Ареометры – принцип работы. Строение и особенности

Содержание

Ареометры – принцип работы. Строение и особенности

Ареометр – необходимый инструмент не только в большинстве лабораторий, но и полезный аксессуар для домашних работ.

Конструктивно простой прибор позволяет быстро и точно измерить плотность, концентрацию вещества и количество примесей. Цена такого оборудования доступна, и купить его можно у большинства поставщиков товаров для лаборатории.

Показатели, размеры, правила проведения измерений, и другие параметры регламентируются по НД: ГОСТ 18481, ГОСТ 8.428:2009, OIML R 44:2014018, ISO 387, ISO 649-1, ISO 649-2, ISO 650, EN ISO 3675, ISO 4801, ISO 4805, ДСТУ 6062, ГОСТ 28947 (ИСО 1768), ГОСТ 28947 (ИСО 1768), ДСТУ ГОСТ 31072.

Как определяется норма плотности коровьего молока: способы увеличения этого показателя

Уже не одно столетие люди используют в пищу молоко. Этот продукт известен своими уникальными качествами и большим содержанием разнообразных витаминов и микроэлементов. Все они сочетаются таким образом, что достигается оптимальный баланс и легкая усвояемость человеческим организмом. Один из основных показателей качества и питательности молока — его плотность.

Как определяется норма плотности коровьего молока

Как пользоваться ареометром?

Ареометр является прибором для замера плотности жидкости. Это не только незаменимый прибор в основной массе лабораторий, но и практичный инструмент для дома. Посредством ареометра-сахаромера вы имеете возможность определить содержание сахара в вине, медовухе, пиве либо бражке, следовательно, зная точные значения, сможете его изменить до требуемых вам показателей. От исходной плотности вашего сусла (общего состава с водой до ферментации) зависит окончательное количество в напитке спирта, который вы изготавливаете. Ареометр также применяется для контроля плотности электролита в аккумуляторных батареях и для других жидкостей.

Особенности лактометров и их использование

Процентное содержание жирности молока важно не только для спортсменов или людей, которым приходится следить за своим питанием, но и для множества других групп. Процентное значение жирности показывает не только долю жира, но и долю других составляющих, которые далеко не всегда должны быть в молочной продукции. В статье пойдет речь о приборах, помогающих определить удельный вес молока, – лактометрах.

Плотность молока норма методы определения таблица

Плотность цельного молока не зависит от месяца дойки коров и коз. При длительном хранении плотность молока изменяется. Установлено, что после 10-недельного хранения козьего молока, его плотность уменьшилась с 1032 до 1030 кг/м3, а в результате 20-недельного хранения плотность молока увеличилась до 1033 кг/м3. Эта закономерность вызвана изменением содержания сухих веществ и газов в молоке в процессе хранения.
Газы, находящиеся в молоке, оказывают заметное влияние на плотность молока. С уменьшением давления на молоко и сокращением продолжительности его воздействия уменьшается содержание газов в молоке, поэтому увеличивается плотность молока.

Стерилизация, пастеризация и гомогенизация не оказывают влияния на плотность молока. Однако, если давление менее 20 атм., плотность молока при гомогенизации заметно увеличивается.

Экспериментальные данные свидетельствуют, что с увеличением содержания жира в молоке плотность молока уменьшается. Между плотностью (градусы ареометра) разбавленного молока ρр и долей добавленной в него воды D установлена зависимость:

Температуру (в градусах Кельвина), при которой разбавленное молоко имеет максимальную плотность, можно определить по формуле:

Плотность молока (в кг/м3) в зависимости от температуры (при Т=274…283 К) и содержания сухих веществ (n=11,5…16 %) или обезжиренных сухих веществ (ОСВ=8,2…10,2 %) выражается следующими формулами:

С повышением содержания в молоке обезжиренных сухих веществ (ОСВ) его плотность увеличивается.

Проверка плотности молока

Бутирометр – что это такое и для чего используется?

Бутирометр – прибор для измерения жира в пищевых изделиях, чаще в молочных продуктах. Популярный благодаря тому, что позволяет получать точные результаты вне стен лаборатории, на производстве, в полевых условиях, в использовании прост, а методика определения быстрая.

Определение относительной плотности ареометром (ГОСТ Р 51069-97) и расчет плотности в градусах API


Ареометр (постоянной массы)


Семипоплавковый ареометр для измерения плотности электролита в автомобильных аккумуляторах
Ареометр

— прибор для измерения плотности жидкостей и твёрдых тел, принцип работы которого основан на Законе Архимеда[1]. Считается, что ареометр изобрела Гипатия.

Обычно представляет собой стеклянную трубку, нижняя часть которой при калибровке заполняется дробью или ртутью для достижения необходимой массы. В верхней, узкой части находится шкала, которая проградуирована в значениях плотности раствора или концентрации растворенного вещества. Плотность раствора равняется отношению массы ареометра к объёму, на который он погружается в жидкость. Соответственно, различают ареометры постоянного объёма и ареометры постоянной массы[1].

