阜阳食品热分析-中森检测服务至上-食品热分析机构

在热重分析（TGA）中测试食品的吸湿性（主要是吸附水的含量和脱附行为），将温度范围设置为0-100℃通常是足够的，甚至是更优的选择。理由如下：
1.吸湿水脱附温度范围：食品中物理吸附的“吸湿水”（或称自由水、吸附水）主要通过氢键等弱作用力结合，其脱附（蒸发）主要发生在相对较低的温度区间。对于绝大多数食品材料：
*显著失重通常始于室温以上（~30-50℃）。
*主要失重峰（代表大量吸湿水的蒸发）通常出现在50-90℃之间。
*在常压或接近常压的TGA测试条件下（通常使用惰性气体如N?），吸湿水在100℃之前基本可以完全脱附。将终点设为100℃可以确保覆盖绝大部分吸湿水的脱附过程。
2.避免热分解干扰：食品是复杂的有机混合物，包含蛋白质、碳水化合物、脂肪、有机酸等。这些组分的热分解（如美拉德反应初期、糖的焦化、蛋白质变性分解、脂肪氧化分解等）通常起始于100℃以上（常见于150-250℃甚至更高）。如果温度范围设置过高（如超过150℃），在吸湿水脱附完成后，样品开始发生热分解反应，导致额外的失重。这会严重干扰对吸湿水含量的准确测定，因为失重曲线不再单纯反映水分的损失，还包含了其他挥发性分解产物的损失。
3.关注目标-吸湿性：吸湿性测试的目标是量化样品在特定环境条件下吸附的水分含量及其脱附行为（如起始脱附温度、大失重速率温度等）。0-100℃的范围正是吸湿水脱附发生的温区，完全聚焦于目标。
4.升温速率的影响：虽然100℃上限足够，但升温速率的选择至关重要：
*推荐使用较慢的升温速率（如2℃/min，5℃/min）。较慢的升温有利于吸附水有充分的时间脱附，使失重峰更清晰、分离度更好，能地反映不同结合强度水分的脱附过程（尽管TGA对水的结合状态区分能力有限）。
*过快的升温速率（如10-20℃/min或更高）可能导致水分脱附峰变宽、前移或重叠，甚至可能因样品内部蒸汽压快速升高导致微爆裂，影响测量精度和重复性。
5.等温段的价值：在动态升温到100℃后，保持一个短暂的等温段（如5-15分钟）非常有益。这可以确保所有在升温过程中未能及时脱附的残留吸附水（特别是结合稍强或在材料内部扩散较慢的水分）在100℃下充分蒸发，使失重曲线达到平台，从而地确定终失重量（即吸湿水总量）。
6.实际应用与标准参考：许多与食品水分含量测定相关的标准方法（如烘箱法，通常设定在100-105℃）的原理就是在略高于水沸点的温度下驱除水分。TGA在0-100℃动态扫描结合100℃等温，本质上是对这一过程的更、连续的在线监测。
总结与建议：
*温度范围：0-100℃对于食品吸湿性（吸附水含量）的TGA测试是完全足够的。这个范围有效覆盖了吸湿水脱附的主要温区，同时避免了更高温度下热分解反应的干扰。
*关键参数：
*升温速率：优先选择慢速升温（2-5℃/min）以获得更清晰、准确的失重峰。
*终点等温：强烈建议在100℃设置一个短时等温段（如5-15min），确保水分完全脱附，失重达到稳定平台。
*气氛：使用干燥的惰性气体（如高纯N?），流速稳定。
*样品量：适量（通常几毫克），均匀铺平，避免堆积。
*注意事项：对于某些含有特殊高沸点溶剂或极其耐热的成分（这种情况在食品中很少见）的样品，或者需要研究结合水（这部分水可能需要在稍高温度下脱附，但仍远低于分解温度）的行为，可酌情将终点温度略微提高至105-110℃。但对于绝大多数食品吸湿性研究，0-100℃（含等温）是标准且可靠的选择。
因此，在您的研究中，将TGA温度范围设定为0-100℃，并采用慢速升温和终点等温的策略，是准确测定食品吸湿性的合理且推荐的方法。这能确保您获得的数据主要反映目标水分的变化。

TGA高油样品坩埚污染清洁三步法
污染风险：油脂高温裂解后形成顽固碳化残留物，易吸附在坩埚微孔内，导致后续测试基线漂移、失重台阶异常或峰。
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步：高温灼烧除碳（步骤）
1.设备选择：将污染坩埚放入马弗炉（优于TGA原位烧，因控温更稳）。
2.温度程序：
-阶梯升温：250℃（30min）→550-600℃（关键温度，保持1-2h）。
-*原理*：油脂裂解残留物在>500℃下氧化为CO?，分解。
3.冷却：随炉冷却至150℃以下取出，阜阳食品热分析，避免急冷导致坩埚开裂（氧化铝/陶瓷坩埚适用）。
>*注意*：铂金坩埚慎用>600℃灼烧，避免晶粒粗化；建议改用第二步强化处理。
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第二步：溶剂深度萃取（去除有机残留）
1.溶剂选择：
-极性油脂：沸水→10%乙醇溶液（超声30min）。
-非极性油脂：/（超声20min）→（漂洗）。
2.操作要点：
-超声清洗后，用聚四氟乙烯镊子夹取坩埚，避免手触污染。
-重复溶剂清洗直至无油膜反光（侧光观察坩埚内壁）。
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第三步：空白测试验证（质量把控）
1.空白实验：
-清洁后坩埚装入TGA，运行原测试程序（无样品）。
2.合格标准：
-基线漂移<±10μg（全程重量波动）。
-无异常失重台阶（>100℃区间失重<0.1%）。
-*若不合格，重复步+第二步*。
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关键注意事项
-材质区分：
|坩埚类型|禁用方法|推荐替代方案|
|-----------|-----------------|------------------|
|铂金|碱性溶剂/硬物刮擦|稀(5%)浸泡→超纯水超声|
|陶瓷|类|灼烧+交替|
-污染预防：
-高油样品前垫α-氧化（吸油层），减少直接接触。
-专坩：建立“高脂样品坩埚”标签，避免交叉污染。
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效果保障：经此三步处理，食品热分析机构，坩埚残留碳含量可降至<50ppm，满足微量级测试需求（如食品水分、灰分分析）。定期用SEM-EDS扫描坩埚内壁元素组成，可验证清洁性。

