Способ контроля дисперсного состояния молока

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советскнх Соцналнстнческнх Республнк)М. Х 4/23-1 исоедииением зая 01 Н 33/04 осударствениыЯ комитет СССР по делам изобретениЯ и открытиЯ23) Приоритет 3) УДК б 37, 12 . б (088. 8) ликовано 30,0580, Бюллетень Е 20 та опубликования описани 0.0 5.8 2) Авторыизобретения Н. Липатов и Ю.В. Тонше Всесоюзный науЧпромъааленностии мол исследовательский институт молочнойосковский технологический институт мяснойой промышленности(71) Заявител Б КОНТРОЛЯ ДИСПЕРСНОГО СОСТОЯНИЯ МОЛОКА 4) к молочноик способамаэателейрсного соотносится а Именно венных по ости дисп л т Изобретениепромышленности,контроля качест кмолока, в части е 5стояния его.В современной молочной промышленности при производстве кисломолочныхпродуктов целесообразно осуществлятьконтроль дисперсного состояния молока на разных стадиях процесса коагуляции, так как оно во многом предопределяет реологические свойства и органоледтические показатели готовогопродукта.Известны способы контроля дисперсного состояния молока, относящиеся кфотометрическим, вяэкозиметрическими оптическим, причем они либо не обладают достаточной чувствительностью,ибо включают в себя отбор и подгоовку проб исследуемого молока.Эти способы не могут, быть исполь"эованы для непрерывного контроля дисперсного состояния молока в ходе тех нологического процесса.Известен также оптический способконтроля дисперсного состояния молока, заключающийся в том, что черезобъем исследуемого молока пропускают модулированный обтюратором переменный световой поток с постоянной частотой следования световых импульсов, определяют их интенсивность и о состоянии контролируемой среды судят по интенсивности прошедшего через нее светового потока. Этот способ осуществляется, например, с помощью устройствадля определения динамики свертывания молока и является наиболее близким к предлагаемому.В устройстве для осуществления указанного способа обтюратор расположен между источником света и кюветой с исследуемыммолоком. Световые импульсы, прошедшие через молоко, попадают на светочувствительный эле" мент. Последний их преобразует в электрический сигнал, усиливаеьый с помощью электронного усилителя и фиксируемый,самопишущим прибором.Известный способ обладает высокой чувствительностью в случае контроля дисперсного состояния молока на стадии коагуляции, начиная с локального гелеобразования до полного гелеобраэования и начала синерезиса.Однако и этот способ не позволяет осуществлять контроль дисперсногосостояния молока на стадии коагуляции, предшествующей локальному гелеобразованию, 4 то особенно важно принепрерывном производстве кисломолочных продуктов.Целью предлагаемого способа является повышение чувстнителькости и"точности контроля дисперсного состояЙиямолокав процессе его коагуляции,включая и стадию коагуляции до качала локального гелеобразования, чтоявляется необходимым для оптимального управления технологическим процессом непрерывного производства творо- .га.С этой целью согласно предлагаемому способу обтюратор помещают в"емкость с исследуемым молоком с возможностью свободного вращения со скоростью; самопроизвольно устанавливающейся и зависимости от состояния дисперсной фазы контролируемого молока,и наряду с измерением интенсивностисветовы" импульсов определяют их количество. При этом о дисперсном со" стоянии молока судят по одновременно получаемым величинам в единицувремени.На Фиг. 1 схематично изображеноодно из возможных устройств с системой измерения для осуществления способа; на Фиг, 2 - график зависимости .приращения количества световых импульсов от температуры дестабилиза ции молока; на фиг. 3 - график зани"бймости интенсивности светового импульса от температуры, дестабилиэированного молока при постоянной частоте следования импульсов и при частоте следования импульсов, зависящейот дисперского состояния молока.Устройство для осуществления способа содержит электродвигатель 1,емкость 2 с исследуемым молоком, обтюратор 3, с перфорированной периферие 4, источник 5 света и светочувствительный элемент б, В системуизмерения входят блок 7 усиления,блок 8 формирования электрическихимпульсов, блок 9 задания"иктерйаловвремени и подсчета импульсов,фуйкциональный блок 10 и блок 11 йндикации и регйстрации.Предлагаемый способ заключаетсяв следующем.В емкость 2 с контролируемым молоком помещают с возможностью свободного вращения обтюратор 3 и приводятего во вращение в плоскости, перпендикулярной световому потоку, от источника 5 света к светочувствительному элементу б с постоянной скоростью от электродвигателя 1. Ско-рость вращения обтюратора устанавливается самопроизвольно в зависимостиот дисперского состояния молока.