食品實驗室常用化學分析儀器及設備詳解

　　1.溶液pH值與酸度計

　　我們在中學階段就聽老師們說過pH試紙，是用來測試溶液酸堿性的，試紙一碰到溶液就會變色，然后根據(jù)顏色讀出pH，當時覺得特別神奇。

　　在實際檢測過程中，pH試紙的精度已經(jīng)是遠不夠用了，那么我如何更加地獲取溶液的pH值呢?

　　那么就要靠我們今天所說的pH計。對了，它也叫酸度計!

　　儀器簡介

　　中 文 名：ph計，又名酸度計

　　外 文 名： pH meter

　　測量范圍：0～14pH

　　供電電壓：AC220V

　　輸 出：4-20ma、RS485等信號

　　耐溫等級：0～130攝氏度

　　儀器原理

　　pH計

　　pH計，即酸度計，是用來測定溶液pH的一種儀器，利用溶液的電化學性質(zhì)測量氫離子濃度，以確定溶液酸堿度的傳感器。氫離子濃度的對數(shù)的負值稱為pH值。通常pH值為0～14。25℃中性水的pH值為7，pH值小于7的溶液為酸性，pH值大于7為堿性。溫度對水的電離系數(shù)有較大影響，引起pH值的中性點隨溫度而改變。而pH計進行pH值測量的原理就是利用電位分析法，建立離子活度與電動勢之間的關系，通過測量原電池的電流進行pH值的測量。

　　注意事項

　　玻璃電極在初次使用前，必須在蒸餾水中浸泡一晝夜以上，平時也應浸泡在蒸餾水中以備隨時使用。玻璃電極不要與強吸水溶劑接觸太久，在強堿溶液中使用應盡快操作，用畢立即用水洗凈，玻璃電極球泡膜很薄，不能與玻璃杯及硬物相碰;玻璃膜沾上油污時，應先用酒精，再用四氯化碳或Yi醚，后用酒精浸泡，再用蒸餾水洗凈。如測定含蛋白質(zhì)的溶液的pH時，電極表面被蛋白質(zhì)污染，導致讀數(shù)不可靠，也不穩(wěn)定，出現(xiàn)誤差，這時可將電極浸泡在稀HCl(0.1mol/L)中4-6分鐘來矯正。電極清洗后只能用濾紙輕輕吸干，切勿用織物擦抹，這會使電極產(chǎn)生靜電荷而導致讀數(shù)錯誤。甘汞電極在使用時，注意電極內(nèi)要充滿lv化鉀溶液，應無氣泡，防止斷路。應有少許lv化鉀結晶存在，以使溶液保持飽和狀態(tài)，使用時撥去電極上的橡皮塞，從毛細管中流出少量的lv化鉀溶液，使測定結果可靠。另外，pH測定的性取決于標準緩沖液的性。酸度計用的標準緩沖液，要求有較大的穩(wěn)定性，較小的溫度依賴性。

　　2.卡式水分測定儀

　　卡氏水分測定儀

　　產(chǎn)品介紹

　　卡爾費休水分測定法，已被很多標準，如，ISO，ASTM，DIN，BS，和JIS等*為性高的方法。適用于各種物質(zhì)水分含量的測定。是目前值得信賴的水分分析測量儀器。應用范圍廣泛，適用于固體、液體和氣體樣品。如果無法直接測量的固體類樣品，可連接水分氣化裝置進行測量。當與水分氣化裝置聯(lián)用時，自動移動樣品盤，設定氣化溫度，設定載氣通氣時間等測量條件，均可由主機操控與自動測量。重現(xiàn)性佳，度高，省時方便。

　　產(chǎn)品應用

　　卡爾費休水分測定儀采用庫侖法和卡爾-菲休法相結合，運用的微處理器技術，可對性質(zhì)不同的的固體，液體，氣體中的水分進行自動測定。具有分析速度快，操作簡單，重復性好，精度高，自診故障等特點，是食品實驗室實驗分析人員得力助手。

　　工作原理

　　就容量滴定而言，碘是作為滴定劑加入的:

　　I2+SO2+3C5H5N+H2O

　　2C5H5NHI+C5H5NSO3

　　C5H5NSO3+CH3OH

　　C5H5N•HSO4CH3

　　卡爾費休水分測定依據(jù)卡爾非休容量法采用柱塞式滴定方法，由單片機控制柱塞的滴定過程，采集電極的動態(tài)信號，自動判斷停止點，并計算測定結果。

　　3.容量分析與自動電位滴定儀

　　自動電位滴定儀是根據(jù)電位法原理設計的用于容量分析的常見的一種分析儀器。

　　電位法的原理：

　　選用適當?shù)闹甘倦姌O和參比電極與被測溶液組成一個工作電池，隨著滴定劑的加入，由于發(fā)生化學反應，被測離子的濃度不斷發(fā)生變化，因而指示電極的電位隨之變化。在滴定終點附近，被測離子濃度發(fā)生突變，引起電極電位的突躍，因此，根據(jù)電極電位的突躍可確定滴定終點。

　　儀器分電計和滴定系統(tǒng)兩大部分，電計采用電子放大控制線路，將指示電極與參比電極間的電位同預先設置的某一終點電位相比較，兩信號的差值經(jīng)放大后控制滴定系統(tǒng)的滴液速度。達到終點預設電位后，滴定自動停止。儀器為微機控制滴加量，其結構分為電計和滴定系統(tǒng)兩大部分。

　　產(chǎn)品簡介

　　自動電位滴定儀

　　全自動電位滴定儀適用于一般以電位為檢測指標的容量分析，可做為青霉素檢測的儀器。全自動電位滴定儀采用柱塞式滴定方法，由單片機控制柱塞的滴定過程，采集電極的動態(tài)信號。在滴定過程中，滴定池內(nèi)溶液產(chǎn)生不同的電位變化，當△E/△V的電位變化大于門限值后為等當點值，滿足設定條件，儀器轉到制停程序，停止滴定并給出測定結果。

　　應用領域

　　電位滴定法測定石柑子總有機酸含量、水中氯離子含量、蜂蜜及其制品的酸度、雙苯氟嗪的含量、食品中過氧化氫、飲用水中硝酸鹽氮、水中的SO4^2的應用、菠蘿、柑橘果汁的總酸及果汁酸度、雞精中谷氨酸鈉的含量、檸檬酸鈉含量、碘鹽中碘含量、水中鹵素離子、味精中谷氨酸鈉、葡萄酒中游離SO2、總SO2米糠中維生素B1含量、醬油中總酸和氨基酸態(tài)氮、荔枝中維生素C、溶液中三聚氰胺的含量、奶粉中微量鋅、深色蔬菜和水果中的維生素C、測定鉀鹽中的鉀含量、ka啡因的含量，ka啡因中砷、調(diào)味品中總酸和氨基酸態(tài)氮、水中總硬度、高鈣食品中鈣、大蒜中大蒜辣素含量、乳與乳制品中酸度。

　　4. 三聚氰胺奶粉事件與凱氏定氮儀

　　2008年的“三聚氰胺”毒奶粉事件中，三聚氰胺之所以能“冠冕堂皇”地躲過安全檢測，就是由于我們食品檢測過程中檢測蛋白質(zhì)含量是用“凱式定氮法”來檢測的，簡單來說就是以食品中的含氮量計算出蛋白質(zhì)的含量。而三聚氰胺由于含氮量高，所以被不法商家添加進奶粉中，提高含氮量來冒充高蛋白奶粉。

　　儀器簡介

　　凱氏定氮儀是根據(jù)蛋白質(zhì)中氮的含量恒定的原理，通過測定樣品中氮的含量從而計算蛋白質(zhì)含量的儀器。因其蛋白質(zhì)含量測量計算的方法叫做凱氏定氮法，故被稱為凱氏定氮儀，又名定氮儀、蛋白質(zhì)測定儀、粗蛋白測定儀。