  • Для измерения плотности жидкости ареометром постоянной массы сухой и чистый ареометр помещают в сосуд с этой жидкостью так, чтобы он свободно плавал в нём. Значения плотности считывают по шкале ареометра, по нижнему краю мениска.
  • Для измерения ареометром постоянного объёма изменяют его массу, достигая его погружения до определённой метки. Плотность определяется по массе груза (например, гирек) и объёму вытесненной жидкости.

Для практического применения ареометр градуируют в концентрации растворенного вещества, например:

  • Спиртомер
    — в процентах алкоголя для измерения крепости напитка;
  • Лактометр
    — в процентах жира для определения качества молока;
  • Солемер
    — для измерения солености раствора;
  • Сахаромер
    — при определении концентрации растворенного сахара;

Так как плотность жидкостей сильно зависит от температуры, измерения концентрации должны проводиться при строго определенной температуре, для чего ареометр иногда снабжают термометром.

Различают следующие виды ареометров:

  • ареометр общего назначения АОН-1, АОН-2, АОН-3, АОН-4, АОН-5;
  • ареометр для молока АМ, АМТ;
  • ареометр для нефтепродуктов АН, АНТ-1, АНТ-2;
  • ареометр для урины АУ;
  • ареометр для спирта АСП-1, АСП-2, АСП-3, АСП-Т;
  • ареометр для электролита АЭ-1, АЭ-2, АЭ-3;
  • ареометр для грунта АГ;
  • ареометр для сахара АС-2, АС-3, АСТ-1, АСТ-2;
  • ареометр для кислот АК-1, АК-2;
  • ареометр-гидрометр с термометром АЭГ.

Важность плотности электролита

В качестве автомобильных аккумуляторов в основном используют свинцово-кислотные батареи. Электролитом в них выступает серная кислота, а точнее — её водный раствор. Именно от её удельного веса и зависит нормальная работа этой комплектующей. Такое состояние ещё называют степенью закислённости смеси.

Измеряется она в граммах на кубический сантиметр. Типовые значения составляют при нормальной температуре 25 градусов Цельсия. Основные показатели:

  • В стартерной батарее — 1,26−1,28.
  • В стационарной — 1,22−1,23.

Допустимое отклонение при этом не должно превышать 0,01 г/см3.
Во время заряда и разряда любой аккумулятор испаряет некоторое количество воды внутри. Это ведёт к увеличению концентрации соляной кислоты в растворе, что имеет негативное влияние на ресурс.

Интенсивность испарения имеет зависимость от таких параметров, как расходные материалы, применяемые для сборки батарей, пригодность и актуальность оборудования, на котором они производятся. Низкая плотность может возникать из-за наличия короткого замыкания внутри корпуса при соприкосновении пластин, обрывов и слишком низкого уровня остаточного заряда.

Известно, что снижение объёма воды, которая должна быть внутри, негативно влияет на работу АКБ. Её избыток тоже может приводить к неприятным последствиям. Так, перелив через край смеси приводит к серьёзной коррозии корпуса и окружающих деталей, разрушению контактных клемм и сильной растворённости электролитической жидкости.

Рекомендуем: Титан Арктик: высококачественные автомобильные аккумуляторы titan



Для чего используется бутирометр?

Существует множество приборов, методов для физико-химического определения содержания жира:

    – группа приборов для определения жира в пищевых продуктах.
  • Лактоскопы – для анализа на жир использует непрозрачность молокопродуктов.
  • Турбидиметры – результат получают в зависимости от мутности раствора.
  • Кремометры выдают результат, используя свойство жира всплывать в верхний слой. позволяют узнать жир через плотность.
  • Химический (кислотный) метод определения массовой доли жира (метод Гербера, классический и кислотный).
  • Экстракционный (весовой) метод для сыров.

Точный химический метод отличается использованием опасных реактивов, длительностью и сложностью проведения. Компактные, простые бутирометры дают погрешность около 0,2%, что допустимо для большинства задач.

Кому нужны бутирометры?

Сфера применения жиромеров для молока, сливок очень широкая: молокоперерабатывающие производства, начиная со станций приемки молока, а заканчивая контролем качества на выходе, плюс животноводство, рынок, лаборатории контроля качества, многие другие.

Продукты, которые можно проверить бутирометром:

  • свежее, кипяченное, топленое молоко;
  • кефир, йогурт, ряженка, закваски;
  • сливки, масло, пахта;
  • творог, сметана, сыр;
  • крем, мороженное.

Скорость анализа, доступность установки и реагентов, возможность использовать их даже на производственной линии или в полевых условиях, сделали бутирометры востребованными производителями.

Принцип работы ареометра

Все типы ареометров работают на общем физическом законе. Внутри герметично запаянной стеклянной трубки прибора находится шкала. Она расположена таким образом, что уровень жидкости, в которой плавает ареометр, показывает, во сколько раз эта жидкость тяжелее или легче воды. Т.е. прибор показывает удельный вес исследуемой жидкости.

