Способ определения содержанияжира b молоке и устройство дляего осуществления

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциапнстычесиинРеспублии пц 849078 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(72) Автор изобретения А, К. Волик Кубанский ордена Трудового Красного Знамени сельскохозяйственный институт(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ЖИРА В МОЛОКЕ И. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Изобретение относится к контролю качества молока и молочных продуктов, в частности к способам определения содержания жира в молоке, и может найти применение как в научных лабораториях, так и на предприятиях молочной промышленности.5Известен способ определения содержания жи. ра в молоке, предусматривающий отбор пробы, пропускание через нее ИК лучей и раздельное измерение интенсивностей прямопро.1 О шедшего н рассеянного световых потоков 1).Известно также устройство для определе.- ния содержания жира в молоке, содержащее источник света, кювету для исследуемого про. дукта, датчики прямопрошедших и рассеянных лучей, блок формирования сигналов, регистрирующий прибор и блок литания 11);Однако известный способ н устройство не обеспечивают необходимой тоеюсти.Цель изобретения - повышение точностиизмерения.Укаэанная цель достигается тем, что в известном способе, предусматривающем отбор пробы, пропусканпс через нее ИК лучей и 2раздельное измерение интенсивностей прямо. прошедшего и рассеянного световых потоков, осуществляют модулирование пропускаемьх ИК лучей с длинами волн 0,95 мкм н 5,73 мкм на частотах 100 кГц н 50 кГц со ответственно, попарно суммируют величины интенсивностей прямопрошедшего и рассеянного световых потоков при соответствующих длинах волн и частотах и определяют разность полученных величин, а содержание жира устанавливают по величине вычисленной разности н модулированной величине интенсивности рассеянного светового потока с длиной волны 0,95 мкм на частоте 100 кГц.Устройство для определения содержания жи. ра в молоке, содержащее источник света, кюзету для исследуемого продукта, датчики прямопрошедших и рассеянных лучей, блок фор. мнрования сигналов, оегистрирующий прибор и блок питания, дополнительно снабжено источником света, кварцевым генератором, делителем частоты, фильтрами и сумматорами, при этом оба источника света расположены перпендикулярно поверхности кюветы, датчик пря849078 15 35 3мопрошедших лучей смонтирован на датчикерассеянных лучей, а в последнем предусмотрено центральное отверстие, соосное оптическойоси источников света.Кроме того, в качестве источников светаиспользованы светодиоды.На чертеже изображена блок. схема устрой 11 рн осуществлении способа определениясодержания жира в молокеотбирают пробумолока, ИК лучи с длинами волн 0,95 мкм,соответствующими максимальному рассеяниюи 5,73 мкм - дифференцированному поглощению модулируют частотамн 100 кГц и50 кГц соответственно и пропускают черезпробу молока,Приэтоыфо -ф, +Ф, +Фгде Фо - световой поток, пропускаемый через пробу молока;Ф, - прямопрошедший световой поток; 20Фг - рассеянньй световой лоток;Фг - поглощенный световой поток,Световые потоки разделяются:Фо 1 Ф 11 + Ф 21 + Фз 1фог ф 2 + Фгг, + фзг 25На выходеиз пробы молока рассеянныйи прямопрошедший световые потоки преобра.эуются в электрические сигналы, для разделения которых в зависимости только от одногопараметра ( Х ) их фильтруют цо частотам 30модуляции 100 кГц и 50 кГи и получают соотг 00 5 д 100 5 Оветственно сигналы Фг Фгг Ф 11 фгСигналы, соответствующие прямопрошедшемуи рассеянному световым потокам, для каждой длины волны, попарно суммируютоо Фоо, Фго + Ф 5 о21 : 12 гги находят разность 9 т полученных результатовРОО ОО 5 й УО11 21 12 22соответствующую дифференцированному погло.щению жировой частью молока при равенстве 40Фо и Фог - потоков излучения для различных длин волн Фп = Фзг - Ф 21Фогфо 1 + Ф 1 1 - Ф 12 + Фг 1 - Фг гНа бЛОКформирования подаются сигналы, соответствующие рассеяннОму световому потоку Ф 21 при 45длине волны 0,95 мкм, на которой наблюдается максимальное рассеяние жировыми шари.каин, и дифференцироваиюму поглощениюжировой частью Фп при даве воаы 5,73 мкм.. Таким образом, на входе блока формировання сигнала.имеются электрические сигналы,изменяющиеся в, соответствии с интенсивностя.ми рассеяния жировыми шариками и диффереи.цироваиного поглощения по следующим зависимостям, 55 Для рассеянияа а:а -- -Г - Э вп- ю -- кОРА 1;с у .уех 4(4,)ехеп х о" д агде 1 о, - интенсивность излучаемого на по-верхность пробы светового потокаФо для лучей с длиной волны 3,;1 р, - интенсивность рассеянного светового потока Фг, для лучей с длиной волны 4. под углом а;ц ф 2,296875 10где п й по - . показатели преломления молока и жировых шариков;Ь = К (1,с) 7,291835;где д - диаметр жирового шарика;Д - концентрация жира в молоке;- 33,5 мкм- объем жирового шариХка;1 - 0,95 мкм - длина волны излучения;Е - расстояние от пробы до датчика.Для поглощения1 пг, 1 ог - 1 ог,егде 1 ог - интенсивность излучаемого на по.верхность пробы светового потокаФог дпя длины.