CHƯƠNG 4: CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH HÀM LƯƠNG NƯỚC
4.3 PHƯƠNG PHÁP NỘI SUY GIÁN TIẾP ĐỂ ƯỚC TÍNH LƯỢNG NƯỚC BẰNG CÁCH ĐO O BRIX
4.3.2 Ước lượng nồng độ bằng tỷ trọng kế
Tỷ trọng kế được sử dụng để xác định khối lượng riêng hoặc trọng lượng riêng của một chất lỏng sử dụng nguyên lý của lực đẩy Archimedes. Những kết quả lực đẩy Archimedes từ áp lực từ dưới lên trên bất kỳ đối tượng bị nhúng chìm hoặc bị nhúng một phần trong chất lỏng. Áp lực từ dưới lên được tạo ra như một hệ quả của khối lượng chất lỏng bị thế chỗ. Tại điểm của phần bị nhúng chìm khi áp lực từ dưới lên vừa bằng khối lượng của tỷ trọng kế, thì tỷ trọng kế sẽ nổi. Mực chất lỏng có thể được đo dựa theo thang đo đã khắc trên tỷ trọng kế. Một cách đơn giản, khối lượng riêng là khối lượng của tỷ trọng kế chia cho thể tích chất lỏng bị chiếm chỗ khi tỷ trọng kế nổi.
Tỷ trọng kế được thiết kế với phần chân đế có bầu rộng và phần đỉnh hình ống hẹp. Giả sử rằng mức chất lỏng bên trong phần ống, thể tích chất lỏng thế chỗ là thể tích của bầu cộng với phần tương đương vị trí của chất lỏng trong phần thân tỷ trọng kế. Khi thể tích bầu lớn trái ngược với thân, một sự thay đổi nhỏ về tỷ trọng sẽ gây kết quả biến động lớn trên vạch của thân tỷ trọng.
Những vạch tương ứng với những thể tích thay thế khác nhau được khắc trên thân tỷ trọng. Những vạch này có thể được đặt nhãn như những giá trị tỷ trọng hoặc như những nồng độ dung dịch đường tương đương (oBrix). Kích thước của bầu và thân tỷ trọng xác định phạm vi tỷ trọng hoặc khối lượng riêng của tỷ trọng kế.
BM Quản lý Chất lượng Thực phẩm Trang 87 Tỷ trọng kế đã được hiệu chỉnh trước bởi nhà sản xuất, những phép hiệu chỉnh này chỉ có giá trị ở một nhiệt độ xác định. Do đó trước khi sử dụng cần hiệu chỉnh lại bằng cách sử dụng những dung dịch đường đã biết nồng độ. Tỷ trọng kế khác nhau có sự khác nhau trong tỷ lệ của thể tích bầu chính với thể tích thân đo. Ngoài ra, chúng còn có sự khác nhau về khối lượng, do đó mức bị nhúng chìm dưới nước là khác nhau. Độ nhạy của tỷ trọng tăng khi độ mỏng của thân giảm, nhưng điều này lại làm giảm giới hạn đo của tỷ trọng.
Khi sử dụng, để xác định tỷ trọng của dung dịch một cách chính xác, đầu tiên người ta sử dụng tỷ trọng có giới hạn đo lớn để ước lượng giá trị đo, sau đó dùng một tỷ trọng tinh có giới hạn đo phù hợp để xác định chính xác giá trị tỷ trọng.
4.3.2.2 Cách tiến hành a. Dụng cụ, hóa chất
▪ Tỷ trọng kế có độ chia phù hợp. Nếu không biết độ chia phù hợp có thể lựa chọn tỷ trọng có giới hạn đo lớn. Sau khi đo có thể ước lượng được giá trị đo, trên cơ sở đó lựa chọn tỷ trọng có giới hạn đo phù hợp để thu kết quả chính xác.
▪ Nhiệt kế
▪ Bộ điều nhiệt
▪ Bình hình trụ bằng thuỷ tinh không màu có đường kính tối thiểu phải lớn hơn đường kính lớn nhất của tỷ trọng kế 25 mm.
b. Tiến hành xác định
▪ Trước khi xác định, phải rửa tỷ trọng với nước cất và lau sạch và thấm khô bằng giấy lọc hoặc vải lụa sạch, mềm và không bị xơ bông.
▪ Cho dung dịch mẫu vào bình hình trụ sạch và khô sao cho mức chất lỏng cách miệng bình 4 cm. Đưa bình hình trụ có chất lỏng vào bể điều nhịêt và giữ 20 phút ở nhiệt độ 20±0.1oC, sau đó dùng nhiệt kế vừa
khuấy vừa đo nhiệt độ của chất lỏng . Khi nhiệt độ của chất lỏng đạt 20±0.1oC cẩn thận thả tỷ trọng kế khô vào bình hình trụ sao cho tỷ trọng kế không chạm vào đáy và thành bình hình trụ. Sau 3-4 phút đọc trực tiếp mật độ của chất lỏng. Khoảng cách đáy dưới của tỷ trọng kế đến đáy hình trụ không được nhỏ hơn 3 cm.
▪ Sau khi đo kiểm tra lại nhiệt độ của chất lỏng, nếu sự thay đổi nhiệt độ lớn hơn 2oC, cần phải đo lại. Hoặc có thể sử dụng phương pháp hiệu chỉnh nhiệt độ tương ứng.
▪ Tỷ trọng của chất lỏng ứng với độ chia của tỷ trọng kế theo điểm dưới của mặt cầu lõm đối với chất lỏng trong suốt và sáng màu và giới hạn trên của mặt cầu lõm đối với chất lỏng hơi đục và tối màu.
▪ Sau khi sử dụng xong, tỷ trọng kế được rửa sạch, lau khô và đặt vào hộp.
c. Tính kết quả
Kết quả đo trung bình của hai lần đo liên tiếp.
Hình 4.2 Xác định nồng độ bằng tỷ trọng kế Giá trị đo
Dung dịch mẫu Tỷ trọng kế
BM Quản lý Chất lượng Thực phẩm Trang 89 Một số lưu ý
Tỷ trọng kế được nhà sản xuất thiết kế với nhiệt độ đo chuẩn là ở 20oC.
Nếu nhiệt độ đo lớn hơn hay nhỏ hơn ở 20oC, cần phải hiệu chỉnh. Vì nếu nhiệt độ thay đổi, dẫn đến sự thay đổi sức căng bề mặt gây ra sai số (sai số đáng kể). Mặc khác, nhiệt độ cao, thủy tinh giản nở gây ra sai số khi đo (tuy nhiên sai số này không đáng kể). Do đó nhiệt độ của chất lỏng phải tương ứng với nhiệt độ ghi trên tỷ trọng kế (thường là 20oC). Trong trường hợp phải đo tỷ trọng của dung dịch có nhiệt độ cao hơn nhiệt độ ghi trên tỷ trọng kế, cần lập bảng hiệu chỉnh, đồng thời dựa vào bảng này để xác định sai số trong quá trình đo.
Khi đọc chỉ số, tỷ trọng kế phải đứng yên, không chạm vào đáy và thành bình.
Ngoài việc dùng tỷ trọng kế, còn rất nhiều phương pháp khác xác định tỷ trọng của dung dịch. Một phương pháp nữa rất thường hay xác định tỷ trọng của dung dịch đó là sử dụng bình đo tỷ trọng.