Оцінка світлозахисної дії скляної тари щодо деяких напоїв на основі їх спектральних характеристик
Костирко С. Р., Племянніков М. М.
Хімія та сучасні технології
Відомо, що світло згубно діє на деякі напої (вино, пиво). Для цього їх закупорюють у кольорову скляну тару. Такий негативний вплив чинить випромінювання, так званого, актинічного діапазону: 400-500 нм. Оцінювати ефективність світлозахисних властивостей скла можна по його пропусканню (поглинанню) в цьому діапазоні [1]. Раніше нами був запропоновані інші підходи, засновані на моделюванні фото- і біохімічних процесів в реальних напоях або світлочутливих матеріалах [2], або на основі оцінки співвідношення променистої енергії, що падає на скло й проходить скрізь нього [3]. Але це все безвідносно тієї субстанції (напою), у якому відбудуться фотохімічні перетворення. Перший закон фотохімії стверджує про те, що хімічні перетворення в речовині можуть викликати тільки ті промені, які цією речовиною поглинаються. Тому для більш об'єктивної оцінки світлозахисних властивостей необхідно враховувати й спектральні характеристики самої речовини.
Ускладнюючою обставиною є те, що всі розглянуті напої мають градації кольоровості ‑ від жовтого до червоного. А це означає, що напої переважно поглинають короткохвильову частину видимого спектра, що в цьому випадку є несприятливим.
Для конкретизації підсумкового ефекту світлозахисних властивостей були одержані криві монохроматичних коефіцієнтів пропускання (tl) трьох промислових тарних стекол: білого, зеленого, коричневого, і двох напоїв: пива світлого й вина рожевого (рис. 1).
Рисунок 1 – Коефіцієнти пропускання стекол і напоїв
На підставі закону Бугера-Ламберта-Бера був розрахований монохроматичний коефіцієнт поглинання Kl.
Відповідно до квантових уявлень, величину, зворотну Kl, можна трактувати як середню довжину пробігу квантів даної довжини хвилі: . Про ймовірність затримки або пропускання квантів випромінювання в склі і в напої можна судити, зіставляючи довжину пробігу з відповідними габаритами (Х): товщиною скла пляшки і діаметром її внутрішньої порожнини. Аналогічний результат може бути отриманий при використанні критерію Бугера: . Якщо Bul > 1, то середовище називається «оптично товстим» і випромінювання практично поглинеться, якщо Bu < 1, то середовище називається «оптично тонким» і випромінювання вийде назовні.
У роботі запропонована нова комплексна оцінка світлозахисних властивостей для конкретних комбінацій скла й напою. Для цього може бути використане співвідношення критеріїв Бугера для скла й напою (рис. 2). Товщина скла у розрахунках дорівнювала 0,3 см., діаметр порожнини пляшки – 7 см. Чим вище це значення, тим вище прояв світлозахисних властивостей скла стосовно даного напою.
Рисунок 2 – Співвідношення критеріїв Bul для різних комбінацій: скло - напій
З рисунку витікає, що пиво і вино найкраще зберігатиметься в коричневій пляшці (п/к, в/к), трохи гірше – в зеленій (п/з, в/з), і зовсім незадовільно – в білій (п/б, в/б).
- Юдин Н.А., Гулоян Ю.А. Технология стеклотары и сортовой посуды. - М.: Стройиздат, 1977
- М.М. Племянніков, С.Р. Костирко. Забарвлена скляна тара для вина та пива. Журнал «Упаковка». №6. 2015. сс. 23-27
- Костирко С.Р., Племянніков М.М. Барвники для надання склу світлозахисних властивостей та їх ефективність / VI Міжнародна конференція студентів, аспірантів та молодих вчених з хімії та хімічної технології (20-22 квітня 2016 р) НТУУ»КПІ» Київ : Зб. тез доп. С. 148