Способ определения содержания массовой доли белка и жира в сборном молоке

.ф. Нагаев,(54) СПОСОБ НИЯ МАССО СБОРНОМ М Ь 41СБ+ Чд.в 1(1)К45 СБ+ (2)=а 65 С Чд.вв ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Белорусский институт механизацисельского хозяйства и Минское областнои роизводственное объединение мясноймолочной промышленности(56) Авторское свидетельство СССРМ 1341582, кл, 6 01 М 33/04, 1984. ПРЕДЕЛ ЕНИЯ СОДЕРЖАЙ ДОЛИ БЕЛКА И ЖИРА ВОКЕ Изобретение относится к способам контроля молочных продуктов, в частности к способам определения содержания белка и.жира в сборном молоке, и может найти применение в молочной промышленности.Известен способ определения содержания белка и жира в молоке, предусматривающий отбор пробы молока, ее обезжиривание и измерение значения скорости распространения ультразвука в обезжиренной пробе молока, осаждение белка в обезжиренной пробе молока путем внесения реагента и фильтрации полученного сгустка и измерение значения скоростей распространения ультразвука в полученном фильтрате и в цельном молоке отобранной пробы, причем измерение скоростей распространения . ультразвука осуществляют при одной и той же температуре. 2(57) Изобретение относится к способам конатроля молочных продуктов, в частности к способам определения содержания белка и жира в сборном молоке, и может найти применение в молочной промышленности, Способ повышает точность определения белка и жира в пробе молока. Измерение скорости распространения ультразвука в пробе молока производят при фиксированной температуре из диапазона температур 13,8-14,6 С, при которой скорость распространения ультразвука в сборном молоке не зависит от содержания жира в данной пробе, и другой фиксированной температуре 41 С. Определение осуществляют по расчетным форму-. лам 1 3 и ф лы, 1 ил Недостатком данного способа является сложность технологического процесса вследствие необходимости использования химического реактива для осаждения белка,Наиболее близким к предлагаемому является способ определения содержания массовой доли белка и жира в сборном молоке, предусматривающий отбор пробы молока, ее термостатирование,измерение скоростей распространения ультразвука в пробе молока при двух фиксированных температурах: т 1=41 С и т 2=65 С - и определение содержания белка и жира в данной пробе молока по формулам:Чм =а 41 Сж+где Чм,и Чм - скорости распространенияультразвука в молоке при температурах0=41 С и 12=65 С соответственно, м/с;аа 1 и аю - концентрационные коэффициенты скорости распространения ультразвука для жира при температурах 11=41 С и412=65 С соответственно,о мкг сЬ 41 и Ь 6 Б - концентрационные коэффициенты скорости распространения ультра 10звука для СОМО при температурах 11=41 Сми 12=65 С соответственно,кг сЧд,в,и Чд,в - скорости распространенияультразвука в дистиллированной воде притемпературах т 1=41 С и т 2=65 С соответственно, м/с;Сж и СБ - концентрация жира и белка вданной пробе молока соответственно, 20кг/м;К - безразмерный коэффициент пропорциональности,Способ позволяет измерить содержание жира и сухого обезжиренного молочного остатка (СОМО) в пробе молока поформулам;Чм = а 41 Сж + Ь 41 Ссомо + Чд.вг,(3)Чм, = абБ Сж+ Ь 65 Ссомо+ Чд,в, (4).где Ссомо -концентрация СОМО в данной 30кгпробе молока, - ,3но учитывая, что для сборного молокаСБ = К Ссомо, (5)из подстановки(5) в(3) и (4) получим(1) и Р) 35Недостатком известного техническогорешения является невысокая точность ввиду необходимости экспериментального определения четырех коэффициентов,которые взаимосвязаны и зависят от температуры.Цель изобретения - повышение точности определения содержания белка и жира.в пробе молока.На чертеже показан график изменения 45(увеличения) разности между скоростьюраспространения ультразвука в жире и дистиллированной воде при росте температуры.Согласно предлагаемому способу определения содержания белка и жира в молокепроизводят отбор пробы молока, измеряютзначения скоростей распространения ультразвука в пробе молока при двух фиксированных значения% температуры, одно из 55которых выбирают из диапазона температур 13,8-14,6 С, а другое - за пределамиуказанного диапазона, например 41 С, а содержание белка и жира в пробе молока определяют по формулам:(1 О) Сж х1Ь 2а 2 -а 1 -Ь 1х ( 1/м 2 Чм 1 + - Чд.в.1 - Чд.в.2 ), (11)Ь 2 Ь 2Ь 1 Ь 1По формулам (6) и (7) определяют содержание белка и жира в данной пробе молока.