密度及折光法

1、農(nóng)產(chǎn)品質量檢測農(nóng)產(chǎn)品質量檢測農(nóng)產(chǎn)品的物理檢測農(nóng)產(chǎn)品的物理檢測黑龍江生物科技職業(yè)學院黑龍江生物科技職業(yè)學院陳黎明陳黎明第二章第二章 農(nóng)產(chǎn)品的物理檢測農(nóng)產(chǎn)品的物理檢測第一節(jié)第一節(jié) 密度檢測法密度檢測法 一、密度與相對密度一、密度與相對密度 密度：密度：是指物質在一定溫度下單位體積的質量，以是指物質在一定溫度下單位體積的質量，以表示，表示， 單位為單位為g/cm3g/cm3。 因為物質都具有熱脹冷縮的性質，所以，密度隨溫度的因為物質都具有熱脹冷縮的性質，所以，密度隨溫度的變化而變化，測量時應標明溫度。如：變化而變化，測量時應標明溫度。如： t t 相對密度：（相對比重）相對密度：（相對比重）指物質的

2、質量與同體積水的質量之指物質的質量與同體積水的質量之 比以表示比以表示 。 而液體的相對密度指液體在而液體的相對密度指液體在2020的質量與同體積的水在的質量與同體積的水在4 4時的質量之比，以時的質量之比，以 表示。表示。12ttd204d同體積水的質量物質的質量c42000204cd第一節(jié)第一節(jié) 密度檢測法密度檢測法 用密度計或比重瓶測定溶液的相對密度時，以測定溶液對同用密度計或比重瓶測定溶液的相對密度時，以測定溶液對同體積同溫度水的質量比較方便，以體積同溫度水的質量比較方便，以 表示，這就是液體在表示，這就是液體在20 20 時的對水在時的對水在20 20 時的相對密度。對同一溶液來說，

3、時的相對密度。對同一溶液來說， 因為水在因為水在4 4 時的密度比在時的密度比在20 20 時為大，若要把時為大，若要把 換算換算為為 ，可按下式進行。，可按下式進行。 式中：式中： 溫度溫度t t2 2 時水的密度，時水的密度，g/cmg/cm2 22020d204d2020d2020d204dtdd2202204t2第一節(jié)第一節(jié) 密度檢測法密度檢測法 二、二、密度密度測定的意義測定的意義 各種液態(tài)農(nóng)產(chǎn)品都有其一定的相對密度，當其組成成分及各種液態(tài)農(nóng)產(chǎn)品都有其一定的相對密度，當其組成成分及其濃度改變時，其相對密度也隨著改變，所以測定液態(tài)農(nóng)產(chǎn)品其濃度改變時，其相對密度也隨著改變，所以測定液態(tài)農(nóng)

4、產(chǎn)品的相對密度，可檢驗其純度或濃度。的相對密度，可檢驗其純度或濃度。 密度是某些農(nóng)產(chǎn)品質量的指標，如青豌豆的成熟度、油脂密度是某些農(nóng)產(chǎn)品質量的指標，如青豌豆的成熟度、油脂的密度與品質的關系、牛乳的密度與品質的關系等。的密度與品質的關系、牛乳的密度與品質的關系等。如：如：飽和的油脂，密度高，不飽和的，密度低，飽和的油脂，密度高，不飽和的，密度低，油脂油脂中中游離游離的脂肪酸含量增加時，的脂肪酸含量增加時，密度密度低，酸敗的油脂低，酸敗的油脂密度密度高。高。大豆油的理化常數(shù)：大豆油的理化常數(shù)： 相對密度相對密度(d204) 0.9150-0.9375 (d204) 0.9150-0.9375 (d