Работа любого ареометра основана на принципе Архимеда, его ещё называют принципом флотации. Согласно данному физическому закону любое твердое вещество, попавшее в жидкость, будет поддерживаться силой, равной массе вытесненной жидкости. Таким образом, в жидкие среды с низкой плотностью ареометры погружаются сильнее. А в жидкости с высокой плотностью — слабо.

Сфера применения

Концентрация, плотность веществ нужны постоянно. Крепость алкогольных напитков, качество кислоты в аккумуляторе, состояние антифриза, количество жира в молочных продуктах, концентрацию сахарного и солевого растворов, спелость плодов и содержание растворимых веществ в соке – лишь небольшая часть задач, когда ареометры незаменимы.

В быту наибольшее распространение получили ареометры для спирта (для виноделия и самогонокурения) и плотномеры для электролита (автомобилисты).

Работу лаборатории без денсистометра представить вообще невозможно.

Факторы, влияющие на плотность молока

Понятно, что молоко от разных животных может иметь совершенно разные показатели. Все это сугубо индивидуально, особенно если учесть, что на плотность влияет множество самых разных факторов:

  • Сколько времени прошло после отела. К примеру, сразу после родов, у коровы начинает продуцироваться молозиво. Этот период продолжается до 10 дней. Молозиво — удивительнейший продукт, жизненно необходимый новорожденным телятам. От того, получал ли теленок в полном объеме все молозиво матери, непосредственно зависит его иммунитет на протяжении всей жизни. Молозиво принципиально отличается по составу от молока. В нем присутствуют микроскопические жировые шарики, содержащие кислоты, которые нигде больше не содержатся. Плотность молозива составляет 1,050 и даже больше. Удивительно то, что с каждым днем этот показатель постепенно снижается до 1,040.
  • Повышенная концентрация в молоке белков, сахаров и солей обуславливает повышенную плотность продукта.
  • Временной период, когда проводились замеры. Лучше всего делать замер спустя примерно 2 часа после дойки. Если прошло меньше времени, то можно получить некорректный, более низкий показатель.
  • Общее состояние здоровья коровы. Если у нее мастит, тогда показатель плотности снижается до 1,025, в некоторых случаях и ниже. Для того чтобы вернуть плотность молока в норму, нужно чтобы корова выздоровела.
  • Рацион питания. От него непосредственно зависят и химический состав, и физические свойства. Чем более качественные корма потребляют животные, тем они будут здоровее, тем качественнее получится продукция на выходе.
  • Особенности породы. Молочные коровы отличаются высокими, иногда и рекордными удоями. Но их молоко имеет наименьшую жирность, значит, молоко более плотное. По-другому обстоят дела с мясными коровами: надои у них меньше, но молоко жирнее, а, следовательно, менее плотное.
  • Время года. Летом, когда животное находится на пастбищном содержании и получает вдоволь свежей сочной травы, молока очень много, оно богато минеральными веществами, но жира в нем немного, плотность высока. В холодный период года коровы получают концентрированные корма. От них повышается жирность молока, значит, оно становится менее плотным.

Факторы, влияющие на плотность молока

Как измерить плотность ареометром

После тщательной подготовки можно приступать к основным работам. Так как самостоятельно пользоваться автомобильным ареометром для кислотного аккумулятора нужно с большой осторожностью, то не рекомендуется посторонним подходить к рабочему месту ближе, чем на 2 метра.

Нюансы использования ареометра для аккумулятора автомобиля

Для замера плотности электролита в аккумуляторе не требуется много времени. Результат будет ясен в течение нескольких минут. Далее опишем пошаговый алгоритм, как в гараже проверить реальную плотность автомобильного аккумулятора стандартным ареометром:

  • отвинчиваем крышку одной из банок АКБ;
  • берём ареометр за грушу правой рукой в перчатке;
  • так как правильно пользоваться ареометром нужно с осторожностью, то гибкий наконечник опускаем внутрь банки, где будет осуществляться замер;
  • слегка сжав резиновую грушу, немного отпустим нажим, чтобы внутрь колбы, для того чтобы мерять плотность, зашла жидкость, а поплавок начал плавать в ней;
  • с первого раза определить плотность получается не у всех, так как окажется недостаточный забор электролита, тогда придётся повторить манипуляции, удерживая колбу вертикально носиком вниз;
  • после забора достаточного объёма жидкости добиваемся равновесия в колбе так, чтобы плавающий внутри ареометр не касался стенок;
  • определяем по имеющейся шкале ареометра текущее значение плотности электролита в аккумуляторе по тому, на каком уровне находится раствор кислоты;
  • за счёт поверхностного натяжения жидкости её уровень оказывается не горизонтальным, а с вогнутостью и выпуклостью около стеклянной поверхности, поэтому окончательное значение необходимо определять по нижнему срезу сферического углубления (мениска);
  • повторяем операцию в других банках, чтобы узнать общий результат.

