Устройство для определения момента свертывания молока

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к устройству для определения момента свертывания молока. Работа устройства основана на измерении перепада температур между двумя полупроводниковыми резисторами, один из которых подогревается. Превращение молока в гель резко уменьшает конвекционный отвод тепла от подогреваемого резистора и отражается в увеличении его температуры. Данное устройство позволяет легко использовать его для мониторинга процесса гелеобразования непосредственно в сырной ванне. 2 ил.

 

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно представляет собой прибор для определения момента свертывания молока.

В условиях промышленного производства контроль начала гелеобразования при свертывании молока чаще всего осуществляется визуально. Этот метод прост и доступен, но не позволяет достичь высокой точности и воспроизводимости, необходимой, например, для автоматического управления технологическим процессом.

Известен способ определения момента свертывания молока, основанный на непрерывном мониторинге его реологических характеристик [1]. Однако устройства, использующие этот способ, из-за наличия движущихся частей трудно применять непосредственно в сырной ванне.

Известно устройство для определения момента свертывания молока и готовности молочно-белкового сгустка к разрезке в процессе производства сыра и творога, датчик которого не содержит движущихся частей. Его действие основано на определении дисперсии скорости ультразвука на двух различных частотах [2]. Основным недостатком этого устройства является высокая чувствительность к естественным неоднородностям молока, например состоянию его жировой фазы или наличию пузырьков газа. Поэтому в чистом виде устройство может быть использовано лишь для лабораторных исследований коагуляции обезжиренного молока.

Целью изобретения является создание достаточно простого и, вместе с тем, чувствительного датчика вязкости молока, не содержащего подвижных частей, нечувствительного к естественным неоднородностям молока и пригодного для использования непосредственно в сырной ванне.

Поставленная цель достигается благодаря использованию термометрического датчика вязкости. Принцип работы датчика заключается в измерении разности температур между двумя помещенными в молоко термометрами, один из которых подогревается. Если в результате коагуляции вязкость молока увеличивается, интенсивность конвекционного переноса тепла уменьшается, а температура подогреваемого термометра и, следовательно, разность температур между двумя термометрами возрастает.

В качестве термочувствительных элементов в приборе используются полупроводниковые резисторы (термисторы) типа КМТ-17б. Для увеличения чувствительности устройство снабжено мостом переменного тока.

На фиг.1 представлена схема прибора, состоящая из элементов с номиналами: R1=4,7 кОм, R2=150 кОм, R3=150 кОм, R4=4,7 кОм, R5=2,7 кОм, R6=9,3 кОм, R7=9,3 кОм, R8=22 кОм, R9=22 кОм, R10=3,3 кОм, R11=22 кОм, R12=22 кОм, R13=9 Ом, R14=15 кОм, R15=240 кОм, R16=9,3 кОм, R17=5,9 кОм, R18=9,3 кОм, R19=9,3 кОм, R20=9,1 кОм, R21=58 кОм, R22=20 кОм, R23=1 кОм, C1=6,8 нФ, C2=10 нФ, С3=0,1 мкФ, C4=220 пФ, C5=68 нФ, C5=68 нФ, С6=0,1 мкФ, С7=68 нФ, C8=0,1 мкФ, С9=1000 мкФ, С10=470 мкФ, Т1-КТ361, T2-КТ361, T3-КТ361, T4-КТ315, T5-КТ315, Д1-КД503A, Д2, Д3-КЦ405Г, Д4, Д5-Д814Д.

Термочувствительные элементы помещены в стеклянные или металлические капсулы и оформлены в виде выносного датчика, погружаемого в молоко. На одной из капсул намотана константановая проволока R13, служащая нагревателем. Мощность, подводимая к подогреваемому нагревателю, поддерживается постоянной.

Особенностью схемы является ее питание переменным напряжением частотой примерно 1 кГц. Это обусловлено, во-первых, тем, что при длительном прохождении через термисторы постоянного тока происходит их поляризация. Во-вторых, при питании переменным током устраняются нестабильности операционного усилителя по постоянному току.

Сигналы с термочувствительных элементов подаются на два входа операционного усилителя. Благодаря включению термочувствительных элементов в противоположные плечи моста, сигналы подаются на входы синфазно. Поэтому схема реагирует только на дифференциальную составляющую, которая возникает после разбалансировки моста при свертывании молока.

