Установіть відповідність між термінами і їх визначенням.

Дата добавления: 2015-09-19; просмотров: 3075

Тема. РЕОЛОГІЧНІ МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ

Мета заняття.Ознайомити студентів з реологічними методами дослідження. Навчити студентів проводити комплексну оцінку якості продовольчих товарів та їх впливу на організм з допомогою реологічних методів дослідження. Освоїти роботу основних реологічних приладів.

Час роботи студентів при підготовці до лабораторних занять

Самостійна робота – 2 години

Робота в лабораторії з відпрацьовуванням теми – 2 години

Завдання для самостійної роботи з підготовки до лабораторної роботи.

Вивчити з рекомендованої літератури та конспектів лекцій тему “Реологічні методи дослідження”. Провести аналіз літератури з питань використання в сучасних дослідженнях реологічних методів: Використання реологічних методів дослідження в товарознавстві продтоварів (віскозиметрія, ареометрія, Консистометрія, адгезіометрія)

Оцінити можливості реологічних властивостей продовольчих товарів у перспективі досліджень в товарознавстві продовольчих товарів. Законспектувати. Підготувати реферат на 5-7 хв.

Завдання 1. Ознайомитись з реологічними методами в товарознавстві продовольчих товарів

Харчові продукти це в основному дисперсні системи (суспензії, емульсії, пористі тіла, піни т. д.). Реологічні (структурно-механічні) властивості цих систем обумовлені, перш за все, їх структурою, тобто внутрішньою будовою продукту і характером взаємодії фаз, що її складають. У зв’язку з цим продовольчі товарі, як похідні органічних об’єктів, проявляють пружні, в'язкі, пластичні властивості. Як правило одночасно проявляються пружні й в'язкі або пластичні й в'язкі властивості. Реологічні властивості в тому або іншому ступені більш чи менш проявляються залежно від фізичного стану продукту (рідина, драглисте чи тверде тіло ), етапу його життєвого циклу. Часто на стан продукту впливає особливость пакування та якість матеріалу для пакування.

Вивчення реологічних властивостей різних видів продуктів широко застосовується в товарознавстві продовольчих товарів для визначення їх якості.

Реологічні властивості продовольчих товарів, на основі яких розроблені сучасні інструментальні методи дослідження, що використовуються для їх якісної оцінки наведені в таблиці 3.1

Таблиця 3.1

Реологічні властивості продовольчих товарів, що використовуються для їх якісної оцінки

Найчастіше в товарознавстві продовольчих товарів визначають в’язкість (ŋ) та щільність (р) харчових продуктів.

Приладами, з допомогою яких визначають ці показники, є віскозиметри та пікнометри.

Найбільш розповсюджені віскозиметри, які використовуються у товарознавстві продовольчих товарів для визначення в’язкості Ньютонівських рідин та рідиноподібних систем:

a – Оствальда; б –Убеллоде: 1- кулька для виміру об’єму рідини, що протікає через капіляр; 2 – капіляр; 3 кулька для збору рідини; в – з двома паралельно працюючими капілярами: 1 – — широка трубка; 2 – капіляр; 3 — водяна сорочка

Рисунок 3.1. Принципова схема

віскозиметрів Оствальда та Убеллоде:

Щільність (об'ємна маса) — це маса речовини при 20°С, яка знаходиться в одиниці об'єму (г/см³).

Показники щільності враховуються при оцінці якості молока, визначенні вмісту сухих речовин в плодових і ягідних екстрактах, вмісту кухарської солі в розчинах, розсолах, визначенні міцності спирту і горілка.

У залежності від виду діяльності, мети вимірювань й виду товарів у товарознавстві продовольчих товарів, розрізняють насипну й об'ємну щільність.

Об'ємна щільність речовин визначається наступною

де,

р – щільність речовини (кг/м³)

m – маса речовини у спокої (кг)

V–об'єм речовини (м³)

Для оцінки фізичних параметрів речовин в товарознавстві продовольчих товарів використовують вимірювання їх щільності за відношенням до щільності стандартної речовини, визначеної в конкретних фізичних умовах -„відносної щільності”

Для рідких харчових речовин „стандартною речовиною” є чиста вода при температурі 3,98 °С та нормальному атмосферному тиску, що відповідає найбільшій її щільності.

