ГОСТ ISO 9831-2017

ГОСТ ISO 9831-2017

     

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

КОРМА ДЛЯ ЖИВОТНЫХ, ПРОДУКЦИЯ ЖИВОТНОВОДСТВА, ЭКСКРЕМЕНТЫ ИЛИ МОЧА

Определение валовой энергии. Метод сжигания в калориметрической бомбе

Animal feeding stuffs, animal products and faeces or urine. Determination of gross energy value. Bomb calorimetric method

МКС 67.060

Дата введения 2019-01-01

 Предисловие

Цели, основные принципы и общие правила проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены в ГОСТ 1.0 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены"

Сведения о стандарте

1 ПОДГОТОВЛЕН Федеральным государственным бюджетным научным учреждением "Всероссийский научно-исследовательский институт кормов имени В.Р.Вильямса" (ФГБНУ "ВНИИ кормов им.В.Р.Вильямса") на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 5

2 ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 7 июня 2017 г. N 99-П)

За принятие проголосовали:

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 27 октября 2017 г. N 1542-ст межгосударственный стандарт ГОСТ ISO 9831-2017 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 января 2019 г.

5 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ISO 9831:1998* "Корма для животных, продукция животноводства, экскременты или моча. Определение валовой калорийности. Метод сжигания в калориметрической бомбе" ("Animal feeding stuffs, animal products, and faeces or urine - Determination of gross calorific value - Bomb calorimeter method", IDT).

________________

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - Примечание изготовителя базы данных.

Международный стандарт разработан Техническим комитетом по стандартизации ISO/TC 34 "Пищевые продукты", Подкомитетом SC 10 "Корма для животных" Международной организации по стандартизации (ISO).

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им межгосударственные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

6 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

7 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Май 2020 г.

Информация о введении в действие (прекращении действия) настоящего стандарта и изменений к нему на территории указанных выше государств публикуется в указателях национальных стандартов, издаваемых в этих государствах, а также в сети Интернет на сайтах соответствующих национальных органов по стандартизации.

В случае пересмотра, изменения или отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована на официальном интернет-сайте Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации в каталоге "Межгосударственные стандарты"

     1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает метод для определения валовой энергии* кормов для животных, продуктов животноводства, а также экскрементов или мочи при постоянной массе в адиабатической, изотермической или статической калориметрической бомбе.

________________

* Валовая энергия (gross energy value): общее количество энергии, содержащееся в единице органического вещества, выраженное в джоулях.

Результатом, полученным этим методом, является валовая энергия испытуемой пробы при постоянной массе и воды, поглотившей конденсируемые продукты сгорания при температуре калориметра.

Примечание - Эталон температуры, применяемый в термохимии -25°C, используется как эталон температуры для определения калорийности, хотя зависимость температуры теплотворной способности материалов, к которым применим настоящий стандарт, невелика (приблизительно 1 Дж·г·К).

     2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты*. Для датированных ссылок применяют только указанное издание ссылочного стандарта, для недатированных - последнее издание (включая все изменения).     

ISO 651:1975, Solid-stem calorimeter thermometers (Термометры палочные калориметрические)

ISO 652:1975, Enclosed-scale calorimeter thermometers (Термометры с закрытой шкалой калориметра)

ISO 1770:1981, Solid-stem general purpose thermometers (Термометры палочные общего назначения)

ISO 1771:1981, Enclosed-scale general purpose thermometers (Термометры с вложенной шкалой общего назначения)

ISO 1928:1995**, Solid mineral fuels - Determination of gross calorific value by the bomb calorimeter method, and calculation of net calorific value (Топливо твердое минеральное. Определение высшей теплоты сгорания методом калориметрической бомбы и вычисление низшей теплоты сгорания)

________________

** Действует ISO 1928:2009, Solid mineral fuels - Determination of gross calorific value by the bomb calorimetric method and calculation of net calorific value (Топливо твердое минеральное. Определение высшей теплоты сгорания методом калориметрической бомбы и вычисление низшей теплоты сгорания)

ISO 3696:1987, Water for analytical laboratory use - Specification and test methods (Вода для использования при лабораторном анализе. Технические требования и методы испытания)

ISO 6496:1999, Animal feeding stuffs - Determination of moisture and other volatile matter content (Корма для животных. Определение содержания влаги и других летучих веществ)

ISO 6498:1998*, Animal feeding stuffs - Preparation of test samples (Корма для животных. Приготовление проб для испытания)

________________

* Действует ISO 6498:2012, Animal feeding stuffs - Guidelines for sample preparation (Корма для животных. Руководящие указания по приготовлению проб для испытания).

