नमी मापने वाले 5 सामान्य उपकरणों के सिद्धांत

मॉइस्चर एनालाइजर निर्माता इस लेख को आपके साथ साझा कर रहा है।

हैलोजन नमी विश्लेषक

1. कार्ल फिशर नमी विश्लेषक:

कार्ल फिशर विधि को संक्षेप में फिशर विधि कहा जाता है, जो नमी मापने की एक आयतनिक पृथक्करण विधि है जिसे कार्ल फिशर ने 1935 में प्रस्तावित किया था। किसी पदार्थ की नमी निर्धारित करने की सभी रासायनिक विधियों में फिशर विधि पानी के लिए सबसे विशिष्ट और सटीक विधि है। हालांकि यह एक पारंपरिक विधि है, लेकिन हाल के वर्षों में इसकी सटीकता बढ़ाने और मापन सीमा का विस्तार करने के लिए इसमें सुधार किए गए हैं। इसे कई पदार्थों में नमी निर्धारित करने की मानक विधि के रूप में सूचीबद्ध किया गया है।

फिशर विधि एक आयोडोमेट्रिक विधि है, और इसका मूल सिद्धांत यह है कि जब सल्फर डाइऑक्साइड को ऑक्सीकृत करने के लिए आयोडीन का उपयोग किया जाता है, तो प्रतिक्रिया में भाग लेने के लिए एक निश्चित मात्रा में पानी की आवश्यकता होती है।

I2 दस SO2 दस 2H2O=2HI दस H2SO4

उपरोक्त अभिक्रिया उत्क्रमणीय है। अभिक्रिया को धनात्मक दिशा में ले जाने और मात्रात्मक रूप से आगे बढ़ाने के लिए, एक क्षारीय पदार्थ मिलाना आवश्यक है। प्रयोगों से सिद्ध हुआ है कि पाइरिडीन सबसे उपयुक्त अभिकर्मक है, और पाइरिडीन आयोडीन और सल्फर डाइऑक्साइड के साथ मिलकर इन दोनों के वाष्प दाब को कम कर सकता है। इसलिए, सल्फ्यूरिक एनहाइड्राइड पाइरिडीन को स्थिर मेथिल हाइड्रोजनसल्फेट पाइरिडीन में परिवर्तित करने के लिए, अभिकर्मक को मेथनॉल या सक्रिय OH समूह वाले किसी अन्य विलायक में मिलाना चाहिए।

2. इन्फ्रारेड नमी मीटर:

अवरक्त तापन क्रियाविधि: जब किसी वस्तु पर सुदूर अवरक्त किरणें पड़ती हैं, तो अवशोषण, परावर्तन और संचरण हो सकता है। हालांकि, सभी अणु सुदूर अवरक्त किरणों को अवशोषित नहीं कर सकते; केवल विद्युत प्रवर्तक ध्रुवीय अणु ही ऐसा कर सकते हैं। जल, कार्बनिक पदार्थ और बहुलक पदार्थों में सुदूर अवरक्त किरणों को अवशोषित करने की प्रबल क्षमता होती है। जब ये पदार्थ सुदूर अवरक्त विकिरण की ऊर्जा को अवशोषित करते हैं और अणुओं और परमाणुओं की प्राकृतिक कंपन और घूर्णन आवृत्ति को सुदूर अवरक्त विकिरण की आवृत्ति के अनुरूप बनाते हैं, तो अणुओं और परमाणुओं का अनुनाद या घूर्णन अत्यधिक प्रवण हो जाता है, जिससे गति अत्यधिक तीव्र हो जाती है और ऊष्मा ऊर्जा में परिवर्तित होकर आंतरिक तापमान बढ़ा देती है, जिससे पदार्थ शीघ्र ही नरम या सूख जाता है।