　　中文名 凱氏定氮儀

　　又 名 定氮儀、蛋白質(zhì)測定儀

　　測量范圍 0.1-200mg

　　氮回收率 99.5%

　　5.有機物結構分析與紅外色譜儀

　　我們*次聽到紅外色譜儀這個名字的時候，應該都是化學教科書上說的它可以用來檢驗有機物的官能團，原理是因為不同的結構對紅外光有不同程度的吸收，體現(xiàn)在譜圖上就可以用來分析。

　　儀器分類

　　①棱鏡和光柵光譜儀

　　屬于色散型光譜儀，它的單色器為棱鏡或光柵，屬單通道測量，即，每次只測量一個窄波段的光譜元。轉動棱鏡或光柵，逐點改變其方位后，可測得光源的光譜分布。

　　光柵光譜儀

　　隨著信息技術和電子計算機的發(fā)展，出現(xiàn)了以多通道測量為特點的新型紅外光譜儀，即在一次測量中，探測器就可同時測出光源中各個光譜元的信息，例如，在哈德曼變換光譜儀中就是在光柵光譜儀的基礎上用編碼模板代替入射或出射狹縫，然后用計算機處理探測器所測得的信號。與光柵光譜儀相比，哈德曼變換光譜儀的信噪比要高些。

　　②傅里葉變換紅外光譜儀

　　它是非色散型的，核心部分是一臺雙光束干涉，常用的是邁克耳孫干涉儀。當動鏡移動時，經(jīng)過干涉儀的兩束相干光間的光程差就改變，探測器所測得的光強也隨之變化，從而得到干涉圖。經(jīng)過傅里葉變換的數(shù)學運算后，就可得到入射光的光譜B(v)。

　　傅里葉變換紅外光譜儀

　　傅里葉變換光譜儀的主要優(yōu)點是：

　　①多通道測量使信噪比提高;

　　②沒有入射和出射狹縫限制，因而光通量高，提高了儀器的靈敏度;

　　③以氦、氖激光波長為標準，波數(shù)值的度可達0.01厘米;

　　④增加動鏡移動距離就可使分辨本領提高;

　　⑤工作波段可從可見區(qū)延伸到毫米區(qū)，使遠紅外光譜的測定得以實現(xiàn);

　　※上述各種紅外光譜儀既可測量發(fā)射光譜，又可測量吸收或反射光譜。當測量發(fā)射光譜時，以樣品本身為光源;測量吸收或反射光譜時，用鹵鎢燈、能斯脫燈、硅碳棒、高壓汞燈(用于遠紅外區(qū))為光源。所用探測器主要有熱探測器和光電探測器，前者有高萊池、熱電偶、硫酸三甘肽、氘化硫酸三甘肽等;后者有碲鎘汞、硫化鉛、銻化銦等。常用的窗片材料有氯化鈉、溴化鉀、氟化鋇、氟化鋰、氟化鈣，它們適用于近、中紅外區(qū)。在遠紅外區(qū)可用聚乙烯片或聚酯薄膜。此外，還常用金屬鍍膜反射鏡代替透鏡。

　　6.熒光與熒光分光光度儀

　　我們都知道熒光絢爛多彩，正因為人們愛它的美麗，便有了熒光粉、熒光筆、熒光棒......產(chǎn)品多不勝數(shù)。

　　可是你可能不知道的是，熒光的產(chǎn)生卻是因為分子躍遷產(chǎn)生的。

　　科學家利用了熒光的相關性質(zhì)，發(fā)明了熒光分光光度計，用來檢測材料，在生物化學、生物醫(yī)學、環(huán)境化工中有著重要的應用。那我就給你介紹一些這個儀器。

　　儀器分類

　　熒光分光光度計的發(fā)展經(jīng)歷了手控式、自動記錄式、計算機控制式三個階段;還可分為單光束式和雙光束式兩大系列。其他的還有低溫激光Shpol’skill熒光分光光度計、配有壽命和相分辯測定的熒光分光光度計等。