5、2020) 0.919-0.925 (d2020) 0.919-0.925 折光指數(shù)折光指數(shù)(n20d) 1.466-1.470 (n20d) 1.466-1.470 粘度粘度(e020) 8.5(e020) 8.5左右左右 凝固點凝固點() -18() -18-15 -15 碘值碘值(g(g碘碘/100g/100g油油) 124-129 ) 124-129 皂化值皂化值( (mgkoh/gmgkoh/g油油) 189-195 ) 189-195 第一節(jié)第一節(jié) 密度檢測法密度檢測法 三、液態(tài)農(nóng)產(chǎn)品相對密度的測定三、液態(tài)農(nóng)產(chǎn)品相對密度的測定比重瓶法比重瓶法 （一）原理（一）原理 比重瓶具有一定的

6、體積，利用同一比重瓶在同一比重瓶具有一定的體積，利用同一比重瓶在同一溫度下，分別稱取等體積的樣品溶液與蒸餾水的質量，溫度下，分別稱取等體積的樣品溶液與蒸餾水的質量，從兩者的質量比即可求出該試樣溶液的相對密度。從兩者的質量比即可求出該試樣溶液的相對密度。 第一節(jié)第一節(jié) 密度檢測法密度檢測法（二）操作步驟（二）操作步驟1.1.稱蒸餾水重稱蒸餾水重 取潔凈、干燥用取潔凈、干燥用1/10001/1000分析天平稱量（分析天平稱量（ww0 0）的密度瓶，將蒸）的密度瓶，將蒸餾水煮沸餾水煮沸3030分鐘，然后冷卻到分鐘，然后冷卻到15 15 ，注滿密度瓶，裝上溫度計，注滿密度瓶，裝上溫度計，立即浸入立即浸

7、入20 20 以上的恒溫水浴鍋中，至比重瓶溫度計達到以上的恒溫水浴鍋中，至比重瓶溫度計達到2020 ，并維持并維持3030分鐘不變，取出密度瓶用濾紙除去溢出的水，蓋上蓋，分鐘不變，取出密度瓶用濾紙除去溢出的水，蓋上蓋，用濾紙擦干后，準確稱重（用濾紙擦干后，準確稱重（ w1）。）。第一節(jié)第一節(jié) 密度檢測法密度檢測法 2.2.稱樣品重稱樣品重 將比重中的水傾出，先用乙醇、再用乙醚洗滌數(shù)次，吹干后將比重中的水傾出，先用乙醇、再用乙醚洗滌數(shù)次，吹干后注入樣品溶液按以上操作測出注入樣品溶液按以上操作測出20 20 時試樣溶液的質量（時試樣溶液的質量（ w2） 。（三）結果計算（三）結果計算 0.9982

8、320 時水的相對密度。時水的相對密度。01022020wwwwd第一節(jié)第一節(jié) 密度檢測法密度檢測法 （四）注意事項（四）注意事項 1 1密度瓶內不能有氣泡，天平室溫度不能超過密度瓶內不能有氣泡，天平室溫度不能超過20 20 。 2 2水及樣品必須完全裝滿比重瓶，不得有氣泡，取出時不水及樣品必須完全裝滿比重瓶，不得有氣泡，取出時不得用手直接接觸密度瓶的球部，最好戴隔熱手套取密度瓶的頸得用手直接接觸密度瓶的球部，最好戴隔熱手套取密度瓶的頸部或用工具夾取。水浴鍋中的水必須保持清潔無油污，防止密部或用工具夾取。水浴鍋中的水必須保持清潔無油污，防止密度瓶外壁污染。度瓶外壁污染。 第一節(jié)第一節(jié) 密度檢測

9、法密度檢測法 四、密度計法四、密度計法 密度計是根據(jù)阿基米德原理所制成，種類很多，但基本結構及形式相密度計是根據(jù)阿基米德原理所制成，種類很多，但基本結構及形式相同，都是由玻璃外殼制成，頭部呈球形或圓錐形，里面灌有鉛珠、汞及其他同，都是由玻璃外殼制成，頭部呈球形或圓錐形，里面灌有鉛珠、汞及其他重金屬，中部是空腔，尾部細長形，附有刻度標記，稱重金屬，中部是空腔，尾部細長形，附有刻度標記，稱“計桿計桿”。 （一）密度計的使用方法（一）密度計的使用方法 將比重計洗凈擦干，緩緩放入盛有待測液體樣品的適當量筒中，勿使將比重計洗凈擦干，緩緩放入盛有待測液體樣品的適當量筒中，勿使比重計碰及容器四周及底部，保持