     3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ISO 1928:

валовая энергия (gross energy value): Общее количество энергии, содержащееся в единице органического вещества, выраженное в джоулях.

     4 Сущность метода

Сжигание взвешенной пробы испытуемого образца в кислородной среде калориметрической бомбы в стандартных условиях. Вычисление валовой калорийности по повышению температуры воды в калориметрическом сосуде и среднему значению эффективной теплоемкости калориметра. Вносят поправки на теплоту, освобожденную при сжигании компонентов запала, термохимические поправки и, где необходимо, поправки на потери при переходе тепла от калориметра в водяную рубашку.

     5 Реактивы и вспомогательные материалы

Для анализа используют реактивы только признанной аналитической чистоты.

5.1 Вода по ISO 3696 не менее 3-й степени чистоты.

5.2 Кислород, пригодный для заполнения калориметрической бомбы до давления 3 МПа, не содержащий горючего вещества.

Примечания

1 Кислород, произведенный электролизом, может содержать до 4% водорода и поэтому непригоден.

2 1 МПа=1 МН/м.

5.3 Запал

5.3.1 Запальная проволока, хромоникелевая, диаметром 0,16-0,20 мм или платиновая диаметром 0,06-0,10 мм.

5.3.2 Хлопчатобумажная нить из белой целлюлозы.

5.3.3 Полиэтиленовая полоска из тонкой пленки размером 305 мм.

5.4 Полиэтиленовые мешочки размером 68110 мм.

5.5 Полиэтиленовые мешочки размером 5055 мм и массой приблизительно 170 мг.

5.6 Силикагель - порошок хроматографической степени чистоты.

5.7 Раствор гидроксида натрия - стандартный титрованный раствор, c (NaOH)=0,1 моль/дм.

5.8 Метиловый оранжевый индикатор, отфильтрованный раствор концентрацией 1 г/дм.

Растворяют 0,25 г метилоранжа и 0,15 г бромкрезолового синего в 50 см 95-процентного этилового спирта (объемная доля спирта 95%) и разбавляют водой до 250 см.

5.9 Бензойная кислота - термохимический стандарт, подтвержденный сертификатом национального органа сертификации.

Сушка или какая-либо обработка, кроме гранулирования, недопустимы.

Валовую энергию постоянной массы бензойной кислоты, внесенной в сертифицированный список для данных условий использования, учитывают при вычислении эффективной теплоемкости калориметра (см. приложение А).

     6 Аппаратура

Используют следующее лабораторное оборудование.

6.1 Бомба - безопасная, способная выдержать давление, образующееся в процессе сжигания.

Конструкция бомбы позволяет без затруднений удалять из нее все жидкие продукты сжигания.

Материалы конструкции не должны подвергаться коррозии кислотами, образующимися при сжигании.

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ - Следует регулярно проверять части бомбы для обнаружения износа и коррозии. Обратите особое внимание на качество нити главного замыкания.

6.2 Калориметрический сосуд, изготовленный из металла, тщательно отполированный с внешней стороны. Сосуд содержит достаточное количество воды, чтобы покрыть крышку бомбы при перемешивании воды.

Сосуд должен быть снабжен консолью для центрирования бомбы в сосуде и обеспечения циркуляции воды под бомбой.

6.3 Мешалка с постоянной скоростью вращения

Часть вала мешалки, находящаяся ниже поверхности воды в рубашке, не должна быть теплопроводной, чтобы свести к минимуму передачу тепла к системе или от нее. Если покрытие используется для калориметрического сосуда, непроводящая часть вала должна быть выше уровня водной поверхности.

Для изотермических и статических калориметрических бомб скорость перемешивания должна обеспечить продолжительность главного периода (см. 9.6) не более 10 мин при определении эффективной теплоемкости с использованием бензойной кислоты (см. приложение А).

6.4 Термостат (водяная рубашка) может быть адиабатического, изотермического или статического типа. В термостат помещают калориметрический сосуд с бомбой. Воздушный зазор между калориметрическим сосудом и термостатом составляет около 10 мм.

У адиабатической водяной рубашки должны быть или электрод, или погружные нагреватели, способные обеспечить достаточной энергией, чтобы поддерживать температуру воды в рубашке в пределах 0,1°C относительно температуры калориметрического сосуда после сожжения заряда. После установления равновесия 25°C температурное отклонение калориметрического сосуда не должно превышать 0,0005°C/мин.

Примечание - Особая предосторожность необходима при высоких температурах окружающей среды.

Изотермическая водяная рубашка должна быть снабжена средством для поддержания ее при константной температуре с точностью около 0,1°C.

