Устройство для определения содержания жира и белка в молоке

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистических(61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 26, 09. 80 (21) 3212758/28-13 31) М. Кп. С 01 Н 33/04//6 01 М 33/06 с присоединением заявки М 9 Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытий(23) Приоритет -Опубликовано 23.10.82. Бюллетень М 9 39 Дата опубликования описания 23 е 1082(72) Авторы изобретения В.Ф. Асеев, С.Н. Атутов, С.С. Бе В.П. Мальцев, Э.Г. Сапрыкин, Г.И В.Е, Солобоев, В.С. Тютюнник и Д овосибирский государственный им, Ленинского комсомола Заявите РОИСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИ ЖИРА И БЕЛКА В МОЛОКЕ(5 2 ующ фокусирпоток, позко часть ри белка свухудшает тэование премников повследствиеки при экснезависимымустройства Известно устройство для опреде я содержания жира и белка в мол ке, состоящее из источника монохроматического света, проточной кюветы для анализируемого продукта и фотоприемника. При этом имеется еще один фотоприемник, и они расположены под оптимальными углами, установленными путем измерения индикатрис рассеяния для каждого из определяемых компонентов 2) .Недос татк естного устройства я я, нев точность определ одерж ира и белка в моле-,сни ом изв ысокая ания ж вляетс ения с оке.Цель ение т ия жир я повыодержая являетделениямолоке. иэобретечности опи белка Изобретение относится к техййке исследования пищевых продуктов, в частности к устройствам для определения содержания жира и белка в моло ке, и может найти применение в пищевой промышленности и сельском хозяйстве.Известно устройство для одновременного определения жира и белка в 10 молоке, содержащее источник света, конденсор с диафрагмой для фокусировки светового потока, светофильтр, обеспечивающий нужную длину волны, кювету с анализируемой пробой, вогнутое зеркало, расположенное за кюветой и служащее,для раэделенин световых потоков на прямопрошедший и . рассеянный под малыми углами вперед, которое вогнутой поверхностью обращено к кювете и выполнено с центральным отверстием, соосным источнику света, два фотоприемника, регистрирующих прямогрошедший и рассеянный вперед световые потоки 1)., Однако использование немонохро- , 25 матических источников света и конденсоров снижает точность измерения, Регистрация рассеянного светового потока ведется не под оптимальными углами. Конструкция приспособления, ЗО го рассеянный световой оляет регистрировать тольссеянного. частицами жира тового потока, что также чность измерения. Исполь. регистрации двух фотоприижает точность измерения того, что их характерис 1 И-" плуатации могут менятьсяобразом. Точность этогоУказанная цель достигается тем, что устройство для определения содержания жира и белка в молоке, состоящее из источника монохроматцяеского света, проточной кюветы для анализируемого продукта и фотоприемника, снабжено подвижной диафрагмой для попеременной регистрации прямопрошедшего и рассеянного световых потоков, расположенной между кюветой и фотоприемником, и приспособлением для Фокусирования на Фотоприемник рассеянного светового потока, выполненным в виде линзы с зеркальной поверхностью и центральным отверстием, соосным источнику монохроматического 15 света, при этом приспособление для Фокусирования рассеянного светового потока размещено перед кюветой и прикреплено к ней.Регистрация прямопрошедшего и рассеянного назад световых потоков с помощью одного фотоприемника исключает возможные расхождения результатов измерений вследствие независимого изменения характеристик фотоприемников во время эксплуатации, что улучшает точность измерения. В данном устройстве конструкция приспособления для фокусировки на фотоприемник рассеянного светового потока позволяет собрать большую часть рассеянНого частицами жира и белка света, чем в известном устройстве, что повышает точность измерения. На фиг. 1 изображена схема устрой 35ства для одновременного определениясодержания жира и белка в молоке; наФиг. 2 - рассеяние светового потокачастицей анализируемого продукта,когда к стенке кюветы крепится линза 40с зеркальной поверхностью с показателем преломления, равным или большим, чем у кюветы, т.е.п З ( пп 4 (вэтом случае удается собрать рассеянное излучение из заданной полусФеры, 45вплоть до 8 = 90 О),Устройство содержит источник 1 монохроматического света, например лазер,обеспечивающий монохроматичныйи высоконаправленный световой поток,приспособление 2 для фокусировки наФатоприемник рассеянного назад светового потока, выполненное в виде линзы с центральным отверстием и зеркалькой поверхностью (линза прикреплена к стенке кюветы), проточнуюкювету 3 с анализируемой пробой, подвижную диафрагму 4, выполненную ввиде диска с диаметром, превосходящим размеры фокусируемого на фотоприемник светового пучкас поглощающим бО:экраном 5 и отверстием 6, служащуюдля попеременной регистрации с помощью одного фотоприемника 7 прямопрошедшего и рассеянного назад световых потоков, и электронный блок 8,преобразующий сигналы Фотоприемника в процентное содержание жира и белка.Устройство работает следующим образом.