волны 5,73 мкм;1 пг - щтенсивность поглощенного светового потока Фгг для длины волны5,73 мкм жировой частью молока;А - коэффициент поглощения для жира;С - концент 1 ация жира в молоке;Ь - толщина слоя пробы ьрлока.Решение системы двух. независимых уравнений, характеризующих содержание жира в молоке по факторам рассеяния и дифференци-.рованного поглощения жировой .частью молока, позволяет существенно повысить точностьизмерения.Устройство для оцределеиия содержанияжира в молоке, содержит источники 1 и 2света, кювету 3 для исследуемого продукта,датчик 4 прямопроиеппих лучей, смонтиро.ванный на датчике 5 рассеянных лучей, приэтом в последнем предусмотрено центральноеотверстие 6, соосиое оптической оси источ.ников света, блок 7 формирования. сигналов,регистрирующий прибор 8, блок 9, питания,кварцевый генератор 10, делитель 11 частоты,фильтры 12 - 15 и сумматоры 16 - 18.При этом в качестве источников света ис.пользоваиы светодиоды.Кваревьй генератор 10 имеет частоту ко.лебаний 100 кГц а делитель 11 частоты на вы.ходе имеет частоту колебаний 50 кГц. Генератор модулирует светодиод 1, выполненныйиз арсенидгалия ЯаАв длиной волны0,95 мкм, а делитель 11 частоты - свето.диод 2, выполненный из теллурида свинцаИТе с дащой волны 5,73 мкм, По ходулучей светодиодов, перпендикулярно к ним,установлена кювета 3 с пробой молока, закоторой расположены плоские фотодиоды 4и 5,849078 б ванного поглощения жировои частые молока, что существенно повышает точность измерения,Формула изобретения3Фотоднод 5, датчик рассеянных световых лучей, соединен с фильтром 12, настроенным на частоту 100 кГц, и фильтром 13, настроенным на частоту 50 кГц, Фотодиод 4, датчик нрямопрошедших световых лучей, соединен с фильтром 14, настроенным на частоту 100 кГц, и фильтром 15, настроенным нв частоту 50 кГц. Фильтры 12 н 14 соединены с сумматором 16, а фильтры 13 н 15 соедине. ны с сумматором 17, в которых их сигналы щф суммируются. Сумматоры 16 и 17 соединены с сумматором 18, где происходит вычитание их сигналов. Фильтр 12 и сумматор 18 соединены с блоком 17 формирования сигналов, к которому подключен рещстрирувлцнй прибор 1 з 8, Питанйе осуществляется от стабилизированного блока 9 питания.Устройство работает следуницим образом.Пробу молока помещают в кювету 3:, Све. товые потоки из светодиодов 1 и 2, промодулированные кварцевым генератором 0 и делителем 11 частоты, п 1 хходя через кювету с пробой молока, рассеиваются и погло. щаются.Рассеянный световой поток воспринимается Зв датчиком 5, электрический сигнал разделяется фильтрами 12 и 13. Нрямопрошедший световой поток воспринимается датчиком 14, элек-. трический сигнал разделяется фильтрами 14 и 5. От суммы сигналов фильтров 12 и 13,;щ полученной в сумматоре 16, вычитается в сумматоре 18 сумма сигналов фильтров 13 и 14, полученная в сумматоре 17, На блок 7 формирования сигналов подаются сигналы с фильтра 12 и сумматора 18, зависимость изменения Э которых описывается системой двух независимь 1 х уравнений, выражающих рассеяние и дифференцированное поглощение,жировой частью молока. Решение системы уравнеимй блоком 7, в котором целесообразно применять и элементы цифровой вычислительной жаакн, позволяет определить содержание жира в молоке с высокой точностью.Одновременное использование факторов ряс. сеяния и поглощения позволяет получить сн- в стему двух независимых уравнений от рассеяния жировыми шариками и днфференциро 1. Способ определения содержания жира вмолоке, предусматривающий отбор пробы, про.пускание через нее ИК лучей, раздельное из.мерене интенсивностей прямопрошедшего и раасееаого световых потоков, о т л и ч а ющ и й с я теМ, что, с целью повышения точности измерения, осуществляют модулированнепропускаемых ИК лучей с длинами волн0,95 ыкм и 5,73 мкм иа частотах 100 кГци 50 кГц соответствено, попарно.суммируютвеличины игесвостей нрямопрошедпюгои рассеяого световых потоков при соответствующих длинах волн и. частотах и одределлют разость получешшх величин, а содержаще жира устанавливают по величиневычисленной разости модулированной велеще интенсивности рассеянного светового нотока е днион волы 0,95 мкм на частотеЮО кГц;2, Устройство для осуществления способао и, 1, содержащее источник света, кюветудяя исспедуемого продукта датчики прямопро.шедших и рвссеинных лучей, блок формнровашя ситалов, регистррующнй прибор иблок питания, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения точности иэмереащ, оно донащнгельно снабжено источникомсвета, кварцевым генератором, делителем частоты, фильтрами и сумматорами, при этомоба источника света расположены нерпендикулярио поверхности кюветы, датчик нрямопрошедших лучей смонтирован на датчикервссеяшшх лучей, а в последнем предусмотфрено нввтрвяьое отверстие, соосное онтичес-,кой осн нсточюпсов света,3. Устройство по и, 2; о т л н ч а ющ е е с я тем, что в качестве источников.света использованы светодиоды.Иснчки аформации,принятые во внимание прн экспертизе1. Автерское евдетельство СССР М 4 60632,кл. 6 6 й 33/06, 1976.849078 оставитель Н. Арцыбашевахред М.Рейвес Корректор В, Синицка Редак зарен Тираж 907 ИИПИ Государственного к по делам иэобретений и 3035, Москва, Ж - 35, Рауш