　　儀器組成

　　①光源：

　　為高壓汞蒸氣燈或氙弧燈，后者能發(fā)射出強度較大的連續(xù)光譜，且在300nm～400nm 范圍內(nèi)強度幾乎相等，故較常用。

　　②激發(fā)單色器：

　　置于光源和樣品室之間的為激發(fā)單色器或*單色器，篩選出特定的激發(fā)光譜。

　　③發(fā)射單色器：

　　置于樣品室和檢測器之間的為發(fā)射單色器或第二單色器，常采用光柵為單色器。篩選出特定的發(fā)射光譜。

　　④樣品室：

　　通常由石英池(液體樣品用)或固體樣品架(粉末或片狀樣品)組成。測量液體時，光源與檢測器成直角安排;測量固體時，光源與檢測器成銳角安排。

　　⑤檢測器：

　　一般用光電管或光電倍增管作檢測器。可將光信號放大并轉為電信號。

　　熒光分光光度計

　　功能特點

　　①熒光發(fā)射光譜

　　選擇某一固定波長的光激發(fā)樣品，記錄樣品中產(chǎn)生的熒光發(fā)射強度與發(fā)射波長間的函數(shù)關系，即得熒光發(fā)射光譜。

　　②熒光激發(fā)光譜

　　選定某一熒光發(fā)射波長記錄熒光發(fā)射強度作為激發(fā)光波長的函數(shù)，即得熒光激發(fā)光譜。

　　③時間分辨技術

　　可用于對混合物中光譜重疊但有壽命差異的組分進行分辨并分別測量。

　　7. 紫外分光光度計

　　如果你去到過化學實驗室,你一定對這個儀器不陌。要檢測物質(zhì)的種類和純度、測定絡合物組成及穩(wěn)定常數(shù)、研究反應動力學、有機分析等等，都離不開這個儀器。

　　它就是我們今天要介紹的紫外分光光度計。

　　技術指標

　　波長范圍 190-900nm

　　光譜帶寬 1.0

　　波長度 ±0.1nm(D2656.1nm)，±0.3nm全區(qū)域

　　波長重復性 ≤0.1nm

　　雜 散 光 ≤0.03%T

　　光度度 ±0.2%T

　　穩(wěn) 定 性 0.0004A/h(500nm處)

　　基線平直度 ±0.001A

　　數(shù)據(jù)輸出 USB接口

　　打印輸出 并行口

　　光度顯示范圍 0-200%T、-4-4A、0-9999C(0-9999F)

　　顯示系統(tǒng) 320*240位點陣高亮背光大屏幕LCD液晶顯示器

　　軟 件 標配

　　燈 源 進口氘燈、鎢燈

　　接 收 器 進口硅光二極管

　　外形尺寸 460*380*220mm

　　重 量 20kg

　　紫外分光光度計

　　儀器應用

　　1.檢定物質(zhì)

　　2.與標準物及標準圖譜對照

　　3.比較大吸收波長吸收系數(shù)的一致性

　　4.純度檢驗

　　5.推測化合物的分子結構

　　6.氫鍵強度的測定

　　7.絡合物組成及穩(wěn)定常數(shù)的測定

　　8.反應動力學研究

　　9.在有機分析中的應用

　　日常維護

　　一.溫度和濕度是影響儀器性能的重要因素。他們可以引起機械部件的銹蝕，使金屬鏡面的光潔度下降，引起儀器機械部分的誤差或性能下降;造成光學部件如光柵、反射鏡、聚焦鏡等的鋁膜銹蝕，產(chǎn)生光能不足、雜散光、噪聲等，甚至儀器停止工作，從而影響儀器壽命。維護保養(yǎng)時應定期加以校正。應具備四季恒濕的儀器室，配置恒溫設備，特別是地處南方地區(qū)的實驗室。

　　二.環(huán)境中的塵埃和腐蝕性氣體亦可以影響機械系統(tǒng)的靈活性、降低各種限位開關、按鍵、光電偶合器的可靠性，也是造成必須學部件鋁膜銹蝕的原因之一。因此，必須定期清潔，保障環(huán)境和儀器室內(nèi)衛(wèi)生條件，防塵。

　　三.儀器使用一定周期后，內(nèi)部會積累一定量的塵埃，由維修工程師或在工程師指導下定期開啟儀器外罩對內(nèi)部進行除塵工作，同時將各發(fā)熱元件的散熱器重新緊固，對光學盒的密封窗口進行清潔，必要時對光路進行校準，對機械部分進行清潔和必要的潤滑，后，恢復原狀，再進行一些必要的檢測、調(diào)校與記錄。

　　8. 分析檢測與氣相色譜

　　你一定聽過氣相色譜的大名!是的，在分離、分析、檢測中，它是一位無法缺少的好幫手!那讓我們一起來了解一下吧!

