Визначення масової частки сухих речовин ареометричним методом

Ареометр - скляна циліндрична посудина, запаяна з двох боків. Нижня, потовщена частина приладу заповнена дробом, щоб надати ареометру у рідинах строго вертикального положення. У верхній частині знаходиться шкала з поділками. Ареометри градуюють залежно від призначення.

Ареометри загального призначення використовуються для вимірювання густини рідини за температури 20 °С в межах від 700 до 2000 кг/м3 з точністю до ±1·103. Такі ареометри називають денсиметрами.

Ареометри, шкали яких градуйовані за температури 20 °С по розчинам чистої сахарози, називають цукромірами. Вони градуйовані так, що у чистих водних розчинах показують масову частку розчиненого цукру, тобто кількість цукру в 100 г розчину. В дріжджовому концентраті цукромір показує видимий вміст сухих речовин, за яким, користуючись таблицею, можна визначити кількість пресованих дріжджів в 1 л концентрату.

Схожими за конструкцією та зовнішнім виглядом є спиртоміри – прилади для визначення міцності горілки та водно-спиртових розчинів, шкала яких градуйована в одиницях міцності (градусах чи об’ємних відсотках).

Дія ареометра базується на гідростатичному законі Архімеда - тіло, занурене у рідину, виштовхується з неї силою, рівною масі виштовхнутої рідини. Занурений у розчин ареометр знаходитиметься у рівновазі лише тоді, коли його маса і маса витісненої ним рідини зрівняються. Глибина занурення ареометра однієї і тієї ж маси залежить від густини розчину: чим більша густина розчину, тим менше занурюється ареометр, і навпаки.

Нульова поділка шкали ареометру знаходиться на тому рівні, де зупиняється у рівновазі ареометр в дистильованій воді за 20 °С.

Правильні покази ареометра можливі лише за температури 20 °С, в інших випадках вводять поправки на температуру за довідковими таблицями. Однак ці поправки приблизні, тому краще працювати за температури градуювання шкали.

Прилади, обладнання, матеріали: зразок продукту (розчини цукру, солі, дріжджовий концентрат), ареометри (денсиметр, цукромір), циліндр, термометр.

Під час роботи з ареометрами необхідно дотримуватися таких умов:

1) ареометр повинен бути чистим, а його шийка – сухою;

2) ареометр потрібно брати за верхній кінець шийки, вище шкали;

3) ареометр потрібно обережно занурювати у досліджуваний розчин, а після зупинки ареометра його необхідно занурити на 2…3 мм та почекати 1…2 хв, доки температура ареометра не зрівняється з температурою рідини;

4) ареометр не повинен торкатися стінок циліндра, у який налито досліджувану рідину: для цього рекомендується використовувати циліндр у 2…3 рази більшого діаметру, ніж нижня частина ареометра;

5) досліджувана рідина не повинна містити повітря та піни на поверхні. Пухирці повітря змінюють густину рідини, а піна не дає можливості робити точний відлік по шкалі. Тому рідину в циліндр наливають обережно, по стінці. Якщо рідина піниться, циліндр наповнюють нею майже до верху так, щоб під час занурення ареометра частина її перелилася через край циліндра;

6) відлік по шкалі ареометра проводять по нижньому меніску;

7) після використання ареометр необхідно промити водою та покласти у футляр.

Ареометр занурюють тричі в розчин з температурою 20 °С та розраховують середнє значення. Визначають вміст розчиненої речовини користуючись табл. 3.1, 3.2 та 3.3

Таблиця 3.1 – Густина сольового розчину за температури 15 °С

Вміст солі у розчині, г на 100 г Густина солі, кг/м3 Вміст солі у розчині, г на 100 г Густина солі, кг/м3
1007,25 1111,46
1014,50 1119,38
1022,74 1127,30
1028,99 1135,23
1036,24 1143,15
1043,66 1151,07
1051,08 1159,31
1058,51 1167,55
1065,93 1175,80
1073,35 1184,04
1080,97 1192,28
1088,59 1200,98
1096,22 26,3 1204,33
1103,84    

За температури нижче 15 °С додають 0,3 на кожний градус, а за температури вище 15 °С віднімають 0,4 на кожний градус.

