일반적인 수분 측정 기기 5가지의 원리
수분 분석기 제조업체가 이 글을 여러분과 공유합니다.
할로겐 수분 분석기
1. 칼 피셔 수분 분석기:
칼 피셔법은 1935년 칼 피셔가 제안한 부피 분리법을 이용한 수분 측정법으로, 수분 측정에 가장 특효적이고 정확한 방법으로 알려져 있습니다. 오랜 역사를 자랑하는 고전적인 방법이지만, 최근 몇 년 동안 정확도를 높이고 측정 범위를 확대하는 등 개량이 이루어져 왔으며, 현재 많은 물질의 수분 측정 표준법으로 사용되고 있습니다.
피셔법은 요오드 적정법의 일종으로, 요오드를 사용하여 이산화황을 산화시킬 때 일정량의 물이 반응에 참여해야 한다는 것이 기본 원리입니다.
I2 10 SO2 10 2H2O=2HI 10 H2SO4
위의 반응은 가역적입니다. 반응을 정방향으로 진행시키고 정량적으로 진행시키기 위해서는 알칼리성 물질을 첨가해야 합니다. 실험 결과 피리딘이 가장 적합한 시약으로 밝혀졌으며, 피리딘은 요오드 및 이산화황과 결합하여 두 물질의 증기압을 낮추는 특성도 있습니다. 따라서 황산 무수물 피리딘을 안정한 메틸황산피리딘으로 전환시키기 위해서는 메탄올이나 활성 OH기를 포함하는 다른 용매에 피리딘을 첨가해야 합니다.
2. 적외선 습도계:
원적외선 가열 메커니즘: 원적외선이 물체에 조사되면 흡수, 반사, 투과가 일어날 수 있습니다. 그러나 모든 분자가 원적외선을 흡수할 수 있는 것은 아니며, 전기를 띠는 극성 분자만이 원적외선을 흡수할 수 있습니다. 물, 유기물, 고분자 물질은 원적외선을 강하게 흡수하는 능력을 가지고 있습니다. 이러한 물질들이 원적외선 에너지를 흡수하고 분자와 원자의 고유 진동 및 회전 주파수가 원적외선의 주파수와 일치하게 되면, 분자와 원자의 공명 또는 회전이 매우 활발하게 일어나 운동이 크게 증폭되고 열에너지로 변환되어 내부 온도가 상승합니다. 따라서 물질은 빠르게 연화되거나 건조됩니다.
일반적인 가열 방식은 열전도와 대류를 이용하는데, 이는 매질을 통해 열이 전달되어야 하므로 속도가 느리고 에너지 소모가 많습니다. 반면 원적외선 가열은 매질의 매개 없이 열복사를 이용합니다. 또한, 복사 에너지는 발열체 온도의 네제곱에 비례하기 때문에 에너지 절약은 물론, 빠른 속도와 높은 효율을 자랑합니다. 뿐만 아니라, 원적외선은 일정 수준의 투과력을 가지고 있습니다. 가열 및 건조되는 재료는 표면 분자와 동시에 일정 깊이에서 원적외선 에너지를 흡수하여 자체 발열 효과를 발생시킵니다. 이로 인해 용매나 수분 분자가 고르게 증발하고 가열되어 열팽창 정도 차이로 인한 변형 및 품질 변화를 방지하고 재료의 외관, 물리적 및 기계적 특성, 견뢰도 및 색상을 그대로 유지할 수 있습니다.
수분 분석기
적외선 수분 분석기는 주로 적외선 복사 히터와 전자 저울을 통해 정확도와 안정성이 결정됩니다.
적외선 히터: 텅스텐 필라멘트 진공관은 근적외선을 방출할 수 있고, 탄화규소는 장파장 원적외선을 방출하는 히터이며, 석영 유리 및 세라믹 적외선 히터는 중적외선을 방출할 수 있습니다.