问题：仪器未检测到（或无法检测到）样品在程序升温过程中的预期质量变化。这可能是真实无变化，食品热分析费用多少，但更常见的是测量系统未能感知变化。
首要检查：坩埚放置(关键的步！)
1.位置确认：确保坩埚完全、正确地放置在样品吊钩/支架上。它必须卡入到位，无松动或歪斜。
2.悬空状态：仔细观察坩埚是否完全悬空？这是的检查点！
*触碰炉壁/炉底：这是常见的原因！如果坩埚底部或侧壁任何部分接触到加热炉内壁或底部，天平系统就无法自由感知坩埚的重量变化，导致“无变化”的假象。必须确保坩埚在整个可能的升降范围内都悬空无接触。
*触碰吊钩支架/保护装置：检查坩埚是否意外碰到了吊钩支架的其他部分或天平保护机构。
3.重新安装：小心取出坩埚，重新放置一次，确保其“咔哒”一声或明显感觉到卡位正确。放置后，轻轻触碰坩埚边缘，它应能轻微、自由地摆动（阻尼很快停止），这证明其悬挂正常。
其他重要排查步骤：
1.天平保护/锁定机构：
*检查天平的保护机构（如机械锁、防风罩）是否完全释放/打开？如果天平处于锁定或保护状态，它无法检测重量变化。
*确认软件设置中未启用任何形式的“天平锁定”或“固定重量”模式。
2.样品问题：
*样品量：样品量是否过少？特别是对于预期失重百分比小的样品，初始质量太小会导致质量变化低于仪器的检测限或噪声水平。尝试适当增加样品量（在仪器和坩埚容量允许范围内）。
*样品形态/位置：样品是否完全、稳定地放置在坩埚底部？有无弹出、粘附在坩埚侧壁过高位置？粉末样品是否因静电或吸湿结块，导致未能与坩埚良好接触？
*样品性质：在设定的测试温度范围内，样品确实没有发生质量变化（如分解、氧化、脱水、挥发）？检查样品预期行为和测试条件（温度、气氛）。尝试用一个已知会失重的标准样品（如草酸钙）进行测试，验证仪器本身是否正常。
3.环境干扰：
*气流/震动：设备放置环境是否有强气流（空调、通风口直吹）、震动（旁边有大型设备运行、人员频繁走动、不稳固的实验台）？TGA天平极其灵敏，这些干扰会淹没真实信号。
*温度波动：实验室环境温度是否剧烈波动？这也会影响天平稳定性。
4.测试参数设置：
*温度范围/程序：设定的高温度是否足够高以引发样品预期的热分解/反应？升温速率是否合理？
*气氛：使用的气体（如N2，O2，Air）和流量是否正确设置并稳定？气氛是否与预期反应相符？确保气体管路畅通，无堵塞或泄漏（尤其注意炉体密封圈）。
5.基线问题：
*空白坩埚基线：是否使用了正确、稳定的空白坩埚基线进行测量？新坩埚或受污染的坩埚本身可能有重量漂移。在测试前，用空白坩埚在相同条件下（温度程序、气氛）运行一次基线测试，观察其稳定性。如果空白基线漂移严重，会影响样品测试结果。
6.设备硬件问题(可能性较低，但需考虑)：
*吊钩/支架变形或损坏：检查样品吊钩或支架是否有弯曲、变形，导致坩埚无法正常悬挂。
*天平传感器故障：如果以上所有步骤都确认无误，且用标准样品测试也失败，则可能是内部天平传感器或相关电路出现故障。需要联系设备厂家工程师进行诊断和维修。
总结排查流程：
1.立即检查并确认坩埚放置：悬空、无接触、卡位正确。(高优先级！)
2.检查天平保护/锁定状态：确保完全释放。
3.审视样品：量是否足够？位置是否正常？预期是否有变化？
4.评估环境：消除气流和震动干扰。
5.复核测试参数：温度、气氛设置是否正确有效？
6.检查基线：空白坩埚运行是否稳定？
7.使用标准品验证：排除仪器本身故障。
8.联系厂家支持：若以上均无效，寻求帮助。
关键提示：在重新放置坩埚或进行其他操作后，务必让仪器在起始温度（如室温或程序设定的初始温度）稳定足够时间（10-20分钟），让天平充分平衡，再进行升温测试，否则可能因初始漂移导致误判。