定して結合水水分量を求め、
前記試料を、前記自由水及び結合水の両方が完全に揮発する温度まで前記加熱部で加熱して、前記試料の加熱前後の質量を前記質量測定部で測定して、前記結合水と自由水とからなる綜合水水分量を演算し、
得られた前記結合水水分量と綜合水水分量とに基づいて、
自由水の割合=(綜合水水分量−結合水水分量)/(1−結合水水分量)
から自由水の割合を求めることを特徴とする自由水の測定装置。 - 前記加熱乾燥式水分計は、前記演算処理部で求めた前記結合水水分量を格納するメモリを備え、前記結合水水分量を前記試料の種別と関連付けて前記メモリに格納することを特徴とする請求項4記載の自由水の測定装置。
- 結合水と自由水とが含まれている試料中の前記自由水を加熱乾燥式水分計で計測する自由水の測定方法において、
前記試料を前記加熱乾燥式水分計で、前記結合水が揮発しない温度まで加熱して、前記試料の単位時間当たりの質量変化が一定値以下になった時点での前記試料の加熱前後の質量差から、前記試料の自由水水分量を演算する工程と、
引続いて、前記加熱乾燥式水分計で、前記結合水が完全に揮発する温度まで加熱して、前記試料の単位時間当たりの質量変化が一定値以下になった時点での前記試料の加熱前後の質量差から、前記試料の結合水水分量を演算する工程と、
前記各工程から得られた前記自由水水分量と結合水水分量とに基づいて、
自由水の割合=(自由水水分量−結合水水分量)/(1−結合水水分量)
から自由水の割合を求めることを特徴とする自由水の測定方法。 - 試料を加熱する加熱部と、前記試料の質量を測定する質量測定部と、前記質量測定部の測定値に基づいて、前記試料の水分量を演算する演算処理部とを備えた加熱乾燥式水分計において、
前記演算処理部は、前記試料を前記加熱部で、前記結合水が揮発しない温度まで加熱して、前記試料の単位時間当たりの質量変化が一定値以下になった時点での前記試料の加熱前後の質量差から、前記試料の自由水水分量を演算するとともに、
引続いて、前記加熱部で、前記結合水が完全に揮発する温度まで加熱して、前記試料の単位時間当たりの質量変化が一定値以下になった時点での前記試料の加熱前後の質量差から、前記試料の結合水水分量を演算し、
前記各工程から得られた前記自由水水分量と結合水水分量とに基づいて、
自由水の割合=(自由水水分量−結合水水分量)/(1−結合水水分量)
から自由水の割合を求めることを特徴とする自由水の測定装置。
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