一、酒精度的测定
酒精度俗称酒度,单位为体积分数(%),标识单位:% vol,俗称“度”。表示在20℃时每100mL酒溶液中含有酒精的体积(mL)。如,某原酒的酒精度是74. 3%(体积分数),表示在20℃时100mL酒溶液中含有酒精74.3mL。国标GB/T 10345-2007规定的酒精度的测定方法有2种:一是密度瓶法,二是酒度计法。该两种方法的前提是以蒸馏法去除不挥发物质,然后测量、校正。但是,在原酒的管理中,使用这些方法测定酒精度受到条件限制。实践证明,采用简化改良的酒度计法,能快速测量结果,误差不大,能够满足原酒的管理需要。方法简述如下:
均匀取原酒样品注入洁净、干燥(或用待测量的原酒进行涮洗)的250mL或500mL量筒中,静置至气泡消失,放入洁净、干燥(或用待测量的原酒进行冲洗)的酒度计和温度计,轻轻下按一次酒度计。5min后,读取温度示值,然后水平观测,读取酒度计与液面的月牙面相切处的刻度值。查酒精浓度与温度校正表,换算成20℃时的酒精度,结果保留1位小数。
注意事项:酒度计分度值0.1%(体积分数);量筒宜大不宜小,太小影响测量精度;先读取温度值后读取度计示值,尽量减少或消除温度计的滞后效应。
二、容积测定
(一)定量量取样品
1.取样、留样或加权法留取混合样品
需要按照确定或计算的容积数量进行容积测定。如量取50mL、l00mL、150mL、200mL、500mL样品,可直接用50mL或100mL、200mL、500mL校准的量简量取,并进行量筒误差校正。读取数值时,观测液体月牙面下面成一条直线时,月牙面下面对应的刻度值即容量示值。
2.各类容器存量测定
测量各类容器存量容积时,通常会有以下类型的容积计算:
圆柱体,如罐体的柱体部分;圆锥体,如罐体的锥底;圆台体,如木制容器;长方体或正方体,如地下酒池;球冠体,如罐体的球冠底;桶体,如酒缸、酒海;卧式罐等。计算公式如下:
圆柱体V=Πr2h,(r-内半径 h-液面高)
圆锥体V=Πr2h/3(r-锥底内半径 h-锥高)
圆台体V=Πh(R2+ Rr+r2)/3 (R、r-底面和液面半径 h-液面高)
长方体V=abc(a-内长 b-内宽 c-液面高)
球冠体V=Πh2(3R-h)/3(R-球半径 h-冠高)
V= Πh(h2/3+r2)/2 (h-冠高 r-冠半径)
桶体V=Πh(2D2+Dd +3d2/4)/15 (母线是抛物线 D—桶腹直径 d-桶底直径)
(二)容积的直接测量
目前在酒类企业计量中用得最多的容积测量方式就是直接采用流量计进行测量,下面就流量计的计量原理和使用介绍如下:
容积式流量测量是采用固定的小容积来反复计量通过流量计的流体体积。所以,在容积式流量计内部必须具有构成一个标准体积的空间,通常称其为容积式流量计的“计量空间”或“计量室”。这个空间由仪表壳的内壁和流量计转动部件一起构成。容积式流量计的工作原理为:流体通过流量计,就会在流量计进出口之间产生一定的压力差,流量计的转动部件(简称转子)在这个压力差作用下产生旋转,并将流体由入口排向出口,在这个过程中,流体一次次地充满流量计的“计量空间”,然后又不断地被送往出口,在给定流量计条件下,该计量空间的体积是确定的,只要测得转子的转动次数,就可以得到通过流量计的流体体积的累积值。
设流量计计量空间体积为v(m3),一定时间内转子转动次数为N,则在该时间内流过的流体体积为:
V=Nv
再设仪表的齿轮比常数为a,a的值由传递转子转动的齿轮组的齿轮比和仪表指针转动一周的刻度值所确定。若仪表指示值为I,它与转子转动次数N的关系为:
I=aN
由上两式可得在一定时间内通过仪表的流体体积与仪表指示值的关系:
V=(v/a)I
为了适应生产中对流量测量的各种不同介质和不同工作条件的要求,产生了各种不同型式的容积式流量计,其中比较常见的有齿轮型、刮板型和旋转活塞型三种型式,现分别介绍如下。
1.齿轮型容积式流量计
这种流量计的壳体内装有两个转子,直接或间接地相互啮合,在流量计进口与出口之间的压差作用下产生转动,通过齿轮的旋转,不断地将充满在齿轮与壳体之间的“计量空间”中的流体排出,通过测量齿轮转动次数,可得到通过流量计的流体量。
另一种齿轮型容积式流量计是腰轮容积流量计,也称罗茨型容积流量计,这种流量计的工作原理和工作过程与椭圆齿轮型基本相同,同样是依靠进、出口流体压力差产生运动,每旋转一周排出四份“计量空间”的流体体积量,所不同的是在腰轮上没有齿,它们不是直接相互啮合转动,而是通过安装在壳体外的传动齿轮组进行传动。
上述两种转子型式的容积流量计,可用于各种液体流量的测量,尤其是用于油流量的准确测量,在高压力、大流量的气体流量测量中,这类流量计也有应用,由于椭圆齿轮容积流量计直接依靠测量轮啮合,因此对介质的清洁要求较高,不允许有固体颗粒杂质通过流量计。
2.刮板式容积流量计
刮板式流量计也是一种较常见的容积式流量计。在这种流量计的转子上装有两对可以径向内外滑动的刮板,转子在流量计进、出口压差作用下转动,每转动一周排出四份“计量空间”的流体体积,与前一类流量计相同,只要测出转动次数,就可以计算出排出流体的体积量。较常见的凸轮式刮板流量计,壳体的内腔是一圆形空筒,转子也是一个空心圆筒形物体,径向有一定宽度,径向在各为90°的位置开四个槽,刮板可以槽内自由滑动,四块刮板由两根连杆连接,相互垂直,再空间交叉,在每一刮板的一端装有一小滚珠,四个滚珠均在一固定的凸轮上滚动使刮板时伸时缩,当相邻两刮板均伸出至壳体内壁时,就形成一计量空间的标准体积。刮板在计量区段运动时,只随转子旋转而不滑动,以保证其标准容积恒定。当离开计量区段时,刮板缩入槽内,流体从出口排出。同时,后一刮板又与其另一相邻刮板形成第二个“计量空间”,同样动作,转子运动一周,排出四份,“计量空间”体积的流体。
在刮板式容积流量计中,还有所谓旋转阀式刮板流量计,它的工作原理与凸轮式相似,但结构不同,这里就不详细叙述了。
3.旋转活塞式容积流量计
旋转活塞式(也称为摆动活塞式)容积流量计的结构与工作原理:旋转活塞位于固定的内外圈之间,活塞的轴靠着导辊滚动,中间隔板将计量空间分成两部分,活塞的上缺口和隔板咬合,当活塞依箭头方向运动时与隔板成直线运动。活塞在进出口流体压力差的作用下,始终与内外圆桶壁紧密接触旋转,交替不断地将活塞与内外圆筒之间的流体排出,通过计算活塞旋转次数可得到流过的流体量。旋转活塞式容积流量计具有通流能力较大的优点,它的不足是在工作过程会有一定的泄漏,所以准确度较低。