2. Поляризационные анализаторы жидкостей. Физические основы поляризационного метода. Область применения. Структурная схема автоматического поляризационного анализатора жидкости.

Поляризационный метод анализа жидкостей основан на том, что для раствора, содержащего активные вещества,угол вращения плоскости поляризации поляризационного светапрямо пропорционален ихконцентрации и выражается зависимостью

а = а_о1СК,

где а₀ — угол удельного вращения плоскости Поляризации, зависящий от длины волны света и температуры; / — толщина слоя раствора, м; С — концентрация витическиактивного вещества, моль/м³: К — постоянный коэффициент, м²/моль.

Принцип действия основан на способности вращать плоско-поляризованный свет растворами, содержащими оптически активные вещества

Область применения: для определения концентрации оптически активных веществ

3. Нефелометрические и турбидиметрические анализаторы жидкостей. Назначение, область применения. Единицы измерения. Физические основы турбидиметрического метода. Схема компенсационного измерения

Нефелометрические и турбидиметрические анализаторы применяются для контроля концентрации нерастроренных взвешенных частиц, находящихся в различных прозрачных жидких и газообразных средах. В пищевой промышленности эти приборы применяются для определения качества осветленных и отфильтрованных вин и виноматериалов, пива и пивного сусла, плодовых и фруктовых соков С их помощью возможны определение белка в винах и некоторые другие анализы

На практике используют и другие единицы измерения мутности :

NTU/Нефелометрические единицы/Водоподготовка, питьевая вода, сточные воды/ Для регистрации рассеянного света под углом 90°, формазин в качестве стандарта

EBC/Европейская конвенция пивоварения/Пивоварение/1 EBC=4 NTU

FNU/Нефелометрические единицы с использованием формазина/Водоподготовка и сточные воды/Тоже что для NTU

FTU/Единицы измерения по формазину/Химическая промышленность, пивоварение/Регистрация рассеянного света под различными углами

(м)г/л/(милли)граммы взвешенных частиц/Для всех

%/Относительная шкала/Для всех

Турбидиметрический метод анализа основан на измерении интенсивности ослабленного светового потока Ф, прошедшего через среду, содержащую взвешенные частицы. Интенсивность его в направлении падающих лучей определяется уравнением, аналогичным уравнению Бугера — Ламберта — Бера

После некоторых преобразований уравнение может быть записано в следующем виде:

D,

4. Цели измерения влажности сыпучих продуктов. Влажность и влагосодержание.Прямые и косвенные методы.Классификация влагомеров по принципу действия. Термогравиметрический метод измерения влажности сыпучих сред. Достоинства и недостатки, сфера применения

Влажность большинства веществ, особенно органического происхождения, является одним из определяющих показателей их качества, поскольку технологические и физические свойства, способность к хранению и другие характеристики в большой степени зависят от содержания в них воды. Технологические процессы пищевой промышленности, такие как сушка, выпечка, выпарка, обжарка, уваривание, упаривание и другие, характеризуются в большой степени влажностью сырья, полуфабрикатов и готовой продукции.

Влагосодержание (U) – отношение массы влаги (воды) М, содержащейся в материале, к массе абсолютно сухого материала М₀ :

Влажность (W) – отношение массы влаги М, содержащейся в материале, к массе влажного материала М_вл :

В основе прямых методов измерения влажности лежит разделение исследуемого вещества или материала на влагу (воду) и сухой остаток. Все прямые методы требуют длительного времени измерения и достаточно громоздкого оборудования. Однако они характеризуются высокой точностью измерения, что обуславливает их широкое применение в качестве лабораторных и образцовых методов.

Косвенные методы, основаны на использовании функциональных связей между их физическими свойствами (тепловыми, механическими, электрофизическими и др.) и содержанием в них влаги. Большинство косвенных методов позволяет строить на их основе автоматические быстродействующие влагомеры.

По принципу действия современные влагомеры твердых и сыпучих материалов могут быть разделены на следующие большие группы: тепловые, электрофизические, инфракрасные,

Термогравиметрические влагомеры основаны на измерении изменения массы пробы анализируемого вещества при её нагревании от внешнего источника теплоты с постоянной скоростью

Термогравиметрические влагомеры получили широкое распространение как в лабораторной, так и в производственной практике благодаря высокой точности и простоте аппаратурного оформления. В настоящее время этот метод является единственным образцовым методом измерения влажности твердых и сыпучих материалов, применимым к широкому классу материалов

5. Кондуктометрический метод измерения влажности сыпучих сред. Область применения, физические основы, ограничения в использовании.Емкостные влагомеры.Физические основы, область применения, влияние возмущающих факторов

Кондуктометрический метод измерения влажности основан на зависимости между влажностью вещества и его электрическим со­противлением, выражающейся следующей степенной функцией:

R_X=A/W^K,

Приборы, основанные на использование кондуктометрического метода, применяются в пищевой промышленности для измерения влажности зерна, муки, макаронных изделий, некоторых кондитерских продуктов и т.д. Однако сложность подготовки проб к измерениям, а также влияние на точность измерений многих побочных факторов, таких, как природа материала, его химический состав, крупность и форма частиц, наличие водорастворимых солей и щелочей и т.д., ограничивают использование кондуктометрических влагомеров.

Измерение влажности емкостным методом основа­но на различии значений диэлектрической проницаемости твердой основы, воздуха и воды.

Емкостные влагомеры твердых и сыпучих материалов в настоящее время получили самое широкое распространение прак­тически во всех отраслях науки и техники, в том числе и в пищевой промышленности, где с их помощью измеряется влажность пище-концентратов, муки, чая, зерна, солода, рафинадной кашки и многих других пищевых продуктов, полуфабрикатов и исходного пищевого сырья.

Поскольку относительная диэлектрическая проницаемость воды является величиной постоянной и близка к 81 , диэлект­рическая проницаемость большинства сухих веществ лежит в пре­делах от 2 до 10, то даже незначительное изменение влажности ве­щества вызывает изменение его электрических характеристик - диэлектрической проницаемости, а также тангенса угла диэлектри­ческих потерь tgδ. Эти характеристики зависят от частоты пере­менного электрического поля, в котором осуществляется измерение характеристик, температуры, плотности (уплотнения) материала и других факторов.

6. СВЧ - влагомеры. ИК-влагомеры. Физические основы метода. Областьприменения, структурные схемы.

Принцип действия СВЧ-влагомера (рис.3) основан на из­мерении параметров электромагнитных волн, прошедших через анализируемое вещество.

В настоящее время СВЧ-влагомеры получили широкое рас­пространение для измерения влажности пищевых продуктов.

(Испытуемый образец 3 помещается меж­ду передающим волноводом 2, питаемым от СВЧ-генератора 1, и приемным волноводом 4. В приемном волноводе расположен детек­тор 5, воспринимающий ослабленный пучок СВЧ-излучения. После соответствующего усиления на усилителе 6 этот сигнал поступает на измерительное устройство 7. )

Принцип действия инфракрасных (ИК) влагомеров основан на измерении избирательного поглощения влагой инфракрасного из­лучения определенной длины волны либо отраженного поверх­ностью исследуемого вещества или материала, либо проходящего через вещество

(ИК - Излучение от источника 1 проецируется конденсором 2 на бихроматор 3, в котором происходит выделение двух лучей с дли­нами волн 1,73 мкм (опорная длина волны) и 1,95 мкм (измери­тельная длина волны). Инфракрасный луч с длиной волны 1,73 мкм не поглощается водой, находящейся в исследуемом образце 5. Меж­ду образцом 5 и бихроматором 3 находится модулятор 4 с фильтрами, которые поочередно пропускают на образец ИК-лучи с опорной и измерительной длинами волн. Отраженные измерительный и опор­ный сигналы поступают на фотоприемник 6, с выхода которого электрические сигналы передаются на усилитель 7 и далее - на детекторы 8 и 9. Детекторы выделяют опорный и измерительный сигналы и подают их на индикаторы 10 и 11)

Широко используется для измерения в потоке продуктов, практически применяется во всех промышленностях