УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОМЕНТА СВЕРТЫВАНИЯ МОЛОКА Российский патент 2006 года по МПК G01N33/04 

Описание патента на изобретение RU2275627C2

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно представляет собой прибор для определения момента свертывания молока.

В условиях промышленного производства контроль начала гелеобразования при свертывании молока чаще всего осуществляется визуально. Этот метод прост и доступен, но не позволяет достичь высокой точности и воспроизводимости, необходимой, например, для автоматического управления технологическим процессом.

Известен способ определения момента свертывания молока, основанный на непрерывном мониторинге его реологических характеристик [1]. Однако устройства, использующие этот способ, из-за наличия движущихся частей трудно применять непосредственно в сырной ванне.

Известно устройство для определения момента свертывания молока и готовности молочно-белкового сгустка к разрезке в процессе производства сыра и творога, датчик которого не содержит движущихся частей. Его действие основано на определении дисперсии скорости ультразвука на двух различных частотах [2]. Основным недостатком этого устройства является высокая чувствительность к естественным неоднородностям молока, например состоянию его жировой фазы или наличию пузырьков газа. Поэтому в чистом виде устройство может быть использовано лишь для лабораторных исследований коагуляции обезжиренного молока.

Целью изобретения является создание достаточно простого и, вместе с тем, чувствительного датчика вязкости молока, не содержащего подвижных частей, нечувствительного к естественным неоднородностям молока и пригодного для использования непосредственно в сырной ванне.

Поставленная цель достигается благодаря использованию термометрического датчика вязкости. Принцип работы датчика заключается в измерении разности температур между двумя помещенными в молоко термометрами, один из которых подогревается. Если в результате коагуляции вязкость молока увеличивается, интенсивность конвекционного переноса тепла уменьшается, а температура подогреваемого термометра и, следовательно, разность температур между двумя термометрами возрастает.

В качестве термочувствительных элементов в приборе используются полупроводниковые резисторы (термисторы) типа КМТ-17б. Для увеличения чувствительности устройство снабжено мостом переменного тока.

На фиг.1 представлена схема прибора, состоящая из элементов с номиналами: R1=4,7 кОм, R2=150 кОм, R3=150 кОм, R4=4,7 кОм, R5=2,7 кОм, R6=9,3 кОм, R7=9,3 кОм, R8=22 кОм, R9=22 кОм, R10=3,3 кОм, R11=22 кОм, R12=22 кОм, R13=9 Ом, R14=15 кОм, R15=240 кОм, R16=9,3 кОм, R17=5,9 кОм, R18=9,3 кОм, R19=9,3 кОм, R20=9,1 кОм, R21=58 кОм, R22=20 кОм, R23=1 кОм, C1=6,8 нФ, C2=10 нФ, С3=0,1 мкФ, C4=220 пФ, C5=68 нФ, C5=68 нФ, С6=0,1 мкФ, С7=68 нФ, C8=0,1 мкФ, С9=1000 мкФ, С10=470 мкФ, Т1-КТ361, T2-КТ361, T3-КТ361, T4-КТ315, T5-КТ315, Д1-КД503A, Д2, Д3-КЦ405Г, Д4, Д5-Д814Д.

Термочувствительные элементы помещены в стеклянные или металлические капсулы и оформлены в виде выносного датчика, погружаемого в молоко. На одной из капсул намотана константановая проволока R13, служащая нагревателем. Мощность, подводимая к подогреваемому нагревателю, поддерживается постоянной.

Особенностью схемы является ее питание переменным напряжением частотой примерно 1 кГц. Это обусловлено, во-первых, тем, что при длительном прохождении через термисторы постоянного тока происходит их поляризация. Во-вторых, при питании переменным током устраняются нестабильности операционного усилителя по постоянному току.

Сигналы с термочувствительных элементов подаются на два входа операционного усилителя. Благодаря включению термочувствительных элементов в противоположные плечи моста, сигналы подаются на входы синфазно. Поэтому схема реагирует только на дифференциальную составляющую, которая возникает после разбалансировки моста при свертывании молока.

