【实用文档】波美度技术手册

溶液温度、浓度与波美度相关性

一、波美度相关概念：

在方便面的生产过程中，和面是保证产品质量的关键环节之一，和面所使用混合液的波美度与温度直接关系到成品面身的品质。在长期的实践中发现同一溶液的波美度随温度而变化，而且在20℃之前和之后随温度变化的规律有较大差异，故以20℃为分界温度，分别将20℃前后溶液的波美度与温度的关系进行测试，并寻找出规律性，在此先将波美度相关概念介绍如下：

1、波美度概念：

波美度是使用波美密度计测得的溶液的相对密度单位，用来表示溶液的浓度。

2、相对密度：

相对密度（也称相对体积质量）是在规定条件下，物质的密度ρ与参考物质的密度ρr之比，即d=ρ/ρr，由于相对密度是一比值，所以是没有单位的。

参考物质有多种，而通常一般溶液用水作溶剂，故常用水作为参考物质。

3、波美度优点：

大部分水溶液相对密度值在1-2之间，差值较小，误差较大。为了克服这一缺点，法国化学家波美创造了波美密度计，通用比重计在1.0000-1.9421之间时，波美度在0-70 °Be′之间，差值较大，可减少相对误差。

4、波美计概念：

4.1 原理：

据阿基米德定律，液体密度愈大，浮力随之增大，波美计伸出液面也愈多，反之液体密度愈小，浮计伸出液面愈小，这样即可从标尺读数。

4.2 波美计种类：

波美计有重表与轻表两种，重表用来测定比水重的液体，其读数愈大，相对密度愈大；轻表用来测定比水轻的液体，其读数愈大，则相对密度越小。

4.3 波美计结构：

波美计的主体是一个密封的玻璃管，管的底部装有铅粒或汞，起着镇重的作用，管的上部是一根细管，内壁贴有标尺，从标尺可直接读得波美度值。

4.4 波美计读数：

在量筒中放入被测液体，将洗净擦干的波美计放入被测液体中，由于表面张力的作用，液面会发生弯曲，对于清澈的液体，读数的视线应自液面由下而上，直到与液面重合，而对于乳汁和某些油液这类浑浊的液体，则应按弯月面上缘读数。

4.5 被测液体温度对波美度的影响：

因波美计是以20℃为标准温度制造的，而被测液体不在20℃时，因水的密度随温度而变化，从而影响波美计的浮力和读数，所以当被测液体不在20℃

时，应进行修正，目前我司采用的修正公式是：Be20

℃＝Be

实测

＋0.05 ×（T-20），

但以标准配方按该修正公式进行补正时，所得20℃波美度与设计值相差较大，尤其是冬季差值较大，故进行了溶液温度与波美度相关性的探讨。

二、溶液温度与波美度相关性测试：

1、实验材料

1.1 溶液部分：

盐溶液：盐（100g）+RO水（2000g）；

糖溶液：糖（100g）+RO水（2000g）；

味精溶液：味精（200g）+RO水（2000g）；

混和溶液：盐：糖：味精=1：1：1（总共为100g）

RO水（2000g）

1.2 实验仪器：

波美度计、恒温水浴锅、500ml量筒

1.3 实验装置与流程：

将量筒置于恒温水浴锅内，并调节温度至所需刻度→将溶液倒入量筒内并放入波美度计，将量筒完全斟满→测量溶液温度到设定温度时波美度计的读数（波美度计在溶液中间，避免碰到量筒壁影响读数）→记录下读数，并将温度调节到下一个温度进行测试，其他溶液同理。

在测试过程中，采用恒温水浴控制温度可以让溶液均匀受热，避免温差引起的测量误差。在低温阶段测量时，由于恒温水浴不能满足控温要求，则采取

的是在冰箱冷藏后加热升温测定。因为测定温度变化范围大，所以实验过程控温是关键，由于波美度计刻度不够精确，应尽量减少人为的读数误差。

2、结果及分析

2.1盐溶液波美度与温度相关性：见下表

由上述数据，得到温度（t）与波美度（Be）的关系图,如下：

以20℃为界限温度，即t1（-0.5～20）、t2（20～40）。根据上表和上图分别计算出两个阶段的截距、斜率以及二者的相关系数计算结果如下：

注：y为T℃时的波美度，以下均同。

2.2 白砂糖溶液波美度与温度相关性：见下表

由上述数据，得到温度（t）与波美度（Be）的关系图如下：

同食盐溶液波美度与温度关系分析，以20℃为分界温度，分为两个温度段t1、t2，得到如下的数据：

2.3 味精溶液波美度与温度相关性：见下表

由上述数据，得到温度与波美度的关系图如下：

根据上表和上图的数据分析，以20℃为分界温度，得到两个温度段t1、t2，分析结果见下表：

2.4 混合液之波美度与温度相关性：见下表

由上述数据，得到温度与波美度的关系图，如下：

根据上表和上图的数据，同样以20℃为分界温度，得到两个温度段t1、t2，分析结果见下表：

3、讨论

为验证推导公式在实际生产中，较传统公式能更精确计算出波美度的值，进行以下对比，以2.4混合液在25℃、16.3℃时的波美度比较如下：

传统的公式：

Be20℃＝Be实测＋0.05 ×（T-20）

设定温度：T=25 T=16.3

计算结果：Be

实测＝3.18 Be

实测

＝3.62

实测结果： 3.3 3.55

相差值：0.12 0.07

用推导公式：

Be20℃＝Be实测＋0.04(T-20) Be20℃＝Be实测＋0.02(T-20)

设定温度：T=25 T=16.3

计算结果：y=3.23 y=3.504

实测结果： 3.3 3.55

相差值：0.07 0.046

0.07＜0.12，0.046＜0.07由此可见推导出的公式精确度更高。

三、波美度与溶液浓度（T=20℃）相关性：

该实验的目的是想找出波美度与不同物质溶液浓度的关系，理论猜想波美度和溶液的浓度应成正比例关系，如果该猜想成立，则根据混合液或调味液中不同物质的浓度，则可以运用公式进行计算，从理论上得出溶液波美度值，为不用修正，控制溶液温度在20℃，并选取几个不同梯度浓度进行测试，现将测量结果汇整如下：

盐的浓度与波美度

浓度波美度相关系数0.999788

1 0.9 斜率 1.018571

3 2.8 截距-0.15857

5 5 导出公式

9 9 y = 1.0186x - 0.1586