Способ определения значения числа падения



Способ определения значения числа падения
Способ определения значения числа падения
Способ определения значения числа падения
Способ определения значения числа падения
Способ определения значения числа падения
Способ определения значения числа падения
Способ определения значения числа падения
Способ определения значения числа падения
Способ определения значения числа падения
Способ определения значения числа падения
Способ определения значения числа падения
Способ определения значения числа падения
Способ определения значения числа падения
Способ определения значения числа падения
Способ определения значения числа падения
Способ определения значения числа падения

 


Владельцы патента RU 2629312:

Общество с ограниченной ответственностью "Биофизическая аппаратура" (RU)

Изобретение относится к области испытаний и исследований, а именно к способам измерения числа падения для контроля качества зерновых культур по альфа-амилазной активности. Способ заключается в том, что навеску размолотого зерна или муки помещают в пробирки и заливают дистиллированной водой комнатной температуры, пробирки закрывают резиновыми пробками и встряхивают до получения однородной суспензии. Полученную суспензию в пробирках без пробок нагревают на водяной бане и перемешивают шток-мешалками до клейстеризации. Затем шток-мешалки автоматически отпускаются и под собственным весом они начинают опускаться вниз. При этом измеряется время падения шток-мешалки в пробирках, после чего определяют истинное число падения по формуле:

где ЧПист - истинное число падения при температуре кипения воды 100°C,

ЧПтек - число падения, полученное при текущей температуре кипения воды,

тек - текущая температура кипения воды, °C. Достигается повышение достоверности и надежности определения. 8 ил., 6 табл.

 

Изобретение относится к области испытаний и исследований, а именно к способам измерения числа падения для контроля качества зерновых культур по альфа-амилазной активности, и может быть использовано на хлебоприемных, хлебопекарных, сельскохозяйственных предприятиях, предприятиях по переработке зерна, а также в других перерабатывающих отраслях.

Известны способы измерения числа падения для контроля качества зерновых культур по альфа-амилазной активности, описанные в ТУ 4215-006-172147768-98 (ПЧП-3) и ТУ 4215-045-17214768-2008 (ПЧП-7).

Известен способ калибровки измерений числа падения тестера (патент № CN 02520127 от 27.06.2012 г.). Способ калибровки измерений включает в себя следующие этапы: подготовка тестера для калибровки в среде при комнатной температуре 10-30°C. В процессе калибровки следят, чтобы изменение температуры не превышало 5°C, относительная влажность в помещении была в диапазоне 20-85%, а также отсутствие магнитного поля или механической вибрации в окружающей среде. Затем выполняют следующие этапы: 1 - калибровка таймера числа падения тестера; 2 - калибровки температуры водяной бани; 3 - калибровка общего количества числа падения тестера; и 4 - обработка результатов измерений, путем усреднения результатов испытаний в первом, втором и третьем этапах для получения точного результата числа падения тестера. Описанный способ позволяет уменьшить погрешности при последующем измерении числа падения.

Известно устройство для измерения числа падения (патент RU №2568941, 02.09.2014), которое состоит из водяной бани в кожухе с крышкой, блока механического управления и блока электронного управления. На кожухе водяной бани установлен индикатор уровня для визуального контроля воды в бане. Крышка водяной бани имеет гнезда для установки кассеты с пробирками и пароотводную полость со встроенной петлей водяного охлаждения. Для проведения исследований водяную баню через отверстие для пробирок заполняют дистиллированной водой и проверяют уровень воды в бане по индикатору уровня. Две вискозиметрические пробирки устанавливают в кассеты; устройство включают в сеть. Индикатор на блоке электронного управления показывает значение текущей температуры в процессе нагрева. При достижении необходимой для дальнейших действий температуры происходит смена надписи, информирующая о готовности прибора к работе. В каждую пробирку помещают навеску размолотого зерна или муки в соответствии с ГОСТ 30498-97 и заливают дистиллированную воду комнатной температуры. Пробирки закрывают резиновыми пробками и встряхивают до получения однородной суспензии. Пробирки с суспензией (без резиновых пробок) устанавливают в подставку с кассетой и опускают в гнезда на крышке водяной бани. Пробирки нагреваются в водяной бане, а блок механического привода осуществляет перемешивание суспензии с помощью шток-мешалок, что вызывает ее клейстеризацию. Далее механический блок устройства в автоматическом режиме отпускает шток-мешалки, которые под собственным весом начинают опускаться вниз. Длительность падения шток-мешалок определяется вязкостью клейстера, зависящей от активности альфа-амилазы, разжижающей клейстер. Счет падения каждой из шток-мешалок продолжается до срабатывания соответствующего датчика нижнего положения, останавливающего счет времени в своем канале. Среднее время падения шток-мешалок в клейстеризирующейся суспензии является определяемым числом падения.

