Способ определения содержания жира в молоке

(1% (И) 350 010 й 33/О йОБРЕТЕНИЯУ ИСАН ЕЛЬСТВ АВТОРСН ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ,(71) Кубанский ардена Трудового Красного Знамени сельскохозяйственный институт(56) 1. Авторское свидетельство СССР В 857869,кл. 6 01 М 33/06, 1979.2. Авторское свидетельство СССР по заявке В 32112758/28-13, кл. 6 01 й 33/04, 1980.(54) (57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ЖИЦА В МОЛОКЕ, включающий облучение пробы продукта электромагнитным потоком в ближней инфракраснойобласти спектра и измерение величиныинтенсивности электромагнитного потока, рассеянного в обратном направлении, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения точности, из"меряют величину интенсивности электромагнитного потока, рассеянного впрямом направлении, а определениесодержания жира в молоке осуществляют по разности измеренных величининтенсивности.где фд - лучистый поток, излучаемыйна молокоФ- лучистый поток, рассеянныйв прямом направлении,фю - лучистый поток, рассеянныйв обратном направлении,ф - лучистый поток поглощенныймолокомзависит как от рассеяния на частицах жира и белка, так и от поглоще. ния нежировой частью молока. Интенсивность прямопрошедшего потока выражается законом Бугера-Ламберта 50 60 65 Изобретение относится к техникеисемедования пищевых продуктов, вчастности к способам и устройствамдля определения содержания жира вмолоке, и может быть использованокак в молочной промышленности, таки в сельском хозяйстве.Известен способ определения микрочастиц в молочных продуктах,при осуществлении которого пробуконтролируемого продукта облучают 10электромагнитным потоком и фиксируют рассеянный поток, при этом .предварительно определяют индикатрисырассеяния для каждого из компонентовмолочного продукта под углами в 15пределах от 0 до 360 С и устанавливают оптимальные углы рассеяния электромагнитного потока для каждого изкомпонентов, а содержание последнихв молочных продуктах определяют повеличине рассеянного электромагнитного потока, измеренного под оптимамьным углом рассеяния для каждого из.компонентов 1.Недостатком данного способа является то, что при измерении рассеяния под каким-то определенным угломзначительно снижается точность из-мерения ввиду малой интенсивностирегистрируемой части светового потока.30известен также способ определения содержания жира в молоке, предусматривающий облучение пробы продукта электромагнитным потоком вближней инфракрасной области спектра З 5и измерение величины интенсивностиэлектромагнитного потока, рассеян,ного в обратном направлении 2.Кроме того, измеряют прямопрошедший электромагнитный поток, после чего содержание компонентов пробымолока находят как корни системы .уравнений,Используемый для измерения вданном способе прямопрошедший поток 45по закону сохранения энергиио 1 и ор фв ОБР фК 1,Г где 1 - интенсивность лучистогопотока, излучаемого намолокоФ - линейный коэфФициент поглощения,коэффициент рассеяния изОлучения под углом ф ,Ь - толщина слоя Молока,Прямопрошедший поток является функцией .рассеяния и поглощения нежировой частью молока. Поскольку содерхание твердых нежировых компонентовмолока у отдельно взятых животныхколеблется в пределах 7,5-10,7 это.обуславливает погрешность, достигающую Ь 0,2 жира,Кроме этого, консервация пробымолока хромпиком К Сг 0,)приводитк наличию в пробе мЪлока микрочастиц, размеры которых достигают размеров мицелл белка, что вызываетдополнительную погрешность измерения.В случае применения данного способа для измерения лишь одного компонента, например жира, что целесообразно вестив ближней инфракрасной области спектра, где наблюдается максимум интенсивности рассеяниядля жира, интенсивность рассеяниядля белка значительно меньше интенсивности рассеяния для жира и маловлияет на результат измерения. Так,если относительные колебания содержания белка в пробе не превышают+ 10, погрешность измерения содержания жира равна0,05, но отклонение в содержании белка на30уже приводят к погрешности + 0,14.Цель изобретения - повышение точности измерения содержания жира.Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу определения содержания жира в молоке, предусматривающему облучение пробы продукта электромагнитным потоком в ближней инФракрасной области спектра иизмерение величины интенсивностиэлектромагнитного потока рассеянного в прямом направлении измеряютвеличину интенсивности электромагнитного потока, рассеянного в прямом направлении, а определение содержания жира в молоке осуществляют по разности измеренных величининтенсивности,На фиг. 1 показана схема устройства для определения содержанияжира в мблоке, на фиг. 2 - индикатрисы рассеяния Для белка и жира,на фиг. 3 - зависимость интенсивности рассеяния для жира и белкаот длины волны.Применение для измерения содержания жира в молоке интенсивности, электромагнитного потока, рассеянного в прямом направлении вместопрямопрошедшего позволяет исклю-.чить влияние на результат измерения колебаний концентрации нежировых компонентов молока, проводить анализы в пробах Молока, консервированных хромпиком(К Сг ,) .