Способ определения содержания жира в молоке

Способ определения содержания жира в молоке

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖА НИЯ ЖИ5А В МОЛОКЕ, включаюший облучение пробы продукта электромагнитным потоком в ближней инфракрасной областн спектра и измерение величины интенсивности электромагнитного потока , рассеянного в обратном направлении , отличающийся тем, что, с целью повышения точности, измеряют величину интенсивности электромагнитного потока, рассеянного в прямом направлении, а определение содержания жира в молоке осуществляют по разности измеренных величин интенсивности.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

ОЗ,ИЮ

PECllYSJNH

69) <И>

3 50 G 10 и 33/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

OO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ (21) 3301925/28-13 (22) 12.06.81 !.(46) 07.07.83. Бюл„ 9 25 (72) A..K.Âîëèê ,(71) Кубанский ардена Трудового Красного Знамени сельскохозяйственный институт (53) 636.127.6(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 857869, кл. G 01 М 33/06, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 32112758/28-13, кл. G 01 и 33/04, 1980. (54) (57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖА

НИЯ ЖИЦА В МОЛОКЕ, включающий облучение пробы продукта электромагнитным потоком в ближней инфракрасной области спектра и измерение величины интенсивности электромагнитного потока, рассеянного в обратном направлении, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, из" меряют величину интенсивности электромагнитного потока, рассеянного в прямом направлении, а определение содержания жира в молоке осуществляют по разности измеренных величин интенсивности.

1027762

55

60 65

Изобретение относится к технике исемедования пищевых продуктов, в частности к способам и устрсйствам для определения содержания жира в молоке, и может быть использовано как в молочной проленносги, ТаК 5 и в сельском хозяйстве.

Известен способ определения микрочастиц в молочных продуктах, при осуществлении которого пробу контролируемого продукта облучают электромагнитным потоком и фиксируют рассеянный поток, при этом .предварительно определяют индикатрисы рассеяния для каждого из компонентов молочного продукта под углами в 35 пределах от 0 до 360 С и устанавливают оптимальные углы рассеяния электромагнитного потока для каждого из компонентов, а содержание последних в молочных продуктах определяют по величине рассеянного электромагнитного потока, измеренного под оптимамь ным углом рассеяния для каждого из .компонентов $1).

Недостатком данного способа является то, что при измерении рассеяния под каким-то определенным углом значительно снижается точность из- мерения ввиду малой интенсивности регистрируемой части светового по1 тока.

30 известен также способ определения содержания жира в молоке, предусматривающий облучение пробы продукта электромагнитным потоком в

1 ближней инфракрасной области спектра и измерение величины интенсивности электромагнитного потока, рассеян,ного в обратном направлении (,2j.

Кроме того, измеряют прямопрошедший электромагнитный поток, пос- 40 ле чего содержание компонентов пробы молока находят как корни системы . уравнений.

Используемый для измерения в данном способе прямопрошедший поток 45 по закону сохранения энергии

@vnnp ®hosp, ;

Г где фд — лучистый поток, излучаемый на молоко „ ф „ - лучистый поток, рассеянный в прямом направлении, < о - лучистый поток, рассеянный в обратном направлении, ф< - лучистый поток поглощенный молоком зависит как от рассеяния на частицах жира и белка, так и от поглоще. ния нежировой частью молока. Интенсивность прямопрошедшего потока выражается законом Бугера-Ламберта

-(+ p. JK sin9L)5, С= ОЕ О где 1 — интенсивность лучистого потока, излучаемого на молоко — линейный коэффициент поглощения, коэффициент рассеяния изО лучения под углом ф, толщина слоя Молока.

Прямопрошедший поток является функцией .рассеяния и поглощения нежировой частью молока. Поскольку содерх<ание твердых нежировых компонентов молока у отдельно взятых животных колеблется в пределах 7,5-10,7% это. обуславливает погрешность, достигающую 0,23 жира.

Кроме этого, консервация пробы молока хромпиком (К Сг О,)приводит к наличию в пробе мЪлока микрочастиц, размеры которых достигают размеров мицелл белка, что вызывает дополнительную погрешность измерения.

В случае применения данного способа для измерения лишь одного компонента, например жира, что целесообразно вести в ближней инфракрасной области спектра, где наблюдается максимум интенсивности рассеяния для жира, интенсивность рассеяния для белка значительно меньше интенсивности рассеяния для жира и мало .влияет на результат измерения. Так, если относительные колебания содержания белка в пробе не превышают

+ 10%, погрешность измерения содержания жира равна 3 0,05%, но отклонение s содержании белка на 30% уже приводят к погрешности + 0,14%.

Цель изобретения — повышение точности измерения содержания жира.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения содержания жира в молоке, предусматривающему облучение пробы продукта электромагнитным потоком в ближней инфракрасной области спектра и

HBMepdHHe величины интенсивности электромагнитного потока рассеянного в прямом направлении измеряют величину интенсивности электромагнитного потока, рассеянного в прямом направлении, а определение содержания х<ира в молоке осуществляют по разности измеренных величий интенсивности.

На фиг. 1 показана схема устройства для определения содержания жира в мблоке, на фиг. 2 — индикатрисы рассеяния Для белка и жира, на фиг. 3 — зависимость интенсивности рассеяния для жира и белка от длины волны.

Применение для измерения содержания жира в молоке интенсивности, электромагнитного потока, рассеянного s прямом направлении вместо прямопрошедшего позволяет исклю1027762 чить влияние на результат измерения колебаний концентрации нежировых компонентов молока, проводить анализы в пробах Молока, консервированных хромпиком (K Сг,) .

