ºbrix, Índice de refraÇÃo e densidade
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DETERMINAÇÃO DE ºBRIX, ÍNDICE
DE REFRAÇÃO E DENSIDADE
JULIETE PEDREIRA NOGUEIRA
UNIVERSIDADE FEDERAL DE SERGIPE
PRÓ-REITORIA DE PÓS-GRADUAÇÃO E PESQUISA
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E
TECNOLOGIA DE ALIMENTOS
SÃO CRISTOVÃO, JUNHO DE 2013
SUMÁRIO
REFRATOMETRIA
DETERMINAÇÃO DE ÍNDICE DE REFRAÇÃO
DETERMINAÇÃO DE SÓLIDOS SOLÚVEIS (ºBRIX)
DETERMINAÇÃO DE DENSIDADE
A velocidade da luz depende do meio no qual esta se propaga;
REFRATOMETRIA
Refração é a mudança de direção do raio de luz ao penetrar em um
meio líquido. Essa alteração na direção do feixe de luz é medida em
graus para a determinação do ângulo de refração.
O índice de refração (n) de uma substância ou solução
é uma grandeza adimensional determinada pela
relação entre a velocidade da luz no vácuo e sua
velocidade na substância.
onde c = 3 x 108 m/s é a velocidade da luz no vácuo e v é a velocidade
da luz num certo meio. A normal é uma reta perpendicular à
superfície no ponto de incidência, θi é
denominado ângulo de incidência entre
o raio e a normal e θ2, ângulo de
refração entre o raio e a normal.
REFRATOMETRIA
O índice de refração (nD) é específico para cada substância (1,3000
a 1,7000);
Sofre alterações de acordo com o comprimento de onda da luz e a
temperatura;
É necessário especificar as condições de temperatura e
comprimento de onda utilizados;
Lei de Snell-Descartes:
Os senos dos ângulos de incidência e refração são diretamente
proporcionais às velocidades da onda nos respectivos meios.
o expoente indica a temperatura em graus
Celsius, e o subscrito indica o
comprimento de onda da luz (o D indica a
linha D de sódio a 589 nm)
ÍNDICE DE REFRAÇÃO
Aplicações:
Avaliação da qualidade de óleos, gorduras e óleos
essenciais;
Determinação da concentração de sólidos solúveis
em soluções aquosas (Por exemplo, ºBrix).
O índice de refração da água a 20°C é 1,333.
O índice de refração de uma substância pura é uma constante,
mantidas as condições de temperatura e pressão e, como tal, pode
ser usado como meio de identificação da mesma.
ÍNDICE DE REFRAÇÃO
O índice de refração de uma substância pura é uma constante,
mantidas as condições de temperatura e pressão e, como tal, pode
ser usado como meio de identificação da mesma.
ESCALA BRIX
ºBrix (ºBr)
Escala numérica que mede a quantidade de sólidos
solúveis em uma solução de sacarose;
Adolf F. Brix (1798-1870): recalculou a Escala de Balling
(Tref = 15,5ºC);
Sólidos solúveis: substâncias dissolvidas
em solução aquosa;
Açúcares, sais, proteínas, ácidos,
entre outros.
17ºBrix = 17 g de sólidos solúveis/ 100 g da solução
ESCALA BRIX
Aplicações:
Indústrias de açúcar;
Indústrias de frutas (sucos, geleias);
Indústrias de leite (leite condensado)
Indústria de tomate;
Indústrias de bebidas fermentadas (vinho, cerveja)
Parâmetro como indicador da qualidade dos frutos;
Elevados teores de sólidos solúveis na matéria-prima implicam:
menor adição de açucares;
menor tempo de evaporação da água;
menor gasto de energia e maior rendimento do produto, resultando em maior economia no
processamento.
Base para os preços dos produtos alimentares é o seu conteúdo natural de sólidos solúveis
REFRATÔMETRO
Índice de Refração;
ºBrix;
O refratômetro é o instrumento utilizado para realizar a medição da
concentração das soluções aquosas. O princípio de funcionamento
desse equipamento é através da refratometria.
(b) (c) (a)
(a) Refratômetro portátil; Refratômetro de bancada tipo Abbe; (c) Refratômetro de processo
REFRATÔMETRO
Tipos de Refratômetros portáteis. Os dois da esquerda são digitais e os dois da
direita são analógicos.
REFRATÔMETRO
(a) Esquema do Refratômetro de Abbe; (b) Princípio de funcionamento do
refratômetro de Abbe, onde está representado o prisma principal e os raios de luz
provenientes da fonte.
PROCEDIMENTO
Limpeza dos prismas Calibração com água
(nD20 = 1,3330)
PROCEDIMENTO
PROCEDIMENTO
PROCEDIMENTO
TABELA 1 – Variação do índice de refração da água com a temperatura
(IAL, 2008).
PROCEDIMENTO
TABELA 2 –Correção para obter o valor real do grau Brix em relação à
temperatura (IAL, 2008).
PROCEDIMENTO
TABELA 3 –Correção do valor dos graus Brix em relação ao ácido cítrico
contido na amostra (IAL, 2008).
Se feito corretamente e não haver presença de
sólidos cristalinos na amostra, o procedimento
utilizando o refratômetro é rápido e exato.
Possíveis erros:
Utilização, calibração e manutenção inadequada do
refratômetro;
Limpeza ineficiente;
Calibração.