Статическая водяная рубашка должна иметь достаточно большую теплоемкость, чтобы ограничить изменения температуры воды в ней. С момента сжигания заряда до конца заключительного периода или в течение 15 мин, даже если он длится дольше, при коэффициенте остывания d=0,0020 мин (см. 10.3) повышение температуры воды в рубашке должно быть менее 0,16°C; при коэффициенте остывания d=0,0030 мин повышение температуры должно быть менее 0,11°C.

Примечание - Для изолированной металлической рубашки это может быть обеспечено изготовлением емкости вместимостью не менее 12,5 см воды, залитой в широкую кольцевую рубашку.

6.5 Устройство для измерения температуры, пригодное для учета температуры, которое после внесения поправки обеспечивает точность 0,002°С так, чтобы температурные интервалы от 2°C до 3°C могли быть определены с точностью 0,004°C.

Прибор должен быть откалиброван с использованием известного стандарта национального органа сертификации с интервалом не более 0,5°C на протяжении всего диапазона измерения или, для стеклянного ртутного термометра, по всей градуированной шкале.

Пригодны следующие типы термометров:

a) термометры сопротивления, включающие платиновое сопротивление, мостик сопротивления и гальванометр;

b) термометры стеклянные ртутные, которые соответствуют ISO 651, ISO 652, ISO 1770 или ISO 1771.

Для того чтобы считывать температуру с заданной точностью, требуется приспособление с пятикратным увеличением.

Прежде чем считывать температуру, рекомендуется использовать механический вибратор для обстукивания термометра в течение приблизительно 10 с, чтобы предотвратить залипание столба ртути.

При отсутствии механического вибратора термометр необходимо обстукивать вручную, например с помощью карандаша.

6.6 Тигель кварцевый, хромоникелевый или платиновый

Используют тигли следующих размеров: около 25 мм в диаметре, с плоским основанием и высотой не более 20 мм. Толщина стенок кварцевых тиглей должна быть приблизительно 1,5 мм, а металлических - 0,5 мм.

Указанные тигли пригодны для сжигания бензойной кислоты. Если после сжигания на тигле остаются пятна или несгоревший материал, то могут быть использованы небольшие тигли из никеля и хрома (например, толщиной 0,25 мм, диаметром 15 мм и высотой 7 мм).

6.7 Цепь зажигания

Питание цепи зажигания осуществляют от сети переменного тока через понижающий трансформатор с выходным напряжением от 6 до 12 В или от батареи постоянного тока. Желательно подключать в цепь амперметр или контрольную лампочку для контроля подачи электоэнергии.

Ключ зажигания должен быть пружинным, открытого типа.

6.8 Вспомогательное оборудование

6.8.1 Весы, пригодные для взвешивания не менее 3 кг с точностью 1 г.

6.8.2 Аналитические весы, пригодные для взвешивания с точностью 0,1 мг.

6.8.3 Пресс для брикетирования.

6.8.4 Регулятор давления для контроля за заполнением бомбы кислородом.

6.8.5 Манометр с диапазоном от 0 до 5 МПа для измерения давления в бомбе.

6.8.6 Предохранительный клапан или прерывающийся диск, срабатывающий при давлении 3,5 МПа, подключенный в линию подачи кислорода, чтобы предотвратить переполнение бомбы.

ВНИМАНИЕ - Оборудование для кислорода высокого давления не должно соприкасаться с маслом и смазкой. Не проверяйте и не калибруйте манометр жидкой углекислотой.

6.9 Таймер, установленный в удобном для наблюдений месте и показывающий минуты и секунды.

Полезно подключить устройство, дающее звуковые сигналы продолжительностью 10 с с интервалами через одну минуту.

     7 Отбор проб

Отбор проб не является частью метода, установленного в настоящем стандарте. Рекомендуемый метод отбора проб описан в [4].

В лабораторию должна быть прислана репрезентативная проба. Она не должна быть повреждена или изменена при перевозке или хранении.

     8 Приготовление пробы и анализируемой части пробы

Анализируемую пробу готовят в соответствии с ISO 6498.

8.1 Воздушно-сухие пробы

8.1.1 Лабораторную пробу размалывают до полного прохода через сито с отверстиями размером 1 мм.

Непосредственно перед анализом пробу перемешивают, желательно механическим способом. От 0,5 г до 5 г анализируемой пробы формуют прессом (6.8.3) в виде гранулы. Масса анализируемой части пробы зависит от ее калорийности и эффективной теплоемкости калориметра. Масса анализируемой части должна быть такой, чтобы при ее сгорании температура повышалась на величину от 2 до 3°С.

Следует предпринять меры предосторожности для предотвращения поглощения или потери влаги в процессе перемешивания и гранулирования, чтобы данные по содержанию влаги, полученные при определении по 9.2, использовать в дальнейших расчетах. Если это невозможно, пробу раскладывают тонким слоем и выдерживают до прихода в равновесие содержания влаги в пробе с содержанием влаги в воздухе лаборатории, где находится калориметрическая бомба.

8.1.2 Воздушно-сухие пробы с содержанием массовой доли жира более 10% и воздушно-сухие пробы, которые невозможно гранулировать, готовят к анализу согласно B.1.

8.2 Жидкие пробы

Готовят к анализу согласно B.2.

8.3 Свежие пробы

Готовят к анализу согласно B.З.

     9 Проведение анализа

9.1 Определение эффективной теплоемкости калориметра

Если эффективная теплоемкость калориметра неизвестна или известна, но под вопросом и с периодичностью не более 6 мес, определяют эффективную теплоемкость калориметра согласно приложению A.

9.2 Определение содержания влаги

Содержание влаги в воздушно-сухой анализируемой пробе определяют одновременно с определением ее калорийности в соответствии с ISO 6496.

9.3 Подготовка бомбы

Навеску анализируемой пробы (см. раздел 8) в форме гранул (см. 8.1.1) или содержащуюся в полиэтиленовом мешочке (см. 8.1.2, 8.2 и 8.3), взвешенную с точностью 0,1 мг, помещают в тигель (6.6) бомбы.

Примечание - Обычно подходящая масса анализируемой воздушно-сухой пробы составляет 1 г.

Концы запальной проволоки (5.3.1) прочно присоединяют к клеммам бомбы. Хлопчатобумажную нить (5.3.2) или полоску полиэтиленовой пленки (5.3.3) известной массы привязывают к запальной проволоке. Концы хлопчатобумажной нитки или полиэтиленовой полоски размещают таким образом, чтобы они соприкасались с пробой.

Примечание - Для удобства можно использовать хлопчатобумажную нить определенной длины с известной массой на единицу длины. Длина нитки при каждом определении теплотворной способности должна быть такой же, как и при определении эффективной теплоемкости калориметра. То же самое относится и к полиэтиленовой полоске.

В бомбу (6.1) вносят 5 см воды. Собирают бомбу и ее медленно заполняют кислородом (5.2) до давления 3 МПа без вытеснения первоначального воздуха. Если бомба по небрежности заряжается кислородом более чем до 3,3 МПа, анализ прекращают и начинают сначала.

9.4 Подготовка калориметрического сосуда

Наливают воду в калориметрический сосуд (6.2) в количестве, достаточном для покрытия плоскости верхней поверхности крышки бомбы. Количество воды должно быть таким же, в пределах 1 г, как и при определении средней эффективной теплоемкости калориметра (9.1).

При использовании изотермического или статического калориметров начальная температура воды должна быть такой же, как и в конце основного периода (см. 9.6, перечисление b), температура не должна превышать температуру воды в рубашке более чем на 0,5°C.

Помещают калориметрический сосуд в водяную рубашку калориметра (6.4). Бомбу погружают в калориметрический сосуд и проверяют газонепроницаемость бомбы. Если имеется утечка газа из бомбы, анализ прекращают, устраняют причину утечки и начинают сначала.

При использовании адиабатического калориметра методика проведения анализа в соответствии с 9.5.

При использовании изотермического и статического калориметров методика проведения анализа в соответствии с 9.6.

9.5 Особенности методики при использовании адиабатического калориметра

Монтируют и запускают аппарат. Используют постоянную скорость перемешивания так, чтобы предварительный период (см. A.4) не превышал 10 мин. Выбирают установку мостовой схемы, которая приведет к минимальному изменению температуры калориметрического сосуда при регистрации конечной температуры.

Через 10 мин слегка обстукивают термометр (см. 6.5) и снимают отсчет с точностью 0,001°C. Это есть температура зажигания (). Зажигают заряд, держа переключатель только в течение времени, необходимого для зажигания запала.

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ - Не следует держать любую часть тела над калориметром при зажигании и в течение 20 с после него.

После предварительного периода, установленного при определении эффективной теплоемкости калориметра (9.1), снова обстукивают термометр и снимают отсчет с точностью 0,001°C. Это есть конечная температура (). Наблюдатель должен быть осторожным, чтобы избежать ошибки параллаксического смещения, когда используется лупа (см. 6.5) при снятии отсчета с ртутных стеклянных термометров.

Продолжают в соответствии с 9.7.

9.6 Особенности методики при использовании изотермического и статического калориметров

Устанавливают прибор. Включают мешалку и поддерживают постоянную скорость перемешивания в течение всего анализа. Перемешивают в течение не менее 10 мин до начала отсчета температуры с точностью 0,001°C и продолжают то же самое с интервалами в 1 мин в течение 5 мин.