Устройство для анализа молока

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АНАЛИЗА МОЛОКА, содержащее дозаторы молока и растворителя, связанные через последовательно размещенные смесительный блок, гомогенизатор и кювету для измерения.содержания белка, стабилизированный источник излучения, светофильтр , расположенный в оптическом канале кюветы, приемник излучения, блок усиления и преобразования сигнала приемника излучения и показывающий прибор, отличающеес я тем, что, с целью повышения точности , оно снабжено кюветой д1г1я измерения содержания лира и св тофильтром , расположенным в оптическом канале последней, причем кювета для измерения содержания жира соединена последовательно с кюветой для измерения содержания белка, а соотношение оптических длин кювет находится (Л в пределах 6-10.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

МВЮ

РЕСПУБЛИК, ае (и) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OfHPblTHA

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3525962/28-13 (22) 15, 12, 82 (46) 23. 06. 84. Бюл. У 23 (72) Ю.А. Метельский, А.10. Бер и Н.В. Веселовская (7 1} Научно-производственное объединение "Агроприбор" Обьединения "Союзсельхозхимия" (53) 637.127.576.8(088.8) (56} 1. Авторское свидетельство СССР

11 826299, кл. G 0 1 N 33/06, 1979.

2. Патент США У 3841834; .кл. G 01 N 33/04, 1974 °

Ф (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АНАЛИЗА

МОЛОКА, содержащее дозаторы молока и растворителя, связанные через последовательно размещенные смесительный блок, гомогенизатор и кювету для измерения. содержания белка, стабилизированный источник излучения, светофильтр, расположенный в оптическом канале кюветы, приемник излучения, блок усиления и преобразования сигнала приемника излучения и показывающий прибор, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повьапения точности, оно снабжено кюветой ля измерения содержания жира и светофильтром, расположенным в оптическом канале последней, причем кювета для измерения содержания жира соединена последовательно с кюветой для измерения содержания белка, а соотноше- Е ние оптических длин кювет находится в пределах 6-10.

1099281

Изобретение относится к анализу состава пищевых продуктов, а именно к анализу состава молока, и может быть использовано в молочной промьлпленности, а также при проведении S работ по селекции скота.

Известно устройство для анализа молока, содержащее источник света, кювету, светофильтр, фотоприемники прямопрошедшего и рассеянного светового потоков и линзу для фокусирования рассеянного света (11 .

Однако для этого устройства характерна недостаточно высокая точность анализа. 15

Известно также устройство для анализа молока, содержащее дозаторы молока и растворителя, связанные через последовательно размещенные смесительный блок, гомогенизатор и кювету для измерения содержания белка, стабилизированный источник излуче ния, светофильтр, расположенный в оптическом канале кюветы, приемник излучения, блок усиления и преобра- 25 зования сигнала приемника излучения и показывающий прибор. (2J .

Однако для известного устройства характерны недостаточно высокая точность определения содержания белка 3б и невозможность одновременного определения содержания жира.

Целью изобретения являетск новышение точности определения.

Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее до" заторы молока и растворителя, связанные через последовательно размещенные смесительный блок, гомогеннзатор и кювету для измерения содер- 40 жания белка, стабилизированный источник излучения, светофильтр, расположенный в оптическом канале кюветы, приемник излучения, блок усиления и преобразования сигнала приемни- ка излучения и показывающий прибор, дополнительно снабжено кюветой для ,измерения содержания жира и светофильтром, расположенным в оптическом канале последней, причем кювета для измерения содержания жира соединена последовательно с.кюветой для измерения содержания белка, а соотношение оптических длин кювет находится в пределах 6-10.

На фиг. f изображена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 и 3графики зависимостей Д и К от длины волны

Устройство состоит из емкостей

1 и 2 соответственно для анализируемого образца молока и растворителя, дозаторов .3 и 4 соответственно молока и растворителя смесительного блока 5, гомогенизатора 6, кювет 7 и 8 для измерения содержания жира и белка соответственно, стабилизированного источника 9 излучения, светофкпьтров 10 и 11, расположенных соответственно в оптических каналах кювет 7 и 8 приемников 12 и 13 излучения, расположенных соответственно в оптических каналах. кювет 7 и 8, блока 14 усиления и преобразования сигналов приемников излучения и показывающего прибора 15.

Спектрапьный диапазон стабилизированного источника 9 излучения

200-430 нм, диапазон пропускания светофильтра 10 400-430 нм, а светофильтр 11 — 200-210 нм. Оптическая длина кюветы 7-300 мкм, кюветы

8-40 мкм. В качестве растворителя используется водный раствор лаурилсульфата натрия с концентрацией

10 г/л. Устройство работает следующим образом.

