Talep Alma
alıntı

İlgili Makaleler

1 - 2 / 2 görüntüleniyor
Hassas Bomba Kalorimetresi Numune Hazırlama Kılavuzu

İşletmeniz yakıtlardan gıda ürünlerine kadar malzemelerin enerji içeriğini bilmeye dayanıyorsa, doğruluk her şeydir. Ancak sıklıkla göz ardı edilen kritik adım şudur: bomba kalorimetresi numune hazırlama.

Bunu defalarca gördük; tutarsız test sonuçlarının büyük çoğunluğu hatalı bomba kalorimetresi numune hazırlama işleminden kaynaklanıyor.

Bomba Kalorimetresi Numune Hazırlamanın Temel Unsurları

Tam bir yanma ve arkasında durabileceğiniz bir ölçüm elde etmek için birkaç temel ilkeye hakim olmanız gerekir. Bomba kalorimetresi testinin temelleri burada atılır.

Örneğinizin Tekdüze Bir Bütün Olması Gerekir

Pota içine koyduğunuz küçük bir gramlık numune, tüm partinin mükemmel bir minyatürü olmalıdır. Numune mükemmel şekilde karıştırılmamışsa, ortalamadan biraz daha yüksek veya daha düşük enerji içeriğine sahip bir kısmı test edebilirsiniz; bu da sonucu anında geçersiz kılar.

Toplu katılar için bu, gerçekten homojen bir toz oluşturmak için titiz bir ezme, bölme ve karıştırma işlemi anlamına gelir. Bunu, iyi bir testin mutlak temeli olarak görüyoruz.

Parçacık Boyutunun Daha İnce Ayrıntıları

Bombanın içindeki amaç hızlı, yoğun ve eksiksiz bir yanmadır. Malzemeyi ince bir toz haline getirmek, oksijene maruz kalan yüzey alanını önemli ölçüde artırır. Kötü hazırlanmış, kaba bir numune genellikle yanmamış karbon bırakır; bu da malzemenin tam enerji potansiyelini ölçmediğinizin açık bir işaretidir.

Dağıtılabilen çok ince tozlar için pelet presi kullanmanızı şiddetle tavsiye ederiz. İyi yapılmış bir pelet, kontrollü bir yanma için ideal konfigürasyondur.

Nem Hesabı Nasıl Yapılır?

Su, doğru bir kalorifik değer ölçümünün düşmanıdır. Yanma sırasında suyu buhara dönüştürmek için gereken enerji, ilk yanmadan çekilir ve bu da her zaman yapay olarak düşük bir değere yol açar.

Geçerli iki yaklaşımınız var: ya numuneyi fiziksel olarak kurutun ya da olduğu gibi test edin ve matematiksel düzeltme için kesin nem yüzdesini belirlemek üzere ayrı bir analiz gerçekleştirin.

Farklı Malzeme Kategorileri Hazırlama

Resim
Bomba Kalorimetresi için Farklı Malzeme Kategorilerinin Hazırlanması

Bomba kalorimetresi numunesi hazırlamada doğru teknik, üzerinde çalıştığınız maddeye göre değişecektir.

Katı Numunelerle Çalışma

Kömür veya biyokütle gibi katılar için amaç ince, homojen bir toz elde etmektir.

Örnek: Kömür Numunesi Hazırlama – Madenden çıkan bir kömür numunesi için, önce 2 mm'lik bir elekten geçmesi için ezer, ardından 250 mikronluk bir elekten geçmesi için bir alt numune öğütürsünüz. Son olarak, bu tozdan yaklaşık 1 gram alıp bir pelet presi kullanarak sert bir pelet oluşturursunuz.

Uçucu Olmayan Sıvıların Kullanımı

Yağlar ve diğer kararlı sıvılar, temiz bir yanma sağlamak için çoğunlukla pamuklu fitil kullanılarak doğrudan potaya tartılabilir.

Örnek: Yakıt Yağı Numunesi Hazırlama – Ağır bir yakıt yağını test ederken, 0.8 gramı doğrudan potaya koyup fitil görevi görecek şekilde önceden tartılmış küçük bir pamuk topu ekleyebilir ve bunun ateşleme teliyle temas halinde olduğundan emin olabilirsiniz.

