Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 9722:2013

Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 9722:2013. Tiêu chuẩn về Cà phê hòa tan - xác định độ ẩm - phương pháp Karl Fischer (phương pháp chuẩn). Tiêu chuẩn này quy định phương pháp xác định độ ẩm trong cà phê hòa tan bằng phương pháp chuẩn độ Karl Fischer, phương pháp này thích hợp để làm phương pháp chuẩn.

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 9722:2013 CÀ PHÊ HÒA TAN - XÁC ĐỊNH ĐỘ ẨM - PHƯƠNG PHÁP KARL FISCHER (PHƯƠNG PHÁP CHUẨN) Instant coffee - Determination of moisture content - Karl Fischer method (Reference method) Lời nói đầu TCVN 9722:2013 hoàn toàn tương đương với ISO 20938:2008; TCVN 9722:2013 Ban kỹ thuật Tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC/F16 Cà phê sản phẩm cà phê biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học Cơng nghệ cơng bố CÀ PHÊ HỊA TAN - XÁC ĐỊNH ĐỘ ẨM - PHƯƠNG PHÁP KARL FISCHER (PHƯƠNG PHÁP CHUẨN) Instant coffee - Determination of moisture content - Karl Fischer method (Reference method) Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn quy định phương pháp xác định độ ẩm cà phê hòa tan phương pháp chuẩn độ Karl Fischer, phương pháp thích hợp để làm phương pháp chuẩn Tài liệu viện dẫn Các tài liệu viện dẫn sau cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn Đối với tài liệu viện dẫn ghi năm cơng bố áp dụng phiên nêu Đối với tài liệu viện dẫn khơng ghi năm cơng bố áp dụng phiên nhất, bao gồm sửa đổi, bổ sung (nếu có) TCVN 8488 (ISO 4788), Dụng cụ thí nghiệm thủy tinh - Ống đong chia độ Thuật ngữ định nghĩa Trong tiêu chuẩn áp dụng thuật ngữ định nghĩa sau đây: 3.1 Độ ẩm (moisture content) Hàm lượng nước xác định theo quy trình quy định tiêu chuẩn CHÚ THÍCH: Độ ẩm biểu thị theo phần trăm khối lượng Nguyên tắc 4.1 Yêu cầu chung Trong thiết bị Karl Fischer, phần mẫu thử cà phê hòa tan hòa tan dung dịch formamid, metanol axit salixylic (FMS) không chứa nước Tiếp theo, chuẩn độ thuốc thử Karl Fischer khuấy liên tục đạt đến điểm kết thúc chuẩn độ phát đo điện Thể tích thuốc thử Karl Fischer tiêu tốn dùng để tính độ ẩm phần mẫu thử 4.2 Phản ứng Trong trình chuẩn độ Karl Fischer, nước có mặt mẫu phản ứng với iot sulfua dioxit với có mặt amin alcohol (ví dụ: metanol): H2O + I2 + SO2 + ROH + 3RnNH3 - n Trong R nhóm alkyl alkoxyl 2RnNH3 - n • HI + RnNH3 - n • HSO4R Điểm kết thúc phản ứng phát lượng nhỏ iot dư định lượng phép đo điện (đo dòng điện đo điện áp) Quy trình mơ tả tiêu chuẩn thực thuốc thử Karl Fischer (KFR) (một thành phần) không chứa pyridin Thuốc thử vật liệu Chỉ sử dụng thuốc thử tinh khiết phân tích sử dụng nước cất nước loại khống nước có độ tinh khiết tương đương, trừ có quy định khác 5.1 Thuốc thử Karl Fischer (KRF, thành phần)1), độ chuẩn khoảng mg/ml, nồng độ khối lượng nước, không chứa pyridin 5.2 Metanol, có nồng độ khối lượng nước thấp, tốt < 0,5 mg/ml 5.3 Formamid, có nồng độ khối lượng nước thấp CẢNH BÁO - Việc sử dụng formamid quan trọng, liên quan đến thời gian chuẩn độ phép xác định rõ điểm kết thúc Người thực phải hướng dẫn cẩn thận đào tạo đầy đủ để tránh tiếp xúc trực tiếp với thuốc thử (dùng chắn quần áo bảo vệ), rửa rửa kỹ tiếp xúc với formamid, kết thúc ca làm việc 5.4 Axit salixylic (axit 2-hydroxybenzoic) CHÚ THÍCH: Axit salixylic dùng để ổn định pH dung dịch Trong điều kiện này, không xảy phản ứng phụ không kiểm soát 5.5 Dinatri tartrat (dinatri 2,3-dihydroxybutandioat) ngậm hai phân tử nước Thiết bị, dụng cụ Sử dụng thiết bị, dụng cụ phòng thử nghiệm thơng thường cụ thể thiết bị, dụng cụ sau Tất dụng cụ sử dụng phải khô tốt 6.1 Cân phân tích, cân xác đến 0,1 mg 6.2 Thiết bị chuẩn độ, dùng để xác định độ ẩm theo phương pháp Karl Fischer Bộ thiết bị chuẩn độ hồn chỉnh có bán sẵn, bao gồm phận riêng lẻ nêu 6.2.1 đến 6.2.5 6.2.1 Bộ chuẩn độ Karl Fischer, để chuẩn độ theo quy trình đo dòng điện đo điện áp 6.2.2 Điện cực kép platin 6.2.3 Dụng cụ khuấy từ, gắn với khuấy phủ polytetrafloetylen 6.2.4 Bình chuẩn độ, dung tích khoảng 100 ml, có bốn ống nối thủy tinh Một ống nối với buret (6.2.5), ống thứ hai nối với điện cực kép platin (6.2.2) Ống thứ ba dùng để bổ sung dung dịch FMS (8.1.1) ống thứ tư để đưa mẫu vào Ống thứ tư phải đậy chặt ống làm khơ bình thu nhận (6.2.5) q trình chuẩn độ CHÚ THÍCH: Việc gắn ổn nhiệt vào bình chuẩn độ có khả làm tăng nhẹ nhiệt độ, làm tăng tốc độ phản ứng 6.2.5 Buret, bình thu nhận ống làm khơ Dùng buret dạng pittơng để đo xác thể tích thuốc thử KFR (5.1) Tránh để chai đựng thuốc thử, buret ống nối để chuyển KFR tiếp xúc với ánh sáng Tất ống nối thơng gió hệ thống phải đóng kín ống làm khơ chứa chất làm khơ hiệu (ví dụ: silica gel có thị ẩm rây phân tử), có bình làm khơ đổ đầy KFR để ngăn độ ẩm môi trường 6.3 Xyranh pipet cân, phù hợp để lấy từ 25 mg đến 30 mg nước phép xác định chuẩn độ KFR theo 8.2.2 Nếu xác định hàm lượng nước dịch chiết cà phê dạng lỏng dùng xyranh để đong mẫu cà phê dạng lỏng chuyển vào bình chuẩn độ 1) Sản phẩm phù hợp có bán sẵn 6.4 Thìa cân, thủy tinh có nắp bảo vệ, mua từ nhà cung cấp thiết bị chuẩn độ 6.5 Ống đong chia độ hình trụ, dung tích 500 ml phù hợp với loại A TCVN 8488 (ISO 4788) Lấy mẫu 7.1 Yêu cầu chung Phòng thử nghiệm phải nhận mẫu đại diện Mẫu không hư hỏng thay đổi suốt trình vận chuyển bảo quản Việc lấy mẫu không quy định tiêu chuẩn Các bên có liên quan phải thỏa thuận với vấn đề 7.2 Chuẩn bị mẫu Mẫu phải mẫu đại diện đồng hóa kỹ, mẫu khơng bị hư hỏng thay đổi trình vận chuyển bảo quản Để bảo vệ mẫu phòng thử nghiệm khỏi độ ẩm mơi trường, mẫu phải chuyển vào bình thủy tinh kín khí sau mở bao gói ban đầu CHÚ THÍCH: Cà phê hòa tan hút ẩm mạnh Các bước chuẩn bị 8.1 Chuẩn bị hỗn hợp dung mơi bình thu nhận để chuẩn độ 8.1.1 Chuẩn bị hỗn hợp formamid-metanol-axit salixylic (FMS) Để hòa tan tốt hơn, hòa tan axit salixylic (5.4) metanol (5.2), sau bổ sung formamid (5.3) Trong hỗn hợp FMS, tỷ lệ formamid với