Это связано с тем, что индикатриса рассеяния для микрочастиц, возникших после консервации, аналогична индикатрисе рассеяния для белка (фиг. 2g) и имеет симметрич-. ный вид, а для жира сильно вытянута вперед по ходу излучения. tIoэтому в данном споСобе интенсивности потока рассеяния для белка и микрочастиц в прямом и обратном направлениях взаимно компенсируют 15 друг. друга.

Способ может быть реализован с помощью устройства, состоящего из кварцевого генератора 1 с частотой колебаний, например, 100 кГц, модулирующего светодиода 2, выполненного иэ Ga Р или Ga АЭс длиной волны

О, б или О, 95 Мкм соответственно.

По ходу лучей светодиода 2 перпендикулярно к нему установлена кювета 3 с пробой молока. На кювете 3 со стороны источника света расположен датчик 4 рассеяния в обратном направлении лучей, выполненный в виде плоского фотодиода с центральнйм отверстием. На противоположной стороне кюветы установлен плоский фотодиод с центральным отверстием 5, являющийся датчиком б рассеянных в прямом направлении лучей.

Датчик 4 рассеянных в обратном направлении лучей и датчик б рассеянных в прямом направлении лучей соединены с разными входами дифференциального усилителя 7, выход которого и датчика 4 рассеянных в 40 обратном направлении лучей соединены с блоком 8 формирования сигналов, подключенным к регистрирующему прибору 9. Питание осуществляется от стабилизированного блока 10 45 питания,а кварцевый генератор подключен к блоку формирования сигналов через .цифференциальный усилитель 11.

Способ осуществляют следующим об50 разом.

Пробу молока помещают в кювету 3 и пропускают через нее плоскопараллельный световой поток светодиода 2, промодулированный кварцевым генератором 1. Плоскопараллельный световой поток, проходя через пробу молока, рассеивается на частицах жира и бел- ка. Интенсивность электромагнитного потока, рассеянного в обратном на- 60 правлении, фиксируется датчиком 4, а рассеянного в прямом направлении датчиком 6. Прямопрошедшие лучи проходят через центральное отверстие

5. Напряжение, соответствующее интенсивности рассеянных лучей с датФ чиков 4 и б, поступает на дифференциальный усйлитель 7, напряжение на выходе которого равно разности напряжений с датчиков 6 и 4, т.е. разности интенсивностей электромагнитного потока, рассеянного в прямом и обратном направлениях. Напряжение на выходе дифференциального усилителя 7 пропорционально содержанию жира в молоке, так как интенсивность рассеянного в прямом направлении светового потока зависит как от содержания жира, так и от содержания белка в молоке (фиг. 2d), а ,интенсивность рассеянного в обратном направлении светового потока пропорциональна только содержанию белка в молоке, так как рассеяние для жировых шариков в обратном направлении для длины волны 0,6 мкм значительно меньше, чем для белка и практически не влияет на напряжение, соответствующее интенсивности рассеяния в обратном направлении.

Напряжение с дифференциального усилителя поступает в блок формирования сигналов, второй вход которого соединен с датчиком 4, напряжение которого пропорционально содержанию белка в молоке. Результат измерения жира и белка .фиксируется регистрирующим прибором 9.

В случае применения способа для измерения одного компонента жира в качестве источника излучения устанавливается Ga А9 светодиод с длиной волны излу -ения 0,85 мкм. На этой длине волны наблюдается макси» мальная интенсивность, рассеяния электромагнитного излучения в молоке (фиг. 3, кривая 3) за счет максимального рассеяния на жировых шариках молока (кривая 1). Измерение всех рассеянных лучей прямого и обратного направления позволяет получить сигнал с высоким значением интенсивности, что обеспечивает высокую точность измерения. Это связано и с тем, что индикат} иса рассеяния для белка на длине волны излучения 0,95 мкм (фиг. 20 ) имеет симметричный вид при малом уровне интенсивности. Поэтому при нахождении разности интенсивностей рассеяния в прямом и обратном направлениях интенсивности рассеяния для белка взаимно компенсируют друг друга, чем полностью исключается влияние содержания белка в пробе на результат измерения жира.

В таблице приведены экспериментально полученные абсолютные погрешности измерений содержания жира ч молоке при различных концентрациях белка.

1027762

Э

Концентрация белка, Ъ 1,23 1,36 1,47 1,58. 1,73

Абсолютная погрешность . измерения., Ъ» по способу

0,010 0,061 Opi24 1g050 0р213

Известному

0,034 0,043:

0,010 0,018 0,021

Предлагаемому

/б

/РАЙ

Аналогичная картина наблюдается и для другик включений молока, размером не более частиц белка,.что позволяет производить анализ проб молока, консервированных хромпиком.

Повышение точности достигнуто и тем, что применение для измерения

HHTBHGHsHocTH рассеяния злектромагнитного потока в прямом направлении взамен интенсивности прямопрошедшего потока позволяет исключить влияние на результат измерения колебаний концентрации нежировых компонен20 тов молока, .вызываюших ослабление интенсивности прямопрошедшего потока, что приводило к погрешности измерения.

Составитель Н.Арцыбашева

Редактор П.Макаревич Техред И.Костик Корректор, С. Шекмар

° »» l Ю Ю

Заказ 4748/56 Тираж 382 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, X-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", x . Ужгород, ул. Проектная, 4