水分計の産業用途

アンディ・テイ博士は、シンガポールを拠点とするフリーランスのサイエンス ライターです。 連絡先は [email protected] です。

水分含有量の制御は、食品、医薬品、炭化水素処理などの多くの生物学的および化学的用途において不可欠です。 水分計は水分含有量を定量するために使用されます。 ただし、サンプルの状態（固体、液体、気体）に応じて、必要な方法が異なります。 この記事では、さまざまな品質管理アプリケーションでの水分計の使用について説明します。

水分が多すぎると有害な微生物の増殖を促進する可能性があり、水分が少なすぎると食品の粘度や味に影響を与える可能性があるため、食品の水分管理は非常に重要です。

固体または半固体食品中の水分含有量は、乾燥減量法を使用した水分計を使用して測定できます。 この方法では、サンプルの重量を量り、乾燥させ、再度重量を量ります。 重さの差が水の質量になります。 これは、精密電子天秤と発熱体で囲まれたサンプルトレイを備えた水分分析装置によって実現されます。 プロセス全体は自動化でき、マイクロプロセッサーを使用すると、加熱を迅速かつ均一に行うことができます。

製薬会社は一貫した製品を確保する必要があります。 錠剤の形の薬剤は、湿気が多すぎると凝集したり、生物活性を失ったりします。 水分が少なすぎると、形が崩れてしまう可能性があります。 カールフィッシャー電量分析は、医薬品用途に一般的に使用されます。 これには、ヨウ素が水と反応するときに、固体ヨウ素（黒色）がヨウ化水素（無色）に変換されることが含まれます。 水がなくなると反応は終了します。 この反応は水に依存するため、大気中の湿度が結果に容易に影響を与える可能性があります。 したがって、このシステムは通常、乾燥窒素などの不活性ガスが入った容器内で実行されます。 カールフィッシャー電量分析は液体および気体のサンプルにも使用できることに注意してください。 液体サンプルは分析チューブまたはセルに直接注入できますが、石油化学産業などのガスサンプルの場合は特別なセットアップが必要です。

水分計は、石油およびガス産業における炭化水素処理のほぼすべての段階で使用されます。 これらは、天然ガスの液体抽出前の水分含有量の分析や、液化天然ガスの液化前の微量水分の検出に使用されます。 さらに、水分は精製触媒の性能に影響を与えるため、石油精製時の触媒汚染を防ぐために水分計が使用されます。 さらに下流では、粘度などの材料特性の品質管理のため、石油化学製品 (ポリマーやゴムなど) の生産において水分管理が不可欠です。

炭化水素は貴重な性質を持っているため、より正確な測定には吸湿性水晶を備えた水分計が使用されます。 水晶の振動周波数の違いに基づいて、それを検量線と比較することにより、ガスサンプル中の水分含有量を決定できます。

サンプル中の水分含有量は、色、質量、光、さらには電気信号の変化を含むメカニズムによって測定できます。 ここで説明した用途に加えて、水分計は半導体、製紙、金属加工などの他の多くの産業でも使用されています。 この機器は、製品の一貫性を確保するための品質管理を行うのに非常に役立ちます。