metanol phải + (thể tích) VÍ DỤ 1: Hòa tan 60 g axit salixylic (5.4) 200 ml metanol (5.2) đựng bình hình trụ kín liên tục khuấy Tiếp theo, thêm 100 ml formamid (5.3) đóng kín bình khuấy tiếp để đồng hóa hồn tồn FMS Cũng chuẩn bị trực tiếp hỗn hợp bình chuẩn độ VÍ DỤ 2: Cho 10 ml formamid (5.3) vào bình chuẩn độ, trộn 20 ml metanol (5.2) với g axit salixylic (5.4) hòa tan trước Chuẩn bị dung dịch hàng ngày CHÚ THÍCH: FMS giúp ổn định giá trị pH suốt trình chuẩn độ Karl Fischer 8.1.2 Ổn định hệ thống chuẩn độ Chuyển 30 ml FMS vào bình chuẩn độ, dùng buret dạng pittơng thứ hai (6.2.5) Để cho hệ thống ổn định cách chuẩn độ chế độ "stand-by" với KFR 20 min, thời gian lượng nước dư bám dính loại bỏ hồn tồn Các thơng số điện mặc định dòng phân cực, Ipol, 50 A, kết thúc chuẩn độ khoảng từ 60% đến 80% với thời gian chờ 30s Cần tuân thủ hướng dẫn nhà sản xuất thuốc thử thiết bị chuẩn độ Khả đệm thuốc thử thành phần Karl Fischer kết hợp với chất nhận FMS thay đổi theo thuốc thử sử dụng loại dịch chiết cà phê phân tích Có thể thực chuẩn độ nhiều lần với chất nhận, tùy thuộc vào hàm lượng nước Chiều hướng chuẩn độ sử dụng để kiểm soát phản ứng (xem Hình B.1) Thời gian chuẩn độ chứng minh chất thị phù hợp 8.2 Xác định độ chuẩn thuốc thử KFR 8.2.1 Xác định dinatri tartrat ngậm hai phân tử nước Cân khoảng 0,12 g dinatri tartrat ngậm hai phân tử nước (5.5) (chất chuẩn độ Karl Fischer ban đầu), xác đến 0,1 mg, thìa cân đậy kín (6.4) để xác định khối lượng bì chuyển vào ống nối thích hợp vào bình chuẩn độ có chứa FMS khơng có nước ổn định Đậy bình chuẩn độ chuẩn độ ngay, liên tục khuấy Cân lại thìa cân xác đến 0,1 mg để biết khối lượng bì Tại điểm kết thúc chuẩn độ, ghi lại thể tích KFR dùng, xác đến 0,01 ml 8.2.2 Xác định nước (phương pháp thay thế) Cho đầy nước vào xyranh (6.3) tháo nước đến khoảng 0,2 ml sau bề mặt kim bơm khơ, cân xyranh cân phân tích (6.1), xác đến 0,1 mg (khối lượng bì) Lắp kim bơm xyranh vào ống nối thích hợp bình chuẩn độ Khi kim bơm gần chạm đến bề mặt dung dịch, bơm khoảng 25 mg đến 30 mg nước vào chất nhận FMS Thêm nước ngay, cố gắng giảm ảnh hưởng độ ẩm khơng khí mơi trường; để việc bổ sung nước nhanh chóng số giọt nước tương đương với khối lượng nước cần dùng phải xác định trước xyranh Đậy bình chuẩn độ chuẩn độ khuấy Cân lại xyranh xác đến 0,1 mg để biết khối lượng bì Kết thúc trình chuẩn độ (áp dụng giá trị mặc định), ghi lại thể tích KFR dùng, xác đến 0,01 ml Việc bổ sung nước thực phương pháp tương tự, dùng pipet cân (6.3) CHÚ THÍCH: Có thể sử dụng chất chuẩn nước khác để thay 8.2.3 Tính độ chuẩn Tính độ chuẩn, , theo Cơng thức (1), xem thêm Điều 10: = mH 2O V (1) Trong đó: mH 2O khối lượng nước dùng làm chất chuẩn độ (tổng khối lượng trừ khối lượng bì), tính miligam (mg); V thể tích KFR sử dụng, tính mililit (ml) Khi xác định độ chuẩn dinatri tartrat ngậm hai phân tử nước, khối lượng tartrat dùng tương ứng với khối lượng nước sau: mH 2O = 0,156 mT (2) Trong đó: mT khối lượng tartrat dùng làm chất chuẩn độ, tính miligam (tổng khối lượng trừ khối lượng bì) Khối lượng g dinatri tartrat ngậm hai phân tử nước tương ứng với 0,156 g nước Tiến hành hai phép xác định sử dụng giá trị trung bình làm kết độ chuẩn Luôn kiểm tra độ chuẩn, thuốc thử thành phần không chứa pyridin thường cho độ ổn định cao Cách tiến hành với cà phê hòa tan 9.1 Cà phê hòa tan Cho 30 ml FMS (8.1.1) vào bình chuẩn độ ổn định trước chuẩn độ (8.1.2) Cân phần mẫu thử cà phê hòa tan (từ 300 mg đến 500 mg) xác đến 0,1 mg chuyển vào bình chuẩn độ (8.2.1) Đậy bình chuẩn độ bắt đầu chuẩn độ ngay, không thay đổi thông số chuẩn độ đến kết thúc chuẩn độ Trong q trình cân, phải ln sử dụng nắp đậy thìa cân để tránh ảnh hưởng độ ẩm khơng khí từ môi trường 9.2 Dịch chiết cà phê dạng lỏng Tiến hành xác định độ ẩm dịch chiết cà phê dạng lỏng đặc theo quy trình 8.2.2 Dùng xyranh microlit (6.3) để đo thể tích mẫu chiết 10 Biểu thị kết Tính độ ẩm dịch chiết cà phê, wH 2O , phần trăm khối lượng, theo Công thức (3): wH 2O = (3) Trong KFR độ chuẩn KFR, xác định 8.2, tính miligam nước mililit KFR; V1 thể tích KFR tiêu tốn chuẩn độ mẫu, tính mililit (ml); mE khối lượng phần mẫu thử, tính gam (g) Lấy kết trung bình hai lần xác định đáp ứng yêu cầu giới hạn lặp lại nêu Bảng 11 Độ chụm 11.1 Phép thử liên phòng thử nghiệm Các kết chi tiết phép thử liên phòng thử nghiệm nêu Phụ lục A, giá trị cần quan tâm nêu Bảng Phép thử liên phòng thử nghiệm tiến hành ba loại dịch chiết cà phê: dạng sấy phun, dạng kết tụ (thường gọi hạt nhỏ) dạng đông khô Bảng - Giá trị trung bình, giới hạn lặp lại giới hạn tái lập Mẫu Giá trị trung bình Giới hạn lặp lại Giới hạn tái lập W H 2O r R g/100 g g/100 g g/100 g Cà phê hòa tan, dạng sấy phun (mẫu A) 4,442 0,234 0,336 Cà phê hòa tan, dạng kết tụ (mẫu B) 4,598 0,193 0,329 Cà phê hòa tan, dạng đơng khơ (mẫu C) 1,722 0,129 0,289 Các liệu độ chụm thu từ phép thử liên phòng thử nghiệm không áp dụng cho loại sản phẩm khác dải độ ẩm khác với giá trị cho 11.2 Độ lặp lại Chênh lệch tuyệt đối kết hai phép thử nghiệm độc lập thu sử dụng phương pháp, vật liệu thử giống hệt nhau, phòng thử nghiệm, người thực hiện, sử dụng thiết bị, khoảng thời gian ngắn, không 5% (nghĩa độ lặp lại xác suất 95%) trường hợp vượt giới hạn lặp lại, r, nêu Bảng Giới hạn lặp lại chung thu hẹp 0,2 % (khối lượng) 11.3 Độ tái lập Chênh lệch tuyệt đối hai kết thử nghiệm đơn lẻ thu sử dụng phương pháp, tiến hành thử vật liệu giống thử hệt nhau, phòng thử nghiệm khác nhau, người khác thực hiện, sử dụng thiết bị khác nhau, không 5% (nghĩa độ tái lập xác suất 95%) trường hợp vượt giới hạn tái lập, R, nêu Bảng Giới hạn tái lập chung thu hẹp 0,3% (khối lượng) 12 Báo cáo thử nghiệm Báo cáo thử nghiệm phải bao gồm thông tin sau: a) thông tin cần thiết để nhận biết đầy đủ mẫu; b) phương pháp sử dụng, viện dẫn tiêu chuẩn này; c) kết thử nghiệm thu đơn vị tính; d) ngày kết thúc phân tích; e) kiểm tra độ lặp lại, nêu kết cuối