Устройство для определения активности воды в пищевых продуктах

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АКТИВНОСТИ ВОДЫ В ПИДЕВЫХ ПРОДУКТАХ, содержащее емкости для пробы и дистиллированной воды, отличающееся тем, что, с целью повьшения точности определения, оно оснащено сравнительной емкостью с нулевой влажностью, датчиками влажности, размещенными в емкостях, измерительной схемой и блоком сравнения, при этом измерительная схема выполнена : трехканальной, один из каналоб содержит генератор, два других - последовательносоединенные генераторы, компараторы и преобразователи частот, подключенные к блоку сравнения, при этом к входам генераторов подключены датчики влажности, а выход генератора , связанного с датчиком влажности сравнительной емкости, подсоединен W к компараторам каналов измерительной схемыо

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

y(ST) G 01 N 33/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕГИзстВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССОР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbfVMA (21) 3547096/28-13 (22) 24.01.83 (46) 15.05.85. Бюл. Ф 18 (72) И.А.Рогов, У.Ч.Чоманов и Е.В.Фатьянов (71) Московский ордена Трудового

Красного Знамени технологический институт мясной и молочной промышленности (53) 664.52.001.5(088 ° 8) (56) 1. Radel M. Krispien К., Leistner L. Fleischwirtschaft, 1979, IT - 66, 831.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 800871, кл. G 01 N 33/02, 1979. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

АКТИВНОСТИ ВОДЫ В ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТАХ, содержащее емкости для пробы и дистиллированной воды, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повьппения точности определения, оно оснащено сравнительной емкостью с нулевой влажностью, датчиками влажности, размещенными в емкостях, измерительной схемой и блоком сравнения, при этом измерительная схема выполнена трехканальной, один из каналоВ содержит генератор, два других — последовательно соединенные„ генераторы, компараторы и преобразователи частот, подключенные к блоку сравнения, при этом к входам генераторов подключены датчики влажности, а выход генератора, связанного с датчиком влажности З сравнительной емкости, подсоединен

K компараторам каналов измерительной схемы. С:

1155940

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к технике контроля и регулирования процессов пищевых производств, в частности к устройствам для контроля качества пищевых продуктов по активности воды.

Известно устройство, включающее. емкости для проб, снабженные электролитическими датчиками влажности C1) °

Однако данное устройство имеет ограниченный диапазон определения активности воды.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее емкости для пробы и дистиллированной воды C2j.

Недостатками этого устройства являются уменьшение точности измерения с понижением активности воды, что связано с необходимостью измерения температуры для определения табличных значений давления насыщенных паров воды и погрешностями,получаемыми при этом, а также большая длительность одного измерения.

Цель изобретения — повышение точности определения. указанная цель достигается тем, что устройство для определения активности воды в пищевых продуктах, 30 содержащем емкости для пробы и дистиллированной воды, оснащено сравнительной емкостью с нулевой влажностью, датчиками влажности, размещенными в емкостях, измерительной схе- 35 мой и блоком сравнения, при этом измерительная схема выполнена трехканальной, один из каналов содержит генератор, два других — последовательно соединенные генераторы, компа-40 раторы и преобразователи разности частот, подключепные к блоку сравнения, при этом к входам генераторов подключенЫ датчики влажности, а выход генератора, связанного с датчи- 45 ком влажности сравнительной емкости, подсоединен к компараторам каналов измерительной схемы.

На чертеже показана блок-схема предлагаемого устройства. 50 устройство для определения активности воды в пищевых продуктах сосa oHò из емкостей 1-3 для исследуемой пробы 4, сравнительной с нулевой влажностью, и дистиллированной во- 55 дь1 5. Емкости герметично закрыты крышками 6-8 с встроенными сорбционно-частотными датчиками 9-11 влажности, которые подсоединены соответственно к генераторам 12-14. Выходы генераторов 12 и 13 подключены к входам компаратора 15, а выходы генераторов 13 и 14 — к входам компаратора 16. Выходы компараторов 15 и 16 подсоединены к входам преобразователей 17 и 18 разностей частот соответственно, выходы которых подключены к блоку 19 сравнения.

