Устройство для исследования структурно-механических свойств пищевых продуктов

Устройство для исследования структурно-механических свойств пищевых продуктов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскни

Соцналистнчесинн

Рес ублнк

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 02,04.80 (21) 2897552/28-13 с присоединением заявки М— (23) (51)М. Кл.

G 01 М 33/02((G 01 N 33/12

1Ьвудвротмнный квинтет

СССР

Приоритет

Опубликовано 15.10.81. Бюллетень И 38 на делан изобретений и открытий (53) УДК 637.512..7 (088.8) Дата опубликования описания 15.10.81 (72) Авторы изобретения

В. Д Косой, В. С, Катюхин и А. Ариас-Вихиль а p+Q ; . д

Московский технологический институт мясной и молочной промышленности !

° . >, Ф

1 (71) Заявитель

F " -" Ъ..

"=! (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ

СТРУКТУРНО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ

IIHQEBb1X ПРОДУКТОВ

Йзобретение относится к мясо-молочной и пищевой промышленности и может найти применение при исследовании структурно-мехипгческих свойств (предельное напряжение сдвига, модуль упругости, эластичности, степень пенет5 рации и т.д.) вязко пластичных продуктов, sa- пример колбасного фарша, творога, теста, шоколадных масс и т.д., а также упруго-эластичных продуктов — различного вида колбасных . изделий, сыров, хлебобулочных изделий и др, tO

Известно устройство для исследования структурно-механических свойств пищевых продуктов, содержащее корпус, шток с индентором и демпфером, соединенный со штоком посредством рычага механизм регистрации перемещения инt5 дентора с двумя барабанами и электромагнитом, а также-шкалу отсчета (13.

Недостатком этого устройства является то, что оно не может оценивать качество упругоэластичных продуктов, например колбасных изделий, а также не позволяет проводить комплексные исследования структурно-механических свойств (одновременное определение предельного напряжения сдвига и степени пенетрации эа .один опыт) как вязко-пластичных, так и упруго эластичных продуктов.

В настоящее время получает развитие инструментальный метод оценки качества не только сырья, но и готовой продукции. Например, при производстве колбасных изделий установлено, что диаметр батона оказывает влияние на массообменные характеристики готового продукта, т.е. на равномерность распределения влаги по объему батона. А так как в настоящее время имеется тенденция к производству колбасных иэделий больших диаметров, то значение этих характеристик крайне необходимо — для оценки их качества. При определении степени пенетрации вязко-пластичных продуктов эффективное время пенетрации (т.е. время, наиболее точно выбранное по кривой погружения с учетом минимума по времени и максимума по глубине погружения) различно для разных продуктов, время полного погружения индентора в продукт также различно и колеблется от 3 до 5 мин для различных проектов. Кроме того, известное устройство имеет неравномерную шкалу отсчета и не дает возможности измерять струк3 873 турно-механические свойства неэлектропроводных продуктов.

Целью изобретения является возможность определения структурно-механических свойств упpyro- эластичных продуктов.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для исследования структурно-механических свойств пищевых продуктов, содержа-. щее корпус, шток с индентором и демпфером, соединенный со штоком посредством рычага механизм регистрации перемещения индентора с двумя барабанами и электромагнитом, а также шкалу отсчета, снабжено двойным блоком управления с реле времени, электромагнитом для фиксацйи измерений при определении предельного напряжения сдвига и дополнительной шкалой с линзой, связанной с основной, а механизм регистрации снабжен дополнительным барабаном со стрелкой и пластиной из упругого магнитного материала, при этом двойной блок соединен с электромагнитом механизма регистрации и электромагнитом для фиксации измерений.

Индентор состоит из диска и закрепленных в нем одной или нескольких игл, расположенных по окружности.

Кроме того, устройство снабжено микровыключателем.

На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1 с механизмом регистрации; на фиг. 3 — конструкции инденторов для исследования готовой продукции; на фиг. 4 — графики погружения индентора в исследуемый продукт в зависимости от его консистенции.

124

4О

Устройство состоит из корпуса 1, внутри которого находится микровыключатель 2 для включения и выключения устройства, шток 3 с индентором 4 в нижней части и демпфером в верхней части, представляющим собой цилиндр

5 с поршнем 6. Цилиндр 5 имеет отверстие 7 для поступления и выхода воздуха при перемещении поршня 6. Для подъема и фиксирования штока 3 с индентором 4 в верхнем положении устройство имеет ручку 8 и фиксатор 9.