Однако описанные выше способы измерения числа падения не позволяют учитывать влияние атмосферного давления на конечный результат, что приводит к получению недостоверных данных при измерении числа падения.

На определяемое значение числа падения влияет температура кипения воды, которая, в свою очередь, зависит от атмосферного давления. Поскольку атмосферное давление и, соответственно, точка кипения воды в разных районах могут быть разными, то это приводит, особенно на больших высотах над уровнем моря, к превышению показания числа падения над истинным значением (полученном при 100°C) более чем на 18% в интервале от 100 до 95°C (рис. 1 и рис. 2). Данный температурный интервал соответствует показаниям давления от 760 до 630 мм рт.ст. и высоте от 0 до 1500 м над уровнем моря. Приведенные данные получены в испытательной термобарокамере ТБК-8А.

Краткое описание графических изображений.

Рис. 1. Зависимость значения числа падения пшеницы от температуры кипения.

Рис. 2. Зависимость значения числа падения ржи от температуры кипения.

Рис. 3. Показания ЧП зерна пшеницы 1 класса и тренд расчетного значения числа падения с учетом поправочного коэффициента Кп.

Рис. 4. Показания ЧП зерна ржи 1 класса и тренд расчетного значения числа падения с учетом поправочного коэффициента Кп соответствуют ГОСТ 30498-97.

Рис. 5. Показания числа падения помола зерна пшеницы 1 класса и расчетные значения. Допустимые отклонения соответствуют ГОСТ 30498-97.

Рис. 6. Показания числа падения и расчетные значения числа падения. Допустимые отклонения соответствуют ГОСТ 30498-97.

Рис. 7. Показания числа падения муки пшеничной высшего сорта и расчетные значения. Допустимые отклонения соответствуют ГОСТ 30498-97.

Рис. 8. Показания числа падения муки ржаной высшего сорта и расчетные значения Допустимые отклонения соответствуют ГОСТ 30498-97.

Существующий способ определения числа падения предлагает следующее решение данной проблемы: температура кипения воды в водяной бане доводится до 100°C путем добавления в нее этиленгликоля или глицерина в определенных пропорциях.

Применение этиленгликоля имеет ряд сложностей. Данное вещество является ядовитым, горючим, его пары в соединениях с воздухом взрывоопасны. Утечки и слив на землю этиленгликоля резко ухудшают экологию. ГОСТ 28084-89 прямо указывает на то, что этиленгликоль "ядовит, обладает наркотическим действием, может проникать через кожные покровы". Он разрушает нервную систему, печень, почки, отрицательно влияет на другие органы и функции организма человека. Применение этиленгликоля требует специальных условий его хранения, а также соблюдения персоналом требований безопасности.

Использование этиленгликоля или глицерина имеет еще один немаловажный негативный эффект для определения числа падения. Уплотняя среду кипения, т.е. повышая температуру кипения в водяной бане, данные вещества никак не влияют на суспензию и температуру кипения внутри пробирок. Таким образом, кипение в пробирках, отсутствующее при нормальных условиях, при использовании этиленгликоля или глицерина начинается раньше закипания жидкости внутри водяной бани или одновременно с ней.

Кипение исследуемой суспензии внутри пробирок выталкивает шток-мешалки вверх с последующим резким их падением в пустоты, образующиеся после разрыва воздушных пузырей, и делает невозможным определение истинного значения числа падения.

Для устранения искажения показаний числа падения, возникающего в результате изменения температуры кипения воды и атмосферного давления, необходимо использовать такую систему, которая бы корректировала показания числа падения в зависимости от точки кипения воды в водяной бане измерительного устройства, без добавления специальных уплотняющих среду кипения веществ.

Настоящее изобретение направлено на достижение технического результата, заключающегося в определении истинного значения числа падения путем коррекции измеренного значения, что обеспечивает единообразие, точность и безопасность проведения измерений с соблюдением экологических и физических требований.

Заявляемый способ определения числа падения заключается в том, что навеску размолотого зерна или муки помещают в пробирку и заливают дистиллированной водой при комнатной температуре, пробирку встряхивают до получения однородной суспензии. Полученную суспензию нагревают на водяной бане и перемешивают шток-мешалкой до клейстеризации. Затем отпускают шток-мешалку и она под собственным весом начинает опускаться вниз. При этом измеряют время падения шток-мешалки в пробирке, после чего определяют истинное число падения по формуле:

где ЧПист - истинное число падения при температуре кипения воды 100°C,

ЧПтек - число падения, полученное при текущей температуре кипения воды,

тек - текущая температура кипения воды, °C.