　　方法特點：

　　氣相色譜儀

　　氣相色譜法是指用氣體作為流動相的色譜法。由于樣品在氣相中傳遞速度快，因此樣品組分在流動相和固定相之間可以瞬間地達到平衡。另外加上可選作固定相的物質(zhì)很多，因此氣相色譜法是一個分析速度快和分離效率高的分離分析方法。近年來采用高靈敏選擇性檢測器，使得它又具有分析靈敏度高、應用范圍廣等優(yōu)點。

　　性能特點：

　　1.中文大屏幕 LCD 顯示器，顯示內(nèi)容豐富直觀，設定參數(shù)及其方便。

　　2.采用了微機自動點火裝置。

　　3.采用了穩(wěn)定可靠的數(shù)字調(diào)零，避免了電位器調(diào)零引起的基線不穩(wěn)定現(xiàn)象。

　　4.三氣路結構，可同時裝三根色譜柱、同時安裝 FI、DTCD兩種檢測器，并可方便地擴充ECD 、FPD 、NPD 三種檢測器，以及擴裝氣體進樣器和轉化爐等外控設備。

　　5.該機可十分容易地由單 FID 放大器擴充為雙 FID 放大器，兩個放大器的參數(shù)可分別控制，真正實現(xiàn)了一機多用。

　　6.具有八階程序升溫功能。

　　7.具有變頻功能的智能后開門自動降溫系統(tǒng)，降溫速度快，實現(xiàn)了真正意義上的近室溫操作。

　　8.柱室采用*的跟蹤升溫方式;避免了柱室的快速升溫造成檢測器的污染。

　　9.同時配備兩個填充柱汽化室和一個獨立毛細管系統(tǒng)，具有性能優(yōu)良的毛細管分流 /不分流進樣器及尾吹系統(tǒng)，可方便地安裝小口徑毛細柱、大口徑毛細柱和各種填充柱。

　　10.具有掉電保護功能，可自動記憶設定參數(shù)。具有抗電源突變干擾功能和秒表計時功能。

　　11.具有溫保護功能，溫度過所設上限自動斷電并報警。任一路溫度過設定溫度，均會自動停止加熱;并有中文提示故障原因及報警提示。

　　12.具有“0℃”保護功能。當任一路溫度顯示始終為“0℃”時，均會自動停止加熱，以防該室始終加熱導致加熱體損壞.并有中文提示故障原因及報警提示。

　　13.具有斷氣保護及中文提示功能，可大限度地保護 TCD鎢絲和色譜柱不受損害。

　　14.具有故障自我診斷功能，隨時顯示中文故障原因，及報警提示。

　　技術指標

　　1.溫度控制

　　控溫范圍：室溫+8℃-420℃

　　控溫精度：在200℃以內(nèi)為±0.1℃;在200℃以上為±0.2℃

　　程升階數(shù)：八階

　　升溫速率：1-30℃/分鐘

　　2.檢測器指標

　　FID

　　檢測限：Mf≦1×10-11g/s(苯/CS2)

　　噪 音：≦0.02mv

　　漂 移：≦0.1mv/h

　　TCD

　　靈敏度≥3000mV·mL/mg(苯)

　　噪音：≤0.02mV

　　漂移：≤0.1mV/h

　　9. 廢水處理與電導率測定儀

　　環(huán)保達人們，你們一定很關心工業(yè)污水處理問題，現(xiàn)在我就告訴你有這么一件“兵器”，它被應用于電廠-水處理、水廠和污水廠-廢水處理、造紙-生產(chǎn)過程-廢水處理、化工煉油-生產(chǎn)過程/廢水處理、食品和飲料-生產(chǎn)過程/廢水處理、醫(yī)藥行業(yè)-生物反應和發(fā)酵/廢水處理、半導體-生產(chǎn)過程/廢水處理/高純水生產(chǎn)......

