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浅谈凯氏定氮仪的使用经验和保养方法

浅谈凯氏定氮仪的使用经验和保养方法

     全自动凯氏定氮仪作为测定蛋白质的首选仪器，广泛应用于乳与乳制品中蛋白质的含量的测定。全自动凯氏定氮仪具有高灵敏度，分析速度快，应用范围广，所需试样少，设备和操作比较简单等特点 它是目前使用最广泛测定乳与乳制品中蛋白质的仪器。
      全自动凯氏定氮仪的简单分析装置流程由四个基本部分组成：（1）蒸馏装置；(2)滴定装置；(3)检测装置；(4)排废装置。下面就本人在工作中的心得，分别谈谈对这四部分的维护与保养的认识。
特别提示：反复认真地阅读仪器使用说明书，做到对仪器的主要部件如蒸馏装置、滴定装置、检测装置和排废装置的功能、特点及其相互关联匹配情况，熟悉、理解，融会贯通。严格按照说明书和仪器操作规程的要求，进行规范操作，这是正确使用和科学保养仪器的前提。
1使用经验
1.1开机之前，保证各个溶液能够满足此次试验测定，检查去离子水，碱液和接收液的使用情况，以及废液桶中废液得到了及时的清理。如果在去离子水，碱液和接收液的液位低于液位传感器的话，或废液的液位高于液位传感器的话，仪器将报警，正在进行的试验将被停止，影响测定工作的正常进行。
1.2 开机之前，保证冷却水的开关是打开了。如果冷却水开关关闭，仪器虽然能自检通过，但是在蒸馏过程中，由于蒸馏装置的温度太高，仪器将报警，提示打开冷却水开关。打开冷却水开关后，仪器将继续工作。但此次试验被停止，影响正常测定的同时，在没有冷却水保护的情况下，对蒸馏装置具有损伤。
1.3 等1.1和1.2确认无误后开机，仪器自检，自检通过后，仪器进入等待选择程序阶段。首先进入手动模式对滴定器中的气泡进行排除。气泡的存在会影响测定结果，因为气泡进入后，会占据标准滴定酸的体积，使标准滴定酸的体积减小，测定结果偏低。
排除气泡的方法是；首先打开仪器前盖，仪器报警，提示仪器前盖被打开，找一块小磁铁放在仪器前面的触点上，按面板上回车键，此时仪器默认前盖关闭。将仪器功能选择滴定器充液，滴定器活塞向上移动停止后，用收捏住滴定器的塑料软管，选择滴定器排空，滴定器活塞向下移动，等移动3~5秒后立刻松手，滴定器中气泡将上浮至滴定器上端，选择滴定器充液，气泡被排除滴定器，反复2~3次，将气泡排净后开始测定。
1.4空白的测定
在空白测定时，首先测定水空白，水空白的测定是为了检查仪器的稳定程度。当前后两次空白测定值小于0.05且水空白值小于0.2时，仪器稳定。测定试剂空白，并将空白值输入仪器。如果不先测定水空白而直接测试剂空白，即在仪器不稳定的情况下就进行试剂空白的测定，将会得到偏高的试剂空白值，测定结果将偏低。
1.5样品测定
1.5.1称样
  牛乳样品需要混合均匀后取样，因为牛乳样品容易脂肪上浮，不事先混合而直接从上层取样的话，测定结果将偏低。乳粉样品混合均匀后用称量纸称量，并用镊子送如消化管底部。因操作不当残留在管壁上的样品，在加入硫酸的时候用硫酸冲入消化管底部。如果残留在管壁上而不用硫酸冲入的话，将会使测定结果偏低。
1.5.2消化
在加酸的过程中，要考虑到样品的组成对消耗酸量的影响。酸量小，样品消化不完全，测定结果偏低；酸量大，在上机过程中与碱中后酸过量，游离胺不能被蒸馏出来，严重影响测定结果。所以，要严格控制硫酸的用量，表1列出了乳与乳制品中各个组分对酸的消耗量。
表1 乳与乳制品中各个组分对酸的消耗量
样品的成分        消耗的酸量(ml硫酸/g)
脂肪        9.7
蛋白质        4.9
糖类        4.0
从表1中可以看出高脂肪含量的样品消耗的酸量将多于高蛋白质和碳水化合物样品消耗的酸量。
表2列出了各类乳制品中消耗酸的情况，对效果过程加酸量有指导意义。
表2 各类样品的组成及消耗酸量
样品名称        样品质量
（g）        脂肪含量
(g/100g)        蛋白质含量
(g/100g)        糖类含量
(g/100g)        消耗酸量
(ml)
纯牛奶                                       
调味奶                                       
原味酸奶                                       
加糖酸奶                                       
全脂乳粉                                       
乳清粉       
                               