Ус гройство работает следующим образом.

В емкость 1 помещают исследуемую пробу 4, а в емкость 3 — дистиллированную воду 5 в количестве 10-30 r, после чего емкости герметично закрывают крышками 6 и 8. Из емкости 2, герметично закрытой крышкой 7, вакуумированием, адсорбированием или другим путем полностью удаляют водяные пары, достигая при этом нулевую влажность f„.. Через 8-12 мин в емкостях 1 и 3 устанавливаются равновесные значения относительной влажности соотвественно P„ и

Включают измерительную схему, при этом генераторами 12-14 измеряют частоты колебаний кварцевых сорбционно-частотных датчиков 9-11 влажности — f, Гн, Г . В компараторе 15 происходит сравнение частот f — f

= h f, а в компараторе 16 — f

f„ = Ц„. При этом величина ЛГ является функцией равновесной относительной влажности 1 над поверхностью пробы 4, а величина лf„ функцией равновесной относительной влажности У„ над поверхностью дистиллированной воды 5 и температуры t.

Эти значения поступают на преобразователи 1? и 18 разности частот, в которых они преобразуются в электрический ток I„ и Iö соответственно, а значения тока соотносятся блоком 19 сравнения, выдающим выходной параметр непосредственно в единицах активности воды при любой постоянной температуре. Это соответствует понятию "активность воды", выраженному отношением е а =

4 P„ где cl — активность воды, р р — давление паров воды и рави новесная относительная влажность над пробой;

Рн, 1,„ - давление насыщенных паров воды и 1007.-ная относительная влажность.

1155940

Использование устройства позволяет повысить точность определения активности воды в пищевых продуктах примерно в 5-10 раз по сравнению с известным устройством вследствие исключения необходимости температуры и погрешностей, связанных с этим из-. мерением, а также исключения искаже30 ния действительного значения активности воды пробы при испарении части влаги при вакуумировании пробы. Эта погрешность составляет от 0,2 до 0,87.

В случае измерения при любой другой постоянной температуре, отличной от вышеприведенной (1„

const), применение преллагаемого устройства дает возможность исключить дополнительную калибровку по температуре. При этом частота колебаний всех трех кварцевых сорбционно-частотных датчиков влажности

f» f„, f изменяется на величину соответствующую произведению разности температур С = t на температурный коэффициент частоты (ТКЧ), который у всех датчиков одинаковый. В результате при срав- 1 кении частот fq = f> + Ь ft и Гн и 1

= fq + h 4 с частотой fo„= fo + Ь ft происходит исключение температурной погрешности д ft . Таким образом, при любых разных постоянных температурах отношение Л f>„/ у f„, будет соответствовать активности воды продукта. в зависимости от гигроскопических свойств продукта (а,„ и связи влаги).

Ошибка измерения температуры пробы и среды при применении известного устройства составляет не менее +0,1 С и зависит от времени установления равновесного состояния, точности термостатирования и класса измерительных приборов. Относительная погреш ность в этом случае составляет при а„ = 0,70 больше 0,237, при а „ =

= 0 30 больше 1,3Х при а,щ 0,10 больше 5.1Х. Точность определения активности воды в предлагаемом устройстве будет зависеть только от класса точности применяемых приборов.

Высокие метрологические характеристики кварцевых сорбционно-частотных датчиков позволяют также сократить время одного измерения примерно в 5-7 раз. Так, время начала реагирования, постоянное время, время переходного процесса и полное время установления показаний для таких датчиков не превышают соответственно 10 с, 2 мин, 5 мин и 15 мин. Время одного измерения при применении известного устройства составляет от 75 до 100 мин, причем время установления равновесного состояния увеличивается с повышением активности воды пробы, а также с увеличением в пробе доли капиллярно связанной влаги.

Узмеритепьноя

Система

Составитель Е.Фатьянов

Редактор Ю.Ковач Техред И.Асталош Корректор А.Обручар

Заказ 3132/39 Тираж 897 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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