密度及折光法課件

農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量檢測農(nóng)產(chǎn)品的物理檢測第二章農(nóng)產(chǎn)品的物理檢測

第一節(jié)密度檢測法

一、密度與相對密度

密度：是指物質(zhì)在一定溫度下單位體積的質(zhì)量，以ρ表示，

單位為g/cm3。因?yàn)槲镔|(zhì)都具有熱脹冷縮的性質(zhì)，所以，密度隨溫度的變化而變化，測量時應(yīng)標(biāo)明溫度。如：ρt

相對密度：（相對比重）指物質(zhì)的質(zhì)量與同體積水的質(zhì)量之比以表示。而液體的相對密度指液體在20℃的質(zhì)量與同體積的水在4℃時的質(zhì)量之比，以表示。第一節(jié)密度檢測法

用密度計(jì)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(zhì)量比較方便，以表示，這就是液體在20℃時的對水在20℃時的相對密度。對同一溶液來說，因?yàn)樗?℃時的密度比在20℃時為大，若要把換算為，可按下式進(jìn)行。

式中：——溫度t2℃時水的密度，g/cm2＞大豆油的理化常數(shù)：

相對密度(d20℃4℃)0.9150-0.9375

(d20℃20℃)0.919-0.925折光指數(shù)(n20℃D)1.466-1.470粘度(E020℃)8.5左右凝固點(diǎn)(℃)-18～-15碘值(g碘/100g油)124-129皂化值(mgKOH/g油)189-195

第一節(jié)密度檢測法

三、液態(tài)農(nóng)產(chǎn)品相對密度的測定——比重瓶法（一）原理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(zhì)量，從兩者的質(zhì)量比即可求出該試樣溶液的相對密度。

第一節(jié)密度檢測法（二）操作步驟

1.稱蒸餾水重取潔凈、干燥用1/1000分析天平稱量（w0）的密度瓶，將蒸餾水煮沸30分鐘，然后冷卻到15℃

，注滿密度瓶，裝上溫度計(jì)，立即浸入20℃以上的恒溫水浴鍋中，至比重瓶溫度計(jì)達(dá)到20℃

，并維持30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(zhǔn)確稱重（w1）。第一節(jié)密度檢測法

2.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，吹干后注入樣品溶液按以上操作測出20℃時試樣溶液的質(zhì)量（w2）

。（三）結(jié)果計(jì)算

0.99823——20℃時水的相對密度。第一節(jié)密度檢測法

四、密度計(jì)法密度計(jì)是根據(jù)阿基米德原理所制成，種類很多，但基本結(jié)構(gòu)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、汞及其他重金屬，中部是空腔，尾部細(xì)長形，附有刻度標(biāo)記，稱“計(jì)桿”。（一）密度計(jì)的使用方法將比重計(jì)洗凈擦干，緩緩放入盛有待測液體樣品的適當(dāng)量筒中，勿使比重計(jì)碰及容器四周及底部，保持樣品溫度在20℃

，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面相交處的刻度，即為樣品的相對密度。要求：1．本法操作簡便迅速，但準(zhǔn)確性較差，在有大量樣品而不要求十分精確的測定結(jié)果時，可采用此方法，不適用于相極易揮發(fā)的樣品。2．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。3．要求液體溫度為20℃

，若不是20℃

，可根據(jù)液體的溫度進(jìn)行校正。4．讀取比重值時，密度計(jì)不可與量筒接觸，讀數(shù)應(yīng)以密度計(jì)與液體形成彎月面下緣為準(zhǔn)。第一節(jié)密度檢測法

2．糖錘計(jì)是專門用于測定糖濃度的密度計(jì)。是用已知濃度的純庶糖液來標(biāo)定其刻度的。以20℃為標(biāo)準(zhǔn)，在蒸餾水中為0，在1％的庶糖溶液中為1，常用的糖錘計(jì)有：0-6；5-11；10-16；15-21；20-26。第一節(jié)密度檢測法

4．乳稠計(jì)測定牛乳相對密度，范圍1.015-1.045,有15-45的刻度,以度表示,若刻度30度,相當(dāng)相對密度為1.030。

牛乳密度檢測：取溫度為10～25℃混勻的樣品200mL，沿筒壁小心倒入250mL量筒中，（勿使發(fā)生泡沫），測量樣品溫度后，小心將乳稠計(jì)沉入樣品中，讓其自然浮動，但不能與筒內(nèi)壁接觸。靜置2～3分鐘，讀取乳稠計(jì)與樣品界面的讀數(shù)。當(dāng)溫度在20℃時，將乳稠計(jì)的讀數(shù)/1000＋1即得出牛乳的密度。在非20℃時，需查表換算。