На основании 10 с ножками ll расположен столик 12 с подъемным механизмом 13 и рукояткой 14 для подъема или опускания емкости

15 с исследуемым продуктом, Механизм регистрации перемещения индентора 4 включает двойной блок управления 16 с реле времени, барабаны 17 — 19, установленные с возможностью вращения на оси 20, укрепленной на передней панели 21 с помощью гайки 22. Барабан 19 соединен со штоком 3 посредством рычага 23, имеющего npoIHBOBcc 24, прецназначенный для балансировки подвижной части механизма регистрации во время измерения, причем рычаг

23 входит в зацепление с пальцем 25, установ5

1О

25 эо

35 ленным на штоке 3. Кроме того, барабан 19 снабжен пластиной 26 с электромагнитами 27 и 28. Барабан 17 снабжен пластиной 29 из упругого магнитного материала и стрелкой 30 для регистрации величины перемещения индентора 4 (степень пенетрации за 3, 5, 8 или 10 с) по шкале 31 отсчета (В и С), причем шкала

 — неравномерная, а шкала С вЂ” равномерная и прямолинейная, имеющая подвижную линзу

32, барабан 18 снабжен пластиной 33 иэ упру гого материала и изогнутой стрелкой 34 для регистрации величины перемещения индентора для определения предельного напряжения сдвига (например, за 2 — 4 или 5 мин), Одновременно расположение пластин 29 и 33 обеспечива-. ет разбалансировку барабанов 17 и 18, необходимую для возврата стрелок 30 и 34 в исходное положение при подъеме индентора 4.

Электромагниты 27 и 35 установлены: первый на пластине 26, а второй — жестко на передней панели 21, с воэможностью воздействия на пластину 29, причем первый при замыкании электрической цепи во время контакта индентора 4 с исследуемым продуктом, а второй— по истечении заданного в блоке управления 16 времени погружения для определения степени пенетрации. Электромагниты 28 и 36 выполняют те же функции, что и описанные, только с пластиной 33, однако отличие заключается в том, что электромагнит 36 воздействует на пластину 33 (притягивая ее) по истечении времени, заданного в минутах. Блок управления 16 электрически связан с индентором 4, столиком

12, электромагнитами 27, 28 механизма регистрации и электромагнитами 35, 36 — для фиксации измерений при определении степени пенетрации и предельного напряжения сдвига.

Устройство работает следующим образом.

При одновременном измерении предельного напряжения сдвига и степени пенетрации электропроводящих материалов устройство подключается к источнику электропитания. Исследуемый продукт, например колбасный фарш, помещают в емкость 15 и устанавливают на столик 12 под индентором 4 (например, в виде конуса с различным уклоном при вершине).

В.двойном блоке управления 16 с помощью реле времени, которое там находится, устанавливают время срабатывания в зависимости от вида (консистенции) продукта, для первого в секундах, для второго в минутах.

Кривые погружения индентора 4 в исследуемый продукт (фиг. 3) зависят от его консистенции, причем кривая I характеризует погружение в жидкий продукт, а кривая ll— в густой продукт. По кривым погружения видно, что в течение первых 5 — 10 с индснтор 4 погружается на величину, равную до 803 or полного погружения, а также, что чем менее

5 873124

Ь

При измерении структурно-механических свойств упруго-эластичных продуктов перед тем, как подключить устройство к источник, электропитания, на шток 3 навинчивается специальный индентор, (фиг. 3 а, б и в), представляющий собой диск 37 с запрессованными в нем иглами (иглой) 38. Индентор. (фиг,3 а) имеет, например, 13 игл, расположенных по окружности двух диаметров и в центре диска 37, дает возможность с помощью одного замера определить среднюю характеристику упругоэластичных свойств исследуемого продукта; индентор (фиг. 3 б) с иглами по окружности любого диаметра (8 игл) позволяет определить среднюю характеристику свойств продукта по любому диаметру; индентор (фиг. э в) с иглой в центре диска — характеристику, соответственно, в центре исследуемого продукта.

При исследовании, например, готового колбасного изделия образец представляет собой кусок любой колбасы высотой 40 — 45 мм, вырезанный из батона перпендикулярно его длине. Образец устанавливают на столик 12 произвольно. Далее измерение осуществляют аналогично описанному.