Нормально работающая батарея должна иметь во всех банках примерно равное значение плотности в пределах 1,26–1,28 г/мл. Если есть отклонения, то потребуется долить дистиллят в ёмкости, чтобы уровень жидкости был примерно на 1 см выше пластин. Необходимо своевременно контролировать объём раствора в банках, чтобы не спровоцировать процесс сульфатации и выхода из строя всего аккумулятора.

Определение плотности молока

При определении плотности следует проверять используемые лактоденсиметры, так как 30% этих приборов при проверке лабораторией мер и измерительных приборов оказались по точности непригодными к использованию.

За плотность молока (объемная масса) принимается масса при 20°С, заключенная в единице объема (г/см3).

Для определения плотности используются стеклянные ареометры (цена деления шкалы 0,001) или AM без термометра (цена деления 0,0005) (ГОСТ 8668—75).

Плотность заготовляемого молока должна определяться не ранее чем через 2 ч после дойки при 20±5°С.

В арбитражных случаях пробу следует нагреть до 40 °С, выдержать 5 мин, после чего довести до 20±2°С.

Плотность молока определяется по ГОСТ 3625—71.

  • цилиндр мерный на 200-250 мл диаметром не менее 5 см
  • лактоденсиметр

1. Взятое для анализа молоко тщательно смешивают и осторожно, по стенкам, чтобы избежать образования пены, наливают в цилиндр до 2/3 его объема.

2. После этого сухой лактоденсиметр погружают в молоко и оставляют в свободно плавающем состоянии.

3. Через 1-2 мин, когда колебания лактоденсиметра прекратятся, производят отсчет плотности и температуры молока по верхнему краю мениска с точностью до 0,0005, а температуры — до 0,5 °С.

Глаз при этом должен находиться строго на уровне линии мениска.

Измерение производят дважды, качнув лактоденсиметр, после чего находят среднее арифметическое из двух определений.

Определение относительной плотности молока производится при температуре 20 °С.

Если она выше, то к показаниям лактоденсиметра прибавляют на каждый градус температуры 0,0002.

Если она ниже, то, наоборот, вычитают 0,0002 на каждый градус.

Для удобства в ГОСТе, 3625-71 на методы испытаний молока приводится таблица поправок.

Температура молока 24°, показание ареометра 1,0315.

Температурная поправка: (24–20) * 0,0002=0,0008.

Плотность молока: 1,0315 + 0,0008 = 1,0323.

Плотность молока, выраженная в градусах ареометра, 32,3 (сотые и тысячные доли плотности).

Определение плотности молока в домашних условиях

Плотность молока можно проверить в домашних условиях.

Если капнуть небольшое его количество в сосуд с водой, то капли неразбавленного молока опустятся сразу на дно емкости и растворятся, а если в него добавлена вода, то капли мгновенно растекутся по поверхности.

Можно также смешать молоко и спирт (1:2) и вылить на блюдечко.

Если молоко цельное, сразу же появятся хлопья, когда же оно разбавлено водой и имеет пониженную плотность, то хлопья долго не будут образовываться.

Таким образом, показатель плотности является важнейшим критерием определения натуральности и качества молока.

Плотность молока в зависимости от жирности

В таблице приведены формулы для расчета плотности молока в зависимости от жирности при различной температуре. Значения плотности молока указаны при температуре от 293 до 353 К (от 20 до 80 °С).

Плотность молока в зависимости от жирности: таблица при различной температуре

Содержание обезжиренных сухих веществ (ОСВ) в молоке более существенно влияет на плотность молока, чем содержание жира. Определяется это тем, что плотность ОСВ (около 1600 кг/м3) больше отличается от удельного веса воды, чем плотность жира (930 кг/м3) при Т=288 К.

В таблице приведены формулы для определения плотности молока в зависимости от содержания обезжиренных сухих веществ при температуре 20…30 °С. Значения плотности молока указаны при содержании обезжиренных сухих веществ от 8,6 до 9,1 % и жирности 3…4 %. Необходимо отметить, что при повышении температуры молока его плотность уменьшается.

Формулы для определения плотности молока

Примечание: Температура в формулы подставляется в градусах Кельвина!

Меры предосторожности

Электролит небезопасен для кожных покровов и слизистых, в связи с этим при замерах его плотности следуйте правилам.

  1. Работайте в перчатках, резиновом фартуке и защитной маске. Место, где выполняются замеры, должно хорошо вентилироваться.
  2. Если электролит попал на кожу, тщательно промойте место холодной водой. Чтобы нейтрализовать действие кислоты, сделайте раствор: 1 ст. л. соды на 200-300 мл воды.
  3. Если электролит готовите сами, всегда добавляйте кислоту в воду, а не наоборот.

Популярные модели

Ниже представлена краткая характеристика самых популярных и доступных на данный момент моделей лактометров.

