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，示差扫描量热分析中心，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测试设备报错：“重量无变化”？先查坩埚是否放稳。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，示差扫描量热分析第三方机构，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，示差扫描量热分析多少钱，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。食品热分析（如差示扫描量热法DSC、热重分析TGA）是研究食品成分（淀粉糊化、蛋白质变性、脂肪熔化/结晶、水分状态等）和稳定性的关键技术。然而，其效率瓶颈主要在于：1.漫长的升温过程：为了精细的热转变（如淀粉糊化的起始、峰值、终止温度），传统方法常采用较低的线性升温速率（如5-10°C/min）。一个从室温到200°C以上的测试可能需要20-40分钟甚至更长。2.必需的冷却等待：测试完成后，样品池/炉体需要冷却回起始温度才能进行下一次测试。自然冷却或强制冷却（如液氮）都需要额外时间，尤其在连续测试时，冷却时间累积显著。3.样品准备与更换：样品称量、装样、密封（DSC）、仪器稳定等操作也占用时间。优化策略：聚焦升温速率与程序效率要实现“一天多测5组”的目标，在于压缩单次测试周期，优化点集中在升温阶段及相关流程：1.科学提高升温速率：*评估可行性：并非所有测试都适合高速升温。首先需明确研究目的：如果关注的转变温度/焓值：*高速升温（如15-30°C/min）可能导致峰形变宽、转变温度向高温偏移（动力学效应），分辨率降低。需进行方法验证：使用标准物质（如铟）或已知样品，株洲示差扫描量热分析，在目标高速率下测试，对比标准速率结果，确认关键参数（峰温、焓值）的偏移是否在可接受误差范围内（例如，淀粉糊化峰值温度偏移如果关注是否存在转变、相对稳定性比较、或筛选大量样品：*高速升温通常可接受，能显著缩短测试时间（如10°C/min需30分钟，20°C/min可能只需15分钟到相同温度）。*分段升温策略：在关键转变温度区间（如淀粉糊化发生在60-80°C）采用较低速率（如10°C/min）以保证分辨率，在非关键区间（如室温到50°C，80°C以上）采用高速率（如20-30°C/min）。这比全程高速更智能。2.优化冷却效率：*强制冷却系统：确保仪器配备的制冷压缩机或液氮冷却附件，并正确维护。这是缩短冷却间隔的关键。*设置合理的冷却目标温度：并非每次都必须冷却到完全相同的起始点（如25°C）。如果后续测试起始温度允许稍高（如40°C），可节省冷却时间。确认样品和基线稳定性是否允许此操作。3.流程优化与自动化：*样品准备批量化：提前准备好一批次（如5-10个）样品，减少单个样品准备时间。*自动进样器（如有）：这是效率提升的“神器”。仪器在测试当前样品时，自动进样器可预热下一个样品并自动更换，极大减少人工操作和等待时间。*优化仪器稳定时间：在保证基线稳定的前提下，尝试缩短等温平衡时间。*程序化序列测试：利用仪器软件编排好包含升温、冷却、稳定、自动启动下一测试的完整序列，实现无人值守连续运行。效果评估与注意事项：*显著提速：假设原单次测试周期（含升降温）为60分钟，通过升速优化（节省15-20分钟）和冷却优化（节省5-10分钟），周期可压缩至35-40分钟。再结合流程优化，一天（按8小时有效时间计）可轻松增加5-8次测试。*数据可靠性：必须强调：提速不能牺牲数据质量。任何升温速率的改变都必须经过严格的方法验证，确认其对关键结果的影响在可接受范围内。对于需要动力学参数或法定标准的测试，可能仍需标准速率。*样品代表性：高速升温可能影响热滞后效应，对不均匀样品或涉及传质的过程（如脱水）结果解释需更谨慎。结论：通过科学评估并适当提高升温速率（尤其是非关键区段）、优化冷却策略、充分利用自动进样器及批量化流程管理，食品热分析的效率可以显著提升。在确保数据质量满足研究目的的前提下，实现“一天多测5组样品”是完全可行的目标。关键在于基于具体应用场景进行方法验证和优化，找到速度与精度之间的平衡点。示差扫描量热分析中心-中森检测-株洲示差扫描量热分析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实力不俗，信誉可靠，在广东广州的技术合作等行业积累了大批忠诚的客户。中森检测带着精益求精的工作态度和不断的完善创新理念和您携手步入辉煌，共创美好未来！)