Дозатор 3 мопока отбирает 1,4 мл молока иэ емкости 1 и подает его в смесительный блок 5. Одновременно дозатор 4 растворителя отбирает

13,5 мл растворителя иэ емкости 2 н подает его в смесительный блок 5.

Прн смешивании молока с растворителем происходит разрушение мицелл казеина на сублицеллы, и прозрачность молока резко возрастает. Гомогенизатор 6 отбирает смесь молока с растворителем иэ смесителвного блока 5, подвергает ее гомогениэации при давлении не менее 14 мПа, измельчая жировые шарики, и подает гомогенизированную смесь в кюветы 7 и 8, вытесняя из них предыдущий анализируемый образец. Излучение от источника 9 проходит через светофильтры 10 и 11, кюветы 7 и 8 и попадает на приемники

f2 и 13 излучения. При этом в кювете

7 происходит рассеяние излучения частицами жира, а в кювете 8 — поглощение излучения белком и рассеяние его частицами жира. В связи с этим сигнал от приемника 12 излучения пропорционален содержанию жира в исследуемом образце молока,.а сигнап от приемника 13 излучения представляет собой

10992

3 функцию, содержания жира и белка в исследуемом образце молока. Оба сигнала поступают в блок 14 усиления и преобразования сигналов, где проис+ ходит их усиление и преобразование . в конкретную информацию о содержании жира и белка в молоке, выводимую на показывающий прибор. 15.

Фотометрирование гомогенизированной смеси осуществляют в спектральных диапазонах 200-210 и 400-430 нм в слоях разной толщины, причем отношение толщины фотометрируемого слоя для спектрального диапазона

200-210 нм к толщине фотометрируемого слоя для спектрального диапазона 400-430 нм должно находиться в пределах 0,1-0, 15, а степень разбавления выбирают таким образом, что-. бы отношение толщины фотометрируемого слоя для спектрального диапазона 200=210 нм к степени разбавления находилось в пределах 0,000250,0005 см. По измеренным в двух спектральных диапазонах значениям оптической плотности определяют содержание белка и жира в молоке, решая систему уравнений

Di 21(K1Cc + К С2) + К 7 (1)

214С + К5, . (2) где D1 — оптическая плотность, измеренная в спектральном диапазоне 200-210 нм, D — оптическая плотность, из-.

1 меренная в спектральном диапазоне 400-430 нм, С вЂ” процентная концентрация жи4 ра в молоке;

С вЂ” процентная концентрация 40

2 белка в молоке

К -К вЂ” калибровочные коэффициен5 ты.

В диапазоне длин волн около 200 нм белки молока обладают очень сильным поглощением благодаря наличию пеп,тидных связей. Наличие полипептидных цепей является характерным признаком всех белковых веществ,.поэтому удельные коэффициенты поглоще- 50 ния различных фракций белков отличаются незначительно.

На фиг. 2 представлены экспери--ментальные зависимости относительных удельных коэффициентов поглоще- 55 ния растворов казеината натрия (кривая 1), сывороточных белков (кривая 2), общего молочного белка

81 4 (кривая 3) и относительного удельного коэффициента ослабления излучения гомогенизированной жировой эмульсией молока-(кривая 4) от длины волны (за единицу принята величина удельного коэффициента поглощения раствора общего белка на длине волны (190 нм).

Изменения соотношения между различными фракциями белка молока в пределах 10% приводит к крайне незначительным погрешностям в определении содержания общего белка при отометрировании в диапазоне длин волн 200-210 нм. Более короткие .длины волн (200 нм) использовать нецелесообразно, так как на результатах измерений начинает сказываться поглощение солей молока, а также поглощение воды и воздуха. Использование для фотометрирования более длинных длин волн ()210 нм) также нецелесообразно, так как при этом увеличивается относительный вклад в оптическую плотность ослаб- ления излучения на кировых частицах (фиг. 2, кривые 3 и 4) и соответственно уменьшается точность определения содержания белка. Применение для фотометрирования достаточно узкого спектрального интервала (200-210 нм) целесообразно еще и потому, что при этом, несмотря на резкий спад зависимости коэффициента ослабления гомогенизированной смеси от длины волны, обеспечивается линейный характер зависимости

Э 1 = f(C, С ), что упрощает обработку сигналов и повышает точность измерений.