Лактометр для молока производителя UED-lab. Представительство на отечественной территории находится в Санкт-Петербурге, сами изделия производятся в Украине. Представляет собой классический лактометр со ртутью. Согласно заявлениям производителя, работает так же хорошо и для сыворотки, пахты (помимо молока). Цена без доставки – 1100 рублей.

  • Еще одна похожая модель – бытовой лактометр для измерения жирности молока производителя «Ареола». Производство также находится в Украине. Имеет гораздо более бюджетную цену – 500 рублей (без учета доставки).

  • В некоторых интернет-магазинах можно встретить более современную модель – портативный измеритель концентрации молока RZ125 китайского производителя Outest. Имеет удобную ручку и кончик, который нужно опускать в молоко. Его стоимость составляет около 100 рублей без доставки. Покупатели оставляют неоднозначные отзывы, включающие в себя как положительные отметки, так и отрицательные.

  • Для вегетарианцев и не только продаются измерители жирности соевого молока. Таковой является модель DR108 также китайского производителя Booyah. Продукция отмечена европейским сертификатом соответствия. Имеет не совсем бюджетную цену – около 120 долларов без учета доставки.

Советы

Для точного исследования имеется ряд рекомендаций.

  1. Прибор особенно точен при температуре рабочего образца 20-30°C.
  2. К каждому ареометру прилагается таблица температурных поправок изменения плотности, которые надо непременно принимать к сведению, чтобы получить точную концентрацию исследуемого вещества.
  3. Все стандартные замеры сводятся к показателю при 20°C.

При покупке прибора берите модель со шкалой предельного размера. Большая шкала имеет больше делений, а значит, проще будет выполнять замеры. Выбирая материал изготовления, имейте в виду, что пластмасса способна со временем мутнеть, но она безопасна в работе. Стекло дает возможность более точно делать замеры, однако нуждается в бережном хранении и внимательности, чтобы не разбить инструмент.

О том, как пользоваться ареометром для измерения плотности электролита аккумулятора, смотрите далее.

Как пользоваться?

Инструкция по применению лактометра довольно проста, а также не требует использования дополнительных приборов. Нужно помнить и о том, что прибор правильно измеряет лишь в том случае, если температура молока находится на отметке около 20 градусов (допускается измерение при температуре до 25 градусов). Эта температура является самой приемлемой для определения жирности – именно при такой температуре погрешность самая низкая (около 1 кг/м³).

Нужно поместить прибор в жидкость в вертикальном положении.

Нужно отпустить прибор, и оставить его свободно плавать.

Если прибор касается краев сосуда, в котором находится молоко, необходимо отодвинуть его поближе к середине.

Нужно подождать 5 минут, прежде чем прибор придет в относительно спокойное состояние, и перестанет перемещаться вверх и вниз.

Далее можно снять измерение прибора. Оно и будет значением, характеризующим процентное содержание молока.

Разумеется, перед использованием прибор нужно аккуратно промыть и высушить.

Принцип действия ареометра

Чтобы измерить плотность жидкостей внутри аккумулятора, есть специальный прибор — ареометр. Он выглядит как большая пипетка, внутри которой находится рабочее тело с нанесёнными на него измерительными шкалами. Одна из них позволяет измерять плотность электролита, другая — уровень тосола.

Устройство ареометра

Принцип действия ареометра можно объяснить законом гидростатики: сила, с которой жидкость выталкивает объект, будет равняться её плотности. Таким образом, чем она плотнее, тем менее значительным будет то усилие, с которым она пытается вытолкнуть на поверхность объект, погружённый в её толщу.

Устройство ареометра простое, он состоит из таких частей:

  • Колба для забора жидкости.
  • Резиновая груша, создающая внутри отрицательное давление, всасывающее электролит.
  • Рабочее тело со стеклянным поплавком, измерительной шкалой и балластом, который позволяет ему оставаться на плаву.

Чтобы измерить ареометром плотность, нужно осуществить несколько простых действий. Стоит заметить, что все процедуры следует проводить при температуре, близкой к значениям комнатной. Если аккумулятор до этого был на морозе или под воздействием жары, лучше дать ему постоять до того момента, когда он нагреется или, наоборот, остынет. Это необходимо для того, чтобы снять как можно более точные показатели: температура сильно влияет на величину плотности жидкости.

Принцип правильного использования прибора:

  1. Сборка. Плавающее тело со шкалой помещается в заборную колбу, к которой подсоединяются груша и пипетка.
  2. Далее нужно сжать грушу, погрузить пипетку в жидкость и набрать в неё небольшой объём электролита.
  3. Считать показатели.

