Файл: Петров И.К. Технологические измерения и приборы в пищевой промышленности учебник.pdf

На различных стадиях производства глюкозы добавляются в виде раствора поваренная соль, соляная кислота, а также не­ которые другие растворы, концентрация которых должна кон­ тролироваться с высокой степенью точности.

§ 2. ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ АНАЛИЗАТОРЫ КОНДУКТОМЕТРИЧЕСКИЕ АНАЛИЗАТОРЫ

В силу высокой чувствительности, сравнительной простоты и надежности кондуктометрические приборы для анализа жидко­ стей получили значительное распространение. В пищевой про­ мышленности кондуктометрические приборы применяются для контроля качества виноматериалов, молочных продуктов, кон­ центрации солевых и моющих растворов и т. п.

Кондуктометрический метод как контактный, так и бескон­ тактный, основан на измерении электропроводности анализи-

Рис. 121. Зависимость электропроводности не­ которых растворов от концентрации растворен­ ных веществ.

руемых растворов. Удельная электропроводность (удельная электрическая проводимость) жидкостей, в зависимости от кон­ центрации и природы растворенных в них веществ, может изме­ няться на несколько порядков от Ю - 4 См/м (особо чистая вода) до 100 См/м (сильные электролиты), что позволяет в ряде слу­ чаев просто и с высокой степенью точности контролировать концентрацию компонентов в растворах, например концентра­ цию вкусовых добавок, вводимых при приготовлении различных сортов водки, и т. п.

Удельная электропроводность растворов

лых концентрациях, для подавляющего большинства концентри­ рованных растворов электропроводность может быть определе­ на только опытным путем. На рис. 121 показана зависимость электропроводности некоторых растворов от концентрации рас­ творенных в них веществ.

Удельная электропроводность растворов в значительной сте­ пени зависит от температуры. Эта зависимость имеет следующий вид:

Контактные кондуктометрические анализаторы. В кондуктометрии большое распространение получили контактные кондук­ тометрические приборы, принцип действия которых основан на непосредственном кон­ такте электродов с анализируемым раство­ ром. При этом, как правило, применяются измерительные ячейки, состоящие из двух электродов, помещаемых в анализируемом растворе на определенном расстоянии друг от друга (рис. 122). Сопротивление ячейки определяется только электропроводностью раствора. При площади электродов 5, рас­

стоянии между электродами L и удельной электропроводности раствора о, сопротивле­ ние измерительной ячейки

( 3 2 7 )

Величина K = L/S называется константой измерительной ячейки. Обычно она опреде­ ляется опытным путем при помощи эталон­

ного раствора известной концентрации и удельной электропро­ водности.

В принципе измерение электропроводности можно произво­ дить как на постоянном, так и на переменном токе (промышлен­ ной или повышенной частоты). Однако постоянный ток применя­ ется редко, так как результаты измерения сильно искажаются побочными электрохимическими явлениями — электролизом кон­ тролируемого раствора и поляризацией электродов. Поляриза-

ция и электролиз имеют место при использовании и переменного тока, но в гораздо меньшей степени. Для уменьшения влияния электрохимических явлений принимается ряд мер, основные из которых следующие:

1)увеличение поверхности электродов и изготовление их из устойчивых малоактивных материалов (платинированной плати­ ны, графита и др.);

2)снижение силы тока в измерительной цепи;

3)увеличение частоты питающего напряжения.

Особенно эффективным является повышение частоты. В не­ которых специальных случаях частота повышается до 1000 Гц

Рис. 123. Принципиальная схема кондуктометрического контактного концентратомера моющих растворов.

и более. Однако большинство промышленных концентратомеров работают на промышленной частоте 50 Гц.

На рис. 123 приведена принципиальная схема контактного концентратомера моющих растворов (тип К.НР-1). Прибор вклю­ чает в себя два основных узла: датчик / и измерительное устрой­ ство 2. Датчик состоит из электродной ячейки ЭЯ, температур­ ного компенсирующего сопротивления RT.C и шунтирующего сопротивления R\, служащего для настройки схемы. Измеритель­ ное устройство представляет собой уравновешенный мост пере­ менного тока и состоит из измерительной мостовой схемы М, электронного усилителя ЭУ и реверсивного двигателя РД, воз-

Использование четырехэлектродных датчиков позволяет устранить не только влияние поляризации токовых электродов^ но и влияние электрического сопротивления осадков на них, что

.очень важно, особенно при применении их в быстрокристалли-

ные температурные компенсаторы представляют собой элек­ тродные датчики, параметры которых аналогичны параметрам измерительной ячейки. Компенсатор заполняется эталонной

и включается в мостовую схему, как показано на рис. 125. Ком­

чивается достаточно высокая точность, однако конструкция дат­ чика усложняется.

Самое широкое распространение ^получила температурная компенсация с помощью металлических термометров сопротив­ ления (медных, никелевых), принципиальная электрическая схе­ ма которой показана на рис. 126. Поскольку температурные ко­ эффициенты металлов и электролитов резко отличаются друг от друга по величине и знаку (сопротивление металлических про­ водников при повышении температуры увеличивается, а раство­ ров электролитов уменьшается), изменение сопротивления цепи (Rx -f- Rm) компенсируется равным по величине и обратным по