В ходе многочисленных экспериментов была установлена зависимость:

где ЧПтек - число падения, полученное при текущей температуре кипения воды,

ЧП100 - число падения, полученное при температуре кипения воды 100°C,

тек - текущая температура кипения воды, °C,

Kп - поправочный коэффициент.

Поправочный коэффициент Kп был рассчитан на основе выявленной зависимости изменения показания числа падения от температуры кипения воды, составляющей 4% от значения числа падения при 100°C на каждый градус отклонения температуры кипения воды от данной величины. Таким образом, поправочный коэффициент Кп для подстановки в формулу вычисления (1) принят равным 0,04.

Кп=0,04, тогда

Для приведения текущих показаний числа падения к показаниям числа падения при 100°C получена формула, использующая поправочный коэффициент Кп и учитывающая отклонение температуры кипения воды в водяной бане от значения 100°C:

где ЧПист - истинное число падения при температуре кипения воды 100°C,

ЧПтек - число падения, полученное при текущей температуре кипения воды,

тек - текущая температура кипения воды, °C.

В реальных приборах такие вычисления осуществляют с помощью микроконтроллера. В процессе определения числа падения датчик температуры, встроенный в водяную баню прибора для определения числа падения, передает информацию микроконтроллеру, производящему коррекцию значений в зависимости от показаний температуры кипения воды по формуле (3) и выводит данную информацию на монитор прибора.

Результаты проведенных исследований указаны в таблицах 1, 2 и в виде графиков на рис. 3, рис. 4.

В соответствии с ГОСТ 30498-97 коридор допустимых отклонений (10%) составляет ±5%.

В дальнейшем заявляемое техническое решение поясняется подробным описанием конкретных, но не ограничивающих настоящее решение, примеров его выполнения.

Измерения числа падения осуществлялись в следующей последовательности: навеску размолотого зерна или муки помещали в две пробирки и заливали дистиллированной водой комнатной температуры. Обе пробирки закрывали резиновыми пробками и встряхивали до получения однородной суспензии. Затем резиновые пробки снимали и устанавливали пробирки в устройство для нагрева пробирок на водяной бане. В пробирки опускали шток-мешалки, осуществлявшие перемешивание до клейстеризации. Затем шток-мешалки в пробирках отпускали и они под собственным весом опускались вниз. При этом измеряли время падения шток-мешалок в пробирках, полученные значения усреднялись и полученное значение числа падения передавалось на вход микроконтроллера устройства, также в микроконтроллер передавали значение температуры кипения воды, после чего микроконтроллер вычислял истинное число падения по формуле:

где ЧПист - истинное число падения при температуре кипения воды 100°C,

ЧПтек - число падения, полученное при текущей температуре кипения воды,

тек - текущая температура кипения воды, °C.

Истинное значение числа падения выводилось на экран измерительного устройства.

Пример 1

Прибор для определения числа падения, например ПЧП-7, был помещен в испытательную термобарокамеру ТБК-8А. В барокамере были созданы атмосферные условия, соответствующие разным высотам над уровнем моря и атмосферному давлению, с фиксацией по датчику температуры по шести точкам кипения воды (дискретно): 100, 99, 98, 97, 96 и 95 градусов Цельсия, и проведено определение числа падения по ГОСТ 30498-97 в каждой из указанных точек. Для эксперимента был взят помол зерна пшеницы 1 класса.

В соответствии с заявленной формулой для каждого значения температуры кипения были рассчитаны значения истинного числа падения, а также значения промежуточных точек, данные приведены в Таблице 3 и на рис. 5.

Пример 2

Были проведены исследования, аналогичные указанным в примере 1, с помолом зерна ржи 1 класса. Результаты приведены в таблице 4 и на рис. 6:

Все расчетные значения укладываются в коридор допустимых отклонений по ГОСТ 30498-97, что подтверждает релевантность примененной формулы.

Пример 3

Были проведены исследования, аналогичные указанным в примере 1, для муки пшеничной высшего сорта. Результаты приведены в таблице 5 и на рис. 7.

Все расчетные значения укладываются в коридор допустимых отклонений по ГОСТ 30498-97, что подтверждает релевантность примененной формулы.

Пример 4.

Были проведены исследования, аналогичные указанным в примере 1, для муки ржаной высшего сорта. Результаты приведены в таблице 6 и на рис. 8.

Все расчетные значения укладываются в коридор допустимых отклонений по ГОСТ 30498-97, что подтверждает релевантность примененной формулы.

Заявленный способ определения числа падения позволяет получить истинное значение, не зависящее от изменений атмосферного давления.