 

Таблиця 3.2 Залежність між відносною густиною розчину та вмістом в ньому

цукрози при температурі 20°С

Відносна густина вміст цукру Відносна густина вміст цукру
масова частка, % кг в 100 л розчину масова частка, % кг в 100 л розчину
1,0400 10,381 1,1996 52,678
1,0442 11,465 1,2049 54,104
1,0484 12,558 1,2102 55,562
1,0526 13,658 1,2156 57,026
1,0568 14,769 1,2211 58,494
1,0611 15,887 1,2265 59,980
1,0654 17,016 1,2320 61,478
1,0698 18,152 1,2376 62,989
1,0741 19,299   1,2431 64,513
1,0785 20,455 1,2487 66,050
1,0830 21,619 1,2544 67,600
1,0874 22,794 1,2601 69,164
1,0919 23,978 1,2658 70,741
1,0965 25,172 1,2716 72,332
1,1010 26,375 1,2774 73,936
1,1056 27,589 1,2832 75,555
1,1103 28,813 1,2891 77,187
1,1149 30,046 1,2950 78,733
1,1196 31,290 1,3010 80,494
1,1244 32,545 1,3069 82,168
1,1291 33,779 1,3130 83,858
1,1339 35,085 1,3190 85,561
1,1388 36,371 1,3252 87,280
1,1436 37,658 1,3313 89,013
1,1486 38,976 1,3375 90,761
1,1535 40,295 1,3437 92,524
1,1585 41,625 1,3500 94,302
1,1635 42,966 1,3563 96,095
1,1685 44,318 1,3626 97,904
1,1736 45,682 1,3690 99,728
1,1787 47,057 1,3750 101,567
1,1839 48,445 1,3819 103,422
1,1891 49,844 1,3884 105,293
1,1943 51,255   1,3949 107,181

Таблиця 3.3 – Вміст дріжджів у дріжджовому концентраті

Масова частка сухих речовин, % Вміст дріжджів, г/дм3 Масова частка сухих речовин, % Вміст дріжджів, г/дм3
6,5 10,2

Продовж. табл. 3.3

6,6   10,3
6,7 10,4
6,8   10,5
6,9 10,6
7,0 10,7
7,1 10,8
7,2 10,9
7,3 11,0
7,4 11,1
7,5 11,2
7,6 11,3
7,7 11,4
7,8 11,5
7,9 11,6
8,0 11,7
8,1 11,8
8,2 11,9
8,3   12,0
8,4 12,1
8,5 12,2
8,6 12,3
8,7 12,4
8,8 12,5
8,9 12,6
9,0 12,7
9,1 12,8
9,2 12,9
9,3 13,0
9,4 13,1
9,5 13,2
9,6 13,3
9,7 13,4
9,8 13,5
9,9 13,6
10,0 13,7
10,1    

 

РОБОТА 2. ВИВЧЕННЯ МЕТОДІВ, ЩО ҐРУНТУЮТЬСЯ НА ВИЗНАЧЕННІ ПОКАЗНИКА ЗАЛОМЛЕННЯ

Принцип вимірювання вмісту сухих речовин за допомогою рефрактометрів типу РПЛ-3 (УРЛ) чи типу РПЛ-2 (прецизійний) полягає у визначенні показника заломлення розчину.

Рефрактометр харчовий лабораторний РПЛ–3 складається з двох призм – освітлювальної та вимірювальної, що знаходяться в пустотілій камері. Верхня освітлювальна призма, з’єднана шарніром, відкидається вбік. На поверхню вимірювальної призми наносять кілька крапель досліджуваної рідини. Через камери призм під час визначення пропускають воду для встановлення строго визначеної температури 20 °С. Концентрацію сухих речовин можна визначити за температури 15…30 °С, вводячи поправку на температуру за відповідними таблицями.

На передній стінці корпуса є подовжена прорізь, в яку встановлено дві шкали. Зліва знаходиться шкала показників заломлення, справа – шкала СР 0…95 %, градуйована за сахарозою.

Працюючи з прецизійним рефрактометром РПЛ–2 результат отримують в умовних одиницях шкали, а для визначення масової частки сухих речовин у % користуються таблицею. Недоліком цього типу рефрактометра є визначення кількості сухих речовин в розчинах концентрацією менше 30 %. У разі вищої концентрації розчин слід розбавити.