Шкала прибора, как правило, выполнена так, что разберётся в его показателях любой человек. В случае с измерением уровня электролита данные будут в процентах от общего объёма жидкости внутри. Если он высок, значит, аккумулятор заряжен и исправен. Если низок — необходима зарядка. Когда поплавок погрузился ниже критического значения, батарею придётся заменить, так как причиной этого могут быть обрывы электрической цепи внутри или неисправные электроды.
Рекомендуем: Индикатор аккумулятора на автомобиле и принцип работы АКБ датчика

Чтобы ареометр служил дольше, после каждого использования нужно промывать его проточной водой. Электролитическая жидкость содержит растворы кислот и отдающих ионы металлов, а потому может повредить стеклянные компоненты и привести к выходу их из строя.

Классификация плотномеров

Хотя внешне большинство ареометров похожи, некоторые из них можно использовать сразу для многих жидкостей, другие только для определенных. Это обусловлено различной калибровкой.

Все ареометры делятся по:

  • веществу, концентрация которого измеряется (солемер, спиртомер, сахарометр, лактометр);
  • по исследуемой жидкости (общего назначения или специализированные);
  • по градуировке шкалы (в единицах концентрации или плотности). Измеряемая концентрация может быть в объемных или весовых единицах;
  • по типу: классические и электронные (рефрактометры, плотномеры, другие приборы).

Электрические денсистометры представляют собой приборы с прозрачной призмой и шкалой, измеряющие показатель преломления (рефрактометры) или же приборы со щупом на конце. Современные модели выпускают с цифровым дисплеем, в более простых вариантах шкала нарисована и результат смотрят через окуляр. Есть модели с термокомпенсицией или терморегуляцией и без.

Высокая стоимость (в 10-100 раз дороже классических стеклянных ареометров) приводит к тому, что высокотехнологичные модели покупают только для больших производств (пищевые, химические), где нужна быстрая точность определения в потоке и регулярный контроль качества жидкостей.

Шкала плотности идет с ценой деления 0,0005-0,02 г/см³, концентрации – 0,1-2%, от этого зависит класс точности прибора.

Виды приборов

Специализированные плотномеры выпускают для нефтепродуктов, молока, урины, электролита, спирта, сахара, соли, растворов кислот, щелочей. Градуируют такие узкоспециализированные модели сразу по концентрации исследуемого вещества, что делает их использование простым, удобным.

Универсальные ареометры идут с маркировкой фактической плотности, а результатом будет число, полученное по таблице соотношения плотностей и концентраций различных веществ. Выпускают целые сборники таких таблиц для всевозможных веществ. Производят модели без и с встроенным внутри термометром.

Набор ареометров АОН

Самым универсальным вариантом считаются наборы ареометров, которые производят в большом диапазоне плотностей и с высокой точностью измерения.

Маркируют плотномеры большими буквами: первая – А (ареометр) и вторая – исследуемая жидкость.

  • М – молоко,
  • Н – нефтепродукты,
  • У – урина,
  • СП – спирт,
  • Э – электролит,
  • Г – грунт,
  • С – сахар,
  • К – кислота.

Приборы общего назначения маркируют АОН. Цифра в конце маркировки означает диапазон концентраций.

Способ измерения плотности

Для того чтобы определить плотность молока на профессиональном уровне, применяется прибор лактоденсиметр и мерный цилиндр:

  • Молоко помещают в цилиндр так, чтоб не появилась густая пена. Цилиндр наполняется примерно на 2/3 всего объема.
  • В молоко погружают лактоденсиметр.
  • Нужно посмотреть на мениск так, чтоб он оказался на уровне глаз. Плотность устанавливается по верхнему краю мениска, точность измерения составляет 0, 0005. Для получения наиболее достоверного результата лактоденсиметром дважды надо пошевелить, и он сам определит среднее арифметическое значение из двух замеров.
  • Подходящая температура молока для замера должна составлять +20 градусов. Более теплое молоко дает большую погрешность (0,0002 на каждый дополнительный градус).

Есть несколько способов определения плотности молока в домашних условиях:

  • В воду требуется добавить несколько капель молока. Если это цельный натуральный продукт, не содержащий примесей, то капли начнут опускаться на дно емкости, постепенно растворяясь. Капли молока, уже разбавленного водой, растекаются сразу по поверхности воды.
  • Если смешать исследуемое молоко со спиртом в пропорции 1:2 и затем вылить на тарелку, то хорошее цельное молоко сразу превратится в хлопья, то есть свернется. Из разбавленного молока хлопьев может не получиться совсем (это зависит от того, как сильно разбавлено молоко водой).

Измерения плотности молока

Продаваемые марки ареометров в России

Выбор марок ареометров на рынке нашей страны достаточно велик, но по факту они представляют практически одинаковые устройства. Различия только в качестве использованного материала для изготовления приборов.

Ареометр ИП1

Из общего однообразия выделяется ареометр ИП1, который изготовлен не с стандартным стеклянным ареометром, а с набором пластиковых палочек, напротив которых на корпусе написано своё значение плотности. После наполнения полости устройства электролитом палочки всплывают и значение плотности считывается по шкале с той, которая всплыла последней.

Предел измерения этого прибора от 1,19 г/см3 до 1,31 г/см.