10、樣品溫度在比重計碰及容器四周及底部，保持樣品溫度在20 20 ，待其靜置后，再輕輕，待其靜置后，再輕輕按下少許，然后待其自然上升，靜置并無氣泡昌出后，從水平位置觀察與液按下少許，然后待其自然上升，靜置并無氣泡昌出后，從水平位置觀察與液面相交處的刻度，即為樣品的相對密度。面相交處的刻度，即為樣品的相對密度。 要求：要求： 1 1本法操作簡便迅速，但準確性較差，在有大量樣品而不要求十分精本法操作簡便迅速，但準確性較差，在有大量樣品而不要求十分精確的測定結果時，可采用此方法，不適用于相極易揮發(fā)的樣品。確的測定結果時，可采用此方法，不適用于相極易揮發(fā)的樣品。 2 2取樣品時，須將樣品充分混勻后，沿量筒

11、壁注入量筒中，避免產(chǎn)生取樣品時，須將樣品充分混勻后，沿量筒壁注入量筒中，避免產(chǎn)生氣泡。氣泡。 3 3要求液體溫度為要求液體溫度為20 20 ，若不是，若不是20 20 ，可根據(jù)液體的溫度進行校正。，可根據(jù)液體的溫度進行校正。 4 4讀取比重值時，密度計不可與量筒接觸，讀數(shù)應以密度計與液體形讀取比重值時，密度計不可與量筒接觸，讀數(shù)應以密度計與液體形成彎月面下緣為準。成彎月面下緣為準。 第一節(jié)第一節(jié) 密度檢測法密度檢測法 （二）密度計的種類（二）密度計的種類 1 1波美計波美計 刻度以刻度以20 20 為標準，在蒸餾水中為為標準，在蒸餾水中為0 0，在，在1515食鹽溶液中食鹽溶液中為為1515波

12、美，在純硫酸（相對密度波美，在純硫酸（相對密度1.84271.8427）中其刻度為）中其刻度為6666波美。波美。 有輕表和重表之分，輕表測相對密度小于有輕表和重表之分，輕表測相對密度小于1 1的試樣，重表測的試樣，重表測大于大于1 1的試樣。的試樣。第一節(jié)第一節(jié) 密度檢測法密度檢測法 2 2糖錘計糖錘計 是專門用于測定糖濃度的密度計。是專門用于測定糖濃度的密度計。 是用已知濃度的純庶糖液來標定其刻度的。以是用已知濃度的純庶糖液來標定其刻度的。以20 20 為標準，為標準，在蒸餾水中為在蒸餾水中為0 0，在，在1 1的庶糖溶液中為的庶糖溶液中為1 1，常用的糖錘計有：，常用的糖錘計有： 0-6

13、0-6；5-115-11；10-1610-16；15-2115-21；20-2620-26。第一節(jié)第一節(jié) 密度檢測法密度檢測法 3 3酒精計酒精計 酒精計是用以測量酒精濃度的密度計，是用已知酒精濃度的酒精計是用以測量酒精濃度的密度計，是用已知酒精濃度的純酒精溶液來標定的，以純酒精溶液來標定的，以2020時在蒸餾水中為時在蒸餾水中為0，在，在1的酒精溶的酒精溶液中為液中為1，即，即100ml酒精溶液中含乙醇酒精溶液中含乙醇1ml，可直讀酒精溶液的，可直讀酒精溶液的體積分數(shù)。體積分數(shù)。第一節(jié)第一節(jié) 密度檢測法密度檢測法 4 4乳稠計乳稠計 測定牛乳相對密度，范圍測定牛乳相對密度，范圍1.015-1