Дифференциальная составляющая с выхода операционного усилителя используется для управления устройством сигнализации, которым в нашем приборе служит звуковой сигнал, получаемый непосредственным усилением дифференциальной составляющей. Порог срабатывания звукового сигнала определяется диодом Д3. Параллельно звуковому сигнализатору включен стрелочный индикатор для визуального наблюдения разбалансировки моста в момент свертывания. Выход прибора с помощью АЦП может быть соединен с компьютером для автоматического сбора данных.

На фиг.2 представлены характерная реограмма [1] и термограмма сычужного свертывания молока. Как видно из чертежа, информационно термограмма практически эквивалентна реограмме. Отсутствие явного разделения стадий III и IV является проявлением неразрушающего характера мониторинга процесса при помощи термометрического датчика вязкости. Стадия IV соответствует синеретическому расслоению и уплотнению сгустка. Известно, что для начала интенсивного отделения сыворотки необходимо механическое воздействие на сгусток, которое в случае ротационного вискозиметра обеспечивается подвижными элементами измерительной ячейки. В нашем устройстве механически движущиеся части отсутствуют, что приводит к затягиванию стадии метастабильного равновесия. С другой стороны, отсутствие подвижных частей позволяет легко использовать его для мониторинга гелеобразования непосредственно в сырной ванне.

ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. Табачников В.П. Физико-химическая интерпретация и метод исследования процессов свертывания молока // Труды ВНИИМС, 1973 - №12 - с.3-10.

2. Патент SU 840735, опубл. 13.09.1982 г.

Устройство для определения момента свертывания молока, содержащее измерительный блок и вторичный прибор, отличающееся тем, что измерительный блок содержит мост переменного тока, в противоположные плечи которого включены термочувствительные элементы, выполненные в виде термисторов, и операционный усилитель, входы которого подключены к термочувствительным элементам, а выход - к вторичному прибору, при этом термочувствительные элементы размещены в капсулах и одна из капсул снабжена обмоткой из константановой проволоки, служащей для нагревания.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к пищевой промышленности, используется для одновременного мониторинга активной кислотности и вязкости молока с целью точного определения момента свертывания.

Изобретение относится к сыродельной отрасли молочной промышленности. .

Изобретение относится к методам анализа различных объектов на содержание в них белков и может быть использовано в ряде отраслей пищевой промышленности, в частности молочной.

Изобретение относится к области ветеринарии. .

Изобретение относится к ветеринарному акушерству. .

Изобретение относится к области биохимии, в частности к биохимии молока, и касается оценки способности биологически активных веществ молока сдерживать рост микрофлоры, в частности кишечной палочки.

Изобретение относится к маслодельной отрасли молочной промышленности и предназначено для оценки цветовой характеристики сливочного и топленого масла. .

Изобретение относится к способам контроля качественных и количественных характеристик сливочного масла по кривым дифференциального термического анализа (ДТА). .

Изобретение относится к животноводству и ветеринарии и может быть использовано для диагностики мастита у коров
Изобретение относится к способам исследования пищевых продуктов, а именно молока и молочных продуктов колориметрическим методом

Изобретение относится к устройствам для непрерывного контроля процесса образования кислотно-сычужного сгустка при производстве сыров

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к производству молочнокислых продуктов, и может быть использовано при определении качества питьевых йогуртов

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано для установления факта фальсификации молочных, кисломолочных продуктов для детского и лечебного питания искусственными ароматизаторами

Изобретение относится к аналитической химии пищевых продуктов и может быть использовано для установления ранней порчи молочных и кисломолочных продуктов

Изобретение относится к аналитической химии пищевых продуктов и может быть использовано для анализа молочных и кисломолочных напитков на наличие в них искусственных ароматизаторов и для определения их кислотности с применением устройства «электронный нос» (матрица пьезосенсоров с дифференциальным алгоритмом обработки сигналов)

Изобретение относится к пищевой промышленности

Изобретение относится к контролю качества молока и молочных продуктов на загрязнение микотоксинами

Изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано при определении качества творожных сырков
Наверх