凱氏自動定氮儀是一種先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備,主要用于測定樣品中的總氮含量,廣泛應(yīng)用于食品科學(xué)、環(huán)境監(jiān)測、農(nóng)業(yè)研究等多個領(lǐng)域。該儀器工作原理: 1.消解過程:
樣品與濃硫酸及催化劑一同加熱消化,使蛋白質(zhì)分解,銨根離子與硫酸根離子結(jié)合生成硫酸銨。
2.蒸餾過程:
在堿性條件下對消化后的樣品進(jìn)行蒸餾,使氨氣游離出來。
氨氣隨水蒸氣一起經(jīng)過冷凝管冷凝后,被收集到裝有硼酸的吸收液中。
3.滴定過程:
吸收液中的氨與硼酸反應(yīng)生成的產(chǎn)物帶有顏色變化,通過分光光度計(jì)測量吸光度來計(jì)算產(chǎn)物的量。
根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)滴定酸溶液的消耗量,計(jì)算出樣品中的含氮量。
4.計(jì)算結(jié)果:
最后,根據(jù)測得的含氮量,乘以轉(zhuǎn)換系數(shù),得出樣品中的蛋白質(zhì)或氮含量。
凱氏自動定氮儀結(jié)合了化學(xué)、物理學(xué)以及嵌入式微機(jī)自動化技術(shù)來設(shè)計(jì)和制造,具體介紹如下:
1.從化學(xué)角度來看,該設(shè)備利用凱氏定氮法進(jìn)行工作。這種方法基于蛋白質(zhì)等含氮物質(zhì)在特定條件下可以被轉(zhuǎn)化為氨氣這一原理。通過加熱含有硫酸和催化劑的消化管中的樣品,使其中的有機(jī)物質(zhì)分解并釋放出氨氣;隨后加入氫氧化鈉溶液吸收生成的氨氣,并通過蒸餾過程收集到標(biāo)準(zhǔn)酸液中,最后根據(jù)滴定所需體積計(jì)算出樣品中的總氮量。
2.物理層面而言,整個過程中涉及到熱量傳遞、氣體擴(kuò)散等多種物理現(xiàn)象。例如,在消化階段需要提供足夠的熱能以促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生;而在蒸餾時(shí)則需控制好溫度與壓力,確保氨氣能夠順利地從反應(yīng)體系中分離出來并被準(zhǔn)確計(jì)量。
3.儀器還集成了先進(jìn)的嵌入式微機(jī)控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了操作流程的高度自動化。用戶只需按照提示設(shè)置相關(guān)參數(shù)即可啟動整個測試程序,包括進(jìn)樣、加試劑、加熱、冷卻、蒸餾及數(shù)據(jù)記錄等功能均可一鍵完成。這不僅大大提高了工作效率,減少了人為誤差的影響,同時(shí)也降低了對操作人員專業(yè)技能的要求。