Відносну щільність харчових речовин визначають при температурі 20 ° С, а води - при 4 °С

Відносна щільність рідких продуктів залежить не лише від їх температури, але і від концентрації сухих речовин. При визначенні щільності для кожного продукту користуються таблицею, в якій наводиться вміст речовини в розчині залежно від його щільності та температури.

Відносна щільність визначається за формулою.

де

р —щільність даної речовини (кг/м³);

р —щільність «стандартної речовини” (кг/м³);

d —відносна щільність (безрозмірна величина).

Для визначення відносної щільності найчастіше користуються пікнометричним чи ареометричним методом.

У товарознавстві продовольчих товарів використовуються наступні види ареометрів, які поділяються на сім основних груп:

· Ареометри загального призначення (малі), використовується для вимірювання щільності рідини, сольових, кислотних та лужних розчинів (АОН-1,2,3,4 діапазон вимірювання щільності від 700 до 1840 кг/м³, ДОСТ 18481-81).

· Ареометри для молока (малі), призначені для вимірювання щільності незбираного й знежиреного молока, пахтання й сироватки (АМ діапазон вимірювання щільності від 1015 до 1040 кг/м³, ДОСТ 18481-81).

· Ареометри для спирту (малі), призначені для вимірювання об'ємної концентрації етилового спирту у водних розчинах (АСП-1,2,3; АСП-Т, діапазон вимірювання щільності від 0 до 105 кг/м³, ДОСТ 18481-81).

· Ареометри-цукрометри (малі) призначені для вимірювання масової частки цукру у водних розчинах (АС -1, 2, 3; АСТ– 1,2, АОН – діапазон вимірювання щільності від 0 до 75 кг/м³, ДОСТ 18481-81)

· Ареометри для урини призначені для вимірювання щільності урини, також використовується для створення градієнтів щільності при розділенні рідин (крові) при виділенні їх фракцій, зокрема лімфоцитів та еритроцитів (АУ діапазон вимірів щільності від 1000 до 1050 кг/м³, ДОСТ 18481-81).

Ареометр загального Ареометр для молока з

Призначення АОН-1 з термометром АМТ

Рисунок 3.5. Рисунок 3.6.

Ареометр для Ареометр для

спирту спирту з термометром

АСП-1 АСП-Т

Завдання 2. Визначення вмісту етилового спирту пікнометром

Суть методу полягає у вимірюванні густини як відношення маси речовини дої об’єму.

Метод застосовується при експертизі та визначенні якості плодово-ягідних, шампанських вин, коньяків.

Вміст у вині, етилового спирту, виражений в об'ємних відсотках, називається міцністю. Вона визначається з точністю до другого десятичного знаку.

Прилади: Пікнометри на 10 мл, 25мл чи 50 мл; аналітичні терези; водяний термостат чи ультратермостат

1.Скляна посудина

2.Термометр

3.Шийка пікнометра з міткою

Рисунок 3.2. Принципова

схема будови пікнометру

Обладнання:ексикатор; капілярна піпетка чи дозатор піпеточний на 0,05;200 мл чи 250 мл.

Дослідні матеріали:вино, коньяк, горілка чи інші.

Хід вимірювань.

1).Попередньо підготовлений чистий та сухий пікнометр зважують на аналітичних терезах з точністю до 0,0001 г.

2). Пікнометр наповнюють алкогольним чи слабо алкогольним напоєм, який досліджують, та рівень якого має бути трохи вищим за мітку. Пікнометр з напоєм, що досліджується поміщають на 20 – 30 хв. в термостат або водяну баню при 20 °С. Після цього об'єм піддослідної рідини в пікнометрі доводять точно до мітки. При надлишку рідини її видаляють смужкою з фільтрувального паперу, а при недостатності – додають з капілярної піпетки. Внутрішню поверхню шийки пікнометра, не заповнену рідиною, ретельно осушують смужкою фільтрувального паперу.

