Определение массовой доли сухих веществ

Она определяется с помощью сахарометра (рис. 3.83)

Сахарометр - это поплавковый прибор, работающий по принципу всплывания: чем меньше удельная масса жидкости, тем глубже погружается сахарометр. На узкой шейке сахарометра нанесена шкала, показывающая массовую долю в процентах. Сахарометр - это ареометр, откалиброванный с помощью раствора сахарозы.

Измерение производят при температуре около 20°С. Для этого небольшое количество горячего охмеленного сусла помещают в металлический цилиндр (зачастую подвешиваемый с помощью шарнирного крепления), имеющий охлаждаемую рубашку для снижения температуры до 20°С, при этом естественно сусло не должно разбавляться, точно так же нельзя допускать испарения воды, приводящего к концентрированию сусла. Отсчет производят на уровне мениска поверхности сусла, соприкасающегося с шейкой сахарометра.

Считывание показания требует навыка, так как металлический цилиндр мешает считывать показания под поверхностью сусла, да к тому же сусло несколько поднимается вверх по шейке сахарометра, из-за этого верхние деления шкалы кажутся немного сближенными. В качестве показания сахарометра берут самое верхнее, еще четко распознаваемое значение.

В варочном цехе показания считывают обычно по верхнему мениску. В лаборатории применяют также сахарометры со считыванием показаний по нижнему мениску, поскольку там используют стеклянный цилиндр. На сахарометре всегда помечают, калиброван он для верхнего или нижнего считывания.

Для получения неискаженного результата измерения следует проследить за сохранением на неизменном уровне концентрации сусла. Поэтому перед погружением сахарометра в сусло его нельзя смачивать водой или другой жидкостью, отличающейся от измеряемой. Перед измерением содержимое цилиндра следует перемешать чистой или смоченной суслом лабораторной стеклянной палочкой для исключения возможной температурной неравномерности. Нельзя слишком глубоко погружать сахарометр, так как верхушка его шейки будет смочена суслом, что исказит считываемый результат. Сухой сахарометр следует осторожно взять за верхушку шейки и медленно погрузить до уровня ожидаемого показания. При этом образовавшиеся пузырьки пены следует сдуть с поверхности сусла.

Сахарометр калибруется при 20° С. Если температура измерения отличается от 20°С, то следует вводить поправку. Ее величина зависит от температуры сусла. Если сусло нагрето выше 20°С, то его плотность понижена и поправку следует прибавить, и наоборот.

Для этого в нижней части сахарометра встроен термометр. Поправку получают, когда сахарометр извлечен так, что погруженным остается лишь его нижний конец. На обратной стороне шкалы термометра нанесены красным цветом числа и штрихи. На рис. 3.84 красным числам соответствуют числа на правой стороне. Приведенные числа означают понижающую поправку на температуру в десятых долях процента для возможности внесения корректировки в показания сахарометра.

Пример

Показание сахарометра	11,6%
Поправка	-0,2%
Массовая доля сухих веществ	11,4%

Откорректированное показание сахарометра указывает, сколько кг экстракта содержится при 20°С в 100 кг сусла.

В нашем примере в 100 кг сусла (20°С) содержится 11,4 кг экстракта.

Определение объемно-массовой доли сухих веществ в сусле (содержание экстракта в 1 гл сусла)

Практически массовая доля сухих веществ в 100 кг сусла непосредственно не используется, а вместо нее для расчетов используют объемно-массовую концентрацию экстракта, содержащегося в 1 гл сусла, поскольку количество сусла всегда определяют в объемных единицах, в частности, в гектолитрах.

Пересчет выполняют с учетом относительной плотности сусла.

Плотность вещества зависит от температуры и давления. Поэтому всегда указывают относительную плотность и приводят относительную температуру измерения, причем величиной относительного давления для жидкости можно пренебречь.

Для нашего пересчета в кг экстракта на 100 л сусла мы используем плотность сусла (р при 20°С, отнесенную к плотности воды при 4°С (кратко - d 20/4).

В нижеприведенной таблице «соотношение между относительной плотностью жидкости и содержанием экстрактивных веществ по Плато», в которую были внесены исправления Комиссией по стандартизации, с точностью до двух знаков после запятой указана объемно-массовая доля экстракта в г на 100 мл при 20°С (= кг экстракта на 1 гл), соответствующая определенной массовой доле экстракта (см. выдержку из таблицы, рис. 3.85).

Если под рукой нет таблицы, можно определить относительную плотность также по следующему упрощенному правилу:

раствор с массовой долей сухих веществ, %	имеет относительную плотность
0 (вода)	1,000 г/мл
	1,004 г/мл
	1,008 г/мл и т.д.

и т.д.

Таким образом, приближенно получают численное значение относительной плотности, считая:

 

В нашем примере: 11,4 • 0,004 + 1 = 1,0456.

По таблице Плато находим относительную плотность 1,043395.

Разность значений невелика, но для точных расчетов она слишком значительна.

В представленной ниже упрощенной таблице, предназначенной для повседневного ориентировочного использования, значения плотности опущены и в этой таблице:

· каждой десятой доле величины массовой доли сухих веществ;

· соответствует определенное значение объемно-массовой доли сухих веществ в г /100 мл сусла.

Если взять наш пример, то найдя в таблице значение массовой доли 11,4, берем в графе «объемно-массовая доля, %» соответствующее ему значение 11,90.

Это означает, что в 100 мл данного сусла при 20°С содержится 11,90 г экстракта, чему соответствует 11,90 кг экстракта в 1 гл сусла (при 20°С).

Таблица для пересчета массовой доли (в%) в объемно-массовую долю (в%) и коэффициент выхода

Массовая доля, % (г в 100 г)	Объемно-массовая доля, % (г в 100 мл) при 20°С	Коэффициент выхода	Массовая доля, % (г в 100 г)	Объемно-массовая доля, % (г в 100 при 20 С	Коэффициент выхода
0,1	0,10	0,10	0,8	0,80	0,77
0,2	0,20	0,19	0,9	0,90	0,86
0,3	0,30	0,29	1,0	1,00	0,96
0,4	0,40	0,38	1Д	1,10	1,06
0,5	0,50	0,48	1,2	1,20	1,15
0,6	0,60	0,58	1,3	1,30	1,25
0,7	0,70	0,67	1,4	1,41
1,5	1,51	1,45	6,4	6,55	6,29
1,6	1,61	1,55	6,5	6,66	6,39
1,7	1,71	1,64	6,6	6,16	6,49
1,8	1,81	1,74	6,7	6,87	6,59
1,9	1,91	1,83	6,8	6,97	6,69
2,0	2,01	1,93	6,9	7,08	6,80
2,1	2,11	2,03	7,0	7,18	6,90
2,2	2,21	2,13	7,1	7,29	7,00
2,3	2,32	2,23	7,2	7,39	7,10
2,4	2,42	2,32	7,3	7,50	7,20
2,5	2,52	2,42	7,4	7,60	7,30
2,6	2,62	2,52	7,5	7,71	7,40
2,7	2,72	2,61	7,6	7,82	7,51
2,8	2,83	2,71	7,7	7,92	7,61
2,9	2,93	2,81	7,8	8,03	7,71
3,0	3,03	2,91	7,9	8,13	7,81
3,1	3,13	3,01	8,0	8,24	7,91
3,2	3,23	3,10	8,1	8,35	8,02
3,3	3,34	3,20	8,2	8,45	8,12
3,4	3,44	3,30	8,3	8,56	8,22
3,5	3,54	3,40	8,4	8,67	8,32
3,6	3,64	3,50	8,5	8,77	8,42
3,7	3,75	3,60	8,6	8,88	8,53
3,8	3,85	3,70	8,7	8,99	8,63
3,9	3,95	3,79	8,8	9,09	8,73
4,0	4,06	3,90	8,9	9,20	8,83
4,1	4,16	3,99	9,0	9,31	8,94
4,2	4,26	4,09	9,1	9,41	9,04
4,3	4,36	4,19	9,2	9,52	9,14
4,4	4,47	4,29	9,3	9,63	9,25
4,5	4,57	4,39	9,4	9,74	9,35
4,6	4,67	4,49	9,5	9,84	9,45
4,7	4,78	4,59	9,6	9,95	9,55
4,8	4,88	4,69	9,7	10,06	9,66
4,9	4,99	4,79	9,8	10,17	9,76
5,0	5,09	4,89	9,9	10,27	9,86
5,1	5,19	4.99	10,0	10,38	9,97
5,2	5,30	5,09	10,1	10,49	10,07
5,3	5,40	5,18	10,2	10,60	10,18
5,4	5,51	5,29	10,3	10,71	10,28
5,5	5,61	5,39	10,4	10,81	10,38
5,6	5,71	5,48	10,5	10,92	10,49
5,7	5,82	5,58	10,6	11,03	10,59
5,8	5,92	5,68	10,7	11,14	10,70
5,9	6,03	5,79	10,8	11,25	10,80
6,0	6,13	5,89	10,9	11,36	10,91
6,1	6,24	5,99	11,0	11,47	11,01
6,2	6,34	6,09	11,1	11,57	11,11
6,3	6,45	6,19	11,2	11,68	11,22
11,3	11,79	11,32	15,7	16,68	16,00
11,4	11,90	11,42	15,8	16,79	16,11
11,5	12,01	11,53	15,9	16,90	16,22
11,6	12,12	11,63	16,0	17,02	16,34
11,7	12,23	11,74	16,1	17,13	16,45
11,8	12,34	11,85	16,2	17,24	16,56
11,9	12,45	11,95	16,3	17,36	16,67
12,0	12,56	12,06	16,4	17,47	16,77
12,1	12,67	12,17	16,5	17,58	16,88
12,2	12,78	12,27	16,6	17,70	16,99
12,3	12,89	12,38	16,7	17,81	17,10
12,4	13,00	12,48	16,8	17,92	17,21
12,5	13,11	12,59	16,9	18,04	17,32
12,6	13,22	12,69	17,0	18,15	17,43
12,7	13,33	12,80	17,1	18,27	17,54
12,8	13,44	12,90	17,2	18,38	17,65
12,9	13,55	13,01	17,3	18,50	17,76
13,0	13,66	13,11	17,4	18,61	17,87
13,1	13,77	13,22	17,5	18,72	17,97
13,2	13,88	13,32	17,6	18,84	18,08
13,3	13,99	13,43	17,7	18,95	18,19
13,4	14,10	13,54	17,8	19,07	18,31
13,5	14,21	13,64	17,9	19,18	18,42
13,6	14,32	13,75	18,0	19,30	18,53
13,7	14,43	13,85	18,1	19,41	18,64
13,8	14,55	13,97	18,2	19,53	18,75
13,9	14,66	14,07	18,3	19,64	18,86
14,0	14,77	14,18	18,4	19,76	18,97
14,1	14,88	14,28	18,5	19,88	19,08
14,2	14,99	14,39	18,6	19,99	19,19
14,3	15,10	14,50	18,7	20,11	19,31
14,4	15,22	14,61	18,8	20,22	19,42
14,5	15,33	14,72	18,9	20,34	19,53
14,6	15,44	14,82	19,0	20,45	19,64
14,7	15,55	14,93	19,1	20,57	19,75
14,8	15,66	15,03	19,2	20,69	19,86
14,9	15,78	15,14	19,3	20,80	19,97
15,0	15,89	15,25	19,4	20,92	20,08
15,1	16,00	15,36	19,5	21,04	20,20
15,2	16,11	15,47	19,6	21,15	20,31
15,3	16,22	15,57	19,7	21,27	20,42
15,4	16.34	15,69	19,8	21,39	20,53
15,5	16,45	15,79	19,9	21,50	20,64
15,6	16,56	15,90	20,0	21,62	20,76

В старой литературе вместо массовых указываются весовые проценты.