Цена деления шкалы 0,02 г/см.

Ареометр ИП1 — “Индикатор плотности — 1” не совсем точный прибор, но он достаточно распространён среди автомобилистов, наверное по причине малой стоимости ( примерная стоимость в магазинах 100 рублей) и компактности.

Далее можно рассмотреть ареометры стоимостью от 100 до 250 рублей. Марок приборов в этом диапазоне достаточно много.

Ареометр Орион АР-02

На фоне всего этого многообразия выделяется продукция, уже знакомого нам по серии зарядных устройств, предприятия из Санкт-Петербурга ООО “НПП ОРИОН СПБ” ареометр Орион АР-02.

Это единственный прибор на который я нашел инструкцию. Её можно почитать и скачать здесь.

Принцип работы, техника безопасности и процесс измерения описан выше, давайте посмотрим как выглядят остальные экземпляры на картинках и о некоторых небольшое видео.

Ареометр для электролита Autovirazh AV-9901

Ареометр для электролита Sparta 549125

Отзывы в интернете о ареометре Sparta 549125 очень приличные, видимо изделие сделано качественно.

Ареометр для электролита SKYBEAR 623000

Из импортных ареометров в продаже моделей не много, но можно найти такие:

JTC-1039 BATTERY TESTER

Такие модели ареометров немного дороже, их стоимость уже будет варьироваться от 300 до 600 рублей. Они компактны и с эргономичным дизайном. Такой прибор приятно держать в руке, и его не надо собирать разбирать, что конечно удобно.

Hella Hydro Volt

Hella Hydro Volt — прибор для измерения плотности достаточно качественного исполнения. Компактный, интересный , в нем груша выполнена прямо в корпусе. Как пишут магазины: “Данная модель отличается высокой точностью, погрешность измерений не превышает 1 процента.“

Цена на данный прибор колеблется от 800 и даже до 1400 рублей, по данным интернет магазинов.

В повседневной жизни приходится встречаться с тем, что требуется проверить плотность какого-нибудь вещества, например, спирта, кислоты, молока. Для этого применяют ареометр, им также проверяют плотности электролита. Если хозяин автотранспортного средства рассчитывает, что аккумулятор будет работать как можно дольше, ему надлежит проверять, какая плотность у электролита. Для чего нужен ареометр — прибор, позволяющий замерять уровень закисленности раствора в ячеях батареи.

Удельная теплоемкость молока в зависимости от температуры

В таблице приведены значения удельной теплоемкости молока жирностью 3,2% (цельное молоко). Значения теплоемкости молока расположены в зависимости от температуры в интервале от 5,6 до 69,79°С. По данным таблицы хорошо видно, что с ростом температуры теплоемкость молока увеличивается.

Удельная теплоемкость молока в зависимости от температуры, таблица 5

Разновидности устройства

Так как метод определения плотности путём измерения выталкивающей силы может применяться не только в случае с автономными источниками питания, существует несколько видов ареометров. Они отличаются как по величине, которую определяют, так и по назначению для различных типов смесей.

Так как величина плотности в математическом определении является отношением массы к объёму, по виду производимого измерения приборы делятся на ареометры постоянной массы и постоянного объёма.

Нанесённые на плавающее тело шкалы позволяют применять прибор в разных областях практических измерений. Например:

  • Солемеры — устройства для определения концентрации солей в водном растворе. Используются, кроме прочего, для того, чтобы узнать степень засоленности почвы разных районов.
  • Лактометры — измеряют жирность молочной продукции.
  • Спиртометры — процентное соотношение спирта и растворяющей жидкости для определения крепости алкогольных напитков и продуктов брожения.
  • Сахарометры — позволяют узнать степень концентрации сахаров, растворённых в воде или другой жидкости.

Чтобы повысить точность проводимых операций по измерению величин, кроме нанесённого на ареометр рисунка со шкалами он комплектуется термометром. Это позволяет добиться сравнительных результатов по влиянию температуры на конкретную жидкость и изучить механизм её изменения при потеплении или похолодании.

Удельная теплоемкость молока в зависимости от жирности при различной температуре

Представлены значения удельной теплоемкости молока различной жирности в зависимости от температуры. Значения теплоемкости молока указаны при жирности от 2,91 до 4,3 % и при температуре от 283 до 343 К (от 10 до 70 °С). Удельная теплоемкость молока с ростом температуры увеличивается. Данные по теплоемкости молока могут отличаться в зависимости от образца, поскольку на теплоемкость может влиять неодинаковое количество жира в исследуемых образцах.

Удельная теплоемкость молока в зависимости от жирности при различной температуре

Купить ареометры

В любой лаборатории, автомастерской или медучреждении без прибора для определения плотности не обойтись. Купить ареометры можно у большинства поставщиков товаров для лабораторий. Выбирая, у кого приобрести устройство, следует обращать внимание на:

  • в каких единицах калиброван ареометр;
  • диапазон измеряемой величины;
  • шкала или точность деления;
  • погрешность прибора;
  • есть ли термометр.