14、.015-1.045,1.045,有有15-4515-45的刻度的刻度, ,以度表示以度表示, ,若刻若刻度度3030度度, ,相當相對密度為相當相對密度為1.0301.030。 牛乳密度檢測：取溫度為牛乳密度檢測：取溫度為10102525混勻的樣品混勻的樣品200ml，沿筒壁小心倒入，沿筒壁小心倒入250ml量筒中，（勿使發(fā)生泡沫），測量筒中，（勿使發(fā)生泡沫），測量樣品溫度后，小心將乳稠計沉入樣品量樣品溫度后，小心將乳稠計沉入樣品中，讓其自然浮動，但不能與筒內壁接中，讓其自然浮動，但不能與筒內壁接觸。靜置觸。靜置23分鐘，讀取乳稠計與樣品分鐘，讀取乳稠計與樣品界面的讀數(shù)。當溫度在界面的讀數(shù)。

15、當溫度在20 時，將乳稠時，將乳稠計的讀數(shù)計的讀數(shù)/10001即得出牛乳的密度。即得出牛乳的密度。在非在非20 時，需查表換算。時，需查表換算。 第二節(jié)第二節(jié) 折光率檢測法折光率檢測法 一、折光率一、折光率 光線從一種介質射到另一種介質時，除光線從一種介質射到另一種介質時，除了一部分光線反射回第一介質外，另一部分了一部分光線反射回第一介質外，另一部分進入第二介質中并改變它的傳播方向。這種進入第二介質中并改變它的傳播方向。這種現(xiàn)象叫光折射?，F(xiàn)象叫光折射。 折射率：折射率：對某種介質來說，入射角正弦對某種介質來說，入射角正弦與折射角正弦之比值，叫做該介質的絕對折與折射角正弦之比值，叫做該介質的絕對

16、折射率或折光系數(shù)，是物質的特征常數(shù)之一。射率或折光系數(shù)，是物質的特征常數(shù)之一。 兩種介質相比較，光在其中傳播的速度大的叫光疏介質，光疏介質的折兩種介質相比較，光在其中傳播的速度大的叫光疏介質，光疏介質的折光率較小，反之光密介質的折光率較大。當兩種介質的折射率相等時，光線光率較小，反之光密介質的折光率較大。當兩種介質的折射率相等時，光線不發(fā)生折射。不發(fā)生折射。第二節(jié)第二節(jié) 折光率檢測法折光率檢測法 二、折光儀測定系統(tǒng)（阿貝折光儀）二、折光儀測定系統(tǒng)（阿貝折光儀）觀測系統(tǒng)：觀測系統(tǒng)：光線由反光鏡光線由反光鏡l l反射，經(jīng)進光棱鏡反射，經(jīng)進光棱鏡2 2、折、折射棱鏡射棱鏡3 3及其間的樣液薄層折射后

17、射出。再經(jīng)色散補償及其間的樣液薄層折射后射出。再經(jīng)色散補償器器4 4消除由折射棱鏡及被測樣品所產(chǎn)生的色散，然后由消除由折射棱鏡及被測樣品所產(chǎn)生的色散，然后由物鏡物鏡5 5將明暗分界線成像于分劃板將明暗分界線成像于分劃板6 6上，經(jīng)目鏡上，經(jīng)目鏡7 7、8 8放放大后成像于觀測者眼中。大后成像于觀測者眼中。 讀數(shù)系統(tǒng)：讀數(shù)系統(tǒng)：光線由小反光鏡光線由小反光鏡1414反射，經(jīng)毛玻璃反射，經(jīng)毛玻璃1313射到刻度盤射到刻度盤1212上，經(jīng)轉向棱鏡上，經(jīng)轉向棱鏡1111及物鏡及物鏡1010將刻度成像將刻度成像于分劃板于分劃板9 9上，通過目鏡上，通過目鏡7 7、8 8放大后成像觀測者眼中。放大后成像觀測

