СПОСОБ ОПЕРАТИВНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ КРЕПОСТИ ВОДНО-СПИРТОВЫХ РАСТВОРОВ Российский патент 2003 года по МПК G01N27/48 

Изобретение относится к области оперативного определения содержания этилового спирта в воде в любых пропорциях, в том числе в больших массах продукта, с отбором и без отбора проб в процессе технологии приготовления, перевозки, хранения.

Изобретение может быть использовано в любых сферах потребления водно-спиртовых растворов (ВСР), при операциях оценки качества продукции на таможнях.

Ближайшим аналогом предлагаемого изобретения является способ определения крепости водно-спиртовых растворов по их плотности с помощью набора стеклянных ареометров (денсиметров). При этом для продукта неизвестной крепости требуется "пристрелка", т.е. необходимость подбора одного из серии денсиметров со шкалой, соответствующей данному продукту. Выбранный денсиметр погружают в раствор и по горизонтальному мениску в капилляре снимают отсчет по шкале градуировки, нанесенной на этом капилляре. Причем для проведения более точного анализа крепости необходимо знать температуру раствора, для чего чаще всего используется обычный стеклянный термометр с соответствующей шкалой. Погрешность определения (промахи) при снятии отсчета со шкал приборов (денсиметра и термометра) при этом в значительной степени зависят от навыков и личных качеств субъекта, проводящего измерения.

Значимость повышения уровня технологии производства, перевозки, хранения и потребления водных растворов этилового спирта, особенно при работе с большими массами продуктов, требует новых решений по анализу их крепости, отличающихся большой надежностью, оперативностью и наглядностью показателей качества.

Задачей, которая решается заявленным изобретением, является создание способа оперативной диагностики крепости (содержания этилового спирта) водно-спиртовых растворов на всех стадиях от получения до применения.

Сущность настоящего изобретения заключается в следующем.

При высокой частоте электромагнитных колебаний определяют приращение диэлектрической проницаемости, обусловленное содержанием этилового спирта в водном растворе, а массовую долю этилового спирта находят по эмпирической формуле:
X_C2H5OH = Δε_t/k_ε,t,%,
где Δε_t=83,5-ε_2,t+0,51(20-t) - приращение диэлектрической проницаемости при данной температуре;
83,5 - относительная диэлектрическая проницаемость воды при температуре 20^oС;
ε_2,t - относительная диэлектрическая проницаемость раствора при данной температуре;
0,51 - величина температурного приращения диэлектрической проницаемости на 1^oС, 1/^oС;
t - температура водно-спиртового раствора, ^oС;
k_ε,t= 0,58+0,0035(20-t) - концентрационный коэффициент при данной температуре, обозначающий приращение диэлектрической проницаемости, приходящееся на единицу концентрации этилового спирта в растворе (водке) на один градус;
0,58 - концентрационный коэффициент при температуре 20^oС;
0,0035 - величина температурного приращения концентрационного коэффициента на 1^oС, 1/^oС.

Преимущество предлагаемого способа определения крепости водно-спиртовых растворов состоит в том, что в значительной степени сокращается время проведения анализа, устраняются субъективные ошибки (промахи), появляется возможность ранней диагностики изменения качества водок и оперативного воздействия на устранение этого изменения, в том числе без отбора проб, в процессе их приготовления, распределения и потребления (в сфере торговли) продукта, оценки качества продуктов на таможнях.

Способ оперативного определения крепости водно-спиртовых растворов (водок) реализуется следующим образом.

Измеряют диэлектрическую проницаемость ε_2,t водно-спиртового раствора при данной температуре (в диапазоне от 0 до 40^oС), а крепость продукта определяют по эмпирической формуле:

Определение содержания этилового спирта по ГОСТ 5962-01 в водке по ГОСТ 12712-80 не зависит от содержания примесей и ингредиентов в питьевой воде по ГОСТ 2874-73.

Примеры конкретного выполнения
Пример 1. Анализ пробы 1
1. К измерителю иммитансов Е7-12 присоединяют емкостной датчик для определения диэлектрической проницаемости при частоте 1 МГц.

2. Измеряют электрическую емкость датчика с воздухом:
С₀=4,0 пФ.

3. Погружают датчик в емкость с ВСР 1 и измеряют электрическую емкость при данной температуре t=21,3 ^oС:
С_t=122,0 пФ.

4. Определяют величину относительной диэлектрической проницаемости при той же температуре t=21,3^oС:
ε_2,t=С_t/С₀=122,0/4,0=30,5.

5. Определяют массовую долю спирта в ВСР по формуле:

В рассматриваемом случае X₁= 90,95%.

Пример 2. Анализ пробы 2.

1. К измерителю иммитансов Е7-12 присоединяют емкостной датчик для определения диэлектрической проницаемости при частоте 1 МГц.

2. Измеряют электрическую емкость датчика с воздухом:
С₀ = 4,0 пФ.

3. Погружают датчик в емкость с ВСР 2 и измеряют электрическую емкость при данной температуре t=23,4^oС:
С_t=145,0 пФ.

4. Определяют величину относительной диэлектрической проницаемости при той же температуре t=23,4^oС:
ε_2,t=С_t/С₀=145,0/4,0=36,25.

5. Определяют массовую долю спирта в ВСР по формуле:

В рассматриваемом случае Х₂=80,12%.

Параллельно пробы 1 и 2 подвергались анализу по ГОСТ 5363-93. Водка. Правила приемки и методы анализа.

Результаты наблюдений и расчетов представлены в таблице.

Расхождения результатов анализа по предлагаемому методу и по ГОСТ 5363-93 не превышают погрешности измерения.

Изобретение относится к оперативному определению содержания этилового спирта в воде в любых пропорциях, в том числе в больших массах продукта, с отбором и без отбора проб в процессе технологии приготовления, перевозки, хранения. Оно может быть использовано в любых сферах потребления водно-спиртовых растворов. Сущность изобретения заключается в следующем: Измеряют диэлектрическую проницаемость ε_2,t водно-спиртового раствора при данной температуре t (в диапазоне от 0 до 40^oС), а крепость продукта определяют по эмпирической формуле. Технический результат способа заключается в значительном сокращении времени проведения анализа, устранении субъективных ошибок, возможности ранней диагностики изменения качества водок и оперативного воздействия на устранение этого изменения, в том числе без отбора проб, в процессе их приготовления, распределения и потребления (в сфере торговли) продукта, оценки качества продуктов контролирующими органами. 1 табл.

Способ оперативного определения крепости водно-спиртовых растворов, отличающийся тем, что при высокой частоте электромагнитных колебаний определяют приращение диэлектрической проницаемости, обусловленное содержанием этилового спирта в водном растворе, а массовую долю этилового спирта находят по эмпирической формуле
X_C2H5OH = Δε_t/k_ε,t,%,
где Δε_t=83,5-ε_2,t-0,51(20-t) - приращение диэлектрической проницаемости при данной температуре;
83,5 - относительная диэлектрическая проницаемость воды при температуре 20^oC;
ε_2,t - относительная диэлектрическая проницаемость раствора при данной температуре;
0,51 - величина температурного приращения диэлектрической проницаемости на 1^oС, 1/^oС;
t - температура водно-спиртового раствора, ^oС;
k_ε,t= 0,58+0,0035(20-t) - концентрационный коэффициент при данной температуре, обозначающий приращение диэлектрической проницаемости, приходящееся на единицу концентрации этилового спирта в растворе (водке) на 1^oC;
0,58 - концентрационный коэффициент при температуре 20^oС;
0,0035 - величина температурного приращения концентрационного коэффициента на 1^oС, 1/^oС.