Способ определения числа падения заключается в том, что навеску размолотого зерна или муки помещают в пробирку и заливают дистиллированной водой при комнатной температуре, пробирку встряхивают до получения однородной суспензии, нагревают на водяной бане и перемешивают шток-мешалкой до клейстеризации, отпускают шток-мешалку, которая под собственным весом начинает опускаться вниз, и измеряют время падения шток-мешалки в пробирке, после чего определяют истинное число падения по формуле:

,

где ЧПист - истинное число падения при температуре кипения воды 100°C,

ЧПтек - число падения, полученное при текущей температуре кипения воды,

тек - текущая температура кипения воды, °C.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано на мукомольных предприятиях и на предприятиях по изготовлению макаронных изделий. Пробу муки, отобранную дозатором, помещают в кювету, дно которой выполнено из оптического стекла, уплотняют пробу поршнем дозатора с получением ровного слоя муки на дне, помещают кювету на шаблон - фиксатор, установленный на поверхность стекла экспонирования сканера, сканируют поверхность дна кюветы с получением изображения в цифровой форме, анализируют полученное изображение с выявлением его цветовых характеристик, которые сравнивают с ранее полученными цветовыми характеристиками эталонных образцов с определением содержания примеси по результатам сравнения.

Изобретение относится к определению в зерновых культурах и семенах скрытой зараженности, обусловленной повреждением насекомыми вредителями, с помощью рентгенографии в зерноперерабатывающей промышленности и семеноводстве.

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Устройство для определения количества клейковины в зерне включает источник света 1, рассеиватель 2, кювету 3, два светофильтра 4 и 5 для пропускания излучения в диапазонах 400-600 нм и 600-850 нм, два фотоприемника 6 и 7 для приема излучения в указанных диапазонах и измерительное устройство 8.

Изобретение относится к хлебопекарной промышленности, в частности к определению количества и качества клейковины в зерне пшеницы. Для этого проводят измельчение зерна для получения муки с последующим просеиванием средней пробы через сита.

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано для установления возможности переработки в муку и комбикорма зерна пшеницы, пораженного головней.

Изобретение относится к области пищевой промышленности и предназначено для определения зараженности зерна возбудителями «картофельной» болезни хлеба. Способ включает приготовление водного смыва бактерий с пробы зерна, фильтрацию и пастеризацию смыва для уничтожения вегетативных форм бактерий, инокуляцию срезов хлеба пастеризованными смывами с зерна и увлажнение контрольных срезов хлеба стерильной водой, инкубирование их при 40°С в течение 12 ч.

Группа изобретений относится к области инкубации проб воды. Предложен инкубатор для проб воды и способ инкубации проб воды.

(57) Изобретение относится к пищевой промышленности и предназначено для определения количества клейковины в пшеничной муке. Способ предусматривает отбор пробы муки и размещение их в емкостном датчике.

Группа изобретений относится к системе и к способу охарактеризовывания частиц в потоке продуктов помола зерна в установке для его помола, где охарактеризовывание включает в себя охарактеризовывание частиц зерна по размеру.
Изобретение относится к мукомольной и хлебопекарной промышленностям, в частности к способам определения твердозерности пшеницы. .

Изобретение относится к устройствам для непрерывного контроля процесса структурообразования молочно-белкового сгустка при производстве сыров и другой молочной продукции.

Изобретение относится к области исследования степени загрязнения легко текучих смазочных материалов продуктами изнашивания пар трения механических систем, например в двигателях, механизмах, машинах и приборах.

Изобретение относится к области измерительной техники, предназначено для измерения вязкости различных связных грунтов и может быть применено при проведении инженерных изысканий для строительства зданий и сооружений.

Изобретение относится к области определения вибрационным методом сдвиговой вязкости небольших объемов жидкости в локальной области при одновременном измерении ее температуры.

Изобретение относится к области измерительных средств, в частности для измерения вязкости жидких сред при различных температурах и прозрачности. Для достижения технического результата в корпусе (1) вискозиметра установлен теплоизолированный снаружи нагреватель (2) с цилиндрической полостью (5), в которую помещен установленный на платформе (7) цилиндрический стакан (6) для исследуемой жидкости.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к анализаторам для автоматического определения показателей гемостаза (коагуляторам). .

Изобретение относится к области измерительной техники и предназначено для измерения вязкости различных жидкостей. .

Изобретение относится к области экструдирования материалов растительного происхождения и может быть использовано для определения свойств экструдируемых древесных опилок.

Изобретение относится к ультразвуковым средствам измерения вязкости жидких сред, а более конкретно к магнитострикционным вискозиметрам, и предназначено для контроля в реальном масштабе времени работоспособности рабочих жидкостей, в частности гидравлического, компрессорного, трансмиссионного, моторного и трансформаторного масла, а также для контроля технологических процессов переработки материалов.

Изобретение относится к способу и может быть использовано, например, при контроле и управлении технологическими процессами на предприятиях пищевой промышленности для оценки вязкости жидких оптически непрозрачных суспензий, а также при проведении научно-исследовательских работ.
Наверх