Після витримки в термостаті та доведення об'єму досліджуваної рідини до мітки, пікнометр закривають пробкою, осушують фільтрувальним папером і залишають на 30 хв. біля терезів, після чого зважують з точністю до 0,0001 г. таким же чином визначають масу дистильованої води.

Щільність рідини. Яку досліджували обчислюють за формулою

де

m — маса порожнього пікнометра, г;

m1 — маса пікнометра з рідиною, яка досліджується, г;

m 2— маса пікнометра з дистильованою водою, г.

Відносну щільність розраховують з точністю до 0,0001.

Вміст етилового спирту в об'ємних відсотках в напої, який досліджується визначають за відносною щільність, яка надається в таблиці 3.2.

Таблиця 3.2.

Еталонна відносна щільність спирту в об'ємних відсотках при 20° С

Оформити результати дослідження Отримані результати дослідження заносять до таблиці, за зразком таблиці 3.3, й порівнюють між собою. Зробити висновок про якість та чистоту продукту.

Таблиця 3.3.

Результати визначення вмісту етилового спирту пікнометром

Завдання 3 дослідження щільності молока аерометричним методом

Щільність молока має важливе значення при оцінці його якості, оскільки характеризує співвідношення всіх складових частин, які в ньому знаходяться. При цьому білки, вуглеводи й солі підвищують щільність, а жир знижує її. Щільність є одним з показників натуральності молока. При розведенні молока водою щільність його зменшується.

В середньому щільність збірного коров'ячого молока при температурі 20°С рівна 1,030 г/см³. Якщо температура продукту, що досліджується відрізняється від встановленої (20 °С), то в результат визначень вносять відповідну поправку, яку беруть із спеціальних таблиць.

Визначають щільність молока спеціальним ареометром — лактоденсиметром. У нижній розширеній частині приладу знаходиться дріб для додання певної маси і стійкості у вертикальному положенні лактоденсиметру при зануренні в молоко. Середня частина приладу є шкалою з нанесеними розподілами, цифр які показують щільність молока в г/см³., в так званих градусах лактоденсиметру, що відповідає сотим й тисячним часткам щільності. Наприклад, значенню щільності молока 0 =1,030 відповідає щільність 30 градусів лактоденсиметру (0 = 30°Л). Щільність молока залежить від його температури (таблиця 3.4.), тому верхня частина приладів закінчується шкалою термометра, що показує температуру молока в момент вимірювання його густини.

Таблиця 3.4

Показники щільності молока в залежності від температури

Прилади: Ареометр зі шкалою, що показує щільність d (з ціною розподілу, рівною 0,0001); термостат чи водяна баня чи, побутовий холодильник

Обладнання:скляні мірні циліндри на 250 мл, скляні хімічні склянки, термометр

Дослідні матеріали:цільне та розведенемолоко різних виробників та різної температури

Хід дослідження

1.Визначити температуру молока з допомогою термометру.

2.Поділити кожний із зразків молока на три частини. Один із зразків молока підігріти у термостаті чи на водяній бані до 37 °С, температуру другого знизити шляхом витримки в холодильнику протягом 30-40 хв. до °10 С, третій довести до температури дослідження молока -20°С.

3.Визначити щільність кожного із зразків молока.

Молоко, яке досліджують ретельно перемішують і обережно наливають в нахилений циліндр на 250 мл, заповнюючи його на ²/з об'єму, не допускаючи утворення піни.

Чистий, сухий лактоденсиметр поволі занурюють в молоко і залишають вільно плавати, стежачи за тим, щоб він не торкався стінок циліндру. Після встановлення лактоденсиметру в нерухомому стані (через 1–3 хв.) відраховують щільність по верхньому меніску (з точністю до 0,5°С).Розбіжність між паралельними визначеннями не повинна перевищувати 0,0005 г/см³.

Молоко непрозорий продукт, тому при обліку результатів, відлік роблять за верхнім меніском, тоді як при дослідженні прозорих продуктів, його виконують за нижнім меніском. Для розрахунку щільності молока використовують спеціальні таблиці залежності щільності молока від температури (таблиця 3.4.). У вертикальному стовпчику знаходять величину щільності в градусах лактоденсиметру, а у верхньому горизонтальному – температуру молока, при якій проведено дослідження. На перетині вертикального і горизонтального стовпчиків визначають щільність молока при температурі 20°С.