Таким образом, по структурно-механическим свойствам можно характеризовать нежность готовых колбасных изделий, а также судить о качестве отдельных изделий по разномерности распределения влаги по всему объему исследуемого батона.

Предложенное изобретение позволяет заме- нить оргаиолептический метод оценки качества мясомолочных и других пищевых продуктов по их консистенции инструментальным. Замер свойств продукта экспресс-методом в течение

3 — 10 с позволяет контролировать и регулировать технологический процесс, поддерживая оптимальные характеристики, что повышает качество и позволяет стабилизировать выходы готовых изделий.

1. Устройство для исследования структурномеханических свойств пищевых продуктов, содержащее корпус, шток с индентором и демпфером, соединенный со штоком посредством рычага механизм регистрации перемещения индентора с двумя барабанами и электромагнитом, а .также шкалу отсчета, о т л и ч а ю ш ее с я тем, что, с целью возможности определения структурно-механических свойств упругозластичных продуктов, оно снабжено двойным блоком управления с реле времени, электромагнитом для фиксации измерений при определении предельного напряжения сдвига и дополнитель$0

55 вязкая консистенция продукта, тем менее интенсивно проникает в него индентор 4 и наоборот. Поэтому для жидких продуктов время пенетрации больше, чем для густых. Освобождают фиксатор 9, затем шток 3 с индентором

4 под действием собственного веса начинают перемещаться вниз, при этом срабатывает микровьпслючатель 2, находящийся ранее в контакте со штоком 3, и с этого момента устройство находится в рабочем состоянии. Скорость перемещения штока 3 ограничивается временем поступления воздуха в цилиндр 5 через отверстие 7. По мере падения штока 3 связанный с ним через палец 25 рычаг 23 перемещается, поворачивая барабан 19. В момент соприкосновения индентора 4 с продуктом замыкается электрическая цепь управления электромагнитами 27 и 28, которые притягивают к себе пластины 29 и 33, при этом все три барабана

17 — 19 объединяются и начинают поворачиваться, перемещая стрелки 30 и 34 по шкале 31 отсчета, по мере погружения, заданного времени (реле времени) электромагнит 27 обесточивается, а на электромагнит 35 подается питающее напряжение, в результате чего пластина 29, высвобождаясь из зацепления с электромагнитом 27, притягивается электромагнитом

35 фиксации измерений степени пенетрации, жестко закрепленным на передней панели 21.

При этом другая стрелка 34 остается жестко связанной через барабан 18 пластиной 33 с электромагнитом 28 и перемешается по шкале 31, показывая дальнейшее погружение индентора 4 в продукт. По истечении времени, заданного для определения предельного напря- . жения сдвига, происходит процесс, аналогичный указанному, и стрелка 34 останавливается за счеТ притяжения пластины 33 электромагнитом 36. Показания лучше всего снимать по двум шкалам и через линзу 32, корректируя их величину.

По окончании измерений шток 3 с индеитором 4 при помощи ручки 8 возвращается в верхнее положение, где фиксируется при помощи фиксатора 9, и,,касаясь микровыключателя 2, выключает устройство, электрическая цепь размыкается и стрелки возвращаются в исходное положение.

При одновременном измерении предельного . напряжения сдвига и степени пенетрации неэлектропроводяших продуктов продукт закладывается в емкость 15 и устанавливается на столик 12. При помощи рукоятки подъемного механизма 13 емкость 15 поднимается до тех пор, пока острие индентора (конуса) коснется поверхности продукта. Затем произвольно подают питающее напряжение на электромагниты

27 и 28, и далее процесс осушествляется аналогично.

1О

И

Формула изобретения

873124 8 закрепленных в нем одной или нескольких игл, расположенных по окружности.

З.Устройство поп. 1, о тли ча ю щее с я тем, что оно снабжено микровыключателем. ной шкалой с линзой, связанной с основной, а механизм регистрации снабжен дополнительным барабаном со стрелкой и пластиной из упругого магнитного материала, при этом двойной блок соепинен с электромагнитом механизма регистрации и электромагнитом для фиксации измерений.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е-. е с я тем, что индентор состоит из диска и

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР N 731373, кл. G 01 М 33/12, 1979.

873124

7 ми

7,с

Составитель Лебедюк

Техред Л.Пекарь Корректор С. Шекмар

Редактор П. Коссей

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

Заказ 9023/69 Тираж 910 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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