Використання рефрактометрів типу РПЛ-3 доцільніше, оскільки можна визначити показник заломлення у концентрованих розчинах з високим коефіцієнтом заломлення. Визначення масової частки сухих речовин проводять без попереднього розведення.

Прилади, обладнання, матеріали: зразок продукту (розчини цукру, патока, джем), рефрактометр РПЛ-3, дистильована вода, фільтрувальний папір, скляна паличка.

Перед початком роботи рефрактометр перевіряють за дистильованою водою за температури 20 °С. Для цього наносять 2…3 краплі дистильованої води на вимірювальну призму, опускають освітлювальну призму, направляють світло в освітлювальне вікно. Ручкою повільно повертають камеру з призмами поки не побачать границю світло - тінь. Встановлюють пунктирну лінію, нанесену на окуляр, на границю світло - тінь на нульовому значенні шкали. Якщо цього суміщення не було, необхідно відрегулювати прилад за допомогою спеціального ключа. Після перевірки вода з призми витирається фільтрувальним папером.

Досліджуваний зразок добре перемішують, перевіряють температуру. Наносять на призму рефрактометра 2…3 краплі, проводять відлік на шкалі рефрактометра тричі, обчислюють середнє значення.

Оскільки декстрини патоки завищують рефрактометричний показник вмісту сухих речовин в ній, отримане значення називають видимим вмістом сухих речовин (на відміну від істинного, визначення якого вимагає додаткових досліджень та перерахунків).

Результати визначення масової частки сухих речовин оформлюють у табл. 3.3.

Порівняти результати досліджень з фактичним вмістом сухих речовин та з вимогами стандарту. Зробити висновок про відповідність продуктів нормативній документації. Порівняти методи визначення масової частки сухих речовин.

 

Таблиця 3.3 – Визначення масової частки сухих речовин в продуктах та розчинах

Показник Досліджуваний продукт
Сольовий розчин Цукровий розчин Дріжджова суспензія Патока (джем)
№1 №2 №3 №1 №2 №3
Покази ареометра, од. шкали: 1 відлік 2 відлік 3 відлік                
Середнє значення                
Поправка на температуру                
Результат з врахуванням поправки на температуру                
Вміст сухих речовин, %                
Покази рефрактометра, % СР - - -       -  

 

 

Контрольні питання

1. Поняття «концентрація сухих речовин». Одиниці вимірювання.

2. Класифікація методів визначення масової частки сухих речовин.

3. Поняття істинного та видимого вмісту сухих речовин.

4. Поняття «густина речовини». Одиниці вимірювання. Істинна та видима густина.

5. Пікнометричний метод визначення вмісту сухих речовин.

6. Види ареометрів, їх відмінності.

7. На чому базується принцип роботи ареометрів?

8. Вкажіть основні умови роботи з ареометром.

9. Складові рефрактометра. Переваги та недоліки різних типів рефрактометрів.

10. Особливості визначення вмісту сухих речовин рефрактометричним методом.

 

 

Лабораторна робота № 4

Тема: Методи визначення кислотності та лужності харчових продуктів

 

Мета: вивчити методи визначення кислотності та лужності для різних харчових продуктів; визначити титровану та активну кислотність борошна, молока, патоки та пресованих дріжджів; визначити лужність печива, пряників, галет; порівняти результати досліджень з вимогами нормативної документації та зробити висновок про стандартність досліджуваних харчових продуктів.

 

Кислотність відображає якісні та технологічні властивості сировини, напівфабрикатів та готової продукції. Вона характеризується наявністю кислот і кислореагуючих речовин у продуктах.

Існує кілька методів визначення загальної (титрованої) кислотності (титрування бовтанки, витяжки). Титрування проводять з індикаторами або електрометрично, якщо темний колір продукту не дає змоги встановити зміну кольору індикатора в кінці реакції.

Крім титрованої, інколи потрібно знати активну кислотність, яка характеризується показником рН та визначається за допомогою потенціометрів.

Продукти, що мають лужну реакцію, характеризуються показником лужності.

Порядок виконання роботи

РОБОТА 1. ВИВЧЕННЯ МЕТОДІВ ВИЗНАЧЕННЯ КИСЛОТНОСТІ ХАРЧОВИХ ПРОДУКТІВ