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

мэтических титрометров дискретного и непрерывного действия (тип ТАД-П; АТ-7 и др.).

Имеется ряд образцов титрометрических анализаторов, пред­ назначенных специально для контроля качества продуктов пи­ щевых производств. Так, например, в производстве шампанских вин используется автоматический титрометр для определения со­ держания сахара. Для автоматического определения содержа­ ния азота в дрожжерастильных аппаратах создано титрометрическое устройство, предназначенное для обслуживания несколь­ ких чанов (до четырех). Анализ проводится в две стадии. На первой стадии осуществляется реакция формольного титрова­ ния, заключающаяся в том, что доза контролируемой бражки титруется 0,1 н. раствором NaOH, после чего при добавлении 40%-ного нейтрального раствора формалина проводится вторич­ ное титрование до нейтральной точки (рН7) . Содержание азота в питательной среде определяется по количеству щелочи, пошед­ шей на вторичное титрование.

Автоматические титрометрические анализаторы по методу оп­ ределения измеряемого параметра в конечной (эквивалентной) точке или в процессе титрования подразделяются на следующие основные группы: потенциометрические, оптические, амперометрические, кондуктометрические, термохимические и некоторые другие, менее распространенные.

ведется до определенной величины рН, например до нейтраль­ ной точки, а в качестве контролирующего устройства применя­ ются соответствующие рН-метры. К достоинствам потенциометрического титрования относится высокая точность и воспроизво­ димость анализов, возможность использования в различных средах вплоть до таких, как опара, тесто, загрязненные и засо­

ку определяют по изменению оптических свойств титруемого раствора. При этом выбирают такие титрующие растворы (титранты), которые обеспечивают резкое изменение оптических свойств раствора в области эквивалентной точки. В качестве ин­ дикаторных устройств в таких титрометрах используются спе­ циальные или общепромышленные оптические анализаторы, ча­ ще всего фотоколориметрические приборы. К достоинствам ме­ тода оптического титрования относится возможность проведения таких реакций, при которых происходит незначительное измене­ ние электрофизических свойств растворов.

Д е й с т в и е а м п е р о м е т р и ч е с к и х п р и б о р о в осно­ вано на определении конечной (эквивалентной) точки по диффузионному току, наблюдаемому на электродах ртутно-ка- пельном, вращающемся платиновом, графитовом или др. При этом регистрируется изменение силы тока, проходящего через индикаторный электрод, при изменении потенциала. Графически выраженная зависимость между количеством добавленного титранта и величиной измеренного диффузионного тока представляет собой кривую амперометрического титрования, по которой определяется момент эквивалентности. Достоинством метода амперометрического титрования является высокая чувст­

электропроводности титруемого раствора. При этом не обяза­ тельно измерять абсолютную величину электропроводности рас­ твора, достаточно знать характер ее изменения. Практически ЕСЄ кривые изменения электропроводности реальных растворов в зависимости от содержания растворенных веществ имеют ха­ рактерные точки (максимум, излом), которые используются при титровании. В практике кондуктометрического титрования наш­ ли применение методы низкочастотной и высокочастотной кон­ тактной и бесконтактной кондуктометрии растворов.

ду анализируемой пробой и соответствующим реагентом. При этом реакция проводится в адиабатическом реакторе. Указан­ ный метод стал возможен в результате появления очень чувст­ вительных термоэлементов — полупроводниковых терморезисто­ ров (термосопротивлений), с помощью которых осуществляется весьма точный контроль температуры при реакции. Термо­ химическое титрование является перспективным методом, по­

§ 5. РАДИОИЗОТОПНЫЕ И АКУСТИЧЕСКИЕ АНАЛИЗАТОРЫ

В данном параграфе рассматриваются некоторые приборы, основанные на методах, которые в настоящее время не находят широкого применения в пищевой промышленности, но, очевид­ но, могут с успехом использоваться для решения отдельных за­ дач автоматического контроля за ходом технологических про­ цессов.

РАДИОИЗОТОПНЫЕ АНАЛИЗАТОРЫ

Эти приборы обладают рядом преимуществ перед другими, применяемыми для анализа свойств жидкостей: отсутствие кон­ такта с измеряемой средой; независимость от влияния многих внешних факторов (температура, давление) и др.

Для контроля состава бинарных смесей, например водных растворов спиртов, кислот и щелочей и др. может быть с успе­ хом использован радиоизотопный анализатор жидкости, струк­ турная схема которого приведена на рис. 140. Принцип дей­ ствия устройства основан на изменении степени поглощения

Рис. 140. Структурная схема радиоизотопного ана­ лизатора жидкости.

6-частиц анализируемой средой при изменении концентрации одного из определяемых компонентов, входящих в раствор, В приборе применена дифференциальная схема измерения, реа­ лизуемая на двух радиоактивных источниках # i и И2 и двух детекторах излучения Д\ и Д2. Между источником И\ и детек­ тором Ди составляющими рабочий канал, помещена рабочая кювета, через которую протекает анализируемая жидкость; между источником И2 и детектором Д2, составляющими срав­ нительный канал, помещена стандартная пластина — поглоти­ тель П. Ионизационный ток измерительного канала зависит от состава жидкости в рабочей кювете, а ток в сравнительном ка­ нале постоянен, следовательно, разностный ионизационный ток обеих камер пропорционален составу анализируемой жидкости. При изменении состава жидкости, протекающей в рабочей кю­ вете, сигнал от ионизационных камер поступает на предвари­ тельный усилитель постоянного тока /, а с него — на уравнове­ шивающий потенциометрический мост 2, разбаланс которого, пропорциональный изменению состава анализируемой жидкости, усиливается электронным усилителем 3, выход с которого управ­ ляет вращением реверсивного двигателя 4, связанного с ком­ пенсирующим реохордом и показывающей стрелкой или запи­ сывающим пером измерительного прибора ИП.

Д ля повышения точности измерения в анализаторе преду­ смотрено автоматическое термостатирование, которое осущест­ вляется специальным блоком, состоящим из контактных термо­ метров, управляющих электронагревателями.

Приборостроением выпускается несколько типов радиоизо­

УЛЬТРАЗВУКОВЫЕ АНАЛИЗАТОРЫ

Одним из наиболее универсальных и перспективных методов для анализа состава жидкостей является использование ультра­ звуковых колебаний. Применение этого метода в пищевой про­ мышленности имеет большие перспективы, что обусловлено воз-

Рис. 141. Зависимость скорости ультразвука от концентра­ ции поваренной соли и сахара в водных растворах.

можностью использования акустических приборов при высоких температурах и давлениях, а также тем, что применение мало­ мощных излучателей исключает вредное влияние ультразвука на анализируемый продукт. Немаловажным преимуществом этого метода является его практическая безынерционность, а в ряде случаев и бесконтактность.

Ультразвуковой метод контроля основан на измерении изме­ нения скорости ультразвука или его поглощения в зависимости от состава и свойств сред. Скорость ультразвука с у . 3 во многих водных растворах зависит от их концентрации С. Это видно на примере зависимости скорости ультразвука от концентрации по­

рости ультразвука в некоторых водных растворах от их концент­ рации при температуре 20°С, в табл. 6 и 7—скорости ультра­ звука в некоторых маслах и спиртах при разных температурах.