以上简单的计算也适用于不同组成的其他样品。所得的结果也可以用来修正其他方面的应用。
在消化过程中蒸发损失约1.2 ml，催化剂反应消耗约2.1 ml，样品消耗，消化管内残留，需要的碱量50 ml。
在消化过程中，先220℃预消化1小时，然后将温度升高到420℃。预消化的目的是让样品和硫酸先缓慢的反应。不预消化，浓硫酸将和样品在高温下剧烈反应，造成炭化，测定结果将偏低，炭化造成的颗粒还会在排废过程中堵塞管路，造成仪器不能正常工作。

1.6回收率的测定
采用硫酸铵和尿素分别对回收率进行测定。单纯的采用硫酸铵，简单快速，不要要消化，但只能保证仪器测定的部分，而不能对前处理的消化过程进行质量体系保证。尿素需要消化进行测定，对前处理和仪器测定部分全程进行质量保证。表3和表4分别列出了硫酸铵和尿素的回收率测定结果。
表3 硫酸铵回收率测定结果
序号        质量m  
(g)        盐酸滴定量V  (mL)        氮实测值N1   (mg)        氮理论值N2    (mg)        回收率                       (%)
1        0.1444         21.6855        30.5419         30.5831         99.87%
2        0.1465         22.0579        31.0663         31.0278         100.12%
3        0.1489         22.3872        31.5301         31.5361         99.98%
4        0.1976         29.7176        41.8543         41.8505         100.01%
5        0.1917         28.8199        40.5899         40.6009         99.97%
6        0.1930         29.0864        40.9653         40.8762         100.22%
其平均回收率为100.03%，标准偏差为0.011，相对标准偏差RSD为0.11%。
表3 尿素回收率测定结果
序号        质量m  
(g)        盐酸滴定量V  (mL)        氮实测值N1   (mg)        氮理论值N2    (mg)        回收率                       (%)
1        0.0536        17.6984        24.9264         24.9883         99.75%
2        0.0612        20.1842        28.4274         28.5315         99.64%
3        0.057        18.9469        26.6848         26.5734         100.42%
4        0.0523        17.2913        24.3531         24.3823         99.88%
5        0.0585        19.3074        27.1925         27.2727         99.71%
6        0.0604        20.0183        28.1938         28.1585         100.13%
其平均回收率为99.92%，标准偏差为0.0027，相对标准偏差RSD为0.27%。
2保养方法
2.1蒸馏装置
2.1.1清洗
当样品测定完毕后，采用手动功能加入80毫升水，开蒸汽蒸馏5分钟，对蒸馏装置进行清洗。清洗后取下消化管，倒掉内容物，对安全门和滴流盘进行擦拭，去除测定过程中残留的碱液。
2.1.2橡皮头的更换
在蒸馏过程中，热的碱液对蒸馏装置的橡皮头有腐蚀作用，长时间使用后，会造成橡皮头和消化管接触不密闭，导致游离胺泄露，影响测定结果。定期（一般以约为周期）对橡皮头进行检查，发现腐蚀严重，立即更换。
更换方法如下：关闭仪器电源开关，打开仪器前盖，取下安全门，用钳子夹住橡皮头一端，用力向下拉扯即可。安装新的橡皮头时，先用热水浸泡5分钟，热水使橡皮头变软，易于安装。
2.2滴定装置
  2.2.1清洗
检测完毕后，清洗滴定缸及液位探针，防止接收液的残留附着在滴定缸的内表面，影响下次测定。
2.2.2标准酸酸溶液的更换
   当采用浓度不同的标准酸溶液时，应当将仪器滴定器中残留的酸液清除掉。
排除酸液的方法；首先打开仪器前盖，仪器报警，提示仪器前盖被打开，找一块小磁铁放在仪器前面的触点上，按面板上回车键，此时仪器默认前盖关闭。将仪器功能选择滴定器充液，滴定器活塞向上移动停止后；再选择滴定器排空，滴定器活塞向下移动，反复3~5次，旧酸液将被新酸液置换出来。
2.3排废装置
2.3.1清洗
    定期（一般以约为周期）对排废装置进行清洗，长时间不清洗，会堵塞管路。量取25ml醋酸溶液和5ml水，采用手动蒸馏半小时，挥发的醋酸将清除排废装置内壁上残留的碱液。
2.3.2维修
   当排废装置堵塞后，一般为废液缸下方的电磁阀内被炭化的颗粒堵塞。关闭仪器电源开关，打开仪器后盖，取下电磁阀，拆开后清除内部废渣后并安装。
2.4注意事项
  在每次更换完标准滴定酸或接收液后，以及对仪器进行维修后，都要对仪器进行回收率的测定。一般采用硫酸铵进行回收率分析，保证回收率在99.5%~100.5%的范围之内，说明仪器正常，可以进行样品测定。
3  结语
为了使凯氏定氮仪保持良好的灵敏度和稳定性，能高效，快速的分析样品，得到准确的分析结果，平时使用时，应注意保持仪器各个部件的正常，开机前仔细检查一下，确认无误后开机测定。

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