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