Каждый производитель перед передачей своей измерительной продукции на реализацию, проводить контроль качества. Для ареометров контроль проводят для каждой единицы товара, с указанием номера прибора и его индивидуальной погрешности. Поэтому, одна и та же модель плотномера у различных производителей будет иметь свою погрешность.

Влияние на натуральность продукта

Наибольшую жирность в молоке определяют после рождения телят. В этот период его плотность будет высокой по естественным причинам. Известно, что в молозиве, столь полезном для теленка, есть крохотные шарики жира и состав их другой, с большим содержанием определенных кислот.

Вот от чего зависит плотность молока у коровы:

Читать также Как делать огонек из помидоров

В итоге получается, что у коровы плотность молока зависит от других показателей и составляющих молока, состояния ее организма.

Температура замерзания молока

В таблице представлено влияние степени разбавления молока водой на температуру замерзания. Степень разбавления молока водой в таблице дана в интервале от 0 до 25%. По данным таблицы видно, что температура замерзания молока всего на 0,5 градуса ниже, чем температура замерзания воды и существенно не снижается при разбавлении молока водой.

Температура замерзания молока, таблица 4

Физические свойства натурального молока

В таблице представлены тепловые и физические свойства молока в зависимости от температуры, в интервале от 0 до 90°С. По данным таблицы видно, что плотность, теплоемкость и теплопроводность натурального молока слабо зависят от его температуры. Значительные изменения при нагревании молока претерпевают такие его физические свойства, как кинематическая вязкость и число Прандтля, которые уменьшают свои значения в несколько раз.

Даны следующие физические свойства молока:

  • плотность молока, кг/м3;
  • удельная (массовая) теплоемкость, кДж/(кг·град);
  • коэффициент теплопроводности, Вт/(м·град);
  • кинематическая вязкость, м2/с;
  • число Прандтля молока.

Теплофизические свойства молока, таблица 1

Состав коровьего молока

Молоко содержит полезные компоненты и вещества. В состав входят белки, витамины, микроэлементы и другие полезные минералы.

Химический состав коровьего молока зависит от нескольких факторов:

  • вид доения;
  • условия кормления животного;
  • возраст и порода коровы;
  • лактационный период.

В период лактации, который составляет примерно 300 дней, свойства молочного продукта постоянно меняются. Лактационный период делят на три стадии:

Молозивая стадия, которая начинается сразу после того, как корова родит телёнка. Длится она около 10 дней. Молоко, получаемое в это время, называют молозивом. Оно имеет густую консистенцию за счёт большего количества растворившихся витаминов, жиров, белков и других минералов. Молозиво имеет интенсивно жёлтый цвет и немного солёный привкус. Его не используют для промышленной переработки.

Фаза нормального молока, которая длится от 190 до 280 дней. Молочный продукт, добытый в данный промежуток времени, обладает привычными всем вкусом и консистенцией.

Стадия стародойного молока длится в течении последних 10 дней лактационного периода. Такое молоко содержит в себе увеличенное количество лейкоцитов и белков, однако имеет низкий уровень качества. За счёт этого данный молочный продукт обычно не применяют для промышленной переработки.

Интересный факт: молоко почти на 88% состоит из воды. Минералы и витамины составляют оставшиеся 12% жидкости.

В химический состав коровьего молока входят следующие компоненты: калий, кальций, натрий, магний, йод, цинк, фосфор, витамины A, B, D, C и E, вода, жиры, белки, сухие вещества. Также в состав молочного продукта входит около 50 микроэлементов и макроэлементов. Они насыщают организм полезными компонентами и веществами.

Интересно: Как и из чего делают лапшу? Описание, фото и видео

Химические и физические свойства молока при 20°С

В таблице представлены химические и физические свойства молока (среднее значение и предел колебаний).

Даны следующие свойства молока:

  • кислотность;
  • буферная емкость по кислоте и щелочи;
  • окислительно-восстановительный потенциал, В;
  • плотность молока, кг/м3;
  • динамическая вязкость, Па·сек;
  • поверхностное натяжение, Н/м;
  • осмотическое давление, МПа;
  • температура замерзания, °С;
  • удельная электропроводность, См/м;
  • удельная (массовая) теплоемкость, Дж/(кг·град);
  • коэффициент теплопроводности, Вт/(м·град);
  • коэффициент температуропроводности, м2/с.

Химические и физические свойства молока при 20°С, таблица 3

Теплопроводность молока

В таблице даны значения теплопроводности молока в размерности Вт/(м·град) в зависимости от жирности (от 1,6 до 4%), для температуры 293К (20°С) и 353К (80°С).

Данные по теплопроводности молока в таблице свидетельствуют, что при жирности от 1,6…4 % коэффициент теплопроводности молока слабо зависит от содержания в нем жира.

Теплопроводность молока в зависимости от жирности, таблица 2

Источники:

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий