Устройство для экспресс-оценки качества продуктов питания



Устройство для экспресс-оценки качества продуктов питания
Устройство для экспресс-оценки качества продуктов питания

 


Владельцы патента RU 2548735:

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ "ДАГЕСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ" (ДГТУ) (RU)

Изобретение относится к аналитической аппаратуре. Устройство для экспресс-оценки качества продуктов питания включает в себя пьезоэлектрические преобразователи со щупами, генератор высокой частоты, генератор импульсов низкой частоты, смеситель, усилитель, преобразователь выходного сигнала, блок отображения информации. Смеситель выполнен с возможностью формирования на выходе сигнала для возбуждения сдвиговых поверхностных волн. Для этого первый его вход соединен с генератором низкой частоты через формирователь импульсного воздействия, выполненного с возможностью подачи низкочастотных прямоугольных импульсов, а второй вход соединен с выходом генератора высокочастотных синусоидальных колебаний. Счетчик соединен с двоично-десятичным дешифратором, выход которого соединен с входом блока отображения информации, выполненного в виде жидкокристаллического индикатора. Выход смесителя соединен с первым преобразователем из пяти, помещенным в центре контактной головки и являющимся источником поверхностных сдвиговых волн, приемниками которых одновременно являются четыре других преобразователя, установленных по окружности на одинаковом расстоянии от центрального, выходы которых соединены с усилителем в виде суммирующего усилителя. Усилитель соединен с преобразователем выходного сигнала, включающего интегратор, соединенный с входом триггера Шмидта, выход которого соединен с входом триггера для остановки счета. Достигается упрощение и повышение надежности оценки качества. 2 ил.

 

1. Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к аналитической аппаратуре, предназначенной для определения свойств, состава и строения веществ в промышленном производстве и в научных исследованиях.

2. Уровень техники

Существующие методы анализа качества продуктов питания используют стандартные современные аналитические приемы, такие как газовая хроматография, высокоэффективная жидкостная хроматография, масс-спектрометрия; употребление разнообразных хроматографических детекторов. Эти методы весьма трудоемки и длительны.

В качестве аналогов предлагаемого устройства рассматриваются технические средства для измерения вязкости. К аналогам можно отнести следующие: технические средства вискозиметрии, позволяющие оценить вязкость жидких сред в соответствии с гидродинамической теорией, и технические средства, основанные на измерении скорости распространения поверхностной акустической волны по поверхности исследуемой ткани (ультразвуковая вискозиметрия).

Наиболее близким к заявленному устройству является устройство, принцип работы которого основан на измерении скорости распространения поверхностной акустической волны по поверхности исследуемой ткани. Недостатком устройства-аналога является наличие только двух пьезопреобразователей, что создает сложности регистрации поверхностных сдвиговых волн из-за быстрого их затухания, с одной стороны, и необходимость проведения измерений для малых амплитуд смещения частиц исследуемой среды, с другой.

3. Раскрытие изобретения

Отличительной особенностью предлагаемого устройства является то, что контактная измерительная головка, накладываемая на исследуемую поверхность, содержит пять пьезопреобразователей со щупами. Один из них, расположенный в центре, является источником поверхностных сдвиговых волн, а остальные четыре преобразователя, установленные по окружности на одинаковом расстоянии от первого, являются приемниками этих волн (фиг.1). Это обеспечивает пространственное и временное суммирование колебаний, что повышает чувствительность прибора, помехоустойчивость и достоверность измерений. К тому же устройство является компактным, носимым, с малым потреблением тока и с автономным источником питания.

В основе разработанного устройства лежит метод оценки вязкоупругих свойств биоткани, основанный на измерении скорости распространения в ней поверхностной сдвиговой волны. В отличие от продольных акустических волн, распространяющихся в объеме среды, поверхностные сдвиговые волны затухают на расстоянии, равном нескольким длинам волны, что создает определенные трудности в изучении особенностей их распространения. Получают и регистрируют эти волны с помощью преобразователей биморфного типа, в которых используются пластины из пьезоэлектрического материала. Преобразователи снабжаются щупами, которые позволяют осуществить точечный контакт с исследуемым участком ткани. Исследования показывают, что сдвиговая упругость биологических тканей для малых амплитуд смещения частиц среды прямо пропорциональна квадрату распространения в ней акустической волны, возбуждаемой точечным осциллирующим преобразователем:

Е=ρkc2,

где Е - динамический модуль сдвига; k - коэффициент пропорциональности, зависящий от направления колебательного смещения частиц среды; ρ - плотность среды; c - скорость распространения сдвиговой волны.

4. Краткое описание чертежей

На фиг.1 представлена контактная измерительная головка. Структурная схема устройства для экспресс-оценки качества продуктов питания представлена на фиг.2.

5. Осуществление изобретения

Устройство работает следующим образом. На поверхность, например, мяса, накладывается контактная головка измерительного преобразователя (фиг.1, 1 - щуп пьезопреобразователя; 2 - пьезопреобразователи; 3 - кабель отведения). Контактная головка включает в себя пять преобразователей (ПП1-ПП5) 9-13 со щупами на концах для контакта с мясом, причем один из них (ПП1) 9, расположенный в центре, является источником поверхностных сдвиговых волн, а остальные, установленные по окружности на одинаковом расстоянии от первого, являются приемниками этих волн. Это обеспечивает пространственное и временное суммирование колебаний, что повышает чувствительность прибора, помехоустойчивость и достоверность измерений.

При нажатии кнопки «Пуск» происходит (см. фиг.2) счет импульсов счетчиком (СЧ) 5 от генератора (ГИС) 2. С выхода двоично-десятичного счетчика (СЧ) 5 импульсы подаются на дешифратор (ДШ) 7 и на четырехразрядный жидкокристаллический индикатор (ЖКИ) 14 для визуализации. Одновременно на выходе формирователя (ФИВ) 4 формируется огибающая радиоимпульсов питания центрального пьезопреобразователя (ПП1) 9. Импульсы питания формируются на выходе смесителя (С) 6, на второй вход которого подаются высокочастотные электрические колебания от генератора (ГВЧ) 1. Далее эти импульсы поступают на вход преобразователя (ПП) 9, который возбуждает сдвиговые колебания на поверхности мяса. В зависимости от вязкости мяса скорость распространения поверхностной волны имеет разные значения, эквивалентные текущей вязкости, фактически фиксируемой данным прибором. Для этого электрический сигнал с выхода суммирующего усилителя (СУ) 15 подается на вход интегратора (И) 16 и далее на триггер Шмидта (ТШ) 17, где формируется импульс, передним фронтом которого посредством триггера (Т) 3 останавливается счет.

Источники информации

1. Акопян В.Б., Ершов Ю.А. Основы взаимодействия ультразвука с биологическими объектами: Учеб. пособие. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2005. - 222 с.

2. Фридман Ф.Е., Гундорова Р.А., Кодзов М.Б. Ультразвук в офтальмологии. М.: Медицина, 1989. - 254 с.

3. Статья «Методики и технические средства оценки качества продуктов питания» в сб. научных статей в XXI Международной научно-практической конференции. - Пенза: ПДЗ, 2011. - 120 с.

Устройство для экспресс-оценки качества продуктов питания, включающее пьезоэлектрические преобразователи со щупами, генератор высокой частоты, генератор низкой частоты, смеситель, усилитель, преобразователь выходного сигнала, блок отображения информации, отличающееся тем, что смеситель выполнен с возможностью формирования на выходе сигнала для возбуждения сдвиговых поверхностных волн, для чего первый его вход соединен с генератором низкой частоты через формирователь импульсного воздействия, выполненного с возможностью подачи низкочастотных прямоугольных импульсов, а второй вход соединен с выходом генератора высокочастотных синусоидальных колебаний; вход счетчика соединен с двоично-десятичным дешифратором, выход которого соединен с входом блока отображения информации, выполненного в виде жидкокристаллического индикатора; выход смесителя соединен с первым преобразователем из пяти, помещенным в центре контактной головки и являющимся источником поверхностных сдвиговых волн, приемниками которых являются четыре других преобразователя, установленных по окружности на одинаковом расстоянии от центрального, выходы которых соединены с усилителем, выполненным в виде суммирующего усилителя, соединенного с преобразователем выходного сигнала, включающего интегратор, соединенный с входом триггера Шмидта, выход которого соединен с входом триггера для остановки счета.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области биотехнологии и может быть использовано для повышения эффективности и достоверности определения уровня токсикантов в воде, продуктах питания или физиологических жидкостях путем проведения твердофазного иммуноферментного анализа.

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для определения степени зрелости у сортов томатов с красной, желтой, оранжевой и коричневой окраской плодов.

Изобретение относится к области пищевой промышленности и предназначено для контроля качества зефира и мармелада. Способ определения предусматривает взвешивание 2,0-5,0 г образца изделия, помещение образца в мерную колбу объемом 1000 мл, добавление 100-200 см3 дистиллированной воды с температурой 50-70°С, тщательное перемешивание до растворения образца в течение 10-20 мин на водяной бане при температуре 75-85°С, фильтрацию раствора, доведение объема до метки дистиллированной водой и центрифугирование в течение 25-40 мин при скорости 3000-3500 об/мин, после чего прозрачный раствор переносят в емкость для проведения исследований состава органических кислот и макроэлементов методом капиллярного электрофореза с косвенным детектированием.
Способ определения механических микроповреждений зерна включает покрытие зерна металлическим нанопорошком с размером частиц 5-15 нм, очистку поверхности зерна от металлического порошка, определение количества порошка, оставшегося в микротрещинах зерна, для определения степени микроповреждения зерна.

Настоящее изобретение относится к детектору микроволнового излучения для измерения внутренней температуры образца белковосодержащего вещества, например мяса. Заявлено устройство тепловой обработки, предназначенное для тепловой обработки белковосодержащих пищевых продуктов (3) и включающее детектор (1) микроволнового излучения для измерения внутренней температуры белковосодержащего пищевого продукта (3), средство перемещения для транспортировки продуктов (3) через устройство в направлении перемещения (y-направление), так что продукты (3) проходят под неподвижным детектором (1), и средства воздействия на тепловую обработку, управляемые по сигналу детектора (1).

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к кондитерской отрасли, и может быть использовано для контроля качества пастильного изделия - зефира. Способ определения предусматривает взвешивание 2,0-5,0 г образца зефира.

Изобретение относится к способам стандартизации лекарственных препаратов, биологически активных добавок, премиксов, лекарственного растительного сырья, растительных масел, масляных экстрактов, изделий пищевой, химической и косметологической отраслей промышленности по содержанию основных жирорастворимых витаминов и может быть использовано в фармацевтической, химической, косметологической и пищевой отраслях промышленности для определения подлинности и степени чистоты жирорастворимых витаминов A, D2, E и β-каротина при совместном присутствии в одно- и многокомпонентных препаратах.

Изобретение относится к аналитической химии, конкретно к химическим индикаторам на твердофазных носителях, и может быть использовано для экспрессного определения металлов в водных средах и бензинах с помощью реагентных индикаторных трубок на основе хромогенных дисперсных кремнеземов.

Изобретение относится к чайной промышленности и может быть использовано при анализе черного и зеленого чая. Способ предусматривает экстрагирование полифенолов из измельченной пробы чая, определение концентрации полифенолов в экстракте колориметрическим методом с применением реактива Folin-Ciocalteu, причем при получении экстракта берут измельченную пробу чая массой 1,0-1,5 г и 50-75 см3 воды с температурой 95-100°С, настаивают в течение 5 мин при комнатной температуре и фильтруют, полученный экстракт разбавляют водой в 25 раз, отбирают 0,5-0,6 см3 разбавленного экстракта, добавляют к нему 3,0 см3 0,5 М раствора Na2CO3 и 0,3 см3 реактива Folin-Ciocalteu и через 2-3 мин измеряют оптическую плотность раствора при длине волны 765 нм, концентрацию полифенолов в разбавленном экстракте определяют по градуировочному графику зависимости оптической плотности раствора танина от массовой концентрации танина в растворе, количество полифенолов чая, перешедших в водный экстракт, выражают их массовой долей в анализируемой пробе чая X, % на сухое вещество, которую рассчитывают по формуле.

Изобретение относится к области пищевой промышленности и предназначено для выявления «картофельной» болезни хлеба. Способ включает выпекание хлеба и отбор проб мякиша от свежевыпеченного хлеба и хлеба, инкубированного при 37°C в течение 16-20 ч.

Изобретение относится к области пищевой промышленности и касается способа определения массовой доли моносахаридов в инвертном сиропе. Способ предусматривает взвешивание навески, растворение в дистиллированной воде, тщательное перемешивание до растворения навески, экстракцию в ультразвуковой бане, фильтрацию раствора и центрифугирование. После чего прозрачный раствор переносят в емкость для проведения исследований состава моносахаридов методом капиллярного электрофореза с косвенным детектированием и определяют массовую долю моносахаридов в инвертном сиропе по специальной формуле. Изобретение обеспечивает определение массовой доли моносахаридов в инвертном сиропе, сокращение времени на проведение исследований и повышение точности определения. 1 ил., 1 пр.

Изобретение относится к аналитической химии азота, в частности к определению общего азота в сельскохозяйственном сырье и продуктах его переработки. Способ характеризуется тем, что предусматривает термическое кислотное разложение пробы растительного образца, кратное разбавление пробы до содержания аммонийного азота не более 1000 мг/дм3 и выполнение анализа методом капиллярного электрофореза в кварцевом капилляре, эффективной длиной 0,5 м, внутренним диаметром 75 мкм с получением электрофореграммы, причем общий азот определяют по содержанию аммонийного азота и остаточному содержанию нитрат- и нитрит- ионов, причем для определения аммонийного азота используют водный раствор ведущего электролита, содержащий бензимидазол, 18-краун-эфир-6, сульфат натрия при положительном напряжении на капилляре 12 кВ и длине волны детектирования - 254 нм, а для определения методом капиллярного электрофореза остаточного содержания нитрат- и нитрит-ионов применяют водный раствор ведущего электролита, содержащего хромат калия, уротропин и Трилон Б при отрицательном напряжении на капилляре 14 кВ и длине волны детектирования -254 нм. Достигается повышение экспрессности, достоверности и информативности анализа. 6 пр., 1 табл., 2 ил.

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к определениию свежести рисовой крупы. Для этого отбирают пробу крупы и варят в воде в соотношении 1:3 в течение 15-20 мин для усиления аромата, а затем охлаждают до температуры 20-25°C. Затем отбирают пять образцов по 5 г каждый в пять виал и помещают их в автоматическое устройство отбора проб. Анализ проводят с использованием мультисенсорной системы распознавания компонентов газовых смесей типа «VOCmeter». Пробы нагревают до температуры 50-55°C в течение 10-20 мин и пропускают летучие вещества через четыре неселективных металл-оксидных сенсора. Электрическая проводимость чувствительного слоя сенсоров изменяется в присутствии летучих компонентов образца и преобразовывается в электрический сигнал. Далее сигнал обрабатывают на компьютере и сравнивают методом главных компонент с данными для эталонных образцов. Отчет получают в виде диаграммы, по которой определяют координаты центра тяжести кластера из пяти точек, соответствующего центру кластера по оси главных компонент. Рисовую крупу считают свежей, если центр тяжести кластера не превышает 25000 условных единиц. Изобретение обеспечивает количественное определение свежести рисовой крупы, а также сокращает длительность и трудоемкость анализа. 2 пр., 4 ил.

Изобретение относится к пищевой промышленности. Согласно способу отбирают пробу гречневой крупы, варят в воде в соотношении 1:3 в течение 15-20 мин для усиления аромата, охлаждают до температуры 20-25°C, раздельно помещают по 5 г пробы в пять виал, опускают виалы в автоматическое устройство отбора проб мультисенсорной системы распознавания компонентов газовых смесей типа «VOCmeter», нагревают до температуры 50-55°C в течение 10-20 мин, отбирают из емкостей летучие вещества, пропускают их через четыре неселективных металл-оксидных сенсора, реагирующих на летучие компоненты образца изменением электрической проводимости чувствительного слоя, которая преобразовывается в электрический сигнал. Далее регистрируют сигнал на компьютере, обрабатывают, сравнивают с эталонными образцами методом главных компонент, получают отчет в виде диаграммы, по которой определяют координаты центра тяжести кластера из пяти точек, соответствующего центру кластера по оси главных компонент, и устанавливают свежесть гречневой крупы. Причем гречневую крупу считают свежей, если центр тяжести кластера не превышает 45000 условных единиц. Достигается повышение точности, а также ускорение и упрощение определения. 4 ил., 2 пр.
Изобретение относится к области биохимии и микробиологии, а именно к выявлению бактерий рода Salmonella. Для этого проводят обогащение сальмонелл в неселективной питательной среде, содержащей забуференную пептонную воду и компонент для продуцирования кислоты сальмонеллами. Закисление рН среды реакции указывает на наличие сальмонелл. В качестве компонента для продуцирования кислоты сальмонеллами используют пропиленгликоль, 0,6 г которого вводят во флаконы с 225 мл готовой забуференной пептонной воды. Изобретение позволяет сократить срок выявление бактерий рода Salmonella в пищевых продуктах с 48 до 24 часов. 3 пр.
Изобретение относится к области определения качества кормов. Техническим результатом является сокращение времени пробоподготовки и проведения анализа в наиболее адекватной «in-vivo» тест-системе с получением полной информации по интегральному показателю качества - биологической полноценности корма. Для этого исследуемые пробы вносят в инкубационную среду для выращивания чайного гриба штамма Medusomyces Gisevii Lindau, инкубируют микроорганизм в течение 12-14 суток и затем биомассу гриба взвешивают и по кратности значений биомассы гриба в опыте и контроле (г) определяют коэффициент эффективности (КЭ). По коэффициенту эффективности, равному 1,1-1,6, судят о низком качестве кормов; 1,7-2,5 - о среднем качестве; 2,6-3,0 - хорошем качестве и 3,1-4,0 - высшем качестве кормов. 8 пр.

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для объективной оценки степени зрелости различных ботанических сортов томатов при высокоточном отборе плодов необходимой стадии зрелости. Способ оценки степени зрелости плодов томата заключается в измерении максимума медленной индукции флуоресценции хлорофилла и его вариабельности, при этом стадия незрелых плодов характеризуется высокими значениями максимума медленной индукции флуоресценции хлорофилла при его низкой вариабельности; стадия, предшествующая созреванию, характеризуется средними значениями максимума медленной индукции флуоресценции хлорофилла при его высокой вариабельности; а стадия полного созревания - низкими значениями максимума медленной индукции флуоресценции хлорофилла при его низкой вариабельности. Разделение плодов на группы зрелости внутри каждой стадии проводят в соответствии со следующими критериями: для двух первых стадий созревания - чем меньше максимум медленной индукции флуоресценции хлорофилла, но выше его вариабельность, тем более зрелый плод; для стадий полного созревания - чем меньше максимум медленной индукции флуоресценции хлорофилла, но ниже его вариабельность, тем более зрелый плод. Изобретение позволяет повысить точность и эффективность анализа степени зрелости томатов посредством количественной оценки функционального состояния плодов по оптическим характеристикам. 5 табл., 1 пр.
Наверх