Разбавленную водой пробу молока пропускают через проточную кювету 3, на которую направляют излучение источника 1 монохроматического света, работающего в непрерывном режиме. Ла- . зерное излучение, обладающее высокой монохроматичностью и пространственной направленностью, проходит через кювету с пробой, где происходит частичное рассеивание, пропорциональное концентрации жира и белка. Рассеянное назад излучение фокусируют с помощью приспособления 2 на фотоприемник 7, причем диафрагма 4 повернута в этот момент так, что поглощающий экран 5 прекрывает прямопрошедший луч и регистрирует только рассеянный назад световой поток. Затем диафрагму поворачивают на 90 О и перекрывают Фокусируемый на фотоприемник рассеянный световой поток, а прямопрошедший, пройдя через .отверстие 6 в диафрагме, попадает на фотоприемник. Электронный блок 8 регистрирует сигналы, поступающие от фотоприемника, и преобразует их в процентное содержание жира и белка.Для повышения точности определения содержания белка в данном устройстве 1 приспособление для фокусирования светового потока, выполненное в виде вогнутого зеркала фокусирует на фотоприемник излучение, рассеянное жиром ибелком назад. При этом большая точность регистрации. содержания белка достигается за счет того,что интенсивность светового потока, рассеянного жи" ровыми шариками назад, меньше в 10 раз интенсивности светового потока, рассеянного ими вперед, тогда как белок рассеивает свет во все стороны одинаково. Таким образом, в регистрирующий блок поступает сигнал, пропорциональный интенсивности светового потока прямопрошедшего и рассеянного назад, соответствующий количеству жира, и сигнал, пропорциональный интенсивности рассеянного назад светового потока, соответствующий количеству белка.Регистрация одного и того же светового потока двумя фотоприемниками, у которых температуры различаются на 1 О С, приводит к ошибке в показаниях 0,5 от величины регистрируемой интенсивности.При анализе пробы молока, содержащей концентрацию жира 6, указанная величина ошибки составит 0,03,В табл. 1 приведены экспериментально полученные абсолютные погрешности измерений различных концентраций компонентов анализируемого продукта при расхождении температур у двух фотоприемников.968757 Т а б л и ц а 1 Абсолютная погрешность, Ъ, концентрации при различных температурах фотоприемников, С Концентрацияжира и белка, Ъ 1,0 2,0 3,0 0,5 0,090 0,075 0,060 0,060 0,050 0,030 0,025 0,020 0,015 0,013 0,010 0,040 Т а б л и ц а 2 Устройство Величина регистрируемой интенсивности Ошибка, Ъ рассеянного светового потока 9,8 Известное 0,1 22,54 0,043 Предлагаемое 50 Формула изобретения В данном устройстве повышение точности измерения достигается еще тем, что для фокусировки на фотоприемник рассеянного светового потока, регистрируемого под оптимальными углами, использовано приспособление, выпол.ненное в виде линзы с зеркальной поверхностью и отверстием, соосным ис точнику света. Приспособление расположено между источником света и кю- ветой и прикреплено к последней, например, с помощью клея для скрепления оптических изделий. Это позволя ет сфокусировать на фотоприемник большую, чем в известном устройстве часть рассеянного частицами жира и белка светового потока. Точность измерения содержания жиФа и белка в существенной мере определяется соотношением между величиной регистрируемого рассеянного светового потока и погрешностЬю измериПриведенные данные показывают, что 45 предлагаемое устройство в 2-3 раза улучшает по сравнению с известным точность регистрации рассеянного светового потока. Устройство для определения содержания жира и белка в молоке, состоящее иэ источника монохроматичеекого света, проточной кюветы для анализируемого продукта и фотоприемника, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено подвижной диафрагмой для попе- ременной регистрации прямопрошедше гб и рассеянного световых потоков,тельной аппаратуры. Если, например, погрешность измерительной аппаратуры, составляет +1 относительную единицу, а регистрируемая часть рассеянного светового потока составляет 5 относительных единиц, то погрешность измерения компонентов составит +20; при регистрации части рассеянного света в 10 относительных единиц огрешность составит уже т 10, Поэтому, чем большую часть рассеянного частицами жира и белка светового потока удается собрать для регистрации, тем вьпае точность определения их концентрации.В табл. 2 приведены в относительных единицах экспериментально полученные значения интенсивностей рассеянного назад светового потока и ошибок их регистрации измерительной аппаратурой, погрешность которой условно принята за 1, у известного и предлагаемого устройств. 1расположенной между кюветой и фотоприемником, и приспособлением дляфокусирования на фотоприемник рассеянного светового потока, выполненнымв виде линзы с зеркальной поверхностью и центральным отверстием, соосным источнику монохроматического света, при этом приспособление для фокусирования рассеянного световогопотока размещено перед кюветой и прикреплено к ней.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМ 606130, кл. 6 01 Б 33/06, 1978.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 2942370/28-13,кл. 6 01 Б 33/06, 1980,968757 Составитель Н. Арцыбашеваактор И. Николайчук Техред С.Мигунова Коррект Бокша акаэ 8160/7 5 1 Патент", г. Ужгород, ул ктн Тираж 887 ВНИИПИ Государственного ко по делам изобретений и о 113035, Москва, Ж, Раушская