Для определения содержания белка и жира в молоке одной из двух температур выбрана фиксированная температура из диапазона 13,8-14,6 С. СБ = - (Нм - Чд,в)К= - ( Нм 2 - Чм 1 + - Чд.в.1 Чд,в,2 ) (7)а 2Ь 1 Ь 1где СБ и Сж - концентрация белка и жира впробе молока соответственно, кг/м;Ь 1 и Ь 2 - концентрационные коэффициенты скорости распространения ультразвука для СОМО при фиксированнойтемпературе из диапазона температур 13,8 -14,6 ОС и другой фиксированной температум 4ре соответственно,кг са 2 - концентрационный коэффициентскорости распространения ультразвука дляжира при фиксированной температуре, отличной от температуры из диапазона 13,8 -14,6 С;Чд,в и Чд,вз значениЯ скоРостей Распространения ультразвука в дистиллированной воде при фиксированнойтемпературе из диапазона 13,8 - 14,6 С идругой температуре соответственно, м/с;К - безразмерный коэффициент пропорциональности.П р и м е р. Отбирают пробу молока,Измеряют значения скоростей распространения ультразвуковых волн в пробе молокапри фиксированной температуре из диапазона 13,8-14,6 С и другой фиксированнойтемпературе (41 С).Скорость распространения ультразвукав молоке можно представить в видеЧм, = Чд.в, + а 1 Сж + Ь 1 Ссомо; (8)м 2 Чд.в 2+а 2 Сж+ Ь 2 Ссомо, (9)где а 1 - концентрационный коэффициентскорости распространения ультразвука дляжира при. фиксированной температуре изо м 4диапазона 13,8-14,6 С, ,Из соотношений (3) и (4) с учетом того,что СБ = К Ссомо получаем:КСБ = - (чм, - а 1 Сж - чд.в),Ь 1Молоко можно рассматривать как лег- Следовательно, формула (6) с конкреткую водную взвесь. Этому способствует ными параметрами Ь 1=3,8 м/с на 1 вес, Ридисперсное состояние жира и наличие обо- Ь 2=0,39 будет иметь видлочек у жировых шариков (фосфолипидная СБ = 0,103 (Чм, - Чд,в,)оболочка, обеспечивающая стабилизацию 5 Отсюда следует, что концентрации белвзвеси). ка Сь=3,5 соответствует разность скороСкорость распространения ультразвука стейв легких взвесях удовлетворяет соотноше,5ниюЧм- Чд.в,==34 м/с.Ч = Ч 1 К 1+ С к) 1+ 9-1/2,10 Из приведенных данных видно также,к=/ - 1; = - 1,что при чувствительности измерения скороР 1Р 1 сти в 0,1 м/с чувствительность данного спогде Ч - скорость распространения ультра- соба составляет 0,01 Рдля белка в сборномзвука во взвеси; молоке.Ч 1 - скорость распространения ультра Соотношение(7) показывает связь конзвука в содержащей жидкости; центрации жира и суммы разностей значеС - объемная концентрация частиц ний скоростей распространенияультразвука в молоке и дистиллированнойр 2 - плотность жидкости;воде при температуре из диапазона 13,8 -р 1 - плотность частиц взвеси; 20 14,6 С и другой фиксированной температуР 2 - адиабатическая сжимаемость жид- ре, в качестве которой выбрана температура41 С по следующим причинам: свернувшийР 1 - адиабатическая сжимаемость час- ся белок в молоке - это уже новые физикотиц взвеси. механические свойства молока, другаяПри малыхк, фи С скорость распростра скорость распространения УЗ в нем при ненения ультразвука во взвеси зависит от кон- изменной концентрации в нем белка и жира, .центрации частиц по линейному закону другое значение концентрационного коэфЧ=(1 -- С Х);фициента скорости распространения УЗ по2 белку. Поэтому переход через указаннуюХ=к+, 30 температурную границу в область более выгде С и Х - фуйкции температуры соких температур - дополнительный источВ диапазоне температур 13,8 - 14,6 С ник ошибок,Х О,Ч "Ч 1. Температура 41 С по сравнению с боСледовательно, скорость распростра- лее низкой температурой предпочтительнения ультразвука в диапазоне температур 35 нее, так как. с повышением температуры.о13,8-14,6 С для взвеси молочного жира в увеличивается разность между скоростьюводе на частоте 1 МГц отличается от скоро- распространения УЗ в жире и дистиллирости в дистиллированной воде на 1 С Хванной воде, т.е. концентрационный коэф 2 фициент скорости распространения УЗ для0,01 р/ для С - 0,05, т.е. концентрационный 40 жира (а 2) будет иметь при указанной темпекоэффициент скорости распространения ратуре наибольшее значение.ультразвука для жира а 1 при фиксирован- Если принять.а 2 = - 2. м/с на 1 вес.Р ной температуре иэ диапазона 13,8 - 14,60 Сжира, Ь 2=2 м/с на 1 вес. СОМО при 50 С,близок к нулю. Учитывая этот факт, соотно- скорость распространения ультразвука вшения (10) и (11) можно записать в виде 45 дистиллированной воде при 14 С Чд,всоотношений (6) и (7). = 1462,7 м/с, при 500 С - Чд,в = 1542,87 м/с.