thu được; f) chi tiết thao tác khác với quy định tiêu chuẩn tùy chọn cố ảnh hưởng đến kết thử nghiệm PHỤ LỤC A (Tham khảo) CÁC KẾT QUẢ CỦA PHÉP THỬ LIÊN PHÒNG THỬ NGHIỆM Độ chụm phương pháp DIN đánh giá phép thử liên phòng thử nghiệm cộng tác với phòng thử nghiệm khác, sử dụng thuốc thử từ nhà cung cấp thuốc thử khác Ba mẫu khác phân tích 11 phòng thử nghiệm tham gia tiến hành hai lần xác định mẫu thử, số phép xác định lặp lại hai lần Các kết thống kê, đánh giá theo TCVN 6910-1 (ISO 5725-1) [1] TCVN 6910-2 (ISO 5725-2)[2] nêu Bảng A.1 Bảng A.1 - Độ ẩm cà phê hòa tan Thông số Mẫu A Mẫu B Mẫu C sấy phun kết tụ đông khô (hạt nhỏ) Năm thử nghiệm 2002 2002 2002 Số lượng phòng thử nghiệm tham gia 11 11 11 Số lượng dãy thử nghiệm đưa phòng thử nghiệm tham gia 13 13 13 Số lượng dãy thử nghiệm giữ lại sau trừ ngoại lệ 13 13 10 Độ ẩm trung bình, W H 2O , % khối lượng 4,442 4,598 1,722 Độ lệch chuẩn lặp lại, sr 0,083 0,069 0,046 1,9 1,5 2,7 Giới hạn lặp lại, r (2,8 sr) 0,234 0,193 0,129 Độ lệch chuẩn tái lập, sR 0,120 0,117 0,103 Hệ số biến thiên lặp lại, CV(r), % Hệ số biến thiên tái lập, CV(R), % Giới hạn tái lập, R (2,8sR) 2,7 2,6 6,0 0,336 0,329 0,289 PHỤ LỤC B (Tham khảo) ĐỒ THỊ ĐƯỜNG CHUẨN ĐỘ Thực phân tích chuẩn độ Karl Fischer ba loại cà phê hòa tan phòng thử nghiệm tham gia ghi lại, xem Hình B.1 CHÚ DẪN A Mẫu A - sấy phun t, thời gian, tính giây B Mẫu B - kết tụ V thể tích KFR, tính mililit C Mẫu C - đơng khơ Hình B.1 - Xác định độ ẩm cà phê hòa tan theo phương pháp Karl Fischer (Các điểm chuẩn độ tương đương với giá trị trung bình ký hiệu hình thoi) THƯ MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] TCVN 6910-1:2001 (ISO 5725-1:1994), Độ xác (độ độ chụm) phương pháp đo kết đo - Phần 1: Nguyên tắc định nghĩa chung [2] TCVN 6910-2:2001 (ISO 5725-2:1994), Độ xác (độ độ chụm) phương pháp đo kết đo - Phần 2: Phương pháp xác định độ lặp lại độ tái lập phương pháp đo tiêu chuẩn [3] TCVN 6910-6:2002 (ISO 5725-6: 1994), Độ xác (độ độ chụm) phương pháp đo kết đo - Phần 6: Sử dụng giá trị độ xác thực tế [4] ISO Guide 30:1992, Term and definition used in connection with reference materials [5] THOMPSON, M, ELLISON, S.L.R., Wood, R The international Harmonized protocol for the proficiency testing of analytical chemistry laboratories [IUPAC technical report] Pure Appl Chem 2006, 78, pp 145-196  ... trước chuẩn độ (8.1.2) Cân phần mẫu thử cà phê hòa tan (từ 300 mg đến 500 mg) xác đến 0,1 mg chuyển vào bình chuẩn độ (8.2.1) Đậy bình chuẩn độ bắt đầu chuẩn độ ngay, không thay đổi thông số chuẩn. .. bao gói ban đầu CHÚ THÍCH: Cà phê hòa tan hút ẩm mạnh Các bước chuẩn bị 8.1 Chuẩn bị hỗn hợp dung mơi bình thu nhận để chuẩn độ 8.1.1 Chuẩn bị hỗn hợp formamid-metanol-axit salixylic (FMS) Để hòa... hồn tồn FMS Cũng chuẩn bị trực tiếp hỗn hợp bình chuẩn độ VÍ DỤ 2: Cho 10 ml formamid (5.3) vào bình chuẩn độ, trộn 20 ml metanol (5.2) với g axit salixylic (5.4) hòa tan trước Chuẩn bị dung dịch