Оформити результати дослідження Отримані результати дослідження заносять до таблиці за зразком таблиці 3.5. й порівнюють між собою. Роблять висновок про якість та чистоту продукту.

Таблиця 3.5.

Результати дослідження щільності молока аерометричним методом

Завдання 4 Визначення якості клейковини на приладі Індикатор деформації клейковини ІДК-1 [

Прилади:Індикатор деформації клейковини типу ЩК-1

Обладнання матеріалистаканчик скляний хімічний, бинт, марля

Індикатор деформації клейковини типу ЩК-1 (мал.) призначений для визначення здатності клейковини чинити опір навантаженню стиску між двома площинами, що веде до його деформації.

Визначення величини деформації клейковини засновано на вимірі переміщення пуансона 7, що своєю масою протягом З0 секунд деформує зразок клейковини.

Хід дослідження.

Підготовка приладу ІДК до роботи Перевіряють заземлення приладу Механічним коректором встановлюють стрілку мікроамперметра на оцінку шкали «60» і тумблером вмикають прилад у мережу (повинна загорітись лампочка «Мережа»). Перевіряють роботу датчика гасу. Вмикають прилад, натискаючи на кнопку «Вмикання». Під гас вмикання за допомогою контактів і реле електромагніт звільняє пуансон, що під дією своєї маси опускається вниз на опорний столик. Через З0 секунд має засвітитись лампочка «Відлік». Натискають кнопку «Гальмо» й піднімають пуансон у верхнє положення, після чого відпускають кнопку. Пуансон має залишатися у верхнім положенні, а лампочка «Відлік» вимкнутися. Прилад прогрівають протягом 15—20 хв. і роблять калібрування.

Для цього в центр опорного столика Р кладуть стандартну мірну плитку товщиною 10,55 мм, що відповідає нульовій оцінці шкали мікроамперметра. Притримуючи пуансон рукою, натискають кнопку «Пуск» і плавно опускають пуансон на стандартну плитку. Показники шкали мають відповідати нульовій оцінці. Потім встановлюють мірну плитку на плитку товщиною 2,15 мм і знову опускають пуансон. Показання шкали повинно відповідати оцінці «120».

Якщо стрілка відхиляється праворуч і ліворуч від показника „60”однаково, але не збігається з крайніми показниками шкали, то її суміщення з показником „60” домагаються за допомогою обертання осі потенціометру.

Якщо стрілка неоднаково відхиляється від оцінки «60», то обертають вісь потенціометра 10, а потім вісь 11 до того гасу, поки не добиваються суміщення стрілки з крайніми показниками шкали.

Підготовку приладу проводять безпосередньо перед вимірюванням.

Після підготовки приладу, починають визначення якості клейковини. Для цього 4 г відмитої, сформованої в кульку, клейковини опускають на 15 хв. у воду при температурі 18±2°С, а потім кладуть її на центр опорного столика. Натискають кнопку «Вмикання»: пуансон опускається і починається відлік витримки гасу (З0 с.), протягом якого пуансон своїм диском притискає клейковину до опорного столика. Навантаження стиску складає 120±(2-5) г. Після 60 с роботи приладу вмикається лампочка «Відлік». На шкалі мікроамперметру знімають показання, що характеризують пружність клейковини. Пружність клейковини виражають в умовних одиницях шкали приладу.

Органи управління приладу ІДК 1.

1-кнопка „Гальмо”; 2-кнопка „Пуск”; 3-Лампогка „Відлік” «Пуск»; 4- стрілка мікроамперметру; 5- лампочка „Мережа”

6- тумблер; 7- Пуансон переміщення; 8- ; 9- столик для опори ; 10-Корегуюча ручка потенціометру 1;11- механічний коректор; 12-Корегуюча ручка потенціометру 2;

Мал. Прилад ІДК 1 для визначення

клейковини

Після відліку, натискають кнопку «Гальмо» і ручкою 8 піднімають пуансон у верхнє положення. Після цього клейковину знімають зі столика і протирають сухою м'якою тканиною обидві площини стиску.

Чим «сильніше» клейковина, тим менш вона стиснеться і тим менша величина стиску фіксується приладом.

Для визначення якості клейковини користуються даними , наведеними в таблиці

Таблиця 3. 6.

Показники якості клейковини при вимірюванні на приладі ІДК

Для одержання показників розтяжності клейковини отримані на приладі результати досліджень перемножують на 0,2

Оформити результати дослідження Отримані результати дослідження заносять до таблиці, оформленої за прикладом таблиці 3.7., й порівнюють між собою. Роблять висновок про якість та чистоту продукту.

Таблиця 3.7.

Результати визначення якості клейковини на приладі Індикатор деформації клейковини ІДК-1

Завдання 4. Визначення пористості хліба

Під пористістю (шпаркуватістю) розуміють відношення об'єму пор до загального об'єму хлібного м'якуша, виражене у відсотках. Метод визначення пористості заснований на тому, що безпориста маса хліба з борошна певного сорту має приблизно постійну питому масу (таблиця 3.8 )

Визначивши об’єм та масу хлібного м’якуша та знаючи питому масу безпористого м’якуша, можна розрахувати, який об’єм займають пори.

Пористість визначають приладом Журавльова. Останній складається з металевого циліндра з внутрішнім діаметром 3 см й загостреним краєм з одного

боку, дерев'яної втулки і дерев'яного або металевого лотка з поперековою стінкою і прорізом для виступу металевого циліндру на відстані 3,8 см від стінки; глибина прорізу 1,5 см.

Таблиця .3.8

Щільність безпористої маси хліба

Прилади:прилад Журавльова, технічні ваги

Обладнання ніж зі сталі, що не іржавіє

Матеріали: рослинне масло, хліб різних виробників

Хід роботи:З середини хлібного виробу вирізають шматочок шириною не менше 7—8 см. З м’якуша цього шматочка хлібу з найбільш типовою пористістю на відстані не менше 1 см від скоринки роблять виїмки циліндром приладу Журавльова. Гострий край циліндра заздалегідь мастять рослинним маслом. Циліндр вводять обертальним рухом в м'якуш шматка.

Заповнений м'якушем циліндр вкладають на лоток так, щоб обід циліндра щільно входив в проріз, що є на лотку. Потім хлібний м’якуш виштовхують з циліндра дерев'яною втулкою приблизно на 1 см і зрізають його гострим ножем біля краю циліндра. Відрізаний шматок м'якуша видаляють. М'якуш, що залишився в циліндрі, виштовхують втулкою до стінки і також зрізають біля краю циліндра. При внутрішньому діаметрі циліндра 3 см і відстані від стінки лотка до прорізу 3,8 см, об'єм виїмки циліндра м'якуша рівний 27 см³.

Для визначення пористості пшеничного хлібу роблять три циліндричні виїмки об'ємом 27 см³. кожна, а для визначення пористості житнього хліба – чотири виїмки.

В штучних виробах, де з однієї скибочки не можна отримати три чотири виїмки, роблять виїмки з двох скибочок або з двох виробів.

Підготовлені виїмки зважують одночасно з точністю до 0,01 г.

Пористість X (%) обчислюють за формулою

де

V – загальний об'єм виїмок хліба, см³;

m – маса виїмок, г;

q– щільність безпористої маси м'якуша.

Пористість визначають з точністю до 1,0%; частки до 0,5% включно відкидають, а частки понад 0,5% прирівнюють до одиниці.

Оформити результати дослідження Отримані результати дослідження заносять до таблиці, за зразком таблиці 3.9., й порівнюють між собою. Роблять висновок про якість та чистоту продукту.

Таблиця 3.9

Результати визначення пористості хліба

Контрольні питання

1.Реологічні методи в оцінці якості та безпеки продовольчих товарів.

2.Групи товарів, які можуть бути оцінені з допомогою реологічних методів.

3.Будова та робота віскозиметру.

4. Використання віскозиметру в оцінці якості споживчих характеристик продовольчих товарів.

5.Будова та робота пікнометру.

6.Використання пікнометру в оцінці якості споживчих характеристик продовольчих товарів.