TGA测试食品灰分：灼烧温度不够，结果会偏小？2个校准技巧。原因分析：1.有机质不完全分解：灰分测定的是将样品中的所有有机物质在高温下有氧条件下完全氧化分解，只留下不可燃的无机矿物质残留（灰分）。如果温度不足：*碳水化合物、蛋白质、脂肪等可能无法完全燃烧成气体（如CO?、H?O、N?），而是发生碳化，形成黑色的焦炭或碳质残留物。*这些未燃尽的碳质残留物在称重时会被计入终的残留物质量中。2.残留碳质物计入灰分：TGA记录的是样品在程序升温过程中的质量损失。在灰分测定阶段（通常是高温恒温段），质量应趋于稳定，代表只剩下无机灰分。温度不足时，质量损失曲线可能未达到平台期，或者平台期的质量值包含了未完全燃烧的碳质物。终残留质量=真实灰分+未燃尽的有机碳残留。3.结果偏大：由于未燃尽的碳残留增加了残留物的质量，导致报告的“灰分”数值高于样品中真实的无机矿物质含量。简单来说：温度不够，东西没烧干净，残留的“灰”里混进了没烧完的黑炭，称起来就更重了。两个关键的校准/质控技巧：1.使用有证标准物质（CRM）校准：*选择：获取与待测样品基质相似（如脱脂奶粉、面粉、特定植物粉）且具有认证灰分含量的标准物质。*操作：严格按照标准方法（包括的终灰化温度和时间）对CRM进行灰分测定。重复测定足够次数（如3-5次）。*校准/验证：计算测定结果的平均值，并与CRM的认证值进行比较。*如果结果在认证值的不确定度范围内，说明你的仪器（TGA或马弗炉）和操作在该温度下是可靠的。*如果结果显著偏高，这强烈提示设定的温度或时间不足以完全灰化该类型样品（即使对CRM也是如此），需要提高终灰化温度或延长恒温时间。*如果结果偏低（罕见，除非挥发损失矿物），则需检查其他问题（如样品喷溅、矿物挥发）。*意义：这是直接、可靠的方法，用于验证特定温度下特定基质样品灰化过程的完全性和方法的准确性。2.进行严格的空白试验：*操作：使用与样品测定完全相同的坩埚（材质、清洗、预处理状态相同），进行空白灼烧。即不放入任何样品，但经历与样品完全相同的升温程序、终温度、恒温时间和冷却过程。*目的：*校正坩埚质量变化：高温下，坩埚本身（尤其是瓷坩埚）可能会有极微小的质量损失（失重）或吸收空气中的水分/二氧化碳导致增重（增重更少见）。空白试验可以测定这个变化值（Δm_blank）。*校正环境背景：捕获可能来自炉膛气氛或环境中的微量可沉降物。*计算：在计算样品灰分时，必须使用空白校正后的坩埚质量：`灰分(%)=[(m_residue-m_empty_crucible-Δm_blank)/m_sample]×100%`*`m_residue`:灼烧后坩埚+灰分质量*`m_empty_crucible`:灼烧前坩埚质量(通常已恒重)*`Δm_blank`:空白坩埚经历相同程序后的质量变化（可为正或负）*`m_sample`:样品质量*意义：确保称量的是真正来自样品的残留物质量，消除了坩埚本身在高温过程中的系统误差和微小环境背景干扰，提高了测定的精密度和准确度。这对于微量灰分或高精度要求尤为重要。总结：温度不足会导致有机质碳化残留，使灰分结果偏大。要确保结果准确，必须：1.使用合适的有证标准物质验证设定的灰化温度和时间足以使有机物完全分解。2.进行严格的空白试验以校正坩埚自身在高温下的质量变化和环境背景影响。此外，还需确保：*温度均匀性：马弗炉内温度分布均匀（TGA通常较好）。*热电偶校准：定期校准温度测量系统。*恒重判定：确保样品在终温度下灼烧至恒重（连续两次称量差小于规定值，如0.3mg），这是判断灰化完全的关键操作步骤。温度不足时，即使延长时间也可能无法达到恒重。TGA测试食品包装材料：与内容物相容性，热重变化怎么看？。在TGA（热重分析）测试中评估食品包装材料与内容物的相容性，以及解读热重变化，需要结合材料的热稳定性和潜在迁移/反应风险来理解。TGA本身不直接模拟迁移过程，但它提供的关键热信息对预测相容性至关重要：1.理解TGA在相容性评估中的作用（间接但关键）*是热稳定性：TGA测量材料在受控升温环境（通常惰性气氛，有时氧化）中的质量变化（失重）。这揭示了材料开始分解的温度、分解速率、失重台阶对应的组分（如挥发物、添加剂、聚合物主链）以及终残留物（灰分）。*关联相容性风险：*分解温度vs.使用温度：包装材料在实际使用（如灌装、热杀菌、微波加热、储存环境）或内容物接触（如高温、酸性、油脂性食品）中会经历特定温度范围。如果TGA显示材料或其关键组分（如增塑剂、稳定剂）的起始分解温度显著低于或接近这些实际使用/接触温度，则存在高风险。