सामान्य तापन विधि में ऊष्मा चालन और संवहन का उपयोग होता है, जिसमें ऊष्मा का संचरण एक माध्यम से होता है, जो धीमी गति से होता है और बहुत अधिक ऊर्जा की खपत करता है। वहीं, परावर्तित तापन में माध्यम के बिना ही ऊष्मा विकिरण का उपयोग होता है। साथ ही, विकिरण ऊर्जा तापन तत्व के तापमान की चौथी घात के समानुपाती होती है, जिससे न केवल ऊर्जा की बचत होती है, बल्कि गति और दक्षता भी अधिक होती है। इसके अतिरिक्त, परावर्तित किरणों में एक निश्चित भेदन क्षमता होती है। गर्म और शुष्क पदार्थ एक निश्चित गहराई पर परावर्तित विकिरण ऊर्जा को अवशोषित करते हैं, साथ ही सतह के अणु भी ऐसा करते हैं, जिससे स्व-तापन प्रभाव उत्पन्न होता है। इस प्रभाव से विलायक या जल के अणु वाष्पित हो जाते हैं और ऊष्मा समान रूप से वितरित होती है। इस प्रकार, विभिन्न तापीय विस्तार स्तरों के कारण होने वाले विरूपण और गुणात्मक परिवर्तनों से बचा जा सकता है, जिससे पदार्थ की दिखावट, भौतिक और यांत्रिक गुण, स्थायित्व और रंग बरकरार रहते हैं।

नमी विश्लेषक

इन्फ्रारेड मॉइस्चर एनालाइजर की सटीकता और स्थिरता मुख्य रूप से इन्फ्रारेड रेडिएंट हीटर और इलेक्ट्रॉनिक बैलेंस द्वारा निर्धारित की जाती है।

अवरक्त विकिरण हीटर: टंगस्टन फिलामेंट वैक्यूम ट्यूब निकट-अवरक्त किरणें उत्सर्जित कर सकती है, सिलिकॉन कार्बाइड एक लंबी तरंगदैर्ध्य वाला सुदूर-अवरक्त विकिरण हीटर है, क्वार्ट्ज ग्लास और सिरेमिक अवरक्त हीटर मध्य-अवरक्त किरणें उत्सर्जित कर सकते हैं।

इन्फ्रारेड नमी मीटर, ऊष्मा सुखाने और द्रव्यमान मापन के लिए उपयोग किए जाने वाले इन्फ्रारेड नमी मीटर के समान ही होता है। यह नमी मापन की मान्यता प्राप्त मानक विधि "शुष्क हानि विधि" पर आधारित है। इस मान्यता प्राप्त मानक विधि को (105°C 5 घंटे विधि), (135°C 3 घंटे विधि) आदि भी कहा जाता है। इसमें नमूने को ड्रायर में रखकर लंबे समय तक गर्म और सुखाया जाता है। सुखाने से पहले और बाद में द्रव्यमान में होने वाले परिवर्तन को सटीक रूप से मापकर नमी की मात्रा की गणना की जाती है। इसके लिए मापन कर्मियों को उपकरण और तकनीक का अत्यधिक ज्ञान होना आवश्यक है। मापन में अधिक समय लगने के कारण बड़ी संख्या में नमूनों का शीघ्र मापन करना संभव नहीं है। अतः, विभिन्न प्रकार के नमूनों के उच्च-सटीक मापन के लिए इन्फ्रारेड नमी मीटर के अलावा कोई अन्य विकल्प नहीं है। हालांकि कुछ अन्य विद्युत और प्रकाशीय मापन विधियां भी हैं, लेकिन वे सभी विशिष्ट उपकरण हैं जो मापन के दायरे को सीमित करते हैं। बहुमुखी प्रतिभा के दृष्टिकोण से, वे इन्फ्रारेड नमी मीटर से कहीं कमतर हैं।

अवरक्त विकिरण हीटर: टंगस्टन फिलामेंट वैक्यूम ट्यूब निकट-अवरक्त किरणें उत्सर्जित कर सकती है, सिलिकॉन कार्बाइड एक लंबी तरंगदैर्ध्य वाला सुदूर-अवरक्त विकिरण हीटर है, क्वार्ट्ज ग्लास और सिरेमिक अवरक्त हीटर मध्य-अवरक्त किरणें उत्सर्जित कर सकते हैं।

