海南省计量测试所  严文辉  王传文

　　制糖生产过程中色值的测定是衡量制糖工艺效果的重要质量指标，是提高产品质量的重要依据。国家白砂糖标准GB317-1998中的理化指标要求为:色值(IU)≤30为精制糖，IU≤80为优级白砂糖，IU≤170为一级白砂糖，IU≤260为二级白砂糖。    

　　一、测定方法(依据GB317-1998)

　　用天平称取白砂糖100.0g于烧杯中，加pH=7.0的缓冲溶液搅拌至完全溶解后，倒入已预先铺好0.45mm孔径微孔膜的过滤器中，在真空下抽滤，弃去最初滤液，用50mL容量瓶收集滤液，在折射率仪上测定滤液的折光锤度，然后用比色皿盛装糖液在可见分光光度计波长420nm处测定其吸光度，并用经过滤的蒸馏水作为零点色值的参比标准。    

　　二、数学模型

　　IU=1000×A₄₂₀÷(b×c)
　　式中:A₄₂₀——用波长420nm测得样液的吸光度，A；b——比色皿厚度，cm；c——样液固溶物质量浓度，g/mL。
　　其中c=折光锤度×相应视密度(20℃)÷100(g/mL)。
　　举例:设经微孔膜过滤后糖液折光锤度=41.50Bx；在可见分光光度计上用5cm比色皿在波长420nm下测得的吸光度=0.285A。
　　计算:c=0.491g/mL(查折光锤度41.50Bx分析计算表)。    

　　三、方差和传播系数

　　考虑到各输入量估计值彼此独立，依
    
    可导出白砂糖色值测量不确定度:
    
    灵敏系数计算:
    
    
    

　　四、标准不确定度一览表    

　　五、 计算分量标准不确定度

　　1.与可见分光光度计波长420nm处测量样液吸光度读数而引入有关的不确定度分量u(A₄₂₀)
　　(1) 由测量重复性估算的标准不确定度u₁(A₄₂₀)
　　对某一样液重复测量6次，测量值见下表。
    

    实验标准差s=0.0014A，6次测量平均值的标准差为s(x)=s/=0.0014A÷=0.00057A，故u₁(A₄₂₀)=0.00057A，υ₁=n-1=5
    (2)由仪器零点漂移而引起的误差估算A值的不确定度u₂(A₄₂₀)
    规程要求仪器零点漂移不超出±0.2%，按均匀分布计算，其标准不确定度为u₂(A₄₂₀)=0.2%÷×0.285A=0.00033A，自由度υ₂=∞
    (3) 求合成不确定度u(A₄₂₀)和自由度υ_A420
    
    2.由所用的5cm比色皿配套误差所引起的测量不确定度分量u(b)
    因使用同一光径配套比色皿透射比误差为±0.2%，按均匀分布处理，则
    
    估计其相对不确定度为20%，则其自由度
    υ_b=(20/100)^-2÷2=12
    3.与测量样液浓度引起误差有关的不确定度分量u(c)
    (1)折光锤度测量误差引入的不确定度u₁(c)
    阿贝折射仪的最小分度值为0.5%，则估读误差为±0.25%，按均匀分布计算，其标准不确定度为u₁(c)=0.25%÷×0.491g/mL=0.00071g/mL，估计其相对不确定度为20%，则其自由度υ₃=(20/100)^-2÷2=12
    (2)B级容量瓶测量误差引入的不确定度u₂(c)
    B级容量瓶的允许误差为±0.43%，按正态分布计算， 其标准不确定度为u₂(c)=0.43%÷3×0.491g/mL=0.00070g/mL，自由度υ₄=∞
    (3)二级pH缓冲溶液引入的不确定度u₃(c)
    从pH标准缓冲溶液的证书可查到，二级pH缓冲溶液的相对扩展不确定度为0.5%(置信概率为99.7%)，则二级pH缓冲溶液引入的不确定度为
    u₃(c)= 0.5%÷3×0.491g/mL=0.00082g/mL，
    自由度υ₅=∞
    (4)求合成不确定度u(c)和自由度υ_c
    
    

　　六、合成不确定度u(IU) ^^七、有效自由度 υ_eff=0.43⁴÷(0.00066⁴÷9+0.0058⁴÷12+0.0013⁴÷135)
                    =∞
    

　　八、扩展不确定度

    当υ_eff=∞，置信概率p=95%时，t分布临界值的包含因子:k₉₅=t₉₅(∞)=1.96，可得扩展不确定度
    U₉₅=k₉₅·u(IU)= 1.96×0.43=0.84(IU)
    

　　九、报告

　　本次白砂糖色值的测量扩展不确定度为0.84(IU)，置信概率p=95%，有效自由度υ_eff=∞。