Вибрационно-частотный метод измерения плотности пива
Измерение показателя преломления можно заменить измерением скорости звука в исследуемом пиве. Поскольку звук в жидкости распространяется в зависимости от концентрации, а, следовательно, от концентрации экстракта, на этом принципе может основываться ряд методов измерений.
Вибрационно-частотный преобразователь - резонатор представляет собой U-образную трубку, заполненную исследуемой жидкостью.
С помощью системы, основанной на электромагнитном или пьезоэлектрическом методе, трубка начинает колебаться. Резонансную частоту колебаний можно очень точно измерить, что дает возможность определить плотность точно и быстро.
Вибрационно-частотный преобразователь используется в настоящее время повсеместно: в переносных приборах; в стационарных лабораторных приборах, например, «Колос»; в контрольно-измерительных приборах, встроенных в линию для непрерывного производственного контроля.
По результатам измерений плотности и частоты ультразвуковых колебаний можно вычислить экстрактивность начального сусла – массовую долю сухих веществ в охмеленном сусле.
Пикнометрический метод
Пикнометры представляют собой стеклянные сосуды различной формы и устройства в зависимости от назначения. На заводах бродильной промышленности широкое применение нашли пикнометры вместимостью 25 и 50 см3..
Пикнометры применяют для определения относительной плотности жидкости с точностью до 0,0001. Для определения относительной плотности сначала взвешивают пустой пикнометр, затем с бидистиллированной водой, затем с исследуемой жидкостью, находят массу равных объемов исследуемой жидкости и воды. Отношение этих масс представляет собой относительную плотность. Перед взвешиванием пикнометр с исследуемой жидкостью выдерживают при 20 оС в течение не менее 20 мин.
Плотность раствора находят по формуле
где m – масса пустого пикнометра; m1 – масса пикнометра с дистиллированной водой; m2 - масса пикнометра с исследуемым раствором.
Затем по таблицам находят массовую долю сухих веществ в растворе в зависимости от плотности этого раствора.
Основные погрешности при работе с пикнометрами возникают при несоблюдении температуры опыта, неточном доведении жидкости до метки, плохом удалении влаги с внешней поверхности и внутренних стенок горлышка пикнометра.
Ошибка в определении плотности раствора на 1 · 10-4 соответствует ошибке в определении количества сухих веществ на 0,02 %.
Определение сухих веществ мелассы при помощи пикнометра. Определение ведут в разбавленных растворах вследствие большой вязкости мелассы. Самый простой из методов - двойное разбавление: в сухой стакан отвешивают на технических весах 150 г мелассы, затем ее разбавляют горячей водой, охлаждают, доливают водой на весах до 300 г, тщательно перемешивают и охлаждают. Определяют плотность раствора и находят в нем по приложению 1 содержание сахара (в % мас.) в пересчете на сахарозу. Для определения содержания сахара в исходной мелассе полученные данные удваивают. Недостаток этого метода заключается в необходимости троекратного взвешивания.
Большое распространение получил метод нормальной навески продукта на 100 см3 раствора, так как требует одного взвешивания мелассы. Недостатком этого метода является большое разбавление продукта (примерно в 4 раза). Метод нормальной навески широко используется в поляриметрических и ареометрических определениях. Нормальной навеской считают 26 г мелассы в 100 см3 раствора.
Проведение анализа. 65 г мелассы, т. е. 2,5 нормальной навески, отвешивают на технических весах в сухой фарфоровой чашке или в химическом стакане. При помощи дистиллированной воды температурой 70 – 80 оС мелассу количественно переносят в мерную колбу вместимостью 250 см3. Содержимое колбы охлаждают до 20 оС, доливают водой до метки и тщательно перемешивают. Определив плотность раствора мелассы пикнометром, по приложению 1 находят содержание в ней растворимых сухих веществ. Для пересчета на мелассу используют уравнение:
В = b · d. 100 : 26,
где d – плотность раствора мелассы при 20 оС.
Пример. Определить содержание растворимых сухих веществ в мелассе, если плотность нормального ее раствора равна 1,0807 г/ см3. Зная плотность раствора мелассы, по приложению 1 находят эквивалентное содержание сухих веществ – 19,5 % и затем рассчитывают величину
В = 19,5 · 1,0807 · 100 : 26 = 81,05 % мас.