材料可能发生热降解，产生低分子量碎片、小分子或挥发性有机物，这些物质极易迁移到食品中，污染内容物，影响安全性和感官品质。*添加剂挥发/迁移：许多失重台阶对应着添加剂（增塑剂、润滑剂、剂、光稳定剂等）的挥发或热分解。TGA可以清晰显示这些添加剂在什么温度下开始显著损失。如果添加剂在食品接触温度下就大量挥发，它们必然更容易迁移到食品中。例如，一个增塑剂在80-150°C范围内出现明显失重台阶，而包装用于热灌装（90°C）或微波加热（>100°C），则该增塑剂的迁移风险就非常高。*水分/溶剂残留：初始阶段的少量失重（通常在2.解读热重变化的关键点观察TGA曲线（质量%vs.温度或质量%vs.时间）和其导数曲线DTG（失重速率vs.温度）时，重点关注：*起始分解温度：这是材料开始发生显著失重的温度点（常定义为失重1%或5%对应的温度）。这是评估材料热稳定性的首要指标。它必须远高于材料在加工、灌装、杀菌、运输、储存以及消费者使用（如微波、烤箱）中可能遇到的温度。*主要失重台阶：*温度范围：失重主要发生在哪个温度区间？这个区间是否与实际应用温度重叠？*失重百分比：每个台阶损失的质量百分比是多少？这大致对应着该组分的含量（如增塑剂含量约20%，则可能在相应温度段看到约20%失重）。*DTG峰温：DTG曲线的峰值温度对应失重速率点，广元差示量热扫描仪，是特定组分分解或挥发的特征温度。*中间产物与终残留：*多步分解：复杂的材料（如多层复合膜、含多种添加剂的材料）可能呈现多个失重台阶，表明存在分步分解或不同组分的依次挥发/分解。识别这些台阶对应的组分（需要结合材料配方或其它分析如DSC、FTIR）至关重要。任何在食品接触温度下发生的失重都代表潜在迁移源。*终残留（灰分）：高温下（如600°C或900°C）剩余的质量百分比，差示量热扫描仪技术，主要反映无机填料（如碳酸钙、滑石粉、二氧化钛）的含量。高灰分可能影响材料性能，但无机物本身迁移风险通常较低（需关注其纯度及表面处理剂）。3.总结：如何看TGA数据评估相容性风险1.确定关键温度：明确包装材料在生命周期内（特别是与食品接触时）可能遇到的温度（加工温度、杀菌温度、微波/烤箱温度、热气候储存温度等）。2.对比分解温度：仔细检查TGA曲线，特别是起始分解温度和主要失重台阶（尤其是个台阶）的温度范围。*安全区：如果起始分解温度和个主要失重台阶的温度远高于（例如至少高出50°C）实际应用的温度，则材料本身的热稳定性良好，差示量热扫描仪机构，因热分解导致迁移的风险较低。*风险区：如果起始分解温度接近或低于应用温度，或者有失重台阶（特别是对应关键添加剂如增塑剂的台阶）明显跨越或低于应用温度，则存在高风险。材料或其组分可能在该温度下不稳定，降解产物或未分解的添加剂极易迁移到食品中。3.关注特定添加剂挥发：识别TGA曲线上与已知添加剂（如增塑剂DEHP、DINCH，剂BHT等）挥发/分解对应的失重台阶。这些台阶的起始温度和峰温必须远高于相关应用温度。否则，该添加剂的迁移风险会显著增加。4.结合其他测试：TGA提供的是热稳定性信息，差示量热扫描仪多少钱一次，是预测相容性风险（特别是热诱导迁移和降解）的有力工具，但它不能直接定量迁移量或检测所有相互作用。必须结合：*迁移实验：按照法规标准（如欧盟EU10/2011，中国GB31604.1，GB31604.8等）在模拟实际条件下进行迁移测试，并用色谱等方法定量分析迁移物。*感官测试：评估包装是否给食品带来异味。*其他分析：FTIR、GC-MS等用于识别潜在的迁移物或降解产物。结论：TGA是评估食品包装材料相容性的关键筛选工具。通过解读热重变化（失重台阶的温度、幅度、对应组分），可以快速识别材料或其关键组分在预期使用温度下的热稳定性风险。任何在食品接触温度下发生的显著失重，都预示着该组分或降解产物极有可能迁移到食品中，构成相容性风险，必须引起高度重视并通过更直接的迁移实验进行验证和控制。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，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。中森检测服务至上-差示量热扫描仪技术-广元差示量热扫描仪由广州中森检测技术有限公司提供。广州中森检测技术有限公司拥有很好的服务与产品，不断地受到新老用户及业内人士的肯定和信任。我们公司是商盟认证会员，点击页面的商盟客服图标，可以直接与我们客服人员对话，愿我们今后的合作愉快！)