ПРИБОР ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОМПРЕССИОННЫХ СВОЙСТВ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ Российский патент 1994 года по МПК G01N33/12 

Изобретение относится к технике исследования реологических характеристик пищевых продуктов и может найти применение, в частности, в мясной промышленности при определении компрессионных свойств мяса и мясных продуктов.

Известен прибор для определения деформационных характеристик продукта, подвергнутого воздействию одноосного сжатия в закрытом объеме поршня с цилиндром [1].

Недостатком известного прибора является то, что при одноосном сжатии пластично-вязких тел в закрытом объеме создается сложнонапряженное состояние, характеризуемое различием величин осевых и боковых давлений, которое увеличивается с повышением прикладываемых усилий, и тем самым интерпретация данных физического исследования при высоких давлениях неоднозначная.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является прибор для определения свойств пластично-вязких масс при нагреве, содержащий сосуд с крышкой, эластичную оболочку для исследуемого материала, механизм крепления эластичной оболочки, датчик давления и самописец для записи сигналов датчика давления [2].

В этом приборе давление создается внутри эластичной оболочки. Поэтому диапазон исследуемых значений давления ограничен прочностью этой оболочки.

Целью изобретения является расширение диапазона исследуемых значений давления.

Это достигается тем, что известный прибор для определения свойств пластично-вязких масс, содержащий сосуд с крышкой, эластичную оболочку для исследуемого материала, механизм крепления эластичной оболочки, датчик давления и самописец для записи сигналов датчика давления, согласно изобретению снабжен насосом для создания гидростатического (всестороннего) сжатия исследуемого материала, посредством трубопровода подсоединенным к сосуду, а также расходомером, установленным на трубопроводе, при этом датчик давления вмонтирован в крышку.

Целесообразно крышку снабдить резьбовой заглушкой для удаления воздуха из сосуда.

Целесообразно механизм крепления оболочки выполнить в виде пробки и разместить в крышке сосуда.

Сравнение заявляемого технического решения с прототипом позволило установить соответствие его критерию "новизна". При изучении других известных технических решений в данной области техники признаки, отличающие заявляемое изобретение от прототипа, не были выявлены, и потому они обеспечивают заявляемому техническому решению соответствие критерию "существенные отличия".

На чертеже изображено предлагаемое изобретение.

Прибор для определения компрессионных свойств пищевых продуктов содержит сосуд 1 с крышкой 2, эластичную оболочку 3 для исследуемого материала, насос 4, подсоединенный посредством трубопровода 5 к сосуду 1, пробку 6 для закрепления эластичной оболочки 3 к крышке 2, датчик 7 давления, самописец 8 для записи сигналов датчика 7 давления, расходомер 9, установленный на трубопроводе 5, и резьбовую заглушку 10.

Прибор работает следующим образом.

Предварительно наполненную исследуемым материалом эластичную оболочку 3 закрывают пробкой 6 и закрепляют на болтах (на чертеже не показаны) в отверстии крышки 2. Включают насос 4, который по трубопроводу 5 нагнетает рабочую жидкость в сосуд 1. Заполняющий объем сосуда 1 воздух вытесняется рабочей жидкостью через отверстие резьбовой заглушки 10, которую ввинчивают после полного удаления воздуха. При дальнейшем нагнетании рабочей жидкости в сосуде 1 создается гидростатическое давление, воспринимаемое датчиком 7 давления, сигнал с которого непрерывно передается на самописец 8. Под действием гидростатического давления происходит изменение объема исследуемого материала. Это изменение объема равно закаченной рабочей жидкости и определяется по расходу расходомера 9.

В качестве рабочей жидкости может быть использована любая малосжимаемая жидкость, например вода.

Для определения расхода рабочей жидкости можно использовать объемный расходомер, в котором поток жидкости вращает ротор обращенного насоса. Количество оборотов подсчитывается суммирующим устройством, которое отградуировано в единицах объема жидкости.

Тогда относительная объемная деформация продукта ε (p, τ) и коэффициент объемного сжатия β (p, τ) при давлении p в момент времени τ определяются
ε(p,τ) = ;; β(p,τ) = ,, где V_ж - расход рабочей жидкости;
V_н - начальный объем исследуемого материала;
Δ p - изменение давления.

При давлениях более 10⁷ Па необходимо учитывать объемную упругость рабочей жидкости.

Тогда
ε(p,τ) = ;; β(p,τ) = ,, где Е_ж - модуль объемной упругости рабочей жидкости, для воды он равен 21,8^.10⁸ Па.

Таким образом, изобретение позволяет расширить диапазон исследуемых значений давления, гарантируя при этом высокую точность исследования.

Назначение: исследование реологических характеристик пищевых продуктов, может найти применение в мясной промышленности при определении компрессионных характеристик мясных продуктов. Сущность изобретения: прибор содержит емкость с крышкой, эластичную оболочку 3, датчик давления и регистратор для записи сигналов датчика давления. Для повышения надежности работы на эластичную емкость воздействуют гидростатическим давлением за счет средства гидростатического воздействия, представляющего собой насос. Изменение объема исследуемого материала, происходящее под действием гидростатического давления, ровно объему закаченной рабочей жидкости, фиксируемому расходомером. Воздух, заполняющий емкость, вытесняется рабочей жидкостью через отверстие резьбовой заглушки, которую ввинчивают после полного удаления воздуха. 2 з. п. ф-лы, 1 ил.

1. ПРИБОР ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОМПРЕССИОННЫХ СВОЙСТВ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ, содержащий емкость с крышкой, эластичную оболочку для исследуемого продукта, приспособление для крепления эластичной оболочки в крышке, датчик давления и регистратор, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности в работе, он дополнительно снабжен средством гидростатического воздействия на эластичную оболочку, представляющим собой насос, подключенный к емкости посредством трубопровода с расходомером, при этом датчик давления смонтирован в крышке. 2. Прибор по п.1, отличающийся тем, что он снабжен резьбовой заглушкой для удаления воздуха из емкости, установленной на крышке. 3. Прибор по п.1, отличающийся тем, что приспособление для крепления эластичной оболочки представляет собой пробку, размещенную в крышке.