第二節(jié)折光率檢測法

一、折光率光線從一種介質(zhì)射到另一種介質(zhì)時，除了一部分光線反射回第一介質(zhì)外，另一部分進(jìn)入第二介質(zhì)中并改變它的傳播方向。這種現(xiàn)象叫光折射。

折射率：對某種介質(zhì)來說，入射角正弦與折射角正弦之比值，叫做該介質(zhì)的絕對折射率或折光系數(shù)，是物質(zhì)的特征常數(shù)之一。

兩種介質(zhì)相比較，光在其中傳播的速度大的叫光疏介質(zhì)，光疏介質(zhì)的折光率較小，反之光密介質(zhì)的折光率較大。當(dāng)兩種介質(zhì)的折射率相等時，光線不發(fā)生折射。第二節(jié)折光率檢測法

二、折光儀測定系統(tǒng)（阿貝折光儀）觀測系統(tǒng)：光線由反光鏡l反射，經(jīng)進(jìn)光棱鏡2、折射棱鏡3及其間的樣液薄層折射后射出。再經(jīng)色散補(bǔ)償器4消除由折射棱鏡及被測樣品所產(chǎn)生的色散，然后由物鏡5將明暗分界線成像于分劃板6上，經(jīng)目鏡7、8放大后成像于觀測者眼中。

讀數(shù)系統(tǒng)：光線由小反光鏡14反射，經(jīng)毛玻璃13射到刻度盤12上，經(jīng)轉(zhuǎn)向棱鏡11及物鏡10將刻度成像于分劃板9上，通過目鏡7、8放大后成像觀測者眼中。當(dāng)旋動旋鈕2時，使棱鏡擺動，視野內(nèi)明暗分界線通過十字交叉點(diǎn)，表示光線從棱鏡入射角達(dá)到了臨界角。當(dāng)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n，或糖液濃度，或固形物的含量。在阿貝折光儀的望遠(yuǎn)目鏡的金屬筒上，有一個供校準(zhǔn)儀器用的示值調(diào)節(jié)螺釘，通常用20℃的水校正儀器（其折光率ND20=1.3330）。也可用已知折光率的標(biāo)準(zhǔn)玻璃校正。

阿貝折光計(jì)的光學(xué)系統(tǒng)第二節(jié)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(guān)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，如正常牛乳乳清的折射率在正1.34199～1.34275之間，當(dāng)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(zhì)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，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，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。第二節(jié)折光率檢測法

四、常用折光儀折光儀是利用臨界角原理測定物質(zhì)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。（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(yàn)。

1.構(gòu)造①、折光棱鏡

②、蓋板

③、校準(zhǔn)螺栓

④、光學(xué)系統(tǒng)管路

⑤、目鏡（視度調(diào)節(jié)環(huán)）

第二節(jié)折光率檢測法

（二）阿貝折光儀1.結(jié)構(gòu)其光學(xué)系統(tǒng)由觀測系統(tǒng)和讀數(shù)系統(tǒng)兩部分組成，如圖。1.底座；2.棱鏡調(diào)節(jié)旋鈕；3.圓盤組（內(nèi)有刻度板）；4.小反光鏡；5.支架；6.讀數(shù)鏡筒；7.目鏡；8.觀察鏡筒；9.分界線調(diào)節(jié)螺絲；10.消色凋節(jié)旋鈕；11.色散刻度尺；12.棱鏡鎖緊扳手；13.棱鏡組；14.溫度計(jì)插座；15.恒溫器接頭；16保護(hù)罩；17主軸；18反光鏡第二節(jié)折光率檢測法

2.使用方法（1）折光儀的校正通常用測定蒸餾水折射率的方法進(jìn)行校準(zhǔn)，在20℃下折光儀應(yīng)表示出折射率為1.33299或可溶性固形物為0％。若校正時溫度不是20℃應(yīng)查出該溫度下蒸餾水的折射率再進(jìn)行核準(zhǔn)。對于高刻度值部分．用具有一定折射率的標(biāo)準(zhǔn)玻璃塊（儀器附件）校準(zhǔn)。校正方法：打開進(jìn)光棱鏡，在校準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)玻璃塊拋光的一端向下，以接受光線。測得的折射率應(yīng)與標(biāo)準(zhǔn)玻璃塊的折射率一致。校準(zhǔn)時若有偏差，可先使讀數(shù)指示于蒸餾水或標(biāo)準(zhǔn)玻璃塊的折射率值，再調(diào)節(jié)分界線調(diào)節(jié)螺絲．使明暗分界線恰好通過十字線交叉點(diǎn)。第二節(jié)折光率檢測法

③旋轉(zhuǎn)色散補(bǔ)償器旋鈕，使視野中只有黑白兩色。④旋轉(zhuǎn)棱鏡旋鈕．使明暗分界線在十字線交叉點(diǎn)。⑤從讀數(shù)鏡筒中