　　看到這一組組的應用領域，是不是覺得很厲害?

　　我們現(xiàn)在就來介紹一下它----電導率測定儀。

　　儀器簡介：

　　中文名 電導率儀

　　外文名 Conductivity meter

　　溫 度 0-180℃

　　測量范圍 0-100mS/cm

　　輸出功能 4-20mA/RS485

　　供電電壓 24VDC

　　儀器原理：

　　電導率

　　電導率是物質(zhì)傳送電流的能力，與電阻值相對，單位Siemens/cm 。

　　水的硬度

　　水的硬度是指水中鈣、鎂離子的濃度，硬度單位是ppm，1ppm代表水中碳酸鈣含量1毫克/升(mg/L)。

　　電導(G)是電阻(R)的倒數(shù)。因此當兩個電極(通常為鉑電極或鉑黑電極)插入溶液中，可以測出兩電極間的電阻R。根據(jù)歐姆定律，溫度一定時，這個電阻值與電極間距L(cm)正比，與電極的截面積A(cm2)反比，即，R =ρ×(L/A);其中ρ為電阻率,是長25px，截面積為25px2導體的電阻，其大小決定于物質(zhì)的本性。

　　據(jù)上式，導體的電導(G)可表示成下式：G=1/R=(1/ρ)×(A/L)=K×(1/J);其中，K=1/ρ稱為電導率，J =L/A稱為電極常數(shù);電解質(zhì)溶液電導率指相距25px的兩平行電極間充以25px3溶液時所具有的電導。由上式可見，當已知電極常數(shù)(J)，并測出溶液電阻(R)或電導(G)時，即可求出電導率。

　　10.海水咸淡與鹽度計

　　你是不是也想過，飯菜的咸淡要是有個衡量標準就好了!

　　小編告訴你，這種儀器不但有，而且操作簡單，可以快速地讀取鹽分濃度或海水比重。在現(xiàn)實中應用于海洋、漁場、養(yǎng)殖場使用的海水，水族館使用的海水或人工海水, 儲藏魚使用的鹽水等的濃度管理。

　　產(chǎn)品簡介：

　　鹽度計

　　用于快速測定含鹽(氯化鈉)溶液重量百分比濃度或折射率。廣泛應用于制鹽、食品、飲料等工業(yè)部門及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科研中。

　　應用領域：

　　由于簡單的操作，使用者可以快速地讀取鹽分濃度或海水比重。可應用于海洋,漁場,養(yǎng)殖場使用的海水,水族館使用的海水或人工海水, 儲藏魚使用的鹽水等的濃度管理。

　　工作原理：

　　因為光線從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)時會產(chǎn)生折射現(xiàn)象，且入射角正弦之比恒為定值，此比值稱為折光率。利用鹽溶液中可溶性物質(zhì)含量與折光率在普通環(huán)境下成正比例，可以測定出鹽溶液的折光率，這樣鹽度計/折射儀就求算出鹽的濃度。注：鹽度計是折射儀(折光儀)的細分型。

　　儀器分類：

　　現(xiàn)場鹽度計

　　可測量并記錄海水的現(xiàn)場鹽度隨時空變化的儀器，測量度約±0.02。其測量電路有兩種：一種帶有自動的溫度補償和壓力補償電路;一種沒有補償電路，而是把溫度、深度和電導率的測定值輸入計算機，換算成實用鹽度。

　　實驗室鹽度計

　　高精密度的鹽度計，測量度約±0.005。可以在恒溫條件對水樣進行測量，也有帶溫度補償電路的。BEC-950型鹽度計通常都由傳感器、測量電路和數(shù)據(jù)處理裝置組成。電導傳感器有電極式和感應式兩種：前者的電導池上裝有兩個或兩個以上的電極，典型的是裝有一對電流極和一對電位極的四極傳感器;后者通過電導池內(nèi)外的單匝海水回路把兩個同軸的環(huán)形變壓器耦合起來，利用耦合程度與海水電導率成比例的原理進行測定。