Соотношение (6) показывает зависи- Следовательно, формула (7) с конкретмость концентрации белка от разности зна- ными параметрами будет иметь вид:чений скоростей распространения Сж=ультразвука в молоке и дистиллированной 50 1 Ч 2 Ч + 2воде при фиксированной температуре из 2 ( м 2 38 м 1+3 8 д,в.1 - дв.2)диапазона 13,8-14,6 С.СЕсли принять Ь 1=3,8 м/с на 1 вес % СО Сж = 2 фм 2-0,53 Чм,8).МО, среднее содержание СОМО в сборном Отсюда следует, что концентрации жимолоке около 9%, а среднее содержание 55 ра Сж=3,5 соответствует разность скоробелка в сборном молоке около 3,5%. Таким стей распространения ультразвука в молокеобразом, при разных температурахК =К = -- - - 0 39Чм - 0,53 Чм = 760,8 м/с,Ссомо 9 Из приведенных данных видно, что причувствительности измерения разности скоростей Чм, - 0,53 Чм, Ь 0,1 м/с чувствительность данного способа составляет 0,05 О/для жира в сборном молоке.П р и м е р, Молоко в емкости, из которойберут пробу, тщательно перемешивают и 5отбирают в две пробирки по 20 мл в каждую.Обе части отобранной пробы молока заливают в измерительную акустическую камеру, находящуюся в термостате прификсированной температуре измерения из 10диапазона температур 13,8 - 14,6 С, например 14,2 С, После заполнения камеры измеряют скорость распространенияультразвука в данной части пробы цельногомолока при одной фиксированной температуре измерений 14,2 С - ЧмВторую часть пробы заливают в другуюизмерительную акустическую камеру, находящуюся в другом термостате, при фиксированной температуре измерения, отличной 20от температуры из диапазона 13,8 - 14,6 С,например 41 С, После заполнений камерыизмеряют скорость распространения ультразвука в данной части пробы цельного.молока при второй фиксированной 25температуре измерения 41 "С - Чм,На вход каждой акустической камерь 1подается сигнал от одного генератора с частотой 1 МГц и амплитудой 4 В,Определяют содержание белка и жира 30в пробе молока по формулам:КСь = - (Чм - Чд, )Ь 1Сж -- хЬ 2 Ь 2 35Р( Чм 2 - Чм 1 + - Чд.в.1 Чд.в.2 ).Ь 1 Ь 1Применение предлагаемого способаобеспечивает повышение точности измерения содержания белка и жира в сборноммолоке в связи с тем, что уменьшается число, 40эмпирически определяемых коэффициентов, а также повышается точность измерения скорости распространения УЗ в молоке. Формула изобретения 45 1, Способ определения содержаниямассовой доли белка и жира в сборном молоке, предусматривающий отбор пробы молока, ее термостатирование, измерение скоростей распространения ультразвука в пробе молока при двух фиксированных значениях температуры, установление разности измеренных значений скорости распространения ультразвука в молоке и дистиллированной воде при двух фиксированных значениях температуры, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения точности, в качестве одного фиксированного значения температуры используют значение из диапазона температур 13,8 - 14,6 С, а в качестве доугого фиксированного значение - за пределами указанного температурного диапазона, а определение содержания массовой доли жира и белка в молоке осуществляют по формуламКСБ = - (Чм - Чд.в ):Ь 1Сж=1 Ь 2 Ь 2= - ( Чм 2 -- Чм 1 + - Чд.в.1 Чд.в.2 )1 где Сь, Сж - концентрация белка и жира в пробе молока соответственно, кг/м;Ь 1 и Ь 2 - концентрационные коэффициенты скорости распространения ультразвука для СОМО при фиксированной температуре из диапазона температур 13,8 - 14,6 С и другой фиксированной температуре соответственно, м /кг с;а - . концентрационный коэффициент2скорости распространения ультразвука для жира при фиксированной температуре, отличной от температуры из диапазона 13,8- 14,6 С, м /кгс;Чд.в, И Чд.в 2 - ЗНаЧЕНИя СКОрОСтЕй раС- пространения ультразвука в дистиллированной воде при фиксированной температуре иэ диапазона 13,8-14,6 С и другой температуре соответственно, м/с;К - безразмерный коэффициент пропорциональностии.2. Способ по п,1, отл и ч а ю щи й с я тем, что в качестве другого фиксированного значения температуры выбирают ее значение, равное 41 ОС.17235218,ССоставитель Н.Арцыбашева Редактор Л,Веселовская Техред М,Моргентал КоРРектоР С.Шевк Заказ 1062 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, улХагарина, 101