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검조감량법(LOD) 기반 수분측정기의 올바른 선정법

수분측정기의 종류

건조감량법을 기반으로 하는 수분측정기(Moisture Analyser)는 기본적을 적외선램프를 기반으로 하고 있습니다. 즉 적외선램프에서 조사되는 열을 기반으로 적외선램프(열선)을 어떤 재질로 감싸고 있는 냐에 따라서 수분측정기의 명칭이 아래 그림과 같이 구분됩니다.

수분측정기 종류.png

수분측정기의 특징 및 애플리케이션

할로겐 튜브 안에 적외선램프(열선)이 들어 있는 경우를 할로겐 수분측정기라고 하며 이때 튜브 안에 할로겐 가스를 주입하여 적외선램프(열선)의 수명을 연장시켜줍니다. 아마도 할로겐 가스를 주입하기 때문에 적외선램프를 사용해서 샘플을 가열하여도 할로겐 수분측정기라고 명명한 것 같습니다. 할로겐 수분측정기는 대부분의 브랜드의 수분측정기의 제품이 250도까지 적외선램프를 가열할 수 있습니다. 그러나 법적으로 화재의 위험성이 있기 때문에 250도까지 올려도 오랜 기간 250도를 유지하지 못하도록 하였으며 경험상 7분 정도만 250도를 유지하고 그 이후에는 계속적으로 200도, 180도, 160도까지 온도가 떨어집니다. 이에 따라서 7분 동안 250도를 유지하여 건조감량을 측정하는 샘플 이외에는 할로겐 수분측정기의 효용성이 그다지 높지 못합니다.

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기름기가 많이 섞여 있는 샘플의 경우에는 온도 상승 속도를 천천히 올려서 수분측정을 하여야 합니다. 이와 같은 어플리케이션용으로 개발된 수분측정기를 메탈히터 수분측정기 또는 금속히터 수분측정기라고 합니다. 이 수분측정기는 적외선램프(열선)이 금속튜브에 들어가 있어서 금속을 통해서 서서히 온도가 상승하여 유분이 많은 샘플 측정에 적합하나 단점은 온도 상승을 천천히 진행을 하다 보니 측정시간이 상당히 긴 것이 단점이라면 단점이라 할 수 있겠습니다.

마이크로파 수분측정기는 전자레인지와 같이 마이크로웨이브 고주파를 이용하여 샘플을 가열하는 수분측정기입니다. 보통 적외선램프로 가열을 하면 샘플의 표면에 피막이 생겨서 내부에 열이 전달되지 않은 샘플들을 볼 수 있습니다. 대표적인 것이 치즈, 버터, 고추장과 같은 장류가 이런 제품에 속합니다. 특히나 고추장의 경우에는 당도가 어느 정도 있기 때문에 적외선램프로 가열하면 당분이 피막을 형성을 합니다. 마이크로파 수분측정기는 고주파를 사용하기 때문에 이와 같은 샘플에 피막을 형성하지 않고 내부에 골고루 그리고 충분히 열이 전달되어 요구되는 건조를 이룰 수 있는 장점이 있습니다. 마이크로파 수분측정기는 최대 160도까지 온도를 올릴 수 있습니다.

중량건조법(LOD, Loss of Dry)의 가장 기준이 되는 수분측정기는 순수 적외선 수분측정기입니다. 순수 적외선 수분측정기는 적외선램프(열선)이 석영 튜브에 들어가 있습니다. 순수 적외선 수분측정기는 중량건조법(LOD) 기반 수분측정기의 표준절차입니다. 순수 적외선 수분측정기는 최대 160도까지 온도를 올릴 수 있습니다.

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국내에 할로겐 수분측정기가 많이 보급된 이유

5_baz_danych.png 이와 같은 표준 절차로 인해서 많은 다른 나라에서는 순수 적외선 수분측정기가 할로겐 수분측정기 보다 범용으로 많은 산업분야에서 사용을 하는 반면 국내에서는 할로겐 수분측정기가 순수 적외선 수분측정기보다 범용으로 사용되고 있습니다.

이는 모 업체의 광고효과와 다른 수분측정기 종류보다 높은 온도인 250도로 빨리 가열해서 빨리 테스트를 할 수 있다는 관념으로 인하여 할로겐 수분측정기가 더 많이 보급되었지만 실질적인 테스트에서는 안전상의 이유(예: 화재)로 250도를 계속 유지할 수 없는 문제로 인하여 효용성의 한계가 있습니다.

마이크로파 수분측정기를 제외한 수분측정기는 적외선램프 기반입니다. 이 의미는 할로겐 수분측정기나 메탈히터 수분측정기 모두 적외선 수분측정기의 아류라고 할 수 있습니다. 따라서 석영 튜브로 된 순수 적외선 수분측정기가 표준 테스트 측정기이기 때문에 순수 적외선 수분측정기가 보다 신뢰할만하고 재현성 및 정확도가 높다고 할 수 있습니다.

결론

conclusion.png 건조감량법(LOD) 기반 및 적외선 기반의 수분측정기의 선택은 샘플에 종류에 걸맞은 수분측정기를 선택하는 것이 좋습니다. 두 번째로는 테스트하려는 샘플에 대한 건조오븐과 사용할 수분분석 기간의 실험 결과의 편차를 작게 할 수 있는 장비를 선택하는 것이 좋습니다. 단지 샘플의 상태를 고려하지 않고 수분측정기의 사양 중 온도에 집중하는 것은 장비의 효용성이 떨어질 뿐만 아니라 온도 변이로 인하여 정확한 테스트 결과를 얻지 못할 수도 있습니다.

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