18、者眼中。當旋動旋鈕當旋動旋鈕2 2時，使棱鏡擺動，視野內明暗分界線通過時，使棱鏡擺動，視野內明暗分界線通過十字交叉點，表示光線從棱鏡入射角達到了臨界角。十字交叉點，表示光線從棱鏡入射角達到了臨界角。當測定樣液濃度不同時，折射率也不同，故臨界角的當測定樣液濃度不同時，折射率也不同，故臨界角的數(shù)值亦有不同。在讀數(shù)鏡筒中即可讀取折射率數(shù)值亦有不同。在讀數(shù)鏡筒中即可讀取折射率n n，或糖，或糖液濃度，或固形物的含量。液濃度，或固形物的含量。 在阿貝折光儀的望遠目鏡的金屬筒上，有一個供在阿貝折光儀的望遠目鏡的金屬筒上，有一個供校準儀器用的示值調節(jié)螺釘，通常用校準儀器用的示值調節(jié)螺釘，通常用2020的水校

19、正儀的水校正儀器（其折光率器（其折光率nd20nd20=1.3330=1.3330）。）。也可用已知折光率的標也可用已知折光率的標準玻璃校正。準玻璃校正。 阿貝折光計的光學系統(tǒng)阿貝折光計的光學系統(tǒng)第二節(jié)第二節(jié) 折光率檢測法折光率檢測法 三、農(nóng)產(chǎn)品的組成及其濃度與折射率的關系三、農(nóng)產(chǎn)品的組成及其濃度與折射率的關系 正常情況下，某些液態(tài)農(nóng)產(chǎn)品的折射率有一定的范圍，如正常情況下，某些液態(tài)農(nóng)產(chǎn)品的折射率有一定的范圍，如正常牛乳乳清的折射率在正正常牛乳乳清的折射率在正1.341991.341991.342751.34275之間，當這些液之間，當這些液態(tài)食品因摻雜、濃度改變或品種改變等原因而引起食品的品質

20、態(tài)食品因摻雜、濃度改變或品種改變等原因而引起食品的品質發(fā)生了變化時，折射率常常會發(fā)生變化。如牛乳摻水，其乳清發(fā)生了變化時，折射率常常會發(fā)生變化。如牛乳摻水，其乳清折射率降低，故測定牛乳乳清的折射率即可了解乳糖的含量，折射率降低，故測定牛乳乳清的折射率即可了解乳糖的含量，判斷牛乳是否摻水。判斷牛乳是否摻水。 不同的油脂折射率不同，油脂酸度增高時，折射率降低，不同的油脂折射率不同，油脂酸度增高時，折射率降低，密度大的油脂，折射率高。所以測定折射率可以初步判斷某些密度大的油脂，折射率高。所以測定折射率可以初步判斷某些農(nóng)產(chǎn)品是否正常。農(nóng)產(chǎn)品是否正常。第二節(jié)第二節(jié) 折光率檢測法折光率檢測法 四、常用折光

21、儀四、常用折光儀 折光儀是利用臨界角原理測定物質折射率的儀器，最常用的是阿貝折折光儀是利用臨界角原理測定物質折射率的儀器，最常用的是阿貝折光儀、手提式折光儀、數(shù)字阿貝折光儀。光儀、手提式折光儀、數(shù)字阿貝折光儀。 （一）手持式折光儀（一）手持式折光儀 手持式折光儀由一個棱鏡、一個蓋板及一個觀測鏡筒組成，利用反射手持式折光儀由一個棱鏡、一個蓋板及一個觀測鏡筒組成，利用反射光測定。該儀器操作簡單，便于攜帶，常用于生產(chǎn)現(xiàn)場檢驗。光測定。該儀器操作簡單，便于攜帶，常用于生產(chǎn)現(xiàn)場檢驗。 1.構造構造、折光棱鏡、折光棱鏡 、蓋板、蓋板 、校準螺栓、校準螺栓 、光學系統(tǒng)管路、光學系統(tǒng)管路 、目鏡（視度調節(jié)環(huán)）