Uçucu Sıvıların Yönetimi

Benzin gibi uçucu maddeler, bomba kalorimetre numunenizin hazırlanması ve tartılması sırasında buharlaşma kaybını önlemek için jelatin kapsül gibi kapalı bir kap gerektirir.

Örnek: Benzin Örneği Hazırlama – Benzin için, önceden tartılmış bir jelatin kapsüle yaklaşık 0.7 gram enjekte edip hızlıca kapatırsınız. Kapatılan kapsülün son ağırlığı alınır ve bu, potaya yerleştirilen birimdir.

Tutuşması Zor Numunelere Yardımcı Olmak

Antrasit gibi bazı malzemeler, tam bir yanmayı garantilemek için benzoik asit gibi "ekleyici" bir malzeme gerektirir.

Örnek: Antrasit Numunesi Hazırlanması – Bir antrasit pelet hazırlayıp üzerine bilinen miktarda (örneğin 0.3 gram) benzoik asit tozu eklersiniz. Testten sonra, benzoik asidin bilinen enerji katkısını toplamdan çıkarırsınız.

Güvenilir Sonuçlar için Ön Test Kontrol Listemiz

Bu adımları manuel olarak takip etmek kritik öneme sahip, ancak yüksek hacimli laboratuvarların operatöre bağlı görevleri azaltması gerektiğini de biliyoruz. İşte tam da bu nedenle bizim gibi bir sistem... NitelikliBC-1200 geliştirildi. Bomba kalorimetresi numune hazırlama sürecinde oksijen dolumu ve bomba elleçleme gibi en kritik kontrol listesi öğelerini otomatikleştirerek bunları her seferinde robotik bir hassasiyetle gerçekleştirir.

  • Örnek Tekdüzeliği: Malzeme homojen hale getirilmek üzere öğütüldü, harmanlandı veya karıştırıldı mı?
  • Parçacık Yapılandırması: Numune ince toz mu yoksa katı pelet mi?
  • Nem Kontrolü: Nem sorununu kurutma veya içeriğini ölçme yoluyla mı çözdünüz?
  • Hassas Tartım: Numuneyi, teli ve varsa katkı maddelerini ±0.1 mg hassasiyetle tarttınız mı?
  • Pota Yerleşimi: Pota doğru şekilde merkezlenmiş mi ve ateşleme teli doğru şekilde konumlandırılmış mı?
  • Oksijen Arındırma: Son dolumdan önce bombayı oksijenle yıkadınız mı?

 

Cihazınızın Uygun Kalibrasyona İhtiyacı Var

Mükemmel bomba kalorimetresi numunesi hazırlama, denklemin sadece bir parçasıdır. Kalibrasyonu kötü yapılmış bir cihaz, özünde anlamsız sayılar üreten kara bir kutudur.

Kalibrasyon, belirli kalorimetrenizin "enerji eşdeğerini" veya "ısı kapasitesini" (tüm sistemin sıcaklığını tam olarak 1°C artırmak için gereken enerji miktarı) belirleme işlemidir. Bu değer, cihazın ölçülen sıcaklık artışını nihai kalorifik değere dönüştürmek için kullandığı temel dönüşüm faktörüdür.

İşte sertifikalı bir referans materyalinin neredeyse her zaman olduğu yer burasıdır benzoik asit, devreye giriyor. Bilinen bir kütleyi yakıyorsunuz, kalorimetre sıcaklık artışını ölçüyor ve bu iki değerden kendine özgü enerji eşdeğerini hesaplıyor.

Bu faktör kalıcı değildir. Bu nedenle tutarlı bir yeniden ayarlama programı hayati önem taşır. Güvenilir verilere duyulan bu ihtiyaç, özellikle araştırmada kritik öneme sahiptir ve bu nedenle... NitelikliBC-1000Uzun vadeli olağanüstü istikrara odaklanmasıyla, birçok üniversite ve Ar-Ge laboratuvarında temel bir araçtır.

Yaygın Bomba Kalorimetresi Numune Hazırlama Sorunlarının Giderilmesi

  • Eksik Yanma: Kurum veya yanmamış malzeme bulunması genellikle tel-numune temasının zayıf olmasından veya numunenin çok yoğun olmasından kaynaklanır.
  • Dağınık Örnekler: Talaş gibi ince tozlar potadan dışarı atılabilir. Bunları pelet haline getirmek en güvenilir çözümdür.
  • Sigorta Teli Arızası: Ateşleme kablosu arızalanırsa, sorun neredeyse her zaman bir kurulum sorunudur. Bazı operatörler, bomba sızdırmazlık ve oksijen dolumunu bizzat yönetmeyi tercih eder. Bu, sunduğumuz temel nedenlerden biridir. NitelikliBC-3200Otomatik su işleme ile manuel operatör kontrolünün dengesini sağlayan.
     

Tahminleri ortadan kaldırın ve kesinliğe ulaşın Qualitest

At Qualitest, güvenilir sonuçlar elde etmenin tüm süreçle ilgili olduğunu anlıyoruz. QualiBC Serisi Bomba kalorimetreleri hassasiyet ve güvenilirlik için üretilmiştir ve hazırlık tezgahından nihai rapora kadar iş akışınızı kolaylaştırmaya yardımcı olur.

Farklı laboratuvarlar sistemlerimizi ihtiyaçlarına göre entegre ederken, bazı ortamların tek bir önceliği vardır: hız. Hızlı kalorimetre numunesi hazırlamanın ardından hızlı analizin yapıldığı yüksek hacimli kalite kontrol için her saniye önemlidir. QualiBC-1500 Yüksek Hızlı Uzmanımız tam da bu noktada öne çıkıyor ve hızlı karar alma süreçlerine olanak sağlamak için yalnızca 7.5 dakikada doğru sonuçlar sunuyor.

Bomba kalorimetresi numunenizin hazırlanmasından kaynaklanan tutarsız sonuçlardan bıktıysanız, bugün uzman ekibimizle iletişime geçinİşinizin gerektirdiği doğruluk ve güvenilirliği elde etmek için doğru QualiBC sistemini bulmanıza yardımcı olalım.

Referanslar

  1. Hopper, Z., Desbrow, B., Roberts, S. ve Irwin, C. (2023). Oksijen bombası kalorimetresi için gıda ve içecek numunelerinin hazırlanma prosedürleri: Kapsam incelemesi ve raporlama kontrol listesi. Gıda ve İlaç Analizi Dergisi, 31, 232-243. https://doi.org/10.38212/2224-6614.3461
  2. Hopper, Z., Desbrow, B., Roberts, S. ve Irwin, C. (2024). İçecek numunesi hazırlama ve bomba kalorimetresi prosedürleri: Yöntemlerde eşdeğerliğin oluşturulması. Gıda Bileşimi ve Analizi Dergisi. https://doi.org/10.1016/j.jfca.2024.106033
  3. Sen, A., Kundu, R., Upadhyay, A., Soni, S. ve Chakravarty, S. (2024). Kalorimetri Analizi için Benzoik Asit Referans Malzemesinin Hazırlanması ve Sertifikasyonu. Ölçüm: Enerji. https://doi.org/10.1016/j.meaene.2024.100016
  4. Da Silva, R., Pilcher, G., Santos, L. ve Lima, L. (2007). Aneroid mini bomba yanma kalorimetresinin kalibrasyonu ve testi. Kimyasal Termodinamik Dergisi, 39, 689-697. https://doi.org/10.1016/j.jct.2006.10.013
  5. Xu-Wu, A. ve Jun, H. (2000). Mini bomba yanma kalorimetresi. Termochimica Acta, 352, 273-277. https://doi.org/10.1016/s0040-6031(99)00476-1
  6. Dávalos, J. ve Roux, M. (2000). C, H ve O içeren organik bileşikler için uygun bir mikro yanmalı kalorimetrenin tasarımı, yapımı ve test edilmesi. Ölçüm Bilimi ve Teknolojisi, 11, 1421-1425. https://doi.org/10.1088/0957-0233/11/10/301
  7. Månsson, M. (1973). Yaklaşık 3 kPa'nın (20 Torr) altında buhar basıncına sahip 5 ila 10 mg'lık numuneler için 4.5 cm³'lük bomba yakma kalorimetresi ve ampul tekniği. Kimyasal Termodinamik Dergisi, 5, 721-732. https://doi.org/10.1016/_

Yiyecek Kalorileri Nasıl Ölçülür ve Neden Önemlidir?

Kalite kontrol çevrelerinde temel bir soru şudur: Bir besin etiketindeki kalori miktarı aslında nasıl belirlenir? Bu süreç keyfi değildir ve bu kılavuz, gıda kalorilerinin nasıl ölçüldüğünü açıklamaktadır.

Herhangi bir yiyecek ve içecek şirketi için bu ölçüm, teknik bir ayrıntıdan çok daha fazlasıdır; mevzuata uyumdan tüketici güvenine kadar her şeyi etkileyen kritik bir veri noktasıdır. Bu, tüm sürece doğrudan bir bakıştır.

Gıda Kalorilerinin Nasıl Ölçüldüğünün Temel Bilimi

Bir gıda kalorisi, basitçe depolanmış enerjinin bir birimidir.

Besin etiketlerinde görülen "Kalori"nin (büyük C ile) teknik olarak bir kilokalori (kcal) olduğunu, bunun da 1 gram suyu 1°C yükseltmek için gereken enerji olan 1,000 bilimsel kaloriye eşit olduğunu belirtmek önemlidir.

Ölçüm sürecinin tamamı, gıdadaki kalorileri ölçen bir cihaz kullanarak bu enerjinin tam olarak ne kadarının gıda numunesinde kilitli olduğunu bulmaktır. Bunun için kullanılan temel cihaz, adını özünde bulunan kalın duvarlı çelik kap veya "bomba"dan alan bomba kalorimetresidir.

Operasyonel prosedür doğrudan ve metodik bir süreçtir:

  • Hazırlanışı: Ölçülü bir gıda örneği çelik "bomba"nın içine yerleştiriliyor.
  • basınçlandırma: Bomba, numunenin her bir parçacığının yanmasını sağlamak için saf oksijenle kapatılıp basınçlandırılır. Tam yanma kritik öneme sahiptir; yanmamış herhangi bir malzeme, enerjisinin ölçülmediği anlamına gelir.
  • Daldırma: Kapalı bomba, hassas bir şekilde ölçülmüş hacimde suya batırılır. Sistemin tamamı yalıtılmış olduğundan, bu su mükemmel bir ısı emici ortam görevi görerek yanma sırasında açığa çıkan tüm enerjiyi hapseder.
  • Ateşleme ve Ölçüm: Elektrik kıvılcımı yanmayı başlatır. Örneğin, yüksek yağlı bir fıstık gibi bir yiyecek yandığında, depolanan enerjisini ısı olarak serbest bırakır. Bu ısı, çevredeki suya aktarılır ve suyun sıcaklığının yükselmesine neden olur. Delta T (ΔT) olarak bilinen bu sıcaklık değişimi yüksek bir doğrulukla izlenerek doğrudan bir hesaplama yapılır. Bu sıcaklık değişimi, kalorimetre sisteminin bilinen ısı kapasitesiyle bir formüle girildiğinde, joule veya kalori cinsinden kesin bir enerji sonucu verir.

 

Atwater Sistemi ve Bomba Kalorimetresi ile Bağlantısı

Resim
Atwater Sistemi ve Bomba Kalorimetresi ile Bağlantısı

Bomba kalorimetresi, bir gıdadaki toplam kimyasal enerjinin, yani "brüt enerji"nin kesin bir değerini verir. Ancak, gıdalardaki kalorilerin etiketleme için nasıl ölçüldüğünün tüm hikayesi bu değildir, çünkü vücudumuz bu enerjinin tamamını çıkaramaz. İşte Atwater sistemi tam da bu noktada devreye girer ve bomba kalorimetresiyle ilişkisi çok önemlidir.

Ünlü Atwater faktörleri sadece tahminlerden ibaret değildi; temel araç olarak bomba kalorimetresini kullanan titiz deneylerle geliştirildi. Araştırmacılar, belirli gıdaların brüt enerjisini ölçmek için bomba kalorimetresi kullandılar.

Daha sonra beslenme çalışmaları yürüttüler, insan atıklarını (kullanılmayan enerji içeren) topladılar ve bunları bir kalorimetre bombasında yaktılar. Atığın enerjisini besinin brüt enerjisinden çıkararak, vücudun gerçekte emdiği ortalama enerjiyi belirleyebildiler.

Sayısız deneyin ardından, bu araştırma, "metabolizma enerjisini" tahmin etmek için her makro besine belirli bir değer atayan bir hesaplama yöntemi olan Atwater sistemini ortaya çıkardı. Bunu varsayımsal bir enerji barıyla pratiğe dökelim. Bir laboratuvar, analiz sonucunda 100 gramlık bir barın şunları içerdiğini buldu:

  • Protein: 20 gram
  • Karbonhidratlar: 40 gram (10 gr sindirilemeyen lif dahil)
  • Şişman, yağ: 15 gram
     

Atwater sistemini kullanarak hesaplama şu şekilde olacaktır:

  • Protein: 20g x 4 kcal/g = 80 kalori
  • Karbonhidratlar: (Toplam 40g - 10g lif) = 30g x 4 kcal/g = 120 kalori
  • Şişman, yağ: 15g x 9 kcal/g = 135 kalori
  • Etiketteki Toplam Kalori: 80 + 120 + 135 = 335 kalori.


Yani Atwater sistemi besin etiketleri için standart hesaplama yöntemi olsa da, bomba kalorimetrelerinden elde edilen veriler üzerine inşa edilmiş ve doğrulanmış bir kısayoldur. 

Günümüzde kalorimetreler, yeni bileşenlerin enerji içeriğini doğrulamak ve kalite kontrolü için hâlâ gereklidir ve bir gıdanın toplam potansiyel enerjisinin "temel gerçeğini" sağlar.

Doğru Ölçümün Kritik İşlevi

Gıda kalorilerinin nasıl ölçüldüğüne ilişkin doğruluk baskısı, geçmişteki herhangi bir noktadan daha yoğun.

Günümüz tüketicileri inanılmaz derecede bilgili ve keto veya paleo gibi beslenme planlarına uygun etiketleri okuyorlar. Şeffaflık talep eden daha geniş bir "temiz etiket" hareketinin katılımcıları haline geliyorlar.

Bu kişiler için beslenme paneli, markanın hikayesinin temel bir parçasıdır. Sürekli olarak doğru veriler sunan bir marka, onların sadakatini kazanır.

Bu yoğun tüketici odaklılık, hassas ölçümün kalite kontrol ve mevzuata uyumun vazgeçilmez bir parçası olmasının doğrudan bir göstergesidir. Bu beklentilerin karşılanmaması, aşağıdakiler de dahil olmak üzere önemli iş risklerine yol açabilir:

  • Marka Hasarı: 'Düşük kalorili' olarak pazarlanan ve yanlış etikete sahip bir ürün, bir gecede güvenilirliğini zedeleyebilir.
  • Maliyetli Geri Çağırmalar: Yanlış etiketlenmiş ürünler, pahalı ve lojistik açıdan karmaşık ürün geri çağırmalarına yol açabilir.
  • Boşa Harcanan Ar-Ge Kaynakları: Yanlış verilere dayalı yeni ürün formülasyonları zaman ve malzeme israfına yol açabilir.
  • Operasyonel Darboğazlar: Gıdalardaki kalorileri ölçen yavaş veya güvenilir olmayan bir cihaz tüm üretim iş akışını aksatabilir.
     

Yiyeceklerdeki Kalorileri Ölçen Bir Cihaz Seçimi

Profesyonel görüşümüze göre, kalori ölçüm cihazı seçimi bir laboratuvarın vereceği en etkili kararlardan biridir. Seçeneklerinizi değerlendirirken, şu üç alana en çok dikkat edilmesi gerektiğine inanıyoruz:

Resmi Standartlara Uygunluk

Başlangıç ​​noktası burası. Düşündüğünüz tüm ekipmanlar ASTM D5865 veya ISO 1928 gibi uluslararası standartlara uygun olmalıdır. Bu, yalnızca doğru değil, aynı zamanda yasal olarak savunulabilir sonuçlar için gerekli temeli sağlar.

Otomasyonun Değeri

Zorlu bir verime sahip laboratuvarlar için otomasyon hayati önem taşır. Bu nedenle, QualiBC Serisi geniş bir çözüm yelpazesi sunar. Otomasyon, zaman alıcı manuel adımları ortadan kaldırır ve işçilik maliyetlerini ve insan hatası olasılığını doğrudan azaltır.

Örneğin, haftada birkaç düzine numune üzerinde çalışan bir üniversite araştırma laboratuvarı, yarı otomatik NitelikliBC-3200 hassasiyet ve maliyet etkinliğinin mükemmel dengesini sunar. 

Buna karşılık, her partide 7/24 kalite kontrolü yapması gereken büyük ölçekli bir gıda üretim tesisi, tam otomatik bir sistemden net bir yatırım getirisi elde edecektir. NitelikliBC-1200operatör süresini en aza indiren ve verimi en üst düzeye çıkaran.

Gelecekteki Uygulamalar için Planlama

Müşterilerimizi her zaman bir makinenin tüm potansiyelini değerlendirmeye teşvik ediyoruz. Biyoyakıtlar gibi diğer malzemelerin enerji değerini de belirleyebilen bir cihaz, ilk yatırımınızdan çok daha fazla getiri sağlar.

Doğruluğun Korunmasına İlişkin Bir Not: Kalibrasyon Süreci

Gıdalardaki kalorileri ölçen kaliteli bir cihaz doğruluk için temel oluşturur, ancak bu cihazın bakımı rutin olarak doğrulanmalıdır. 

Bir kalorimetre, bilinen ve sertifikalı bir enerji değerine sahip bir madde (genellikle benzoik asit) kullanılarak düzenli olarak test edilir. Cihazın okumasının bilinen değerle eşleştiğini doğrulayarak, laboratuvar cihazının doğru çalıştığını doğrulayabilir. 

Örneğin, benzoik asit standardının sertifikalı değeri 26.45 MJ/kg ise ve makine sürekli olarak 25.91 MJ/kg değerini gösteriyorsa, teknisyen daha fazla ürün örneği çalıştırmadan önce ele alınması gereken bir sorun olduğunu bilir. 

QualiBC-Serimizdeki tüm modeller için gerekli olan bu kritik prosedür, kalite kontrol bulmacasının son parçasıdır.

Qualitest: Kalori Ölçümüne Yönelik Çözümünüz

At QualitestBu operasyonel zorlukların farkındayız. 

Daha önce tartıştığımız gibi, bizim QualiBC Serisi Bomba Kalorimetreleri Bu ihtiyaçlara doğrudan yanıt vermek üzere özel olarak tasarlanmıştır. QualiBC-1000, QualiBC-1200, QualiBC-1500 ve QualiBC-3200 gibi çeşitli modeller sunarak, laboratuvarların kendi iş yüklerine ve finansal çerçevelerine mükemmel şekilde uyan cihazı seçebilmelerini sağlıyoruz.

Kalori ölçüm ihtiyaçlarınız için sağlam ve bütçe dostu bir çözüm arıyorsanız, ekipmanlarımızı incelemenizi öneririz. Ekibimiz, operasyonunuza en uygun cihazı belirlemenize yardımcı olmak için hazırdır. Profesyonel danışmanlık ve fiyat teklifi için bugün bizimle iletişime geçin.

Referanslar

  1. Hopper, Z., Desbrow, B., Roberts, S. ve Irwin, C. (2023). Oksijen bombası kalorimetresi için gıda ve içecek numunelerinin hazırlanma prosedürleri: Kapsam incelemesi ve raporlama kontrol listesi. Gıda ve İlaç Analizi Dergisi, 31, 232-243. https://doi.org/10.38212/2224-6614.3461
  2. Hopper, Z., Desbrow, B., Roberts, S. ve Irwin, C. (2024). İçecek numunesi hazırlama ve bomba kalorimetresi prosedürleri: Yöntemlerde eşdeğerliğin oluşturulması. Gıda Bileşimi ve Analizi Dergisi. https://doi.org/10.1016/j.jfca.2024.106033
  3. Arenas, J., Cardona, L., Zapata-Benabithe, Z. ve Velásquez, J. (2024). Sıkı bir termodinamik yaklaşım kullanarak yüksek kalorili bir gıdanın yüksek ısıl değerinin tahmin edilmesi. Kimya Mühendisliği İletişimi, 211, 763-780. https://doi.org/10.1080/00986445.2023.2296042
  4. Liu, Y. (2015). Oksijen Bombası Kalorimetresi ile Kurabiyelerde Kalorifik Değerin Belirlenmesi. Hunan Tarım Bilimleri.
  5. Lighton, J. (2018). Doğrudan Kalorimetri. Metabolik Hızların Ölçülmesi. https://doi.org/10.1093/oso/9780198830399.003.0006