수분 (물)

3. 제품 내 수분 제어

제품 내 수분 제어는 제품 공정의 중요한 부분일 수 있다. 겉으로 보기에는 건조 물질로 보이는 것에도 상당한 양의 수분이 존재한다. 콘플레이크 시리얼에서 세탁 세제 가루에 이르기까지, 수분은 제품의 최종 품질에 중요한 역할을 할 수 있다. 제품 내 수분 제어와 관련하여 주로 고려해야 할 두 가지 측면이 있는데, 너무 많은 수분을 허용하거나 너무 적은 수분을 허용하는 것이다.

예를 들어, 무게로 판매되는 콘플레이크 시리얼에 약간의 물을 첨가하면 비용을 절감하고 너무 텁텁한 맛을 방지할 수 있지만, 물을 너무 많이 첨가하면 시리얼의 바삭함과 신선도에 영향을 미칠 수 있는데, 수분 함량은 세균 번식에 기여하기 때문이다. 일부 식품의 수분 함량은 칼로리를 줄이기 위해 조작되기도 한다.

수분은 다양한 제품에 서로 다른 영향을 미치며, 제품의 최종 품질에 영향을 미친다. 예를 들어, 목재 펠릿은 나무의 잔재를 가져다가 분쇄하여 연료로 판매되는 콤팩트한 펠릿으로 만든다. 이 펠릿은 연소 효율을 위해 상대적으로 낮은 수분 함량을 유지해야 한다. 펠릿에 수분이 더 많이 허용될수록 펠릿을 태울 때 더 많은 연기가 발생한다.

제품의 수분 함량을 측정해야 할 필요성이 수분 분석학이라는 새로운 과학 분야를 낳았다. 다양한 파동 측정(빛 및 음파), 전자기장, 정전 용량 방식, 그리고 보다 전통적인 무게 측정 및 건조 기술과 같이 제품의 수분을 측정하는 방법은 많다.

3. 1. 수분 제어의 예시

4. 수분 측정법

식품 및 의약품 분석 분야에서는 자유수와 결합수 양쪽의 성질 차이에 따라 수분 측정법으로 상압 건조법, 감압 건조법, 칼 피셔법 등의 분석법이 사용되며, 각 분야의 정서(『식품 위생 검사 지침』, 『일본 약국방』 등)에 검사법이 규정되어 있다.

; 상압 건조법

시료를 미리 가열하여 항량이 된 용기에 넣고, 통상적인 기압 하에서 수분의 끓는점인 100℃ 부근(대상물에 따라 가열 온도는 다름)에서 항량이 될 때까지 가열하여, 가열 전후의 무게 차이로부터 수분을 구한다. 수분 측정으로서는 가장 간단하며 복잡한 설비, 조작이 필요 없으므로 널리 사용되지만, 결합수는 측정할 수 없으며, 가열에 의해 물 이외의 성분이 분해, 휘발해 버리는 시료의 측정에는 적합하지 않다.

; 감압 건조법

시료를 미리 가열하여 항량이 된 용기에 넣고, 진공 펌프로 항온조 내부를 감압하면서 항량이 될 때까지 가열하여, 가열 전후의 무게 차이로부터 수분을 구한다. 감압에 의해 수분의 끓는점이 내려가기 때문에, 상압 건조법보다 낮은 가열 온도로 수분을 증발시킬 수 있으며, 상압 건조에서 성분이 분해되는 시료도 측정이 가능하지만, 전용 설비가 필요하다. 또한, 결합수는 측정할 수 없다.

; 칼 피셔 적정법

칼 피셔 적정의 원리를 이용하여, 수분을 용매에 흡수시켜 전위차의 변화에 의해 수분을 측정한다. 자세한 내용은 칼 피셔 적정을 참조.

4. 1. 상압 건조법

4. 2. 감압 건조법

4. 3. 칼 피셔 적정법

5. 건축물에서의 수분 문제

5. 1. 수분 문제의 예시

6. 갤러리

참조

_[1] 서적 Humidity and Moisture: Fundamentals and standards. A. Wexler and W.A. Wildhack, editors https://books.google[...] Reinhold Publishing Corporation 2024-02-11
_[2] 서적 Soil Moisture https://books.google[...] IntechOpen 2024-02-11