2. Методика выполнения работы

2.1. Приборы и материалы: прибор Догадкина; технохимические весы с разновесами; часовое стекло для взятия навески; секундомер или песочные часы; образцы высушенных продуктов.

Прибор Догадкина (рис.13) состоит из воронки 1, соединенной по принципу сообщающих сосудов с градуированной трубкой 2. На соединяющем пути имеется расширение 3, являющееся ресивером для заполняющей прибор жидкости (воды). В нижней части соединяющая трубка имеет отвод 4 с резиновой трубкой и зажимом 5. Отвод служит для выпуска воды из системы после окончания работы. Градуированная трубка имеет отогнутый под прямым углом отвод 6 с резиновой трубкой и зажимом 7. Воронка накрывается крышкой 8 с крючком, на который подвешивается проволочная сетка 9, в которую помещается навеска исследуемого материала.

Рис. 13. Прибор Догадкина (схема)

1 – воронка; 2 – градуированная трубка; 3 – ресивер; 4 – отвод нижний; 5 – зажим; 6 – отвод верхний; 7 – зажим; 8 – крышка воронки; 9 – сетка для материала; 10 – штатив прибора

Прибор устанавливают на ровной плоскости стола с таким расчетом, чтобы сетка для продукта висела свободно и не касалась стенок воронки. Снимают крышку с воронки прибора, закрывают зажим 5, открывают зажим 7 и заливают прибор водой с таким расчетом, чтобы ее уровень в градуированной трубке соответствовал верхнему делению шкалы. Уровень устанавливают, добавляя воду в прибор через воронку или удаляя избыток ее через отвод 4. После заполнения прибора водой необходимо убедиться, что во всех трубках и отводах нет пузырьков воздуха. Если пузырьки воздуха имеются, необходимо их удалить и еще раз проверить уровень воды в градуированной трубке.

На технохимических весах с точностью до 0,01 г отвешивают 5 г исследуемого материала, помещают в сетку и закрывают крышкой. Сетку с навеской подвешивают на крючок крышки воронки и помещают в воронку прибора. Открывают зажим 7 и, вдувая воздух через резиновую трубку, медленно поднимают уровень воды в воронке так, чтобы вода полностью покрыла сетку с материалом, затем осторожно спускают воду в исходное положение. Сетку слегка встряхивают, чтобы удалить капли влаги, и отмечают новый уровень воды по шкале градуированной трубки. При этом часть воды израсходовалась на смачивание навески и сетки, следовательно, уровень ее в измерительной трубке понизился и остановился на новой отметке. Значение показателя содержания воды, израсходованной на смачивание, в дальнейшем следует вычитать из показаний шкалы при последующих замерах. Вновь вдувают воздух через резиновую трубку, заполняют воронку и сетку с навеской водой, плотно закрывают зажим 7, включают секундомер и выдерживают навеску в воде в течение 5 мин. Через 5 мин, слегка приоткрывая зажим 7, спускают воду из воронки, полностью открывают зажим встряхивают сетку и снимают новое показание уровня воды в трубке. После этого, таким же образом, вновь заливают навеску водой и т.д. Замеры повторяют 12 раз, чтобы общая продолжительность замачивания навески составила 1 час.

В процессе выполнения работы необходимо соблюдать следующие условия:

1) воду из воронки спускать медленно при чуть приоткрытом зажиме, так ее может выбросить через отводную трубку, что приведет к искажению результатов опыта;

2) сетка с навеской должна висеть свободно, не касаться стенок воронки, так как это может задержать лишнее количество воды сверх того, которое поглощается материалом.

Результаты наблюдений и расчетов вносят в табл. 9.

Таблица 9

Номер замера	, мин	h, см	h, см	v, г	Q, %	, %
смачивание	0	1,5	-	-	-	-
1	5	2,5	1,0	0,90	118	41,3
2	10	3,0	1,5	1,35	126	44,1

где  - время нарастающим итогом от начала опыта, мин;

h – показания шкалы трубки прибора, см;

h – высота столбика поглощенной жидкости (h- h_см), см;

v - масса поглощенной жидкости, г;

Q - степень набухания, %;

 - восстанавливаемость, %.

Примечание. Из всех последующих показаний шкалы прибора вычитают высоту столбика жидкости, ушедшей на смачивание.

По результатам табл.9 строят кривую восстанавливаемости сушеного продукта (рис.10).

Результаты дальнейших расчетов вносят в табл. 10.

Таблица 10

, мин

Q, %

Qm-Q, %

Qm /(Qm-Q)

lg (Qm /(Qm-Q))

V=dQ/d

Для учебных целей предельную степень набухания Q_m принимают ориентировочно, так как процесс определения истинного значения продолжителен.

Для картофеля и овощей принимают Q_m = 1,25 +1,40  Q₆₀;

Для варено-сушеных круп - Q_m = 1,50 +2,20  Q₆₀.

Q₆₀ – степень набухания через 60 мин замачивания.

Большие значения принимают при проведении опытов в горячей воде, а также для вареных круп, высушенных при высоких потенциалах и скоростях сушильного агента.

В тех случаях, когда в двух последующих замерах материал перестает поглощать влагу, т.е. высота столбика поглощенной жидкости h не меняется, работу прекращают, и значение Q_m принимают таким, каким оно получилось в работе.

По результатам табл.10 строят график для определения константы набухания (рис.11) и кривую скорости набухания в зависимости от времени (рис.12) [2].

На основании полученных результатов делают выводы.

Л а б о р а т о р н а я р а б о т а № 12