Определение плотности продукта

Плотность вещества р (кг/м³) определяется как отношение покоящейся массы, m(кг) к ее объему V (м³):

(1.6)

Удельный вес- это отношение веса тела Р к его объёму V, то есть величина g = P/V (1.7)

В качестве параметров вещества в товароведении употребляются: насыпная плотность и объемная плотность.

Объемная плотность (насыпной вес), определяемая отношением общего веса слоя к его объему, зависит от способа загрузки сыпучего материала в емкость. При увеличении количества материала, подаваемого в единицу времени на единицу поверхности слоя, насыпной вес обычно уменьшается. Объемная плотность - величина, определяемая отношением массы неоднородного вещества ко всему занимаемому им объему, включая имеющиеся в нем поры и пустоты. Объемная плотность является характеристикой, необходимой для расчета общей пористости.

Для характеристики физических параметров пищевых веществ применяют термин «относительная плотность», которая определяется как отношение плотности исследуемого вещества к плотности «стандартного» вещества в определенных физиче­ских условиях:

(1.8)

где р – плотность данного вещества (кг/м³); р₀ – плотность «стандартного» вещества (кг/м³); d – относительная плотность (безразмерная величина).Для жидких пищевых веществ «стандартным» веществом является чистая вода при температуре 3, 98 °С и нормальном атмосферном давлении, что соответствует наибольшей ее плотности.

Относительную плотность определяют при температуре продукта 20 °С и воды 4 или 20 °С и обозначают символами .

Для пересчета значений плотности или наоборот пользуются температурными коэффи­циентами расширения

d

Относительная плотность жидких продуктов зависит не только от их температуры, но и от концентрации сухих веществ.

Показатели плотности учитываются при оценке качества молока, определении содержания сухих веществ в плодовых и ягодных экстрактах, содержания поваренной соли в растворах, рассолах, определении крепости спирта и водки. При этом пользуются для каждого продукта таблицей, в которой приводится содержание вещества в растворе в зависимости от плотности и температуры его.

Для определения относительной плотности чаще всего применяют пикнометрический или ареометрический метод.

Пикнометрический метод. Основан на определении массы равных объемов исследуемого продукта и воды при температуре 20 °С.

Приборы и оборудование. Пикнометры на 10, 25 или 50 мл; аналити­ческие весы; эксикатор; водяной термостат или ультратермостат; капил­лярная пипетка.

Порядок проведения анализа. Предварительно подготовленный чистый и сухой пикнометр взвешивают на аналитических весах с точностью до 0, 0001 г. Затем его наполняют исследуемой жидкостью, уровень которой должен быть немного выше метки, и помещают на 20-30 мин в термостат или водяную баню при 20 °С. После этого объем жидкости доводят точно до метки. При излишке жидкости ее удаляют полоской из фильтровальной бумаги, а при недостатке – добавляют из капиллярной пипетки. Внутреннюю поверхность шейки пикнометра, не заполненную жидкостью, тщательно обсушивают полоской фильтровальной бумаги.

После термостатирования и доведения объема исследуемой жидкости до метки пикнометр закрывают пробкой, подсушивают фильтровальной бумагой и оставляют на 30 мин около весов, после чего взвешивают с точностью до 0, 0001 г.Таким же образом определяют массу дистиллированной воды.

Плотность исследуемой жидкости вычисляют по формуле

(1.8)

где m – масса пустого пикнометра, г; m₁ – масса пикнометра с исследуемой жидкостью, г; m₂ – масса пикнометра с дистиллированной водой, г.

Относительную плотность рассчитывают с точностью до 0, 0001.

Пикнометрический метод заключается в установлении массы определенного объема дистиллированной воды при 20⁰С и равного объема исследуемой жидкости при такой же температуре в специальной колбе- пикнометре.

Плотность воды при 4⁰С равна единице, а при температуре 20⁰С – 0, 99823 г\см3.

Пикнометр представляет собой узкогорлую, стеклянную колбу с притертой пробкой с нанесенной на шейке меткой небольшого объема.

Гидростатический метод заключается в определении массы исследуемого образца в воздухе и в воде. Разность полученных масс образца численно равна его объему. Применяется метод для определения плотности твердых тел неправильной геометрической формы (клубней картофеля, моркови, свеклы, изделий из стекла, пластмассы). Испытания проводят на гидростатических весах системы Мор- Вестфаля.

Относительную плотность исследуемого образца рассчитывают по формуле:

Qобр = mобр / Vобр = m обр/mобр – m₁

где: mобр – масса образца в воздухе, г;

m₁ - масса образца в воде, г;

V – объем образца, м3.

Взвешивание и расчет производят с точностью до второго знака

Ареометрический метод(денсиметрический) метод основан на применении закона Архимеда: «Тело погружается в жидкость до тех пор, пока масса вытесненной им жидкости не будет равна массе этого тела».Для быстрого определения относительной плотности жидкостей применяют ареометры (денсиметры). Ареометр представляет собой стеклянную трубку, расширяющуюся к низу. Дно трубки заполнено дробью из свинца. На узкой верхней части нанесена шкала с делениями, показывающими непосредственно относительную плотность Q4 исследуемой жидкости. Ареометры дают возможность определить относительную плотность в интервале 0, 6-3, 8. Шкала одного ареометра охватывает значение относительной плотности в пределах 0, 2-0, 4.Промежутки между цифрами разделены на мелкие деления, позволяющие определять относительную плотность с точностью до третьего знака после запятой.

Для определения относительной плотности при помощи ареометра исследуемую жидкость наливают в цилиндр. Осторожно погружают ареометр в жидкость, не выпуская его из рук до тех пор, пока он не будет плавать. Ареометр должен находится в центре цилиндра, не касаться стенок и дна. Отсчет показателей производят по нижнему уровню мениска, глаз должен находится на одном уровне с поверхностью жидкости. Отсчет проводят по делениям шкалы. Деление, против которого устанавливается мениск, характеризует величину плотности.

Ареометры градуированы при температуре 20⁰С, поэтому температура исследуемой жидкости должна быть такой же. Ареометр требует осторожного обращения, т.к. его можно легко разбить.

В исследуемый жидкий продукт по­гружают ареометр до тех пор, пока масса жидкого продукта, вытесненного им, не станет равной массе ареометра. Плотность жидкого продукта определяют по градуированной шкале ареометра в зависимости от уровня его погружения. Внутри некоторых ареометров имеется термометр, которым можно измерять температуру исследуемого жидкого продукта. Шкала ареометра рассчитана на 20 °С.

Приборы. Ареометр со шкалой, показывающей плотность (с ценой деления, равной 0, 0001); стеклянный цилиндр; термометр.

Порядок проведения анализа. В стеклянный цилиндр наливают исследуемый жидкий продукт определенной температуры. Жидкого продукта в цилиндре должно быть достаточно для свободного погружения ареометра. Затем в жидкий продукт осторожно опускают чистый сухой ареометр, не допуская касаний им стенок цилиндра. При исследовании прозрачных жидких продуктов отсчет производят по нижнему мениску, а при исследовании непрозрачных – по верхнему. Если температура исследуемого продукта отличается от установленной (20 °С), то в результат определений вносят соответствующую поправку, которую берут из специальных таблиц.

За конечный результат принимают среднее арифметическое двух определений, разность между которыми не должна превышать 0, 002.

Относительная плотность зависит от температуры, поэтому ее обозначают индексами Qt₁t₂, где: t₁ – температура вещества, ⁰С.

t₂ - температура воды, плотность которой взята за единицу сравнения, ⁰С.

Температура 20 ⁰С. является стандартной для определения плотности вещества, поэтому относительную плотность вещества обозначают Q_{4 20.}

Существует несколько методов определения относительной плотности: ареометрической, пикнометрический, гидростатический.