적외선 수분 측정기는 열 건조 및 질량 측정 방식의 적외선 수분 측정기와 매우 유사하며, 이는 공인된 표준 수분 측정 방법 중 하나인 "건조 손실법"에 해당합니다. 공인된 표준 측정 방법인 "건조 손실법"은 (105°C 5시간법), (135°C 3시간법) 등으로도 불립니다. 시료를 건조기에 넣고 장시간 가열 및 건조시킨 후, 건조 전후의 질량 변화를 정확하게 측정하여 수분 함량을 계산합니다. 이를 위해서는 측정 담당자가 장비와 기술에 매우 숙련되어야 합니다. 측정 시간이 오래 걸리기 때문에 많은 양의 시료를 신속하게 측정하기는 어렵습니다. 따라서 다양한 시료를 고정밀도로 측정하는 데에는 적외선 수분 측정기 외에는 다른 방법이 없습니다. 다른 전기적 및 광학적 측정 방법도 있지만, 이러한 방법들은 모두 특정 용도에 특화된 장비이며 측정 대상에 제한이 있습니다. 활용도 측면에서 적외선 수분 측정기에 비해 훨씬 떨어집니다.
적외선 히터: 텅스텐 필라멘트 진공관은 근적외선을 방출할 수 있고, 탄화규소는 장파장 원적외선을 방출하는 히터이며, 석영 유리 및 세라믹 적외선 히터는 중적외선을 방출할 수 있습니다.
적외선 수분 측정기는 열 건조 및 질량 측정 방식의 적외선 수분 측정기와 매우 유사하며, 이는 공인된 표준 수분 측정 방법 중 하나인 "건조 손실법"에 해당합니다. 공인된 표준 측정 방법인 "건조 손실법"은 (105°C 5시간법), (135°C 3시간법) 등으로도 불립니다. 시료를 건조기에 넣고 장시간 가열 및 건조시킨 후, 건조 전후의 질량 변화를 정확하게 측정하여 수분 함량을 계산합니다. 이를 위해서는 측정 담당자가 장비와 기술에 매우 숙련되어야 합니다. 측정 시간이 오래 걸리기 때문에 많은 양의 시료를 신속하게 측정하기는 어렵습니다. 따라서 다양한 시료를 고정밀도로 측정하는 데에는 적외선 수분 측정기 외에는 다른 방법이 없습니다. 다른 전기적 및 광학적 측정 방법도 있지만, 이러한 방법들은 모두 특정 용도에 특화된 장비이며 측정 대상에 제한이 있습니다. 활용도 측면에서 적외선 수분 측정기에 비해 훨씬 떨어집니다.
적용 범위: 곡물, 전분, 밀가루, 건면, 양조 제품, 해산물, 가공 어류 제품, 가공 식용 육류 제품, 향신료, 점토, 심장, 유제품, 건식품, 식물성 기름 및 기타 식품 관련 품목, 의약품, 광석 모래, 코크스, 유리 원료, 시멘트, 화학 비료, 종이, 펄프, 면화, 각종 섬유 및 기타 산업 제품을 측정할 수 있습니다.
3. 이슬점 습도계:
이슬점 수분 분석기는 조작이 간편하고 기기가 복잡하지 않으며 측정 결과가 일반적으로 만족스럽습니다. 주로 상시 기체 중 미량의 수분을 측정하는 데 사용됩니다. 그러나 이 방법은 간섭이 심하고, 특히 농도가 높을 경우 냉각이 쉬운 일부 기체가 수증기보다 먼저 응축되어 간섭을 일으킬 수 있다는 단점이 있습니다.
4. 전자레인지용 수분 측정기:
마이크로파 수분 분석기는 마이크로파장을 이용하여 시료를 건조시키고 건조 과정을 가속화합니다. 측정 시간이 짧고 조작이 간편하며 정확도가 높고 적용 범위가 넓다는 특징이 있습니다. 곡물, 종이, 목재, 섬유 및 화학 제품 등 다양한 시료에 적합하며, 분말 및 점성 고체 시료의 수분 측정은 물론 석유, 등유 등의 액체 시료의 수분 측정에도 적용할 수 있습니다.
5. 쿨롱 습도계:
전기량 측정식 수분 분석기는 기체 중 수분 함량을 측정하는 데 일반적으로 사용됩니다. 이 방법은 조작이 간단하고 반응 속도가 빠르며, 특히 기체 중 미량의 수분을 측정하는 데 적합합니다. 일반적인 화학적 방법으로는 미량의 수분을 측정하기가 매우 어렵습니다. 그러나 전기분해법은 알칼리성 물질이나 공액 디올레핀류의 측정에는 적합하지 않습니다.