इन्फ्रारेड नमी मीटर, ऊष्मा सुखाने और द्रव्यमान मापन के लिए उपयोग किए जाने वाले इन्फ्रारेड नमी मीटर के समान ही होता है। यह नमी मापन की मान्यता प्राप्त मानक विधि "शुष्क हानि विधि" पर आधारित है। इस मान्यता प्राप्त मानक विधि को (105°C 5 घंटे विधि), (135°C 3 घंटे विधि) आदि भी कहा जाता है। इसमें नमूने को ड्रायर में रखकर लंबे समय तक गर्म और सुखाया जाता है। सुखाने से पहले और बाद में द्रव्यमान में होने वाले परिवर्तन को सटीक रूप से मापकर नमी की मात्रा की गणना की जाती है। इसके लिए मापन कर्मियों को उपकरण और तकनीक का अत्यधिक ज्ञान होना आवश्यक है। मापन में अधिक समय लगने के कारण बड़ी संख्या में नमूनों का शीघ्र मापन करना संभव नहीं है। अतः, विभिन्न प्रकार के नमूनों के उच्च-सटीक मापन के लिए इन्फ्रारेड नमी मीटर के अलावा कोई अन्य विकल्प नहीं है। हालांकि कुछ अन्य विद्युत और प्रकाशीय मापन विधियां भी हैं, लेकिन वे सभी विशिष्ट उपकरण हैं जो मापन के दायरे को सीमित करते हैं। बहुमुखी प्रतिभा के दृष्टिकोण से, वे इन्फ्रारेड नमी मीटर से कहीं कमतर हैं।

उपयोग का दायरा: यह अनाज, स्टार्च, आटा, सूखे नूडल्स, पेय पदार्थ, समुद्री भोजन, प्रसंस्कृत मछली उत्पाद, प्रसंस्कृत खाद्य मांस उत्पाद, मसाले, बीज, दिल, डेयरी उत्पाद, सूखे खाद्य पदार्थ, वनस्पति तेल और अन्य खाद्य-संबंधित वस्तुएं, दवाएं, अयस्क रेत, कोक, कांच का कच्चा माल, सीमेंट, रासायनिक उर्वरक, कागज, लुगदी, कपास, विभिन्न प्रकार के रेशे और अन्य औद्योगिक उत्पादों को माप सकता है।

3. ओस बिंदु नमी मीटर:

ओस बिंदु नमी विश्लेषक का संचालन आसान है, उपकरण जटिल नहीं है, और मापे गए परिणाम आमतौर पर संतोषजनक होते हैं। इसका उपयोग अक्सर स्थिर गैसों में सूक्ष्म नमी की मात्रा निर्धारित करने के लिए किया जाता है। हालांकि, इस विधि में काफी व्यवधान होता है, और कुछ आसानी से ठंडी होने वाली गैसें जल वाष्प से पहले संघनित होकर व्यवधान उत्पन्न करती हैं, विशेषकर जब सांद्रता अधिक हो।

4. माइक्रोवेव नमी मीटर:

माइक्रोवेव नमी विश्लेषक नमूने को सुखाने के लिए माइक्रोवेव क्षेत्र का उपयोग करता है और सुखाने की प्रक्रिया को तेज करता है। इसमें कम समय में मापन, सुविधाजनक संचालन, उच्च सटीकता और व्यापक अनुप्रयोग क्षेत्र जैसी विशेषताएं हैं। यह अनाज, कागज, लकड़ी, वस्त्र और रासायनिक उत्पादों के लिए उपयुक्त है। पाउडर और चिपचिपे ठोस नमूनों में नमी का निर्धारण करने के साथ-साथ पेट्रोलियम, केरोसिन और अन्य तरल नमूनों में नमी का निर्धारण करने के लिए भी इसका उपयोग किया जा सकता है।

5. कूलम्ब नमी मीटर:

गैस में नमी की मात्रा निर्धारित करने के लिए आमतौर पर कूलॉमेट्रिक नमी विश्लेषक का उपयोग किया जाता है। यह विधि संचालन में सरल और त्वरित परिणाम देने वाली है, और गैस में सूक्ष्म नमी की मात्रा निर्धारित करने के लिए विशेष रूप से उपयुक्त है। सामान्य रासायनिक विधि से इसका निर्धारण करना बहुत कठिन होता है। हालांकि, विद्युत अपघटन विधि क्षारीय पदार्थों या संयुग्मित डायोलेफिन की मात्रा निर्धारित करने के लिए उपयुक्त नहीं है।