Дисперсное состояние молока, находящегося в емкости 2, контролируютследующим образом. Световой поток от источника 5 света проходит через объем исследуемогомолока и попадает ка светочувствительный элемент б в ниде световых импульсов, частота следования которыхэавискт от скорости вращения обтюратора 3;Светочувствительный элемент б преобразует световые импульсы в импульсыэлектрические, усилинаемые с помощью 1 О усилителя 7, Усиленные электрическиесигналы поступают в блок 8 Формирования, где из них формируются электрические прямоугольные импульсыпостоянного уровня с малым временем караснания и спада. Прямоугольные импульсыпоступают н блок 9, где осуществляет-ся подсчет их количества за определенные промежутки времени (интерналы),задание которых осуществляется самимблоком 9. Однонремекко с этим н фукк циональном блоке 10 происходит измерение суммарной интенсивности световых импульсов, преобразованных нэлектрические элементом б и усиленныхусилителем 7, Так как время измере кия суммарной интенсивности задаетсяблоком 9, то интервалы времени, нкоторые"осуществляется измерение интенсивности световых импульсов совпадают с интервалами, за которые осущестнляется подсчет их количества,Приведенные на Фиг, 2 и фиг. 3графики построены на основании имею"щихся экспериментальных данных итеоретических расчетов для молока сплотностью при 20 С равной 1030 к 1/м 3, 35содержанием жира 3,5, содержаниемказеина 2,5, подкисленного при температуре 4 С до рН 5,0.Как следует из фиг, 2, кривая 1зависимости приращения количества 4 О световых импульсон ьй = Г(Т) имеет ярка выраженный максимум, соответствуюфщий температуре молока 10,5-11,0 С.Изображенная на фиг. 3 кривая 2,характеризующая интенсивность 3 све тового импульса в зависимости от тем"пературы молока, построена в соответствии с предлагаемым способом, а именно при частотеследования световыхимпульсон, самопройзволько устанавливающейся в зависимости от дисперсного состояния молока.Эта кривая в отличие от кривой 2 а,характеризующей интенсивность светового "импуЛьса от температуры молока и построенной в соответствии сизвестным способом, т.е, при постоянной частоте следования, равной540 Гц, имеет днухэкстремальный характер и наиболее полно отражает изМенение дисперского состояния деста 60билизованногб молока при повышении его температуры, Так, участок АВ (до первого минимума) на кривой 2 соответствует диспергированию казеина молока и фего лиофобизации, участок ВС (межэкстремальный участок) соответствует укрупнению казеиноэых частиц до критических размеров. Участок, лежащий эа точкой С соответствует началу локального гелеобразования.При прдизводстве творога непрерывным способоМ, основанным на коагуляции белков молока в потоке, с целью оптимизации процесса, молоко в коагулятор необходимо подавать в состоянии, соответ.твующем стадии укрупнения белковых частиц, ко с размерами белковых частиц, не превышающими критические (т.е. в дисперсном состоянии, характеризуемом участком ВС кривой 2).Двухэкстремальная кривая 2 наиболее полно характеризует изменения, происходящие в молоке, что может быть использовано при создании систем автоматического регулирования, обеспечивающих оптимальный ход технологического процесса при непрерывном производстве кисломолочных продуктов.П р и м е р . Исходное молоко с содержанием жира 3,45 и казеина 2,52, идущее на производство творога непрерывным способом по методу Коагуляции белков в потоке, гомогенизируют под давлением 98,110 Па, При температуре 3 С в него вносят . молочную кислоту до рН 4,8, а также раствор хлористого кальция в количестве, обеспечивающем содеожание1 Ф г-ион ионов Са в сме" и на 5 10л больше, чем в исходном молоке. Полученную смесь нагревают (температура фиксируется любым известным самопи- шущим прибором) и подают в емкость, В последнюю помещают с воэможностью1свободного вращения обтюратор, на периферии которого имеется 180 отверстий. Емкость вращают электродвигателем с постоянной частотой вращения, равной 6 с. С помощью электрон ных блоков фиксируют количество и ин- тенсивность световых импульсов, проходящих от источника света к светочувствительному элементу через Ис" следуемое молоко эа 1 с.По полученным данным строют кривые приращения количества импульсов и интенсивности светового импульсаот температуры, которые по своемухарактеру в точности совпадают с кривыми на фиг. 2 и фиг. 3 Однако дляданного молока максимум приращенияколичества светсвых импульсов равен152 и имеет местопри температуренагрева 8,5-9,5 С. Экстремумы интенсивности светового импульса возникают при температуре 10 и 12 С. и составляют соответствейно 55 и 83 отинтенсивности светового импульса висходном молоке,Это говорит о том,чтополученную смесь при непрерывном,проиэводстве твордга следует подавать вкоагулятор при температуре 110 С. 5. Применение предлагаемого способаконтроля дисперсного состояния молока при непрерывном производстве позволит вести технологический процесспри более высоких значениях рН и тем пературы дестабилизации белков моло"ка, что снизит расход молочной кисло"ты, хладагента в смесителе и греющейводы в коагуляторе, и, кроме того,позволит повысить количество продукта, выпускаемого высшим сортом.Формула изобретенияСпособ контроля дисперсного состояния молока, предусматривающий пропускание светового потока, модулированного обтюратором, через обьем исследуемОгд молока и измерение Интенсивности световых импульсов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения чувствительности и точности контроля дисперсного состояния молока в процессе его коагуляции, обтюратор помещают в емкость с иссле дуемым молоком с возможностью свободного вращения со скоростью,самопроизвольно устанавливающейся в зависимости от состояния дисперсной фазы контролируемого молока, и наряду с 45 измерением интенсивности световых импульсов определяют их количество, а о дисперсном состоянии молока судят по одновременно получаемым величинам в единицу времени.337831 Составитель М, АндТехред МПетко в ектор И Муск ктор Г. Пру 3 г аказ ЦНИИПИ 113035 Филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 У Жив, 1019осударственногоам изобретенийсква, Ж, Раушс Подписноеомитета СССРоткрытийкая наб., д.