В данном случае толщина фотометрируемого слоя для диапазона длин волн 200-210 нм и степень разбавления выбирают таким образом, чтобы отношение толщины фотометрируемого слоя к степени разбавления находилось в. пределах 0,00025-0,0005 см.

Например, при степени разбавления

10 (1 объем молока плюс 9 объемов растворителя) толщина фотометрируемого слоя должна быть выбрана в пределах 0,0025-0,005 см, а при степени разбавления 20 (1 объем молока плюс

19 объемов растворителя) толщина фотометрируемого слоя должна быть выбрана в пределах 0,005-0,01 см. При этом обеспечивается максимальная точ/ ность измерений, так как из теории фото1099281 метрии известно, что минимальная ошибка определения концентрации светопоглощающего агента наблюдается при значении оптической плотности

D = 0,434, а при П ъ О,1 и D 1,3 измерения проводят с удвоенной минимальной ошибкой.

Для того, чтобы учесть влияние ослабления излучения частицами жира на величину оптической плотности D< (в спектральном диапазоне 200210 нм) и для одновременного определения содержания жира (уравнения (1) и (2) в данном способе производят фотометрирование гомогенизирован- 15 ной смеси в спектральном диапазоне

400-430 нм, который выбран исходя из того, что в спектральном диапазоне при % c 400 нм на оптическую плотность гомогениэированной смеси су- 20 ществеиио влияет поглощение белка, и выбор этого спектрального диапазона при 3 (400 приводит к усложнению уравнения (2) и, соответственно, к усложнению обработки эксперимен- 25 тальных данных и снижению точности определения содержания жира и белка.

В спектральном диапазоне с 3 )

> 400 нм ни белок, ни жир излучения не поглощают, ослабление излучения 0 происходит только за счет рассеяния излучения на жировых частицах.

Гомогенизация смеси молока с растворителем обеспечивает нормированное распределение жировых частиц по размерам, тем самым устраняя влияние индивидуальных свойств молока, которое выражается в разбросе распределения частиц жира по размерам.

На фиг. 3 показана экспериментальная зависимость оптической плотности гомогенизированной смеси молока с растворителем от длины волны (содержание жира в исходном молоке

3,2Х разведение.1:10, оптическая длина кюветы 3 = 0,3 мм). Ширина спектрального диапазона 400-430 нм выбрана для обеспечения линейного характера зависимости коэффициента ослабления жира от длины волны.

Для обеспечения максимальной точности измерений при выбранных степени разбавления и толщине фотометрируемого слоя,.необходимо, чтобы соотношение оптических длин кювет соответственно для измерения содержа-. ния жира и белка находилось в пределах 6-10, что обеспечит измерение данных компонентов пробы молока в оптимальном диапазоне оптических плотностей для спектральных диапазонов 200;210 и 400-430 нм.

В результате использования данного устройства для анализов молока на содержание белка и жира только на селекционных станциях экономический эффект составит 1б,4078 млн.руб.

1099281

109928! ау п8 аТ уцди Зак 4366 38 Ти аа823 Поупюсмое

Б И 1 — — 3авлвал Ю дателе, t. увтород, ул.ПРоевтваа,а

1099281, 1099281 о9

И

ППЦЦПП раиса 43бб 36 тидаи 623 Подиисное бил|Щи Щ |Патлат ; т. Уитород. ул.Проектное,4

Устройство для анализа молока Устройство для анализа молока Устройство для анализа молока Устройство для анализа молока Устройство для анализа молока Устройство для анализа молока Устройство для анализа молока Устройство для анализа молока 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области обработки пищевых продуктов и может быть использовано для очистки от радиоактивных изотопов, в частности стронция-90, молока и возможно для других пищевых продуктов

Изобретение относится к молочной промышленности, а именно к физико-химическим методам анализа витамина B2, и предназначено для контроля содержания витамина B2 в молоке и молочных продуктах детского питания

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для определения содержания жира и белка в молоке и молочных продуктах, может быть использовано на предприятиях молочной, пищевой промышленности, хозяйствах агропромышленного комплекса

Изобретение относится к молочной, мясной отраслям промышленности, ветеринарии, медицинской промышленности, а именно к количественной оценке белковых веществ

Изобретение относится к измерительным приборам и может быть использовано для контроля жидких сред, например молочных продуктов

Изобретение относится к измерительным приборам, в частности молочной промышленности
Изобретение относится к молочной, мясной промышленности, ветеринарии, медицине, биологии, а именно к количественному определению белковых веществ
Наверх