OZNACZANIE GĘSTOŚCI PŁYNNYCH PRODUKTÓW SPOŻYWCZYCH

Gęstość jest jedną z podstawowych cech

każdej substancji, która ma istotne znaczenie

w analizie środków spożywczych, zwłaszcza

tych, których sucha substancja jest w dużym

stopniu reprezentowana przez cukry. Istnieją

bowiem dość ścisłe zależności między

wartościami liczbowymi gęstości roztworów

wodnych a zawartością w nich cukru.

Gęstość jest wielkością stałą, zależną od

temperatury i ciśnienia. W analizie żywności

pomiar gęstości informuje o zawartości tzw.

ekstraktu, tj. sumy substancji

rozpuszczalnych w wodzie i nielotnych z parą

wodną.

Gęstość bezwzględna

(d) - jest

określona jako stosunek masy danego

ciała (m) do jego objętości (V)

]







Gęstość względna

- określona jest

jako stosunek masy pewnej objętości

roztworu w temperaturze do masy

takiej samej objętości wody, w tej

samej temperaturze.

gdzie:

— masa danego ciała w temp. t °C,

— masa wody w temp. t °C

— gęstość ciała w temp. t °C

t
w

t
x

t
t

d 

W praktyce gęstość względną danego ciała wyznacza

się w odniesieniu do gęstości wody równej 1 g/cm

, w

temperaturze 4 °C jest gęstością bezwzględną tego

ciała.

gdzie;

— masa danego ciała w temp. t °C,

— masa wody w temp. 4 °C,

— gęstość bezwzględna danego ciała w temp.

4°C.

t
x

d 

W celu przeliczenia gęstości

względnej na bezwzględną mnoży

się wartość liczbową gęstości

względnej danego ciała przez

gęstość wody w temp. pomiaru t

°C:

t
w

t
t





gdzie:
d

— gęstość bezwzględna danego ciała w temp. t ° C

[gcm

-3

— gęstość względna ciała w temp. t ° C,

— gęstość wody w temp. t ° C [gcm

-3

A. W metodzie areometrycznej

używany

jest przyrząd zwany

areometrem.

Zbudowany

jest on ze szklanej bańki o wydłużonym

kształcie, obciążonej ołowiem lub rtęcią

(zapewniając utrzymanie pozycji pionowej

podczas pomiaru), bańka szklana przechodzi w

szklany trzpień, wewnątrz którego znajduje się

skala. Pomiaru dokonuje się zanurzając areometr

w badanej cieczy i odczytując jego wskazania ze

skali według menisku górnego lub dolnego.

Zasada pomiaru opiera się na prawie

Archimedesa i sprowadza się do tego, że

areometr w stanie równowagi wypiera swoją

zanurzoną częścią masę cieczy równą jego

ciężarowi.

Im większa jest gęstość cieczy, tym

mniejsze jest zanurzenie areometru

i odwrotnie.

Areometr będzie tym czulszy, im

większa będzie objętość bańki, im

cieńszy i lżejszy będzie trzpień, a

gęstość badanej cieczy będzie

mniejsza.

W laboratoriach przemysłu

spożywczego do pomiaru gęstości

cieczy używane są trzy grupy

areometrów:



podające gęstość bezpośrednio w

wartościach liczbowych,



wskazujące procentową zawartość

substancji rozpuszczonej,



wyskalowane w stopniach umownych.

Spośród areometrów podających gęstość

bezpośrednio w wartościach liczbowych

wyróżniamy:

a) areometr

Gay-Lussaca

lub tzw. szkolny, wskazuje

gęstość bezpo średnio w g /cm

;

b) areometr

Oechslc

(°Oc), w którym ogólna

zależność pomiędzy gęstością badanego roztworu

a wskazaniami areometru przedsta wia się

następująco:

stad 15



Oe=1,015 g



-3

laktodensymetr

(°Ld) — kiedy wskazanie

laktodensymetru wynosi np. 31,5°Ld, odpowiada to

gęstości mleka d = 1,0315 g /cm

1000

15
15





Do grupy areometrów wskazujących

procentową zawartość

sub

stancji

rozpuszczonej zaliczamy:

alkoholomierze:



areometr

Trallesa

(°Tr) — wskazuje w

procentach objętościowych (v/v) zawartość

alkoholu etylowego w roztworach wodnych,

stosowany w Polsce.