DETERMINAÇÃO DA DENSIDADE
Densidade absoluta (ou simplesmente densidade, d ), ou massa específica
(ρ) de um corpo homogêneo é uma propriedade intensiva expressa pela
razão entre sua massa m e seu volume V . Ela pode ser expressa em
quilograma por metro cúbico (kg/m3) ou grama por centímetro cúbico (g/cm3).
ρ = m
V
Densidade aparente é a massa média de um sólido por volume, na sua
apresentação habitual ou específica para determinado lote, amostra ou
ainda processo. É também chamada massa específica aparente.
Densidade relativa é a relação entre a densidade de um corpo (ρ) e a de
outro definido como padrão (ρpad ). Trata-se de uma grandeza adimensional
Padrão de referência:
Água destilada à temperatura de
4ºC, cuja densidade é 1 g/cm3.
DETERMINAÇÃO DA DENSIDADE
Para se obter a densidade de um corpo sólido ou líquido é
necessário:
a) determinar a massa m em gramas do corpo cuja densidade se deseja, por
meio de uma balança;
b) estabelecer uma medida precisa do volume ocupado por essa massa.
Alimentos que se apresentam no estado líquido:
Pode ser medida por vários aparelhos, sendo os
seguintes os mais usados: picnômetros e densímetros
convencionais e digitais.
Alimentos que se apresentam no estado sólido
(grãos):
Densidade aparente: Método do deslocamento da massa
ocupada e Método de acomodação natural.
DETERMINAÇÃO DA DENSIDADE
ALIMENTOS NO ESTADO LÍQUIDO
Aplicações:
Bebidas alcoólicas;
Leite;
Óleos e gorduras.
Picnômetros:
Resultados precisos;
Construídos e graduados de modo a permitir a pesagem de
volumes exatamente iguais de líquidos, a uma dada tem-
peratura;
Da relação destes pesos e volumes resulta a densidade dos
mesmos à temperatura da determinação. A
B = densidade relativa a (20/20)ºC
A = massa do conjunto picnômetro e amostra menos a tara do picnômetro
B = massa do conjunto picnômetro e água menos a tara do picnômetro
DETERMINAÇÃO DA DENSIDADE
ALIMENTOS NO ESTADO LÍQUIDO
Densímetros (aerômetro ou hidrômetro):
Baseiam-se no Princípio de Arquimedes;
Forma cilíndrica com um bulbo central terminando em haste fina e
graduada;
São construídos de modo que o ponto de afloramento indique,
sobre a escala, a densidade do líquido no qual está imerso o
aparelho.
A leitura deve ser feita sempre abaixo do menisco.
Um corpo flutua quando ele se encontra em equilíbrio sob a ação
conjunta apenas das forças de gravidade (força peso) e de empuxo.
DETERMINAÇÃO DA DENSIDADE
ALIMENTOS NO ESTADO LÍQUIDO
Densímetros (aerômetro ou hidrômetro):
Existem vários tipos, com valores diversos, em
função da sensibilidade exigida para sua aplicação.
Alcoolômetros;
Lactodensímetros;
Sacarímetro.
DETERMINAÇÃO DA DENSIDADE
ALIMENTOS NO ESTADO LÍQUIDO
As diferentes escalas usadas pelos densímetros podem dar a leitura direta da densidade ou graus de uma escala arbitrária como: Brix (sacarômetros);
Gay-Lussac (alcoômetros);
Baumé;
Quevenne (lactodensímetros).
Os graus Brix referem-se à porcentagem em peso de sacarose em solução a 20°C.
Os graus Gay-Lussac referem-se à porcentagem em volume de álcool em água.
Os graus Baumé foram obtidos de modo empírico
Os lactodensímetros são, especialmente, calibrados de modo a abranger as variações de densidade de 1,025 a 1,035, mas apenas os 2 últimos algarismos são marcados na escala e, portanto, as leituras são de (25 a 35)°Quevenne.
DETERMINAÇÃO DA DENSIDADE
ALIMENTOS NO ESTADO SÓLIDO
Aplicações
Grãos;
Dimensionamento de armazenamento e transporte.
Método de deslocamento da massa ocupada:
A densidade é determinada pela relação massa e volume;
O volume do grão é determinado pelo deslocamento de
volume de água provocado por uma determinada massa.
Método de acomodação natural
Recipiente de volume conhecido com superfície nivelada;
Determina-se a massa.
ρ = m
V
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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W (Ed.). Official methods of analysis of AOAC international.19th ed.
Maryland, Estados Unidos: AOAC International, 2012.
INSTITUTO ADOLFO LUTZ. Métodos físico-químicos para análise de
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LANARO, N. D.; BAJAY, L.G.; QUEIROZ, V. M. P. de; PINTO, R. C. S.;
LEITÃO, I. G. A.; LESSIO, B. C.; AUGUSTO, P. E. D. Determinação de
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Agroindustriais, Campina Grande, v.13, n.1, p.27-35, 2011.
NIELSEN, S. Suzanne (Ed.). Análisis de los alimentos. Zaragoza,
Espanha: Acribia, 2003. xiv, 657 p.
OLIVEIRA, B. M.; MELO FILHO, J. M.; AFONSO, J. C. A densidade e a
evolução do densímetro. Revista Brasileira de Ensino de Física, v. 35, n.
1, 1601 (2013)
VIEIRA, C.R.; CABRAL, L.C. & PAULA, A.C.O. dE. Caracterização Física e
Tecnológica de Seis Cultivares de Soja Plantadas no Brasil. Ciênc. Tecnol.
Aliment. v.17, n.3, Campinas, Set./Dez. 1997.
Obrigada!
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