22、、目鏡（視度調節(jié)環(huán)） 第二節(jié)第二節(jié) 折光率檢測法折光率檢測法 2.2.使用方法使用方法 1)1)將折光棱鏡對準光亮方向，調節(jié)目鏡視度環(huán)，直到標線將折光棱鏡對準光亮方向，調節(jié)目鏡視度環(huán)，直到標線清晰為止；清晰為止； 2)2)調整基準：測定前首先使標準液（純凈水）、儀器及待測液調整基準：測定前首先使標準液（純凈水）、儀器及待測液體基于同一溫度。掀開蓋板，然后取體基于同一溫度。掀開蓋板，然后取1 12 2滴標準液滴于折光棱滴標準液滴于折光棱鏡上，并用手輕輕按壓蓋板得出一條明暗分界線。旋轉校準螺鏡上，并用手輕輕按壓蓋板得出一條明暗分界線。旋轉校準螺栓使目鏡視場中的明暗分界線與基準線重合（栓使目鏡視場中

23、的明暗分界線與基準線重合（0%0%）；）； 3)3)掀開蓋板，用柔軟絨布擦凈棱鏡表面，取掀開蓋板，用柔軟絨布擦凈棱鏡表面，取1 12 2滴被測溶液滴被測溶液滴于折光棱鏡上，蓋上蓋板輕輕按壓，讀取明暗分界線的相對滴于折光棱鏡上，蓋上蓋板輕輕按壓，讀取明暗分界線的相對刻度，即為被測液體的含量；刻度，即為被測液體的含量； 4)4)測量完畢后，直接用潮濕絨布擦去棱鏡表面及蓋板上的附著測量完畢后，直接用潮濕絨布擦去棱鏡表面及蓋板上的附著物，待干燥后，妥善保存起來。物，待干燥后，妥善保存起來。第二節(jié)第二節(jié) 折光率檢測法折光率檢測法 （二）阿貝折光儀（二）阿貝折光儀1.1.結構結構 其光學系統(tǒng)由觀測系統(tǒng)和讀

24、數(shù)系統(tǒng)兩部分組成其光學系統(tǒng)由觀測系統(tǒng)和讀數(shù)系統(tǒng)兩部分組成，如圖。，如圖。1.1.底座；底座；2.2.棱鏡調節(jié)旋鈕；棱鏡調節(jié)旋鈕；3.3.圓盤組（內有刻度圓盤組（內有刻度板）；板）；4.4.小反光鏡；小反光鏡；5.5.支架；支架；6.6.讀數(shù)鏡筒；讀數(shù)鏡筒；7.7.目鏡；目鏡；8.8.觀察鏡筒；觀察鏡筒； 9.9.分界線調節(jié)螺絲；分界線調節(jié)螺絲；10.10.消色凋節(jié)旋鈕；消色凋節(jié)旋鈕；11.11.色散刻度尺；色散刻度尺；12.12.棱鏡鎖緊扳手；棱鏡鎖緊扳手；13.13.棱鏡組；棱鏡組；14.14.溫度計插座；溫度計插座；15.15.恒溫器接頭；恒溫器接頭；16 16 保護罩；保護罩；17 17

25、 主軸；主軸；18 18 反光鏡反光鏡第二節(jié)第二節(jié) 折光率檢測法折光率檢測法 2. 2.使用方法使用方法 （1 1）折光儀的校正折光儀的校正 通常用測定蒸餾水折射率的方法進行校準，在通常用測定蒸餾水折射率的方法進行校準，在2020下折光下折光儀應表示出折射率為儀應表示出折射率為1.332991.33299或可溶性固形物為或可溶性固形物為0 0。若校正時。若校正時溫度不是溫度不是20 20 應查出該溫度下蒸餾水的折射率再進行核準。應查出該溫度下蒸餾水的折射率再進行核準。對于高刻度值部分用具有一定折射率的標準玻璃塊（儀器附對于高刻度值部分用具有一定折射率的標準玻璃塊（儀器附件）校準。件）校準。 校正方法：打開進光棱鏡，在校準玻璃塊的拋光面上滴一校正方法：打開進光棱鏡，在校準玻璃塊的拋光面上滴一滴溴化萘將其粘在折射棱鏡表面上，使標準玻璃塊拋光的一滴溴化萘將其粘在折射棱