areometr

Richtera

- wskazuje procenty

wagowe (g/g) alkoholu etylowego w

roztworach wodnych, nie stosowany w Polsce.

cukromierze:



areometr

Brixa

(°Bx) - określa

procentową zawartość sacharozy w

czystych roztworach wodnych w

procentach wagowych [g/100 g] i tak

np. 8°Bx odpowiada 8

g sacharozy

rozpuszczonej w 100 g roztworu.



areometr

Ballinga

(°Blg) — w roztworach cukru

wskazuje procentową zawartość tego cukru [g/100g],

w temp. normalnej 20 °C; w przypadku pomiaru

gęstości roztworów wieloskładnikowych

zawierających różne substancje (cukry, kwasy, białka,

barwniki, garbniki, itp.) wskazania areometru Ballinga

odpowiadają zawartości tzw. ekstraktu. Należy

pamiętać, że wymienione składniki wpływają na

podwyższenie gęstości roztworów wodnych w

stosunku do gęstości wody (d = 1,0 g cm

), podczas

gdy występujący w niektórych produktach

spożywczych alkohol etylowy (piwo, wino) obniża

gęstość badanych cieczy. W takich przypadkach

wskazania powyższego areometru, odpowiadają

zawartości tzw. ekstraktu pozornego, który w

odróżnieniu od ekstraktu rzeczywistego oznaczany

jest w produktach jako suma składników

rozpuszczalnych w wodzie związki lotne, np. alkohole.

Areometr ze skalą umowną:



areometr

Baumego

(°Be) —

temperatura normalna dla wskazań

tego typu areometru wynosi 15 °C, i

tak np. dla wody areometr ten

wskazuje wartość 0°C Be, a dla

kwasu siarkowego stężenie

66 °Be. Wykorzystywany jest on do

pomiaru gęstości melasy, zasady

sodowej, kwasu siarkowego itp.

Należy pamiętać, że pomiar gęstości cieczy

przeprowadzany przy użyciu różnych

areometrów wykonywany jest w

temperaturze ich cechowania, podanej

zwykle obok podziałki na skali areometru

(zazwyczaj jest to

temp. 20 °C). Jeżeli temperatura badanego

roztworu odbiega o kilka stopni od

temperatury wymaganej (tzn. tej, dla której

areometr został wyskalowany), należy po

dokonaniu pomiaru uwzględnić poprawkę

temperaturową podaną w specjalnej tablicy

B. W metodzie piknometrycznej

pomiar gęstości wykonywany jest za

pomocą piknometru. Oznaczenie to

polega na porównaniu masy pewnej

objętości roztworu badanego z masą

tej samej objętości wody o tej samej

temperaturze.

Piknometr

- zbudowany jest ze

szkła, ma kształt miarowej kolbki

z kapilarną szyjką o pojemności

25 lub 50 ml. Przy dokładnych

oznaczeniach mas piknometry

pozwalają określić gęstość z

dokładnością do 5 miejsca

dziesiętnego.

Aby obliczyć wartość liczbową gęstości

metodą piknometryczną, należy określić

gęstość względną roztworu według wzoru:

t
t





gdzie:
m

— masa piknometru pustego [g]

— masa piknometru z wodą [g]

— masa piknometru z badanym roztworem [g].

Obliczoną wartość gęstości

względnej można przeliczyć na

gęstość bezwzględną, mnożąc

wartość liczbową gęstości

względnej przez gęstość wody w

temp. pomiaru t. Najczęściej

gęstość roztworów wyraża się

jako d

lub d

C. Zasada metody hydrostatycznej

pomiaru gęstości opiera się na prawie

Archimedesa, przy czym w przeciwieństwie

do metody areometrycznej - w której

wielkością stałą była masa areometru, a

zmienną stopień jego zanurzenia w

metodzie hydrostatycznej, stała jest

objętość nurnika, a zmienna masa

roztworu wypieranego przez zanurzony

nurnik. W praktyce do pomiaru gęstości

najczęściej stosowane są wagi Mohra-

Westphala i Reimanna-Parowa.

Obliczenie gęstości badanej cieczy

umożliwia następujący wzór:







gdzie:
V – objętość ciała (nurnik)
G

– ciężar ciała w powietrzu

– ciężar ciała w cieczy

g – przyspieszenie ziemskie

Document Outline