Спосіб визначення пестицидів гамма-ізомеру 1,2,3,4,5,6-гексахлорциклогексану і 4,4-дихлордифенілтрихлорметилметану у цукрі

1. Спосіб визначення пестицидів гаммаізомеру 1,2,3,4,5,6-гексахлорциклогексану та 4,4дихлордифенілтрихлорметилметану у цукрі, що включає розчинення цукру у воді, додавання екстрагенту, перемішування компонентів, поділ фаз відстоюванням, зневоднення екстрагенту фільтрацією, випаровування екстрагенту, розчинення сухого залишку, наступне хроматографування одержаного розчину, ідентифікацію речовин, що визначаються, їх подальшу кількісну оцінку, який відрізняється тим, що цукор розчиняють у воді, підігрітій до температури 35-45 °С при масовому співвідношенні цукру та води 0,9-1,1:4,9-5,1 відповідно, потім одержаний розчин охолоджують до кімнатної температури, додають у нього екстрагент у два прийоми у загальній кількості 714 % до об'єму одержаного розчину, а концентрацію пестицидів, що витрачаються, розраховують за формулою, яка містить поправочний коефіцієнт, що враховує всі види сумарних втрат у процесі визначення: Корисна модель належить до способів контролю цукрового виробництва, а саме, до способу хроматографічного визначення пестицидів гамма-ізомеру 1,2,3,4,5,6гексахлорциклогексану та 4,4дихлордифенілтрихлорметилметану. Найближчим до способу, що заявляється, є спосіб хроматографічного визначення у цукрі пестицидів гамма-ізомеру 1,2,3,4,5,6гексахлорциклогексану (гамма-ГХЦГ) та 4,4дихлордифенілтрихлорметилметану (ДДТ) з подальшим хроматографуванням. Для цього цукор, в якому визначають пестициди, розчиняють у воді, додають в одержаний розчин екстрагент, перемішують компоненти, здійснюють поділ фаз відстоюванням, зневоднення екстрагенту фільтрацією, випаровування екстрагенту, розчинення сухого залишку, подальше хроматографування, ідентифікацію визначуваних речовин, їх наступну кількісну оцінку [Міністерство харчової промисловості СРСР, Головцукор, Всесоюзний ордена Трудового Червоного Прапора науково-дослідний інститут цукрової промисловості ВНДІЦП. Методичні рекомендації щодо визначення хроматографічними методами хлорвмісних біологічно активних речовин у сировині, готовій продукції, відхода х та стічних водах цукрового виробництва. Київ. 1983]. (13) (19) UA (11) де X - кількість пестициду, що визначається, мг/кг; МСТІ - маса досліджуваної речовини, введена у хроматограф у стандартному розчині, мкг; hі, hСТІ - висоти піків досліджуваних речовин відповідно проби та стандартного розчину, мм; V - об'єм екстракту, см 3; VХР - об'єм проби, введеної у хроматограф, мкдм 3; m - маса цукру, взята для аналізу, г; 1000 - коефіцієнт перерахунку мг на кг; КІ - поправочний коефіцієнт, що вра ховує всі види сумарних втрат у процесі визначення. 2. Спосіб за п.1, який відрізняється тим, що суміш водного розчину цукру та екстрагенту перемішують струшуванням протягом 4-6 хвилин. 3. Спосіб за п.1, який відрізняється тим, що при випаровуванні екстрагенту його відгонку здійснюють на ротаційному випарнику при температурі 40-45 °С протягом 10-15 хвилин. 4. Спосіб за п.1, який відрізняється тим, що поправочний коефіцієнт сумарних факторів КІ має значення 1,40. U Μ сті × h i × V ×1000 × K I , h сті × Vxp × m 31279 X= 3 31279 Проте такий спосіб через розбавлення цукру водою у масовому співвідношенні 1:1,1 відповідно, використання екстрагенту у кількості близько 50% до обсягу суміші, що одержують, нерегламентованих режимів випаровування екстрагенту, а також у результаті кількісного визначення пестицидів у цукрі за розрахунковою формулою без поправочного коефіцієнта, який враховував би всі втрати у процесі визначення, не дозволяє забезпечити високу точність та чутливість методу і призводить до підвищеної витрати екстрагенту -приблизно 100мл на одне визначення. В основу корисної моделі поставлено задачу створення способу визначення пестицидів у цукрі, в якому шля хом попереднього розчинення цукру у воді в певному масовому співвідношенні з нею, проведення процесу в оптимальному температурному режимі, використання екстрагенту у певних кількостях, його випаровування та відгонки при особливих режимах, розрахунку концентрації пестицидів за вдосконаленою формулою забезпечувалось би підвищення точності визначення на 30-35%, зниження витрати екстрагенту в 3-3,3 рази, а також підвищилася би чутливість визначення до можливості виміру з нижньої межі 0,001, за рахунок чого процес став би більш економічним, при його використанні покращився би контроль за якістю цукру на підприємствах цукрової промисловості. Поставлену задачу вирішують тим, що у способі визначення пестицидів гамма-ізомеру 1,2,3,4,5,6-гексахлорциклогексану та дихлордифенілтрихлорметилметану у цукрі, який передбачає розчинення цукру у воді, додання екстрагенту, перемішування компонентів, поділ фаз відстоюванням, зневоднення екстрагенту фільтрацією, випаровування екстрагенту, подальше хроматографування одержаного розчину, ідентифікацію речовин, що визначаються, та їх наступн у кількісну оцінку, згідно з корисною моделлю, перед екстрагуванням цукор розчиняють у воді, підігрітій до температури 35-45°С, при масовому співвідношенні цукру та води 0,9-1,1:4,95,1 відповідно, потім одержаний розчин охолоджують до кімнатної температури, додають в нього екстрагент гексану у два прийоми в загальній кількості 7-14% до обсягу одержаного розчину, а концентрацію пестицидів, що визначаються, розраховують за формулою, що містить поправочний коефіцієнт, який враховує всі види сумарних втрат: Mсті × hj × V × 1000× K1 X= , hсті × Vxp × m де X - кількість пестициду, що визначається, мг/кг; МСТІ - маса досліджуваної речовини, введена у хроматограф в стандартному розчині, мкг; hi, hСТІ- висоти піків досліджуваних речовин відповідно до проби та стандартного розчину, мм; V - обсяг екстракту, см 3; VХР - обсяг проби, введеної у хроматограф, мкдм; 4 m - маса цукру, взята для аналізу, г; 1000 - коефіцієнт перерахунку мг на кг; КІ - поправочний коефіцієнт, що враховує всі види сумарних втрат. Суміш водного розчину цукру та екстрагенту перемішують струшуванням протягом 4-6 хвилин. При випаровуванні екстрагенту його відгонку здійснюють на ротаційному випарнику при температурі 40-45°С протягом 10-15 хвилин. Поправочний коефіцієнт КІ має значення 1,40. Сукупність всіх ознак корисної моделі, що заявляється, дозволяє підвищити точність визначення методу на 30-35%, різко знизити витрату реактиву - екстрагенту гексану на 100 мл до 30 мл, тобто у 3-3,3 рази, підвищити точність визначення на 30-35%, а також його чутливість до можливості виміру від нижньої межі 0,001 порівняно з прототипом, який характеризується середнім значенням межі чутливості 0,004. За рахунок нових ознак способу - розбавлення цукру перед екстрагуванням у воді, підігрітій до температури 35-45°С, при масовому співвідношенні 0,5-1,1:4,5-5,1 відповідно, охолоджування одержаного розчину до кімнатної температури, додання в нього екстрагенту гексану у два прийоми в кількості 7-14%, перемішування суміші протягом 4-6 хвилин струшуванням, випаровування екстрагенту на ротаційному випарнику з його наступною відгонкою при температурі 40-45°С протягом 10-15 хвилин, розрахунку концентрації визначуваних речовин з використанням поправочного коефіцієнта, що враховує всі види сумарних втрат і дорівнює 1,40, спосіб, який заявляється, набуває нових властивостей та особливого характеру функціонування. При цьому нові ознаки при взаємодії з відомими забезпечують прояв нових технічних властивостей наступним чином. При здійсненні способу, що заявляється, вже на початкових його стадіях, а саме, в результаті використання для розчинення цукру води, підігрітої до 35-45°С води, при обраному співвідношенні цукру та води 0,5-1,1:4,5-5,1, наступному охолодженню одержаного розчину до кімнатної температури, створюються оптимальні умови для більш повного діставання речовин, що визначаються, із цукру. При цьому, згідно зі способом, що заявляється, різке зменшення обсягу екстрагенту, що використовується і додається у два прийоми, порівняно з прототипом забезпечує кращий результат. Перемішування водного розчину цукру та екстрагенту струшуванням протягом 4-6 хвилин забезпечує оптимальну гомогенізацію середовища, що необхідне для ефективного здійснення подальших стадій визначення. Безпосередній вплив на запобігання втратам пестицидів, що визначаються, у процесі відгонки розчинника (екстрагенту) справляє його випаровування на ротаційному випарнику при температурі 40-45°С протягом 1015 хвилин. Запропонований та підтверджений багаторазовими експериментами поправочний коефіцієнт Кі = 1,40 при дотриманні всіх режимних параметрів при розрахунку кількісного вмісту пестицидів, що визначаються, коректує всі види 5 31279 втрат у процесі визначення. Саме комплексне поєднання режимних параметрів способу, що заявляється, використання при розрахунку кількості речовин, що визначаються, поправочного коефіцієнта визначають підвищення точності кількісного визначення на 30-35%, зниження витрати екстрагенту у 3,0-3,8 рази, а також підвищення чутливості визначення до можливості виміру від нижньої межі 0,001. Практичне здійснення способу ілюструється наступними прикладами. Приклад 1. Визначення пестицидів гаммаізомеру 1,2,3,4,5,6-гексахлор-циклогексану та 4,4дихлордифенілтрихлорметилметану у цукрі згідно з корисною моделлю, що заявляється, здійснюють наступним чином. Пробу 50,0г цукру вносять до ділильної лійки і розчиняють у 250см 3 дистильованої води, нагрітої до температури 36±1°С, тобто при масовому співвідношенні цукру та води 1,0:5,0 відповідно. Одержаний розчин охолоджують до кімнатної температури. Потім в нього додають 15 см 3 екстрагенту (розчинника) і струшують протягом 5 хвилин. Після поділу фаз водну фазу зливають у склянку, а органічну фаз у фільтрують у колбу для відгонки розчинника через безводний сульфат натрію, поміщений на фільтр, попередньо змочений гексаном. Потім екстракцію повторюють. Для цього водну фазу знов поміщають у ділильну лійку, підливають 15см 3 гексану і проводять екстракцію, як описано вище. Загальна кількість гексану, що додається у водний розчин цукру та у водну фазу, становить 12% до обсягу водного розчину цукру. Після закінчення екстракції ділильну лійку промивають двічі гексаном, змиви фільтрують у колбу з об'єднаними екстрактами. Потім гексан з об'єднаних екстрактів випаровують насухо. Відгонку гексану здійснюють на ротаційному випарнику при температурі 43±1°С протягом 12 хвилин. До сухого залишку у колбі підливають 0,51,0 см гексану і перемішують стр ушуванням. 4 мкдм 3 одержаного розчину проби хроматографують традиційним способом на хроматографі "Колір" або іншого типу з детектором постійної швидкості рекомбінації або з електроннозахватним детектором. При цьому умови хроматографування градуювальних сумішей та аналізованих проб наступні: температура термостата колонок, °С 190±5 температура випарника, °С 250±10 температура термостата детектора, °С 270±7 швидкість потоку газу-носію азоту, см/хв.. 40±2 швидкість руху діаграмної стрічки, мм/год. 180 межа вимірів, ом 64-256х1010 час утримання (відносно гексану), хв.: гамма-ізомеру ГХЦГ 3 ДДТ 22 обсяг проби, що вводиться, мкдм 3 3-5. Кількісне визначення гамма-ізомеру ГХЦГ та ДДТ у цукрі проводять методом стандартної суміші 6 (окремий випадок абсолютного калібрування). Для цього одночасно з пробою в тих же умовах хроматографують робочі стандартні розчини. При цьому вихідні стандартні розчини готують ваговим способом. Для цього у колбу поміщають 0,156 г гамма-ГХЦГ (ДСО 1855-91) і 3,900 г ДДТ СДСО 4189-87). Пестициди розчиняють у гексані (ТУ 609-4521-77 або ТУ 6-09-3375-70, очищений), ним же доводять обсяг у колбі до мітки, перемішують. Робочі стандартні розчини з концентраціями гамма-ізомеру ГХЦГ - 2X10-4 мг/см 3 та ДДТ - 5x10-4 мг/см 3 для кількісного визначення одержують шляхом послідовного розбавлення вихідного розчину у колбах 2-15-2, відбираючи для квоти піпетками 8-2-0,2 і 8-2-0,1. Аналізовану пробу та робочі стандартні розчини хроматографують по 3-5 разів. Для розрахунків концентрацій беруть середній результат висот піків досліджуваних речовин. Концентрацію гамма-ізомеру ГХЦГ та ДДТ розраховують за формулою, що містить поправочний коефіцієнт КІ який враховує всі види сумарних втрат у процесі визначення: M сті × h j × V × 1000 × K 1 X= , hсті × Vxp × m де X - кількість пестициду, що визначають, мг/кг; МСТІ - маса досліджуваної речовини, введена у хроматограф в стандартному розчині, мкг; hi, hСТІ - висоти піків досліджуваних речовин відповідно проби та стандартного розчину, мм; V - обсяг екстракту, см 3; VХР - обсяг проби, введеної у хроматограф, мкдм; m - маса цукру, взята для аналізу, г; 1000 коефіцієнт перерахунку мг на кг; КІ - поправочний коефіцієнт, що враховує всі види сумарних втрат. Розрахунок концентрації пестицидів X у досліджуваній пробі цукру при конкретних значеннях: МСТІ = 0,0000015 мг hi = 24 мм hСТІ - 55 мм V - 1 см 3 VХР - 0,003 см 3 m - 50,0 г 1000 - коефіцієнт перерахунку мг на кг КІ = 1,40 0,0000015´ 24 ´ 1´ 1000 ´1,40 X= = 0,006 мг / кг, 55 ´ 0,003 ´ 50,0 Точність визначення вмісту пестицидів способом, що заявляється, на 31 % перевищує точність визначення відомим способом. Нижній поріг чутливості при здійсненні способу, що заявляється, становить 0,001, при здійсненні відомого способу - 0,004. Витрата екстрагенту гексану за відомим способом на одне визначення складає 100 мл, за способом, що заявляється, - 30,5-31,0 мл, тобто витрата екстрагенту при використанні способу, що заявляється, знижується у 3,2-3,3 рази. 7 31279 Приклад 2. Спосіб, що заявляється, здійснюють аналогічно прикладу 1. Але воду для розбавлення цукру нагрівають до температури 44±1°С, масове співвідношення цукру та води становить 1,1:4,9. У водний розчин цукру додають екстрагент гексану у кількості 14% до обсягу одержаного розчину. Суміш перемішують струшуванням протягом 6 хвилин. Відгонку екстрагенту здійснюють при температурі 44±1°С на ротаційному випарнику протягом 15 хвилин. Точність визначення концентраціїпестицидів на 30% перевищує точність визначення відомим способом. Нижній поріг чутливості при визначенні способом, що пропонується, становить 0,001. Витрата екстрагенту порівняно з прототипом знижена у 3,3 рази. Приклад 3. Спосіб, що заявляється, здійснюють аналогічно прикладу 1. Але воду для розбавлення цукру нагрівають до температури 40±1°С Масове співвідношення цукру та води становить 0,9:5,1. В одержаний водний розчин цукру додають екстрагент у кількості 7% до обсягу одержаного розчину. Суміш перемішують струшуванням протягом 4 хвилин. Відгонку екстрагенту здійснюють на ротаційному випарнику при температурі 41±1°С протягом 10 хвилин. Точність визначення на 35% перевищує точність визначення відомим способом. Нижній поріг чутливості - 0,001. Витрата екстрагента порівняно з прототипом знижена у 3,8 рази. Граничні значення всіх параметрів способу, що заявляється, встановлені в оптимальному діапазоні досягнення технічного результату. Спосіб широко випробувано при визначенні пестицидів у зразках цукру, що виробляється на заводах цукрової промисловості. Результати випробувань узагальнені та наведені у прикладах 1-3 конкретного здійснення способу. 8