Это связано с тем, что индикатриса рассеяния для микрочастиц, возникших после консервации, аналогична индикатрисе рассеяния для белка фиг. 20) и имеет симметрич-. ный вид, а для жира сильно вытя нута вперед по ходу излучения. Поэтому в данном споСобе интенсивности потока рассеяния для белка и микрочастиц в прямом и обратном направлениях взаимно компенсируют 15 друг. друга.Способ может быть реализован с помощью устройства, состоящего из кварцевого генератора 1 с частотой колебаний, например, 100 кГц, моду лирующего светодиода 2, выполненного иэ 6 о Р или ба Аб с длиной волны 0,6 или 0,95 мкм соответственно. По ходу лучей светодиода 2 перпендикулярно к нему установлена кювета 3 с пробой молока. На кювете 3 со стороны источника света расположен датчик 4 рассеяния в обратном направлении лучей, выполненный в виде плоского Фотодиода с центральнйм отверстием. На противоположной стороне кюветы установлен плоский фото- диод с центральным отверстием 5, являющийся датчиком б рассеянных в прямом направлении лучей.Датчик 4 рассеянных в обратном направлении лучей и датчик б рассеянных в прямом направлении лучей соединены с разными входами дифференциального усилителя 7, выход которого и датчика 4 рассеянных в 40 обратном направлении лучей соединены с блоком 8 формирования сигналов, подключенным к регистрирующему прибору 9. Питание осуществляется от стабилизированного блока 10 45 питания,а кварцевый генератор подключен к блоку формирования сигналов через,цифференциальный усилитель 11.Способ осуществляют следующим об 50 разом.Пробу молока помещают в кювету 3 и пропускают через нее плоскопараллельный световой поток светодиода 2, промодулированный кварцевым генератором 1. Плоскопараллельный световой поток, проходя через пробу молока, рассеивается на частицах жира и бел- ка. Интенсивность электромагнитного потока, рассеянного в обратном на правлении, фиксируется датчиком 4, а рассеянного в прямом направлении датчиком 6. Прямопрошедшие лучи про" ходят через центральное отверстие 5. Напряжение, соответствующее интенсивности рассеянных лучей с датчиков 4 и б, поступает на дифференциальный усйлитель 7, напряжение на выходе которого равно разности напряжений с датчиков б и 4, т.е, разности интенсивностей электромагнитного потока, рассеянного в прямом и обратном направлениях, Напряжение на выходе дифференциального усилителя 7 пропорционально содержанию жира в молоке, так как интенсивность рассеянного в прямом направлении светового потока зависит как от содержания жира, так и от содержания белка в молокефиг. 2 Ю, а ,интенсивность рассеянного в обратном направлении светового потока пропорциональна только содержанию белка в молоке, так как рассеяние для жировых шариков в обратном направлении для длины волны 0,6 мкм значительно меньше, чемдля белка и практически не влияет на напряжение, соответствующее интенсивности рассеяния в обратном направлении. Напряжение с дифференциального усилителя поступает в блок формирования сигналов, второй вход которого сое" динен с датчиком 4, напряжение которого пропорционально содержанию белка в молоке. Результат измерения жира и белка Фиксируется регистрирующим прибором 9.В случае применения способа для измерения одного компонента жира в качестве источника излучения устанавливается 60 А 9 светодиод с длиной волны излу".ення 0,85 мкм. На этой длине волны наблюдается макси мальная интенсивность, рассеяния электромагнитного излучения в молоке фиг. 3, кривая 3) за счет максимального рассеяния на жировых шариках молока кривая 1). Измерение всех рассеянных лучей прямого и обратного направления позволяет получить сигнал с высоким значением интенсивности, что обеспечивает высокую точность измерения. Это связано и с тем, что индикатриса рассеяния для белка на длине волны излучения 0,95 мкм фиг. 2 а ) имеет симметричный вид при малом уровне интенсивности. Поэтому при нахождении разности интенсивностей рассеяния в прямом и обратном направлениях интенсивности рассеяния для белка взаимно компенсируют друг друга, чем полностью исключается влияние содержания белка в пробе на результат измерения жира.В таблице приведены экспериментально полученные абсолютные погрешности измерений содержания жира ч молоке при различных концентрациях белка.1027762 Г Концентрация белка, Ъ 1,23 1,36 1,471,58. 1,73 ФЮ Абсолютная погрешность .измерения, Ъ по способу 0,010 0,061 0)124 1,050 0,213 Известному 0,034 0,043,0,010 0,018 0,021 Предлагаемому о уо р 6 р Аналогичная картина наблюдается и для другик включений молока, размером не более частиц белка,.что позволяет производить анализ проб молока, консервированных хромпиком.Повышение точности достигнуто и тем, что применение для измерения интенсивности рассеяния злектромаг 15 нитного потока в прямом направлениивзамен интенсивности прямопрошедшего потока позволяет исключить влияние на результат измерения колебаний концентрации нежировых компонен тов молока, .вызываюших ослабление интенсивности прямопрошедшего потока, что приводило к погрешности измерения.10277 МфСоставитель Я.АрцыбаюРедактор П.Макаревич Техред М.Костикв вввв ащ авв орректор, С. Шекмар к сно 5 ааа вщв щвщ а вв вваааав ввФилиал ППП "Патентф, г. Ужгород, ул. Проектна 748/56ВНИИПИ Гопо дела113035, Мос Тираж 382дарственного комитизобретений н откра, З, Раушская та СССытий аб., д