Дифференциальная составляющая с выхода операционного усилителя используется для управления устройством сигнализации, которым в нашем приборе служит звуковой сигнал, получаемый непосредственным усилением дифференциальной составляющей. Порог срабатывания звукового сигнала определяется диодом Д3. Параллельно звуковому сигнализатору включен стрелочный индикатор для визуального наблюдения разбалансировки моста в момент свертывания. Выход прибора с помощью АЦП может быть соединен с компьютером для автоматического сбора данных.

На фиг.2 представлены характерная реограмма [1] и термограмма сычужного свертывания молока. Как видно из чертежа, информационно термограмма практически эквивалентна реограмме. Отсутствие явного разделения стадий III и IV является проявлением неразрушающего характера мониторинга процесса при помощи термометрического датчика вязкости. Стадия IV соответствует синеретическому расслоению и уплотнению сгустка. Известно, что для начала интенсивного отделения сыворотки необходимо механическое воздействие на сгусток, которое в случае ротационного вискозиметра обеспечивается подвижными элементами измерительной ячейки. В нашем устройстве механически движущиеся части отсутствуют, что приводит к затягиванию стадии метастабильного равновесия. С другой стороны, отсутствие подвижных частей позволяет легко использовать его для мониторинга гелеобразования непосредственно в сырной ванне.

ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. Табачников В.П. Физико-химическая интерпретация и метод исследования процессов свертывания молока // Труды ВНИИМС, 1973 - №12 - с.3-10.

2. Патент SU 840735, опубл. 13.09.1982 г.

Похожие патенты RU2275627C2

название год авторы номер документа
АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ ДВУХКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОМПЛЕКСНОГО МОНИТОРИНГА ПРОЦЕССА СВЕРТЫВАНИЯ МОЛОКА 2004
  • Осинцев Алексей Михайлович
  • Зиновьев Сергей Геннадьевич
  • Иваненко Олег Васильевич
RU2273023C1
МНОГОКАНАЛЬНАЯ АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА ДЛЯ КОНТРОЛЯ КОАГУЛЯЦИИ МОЛОКА 2009
  • Осинцев Алексей Михайлович
  • Лапшакова Оксана Юрьевна
  • Чеботарев Андрей Львович
  • Брагинский Владимир Ильич
  • Бахтин Николай Александрович
RU2399047C1
Способ определения момента готов-НОСТи МОлОчНО-бЕлКОВОгО СгуСТКА КРАзРЕзКЕ 1979
  • Дяченко Михаил Антонович
  • Семенов Александр Валерианович
  • Ковалев Валерий Иванович
SU840735A1
Термоэлектрический термометр 1989
  • Кузичев Леонид Николаевич
SU1719924A1
ТЕРМОМЕТРИЧЕСКАЯ КОСА И СПОСОБ ЕЕ КАЛИБРОВКИ 2008
  • Холин Андрей Юрьевич
RU2389984C2
СКВАЖИННЫЙ ТЕРМОМЕТР 1996
  • Уткин В.И.
  • Юрков А.К.
  • Николаев В.В.
  • Щапов В.А.
RU2100595C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИСТАНЦИОННОГО ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ 2005
  • Баканов Юрий Иванович
  • Колесниченко Владимир Петрович
  • Гераськин Вадим Георгиевич
  • Кравцов Игорь Николаевич
  • Климов Вячеслав Васильевич
  • Захаров Андрей Александрович
  • Радыгин Александр Геннадьевич
  • Ретюнский Сергей Николаевич
  • Сергеев Сергей Владимирович
  • Глухов Алексей Александрович
RU2315268C2
СПОСОБ ТЕРМОРЕЗИСТИВНОГО ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ 2004
  • Шахов Эдуард Константинович
  • Писарев Аркадий Петрович
RU2269750C2
КОЛЕБАТЕЛЬНЫЙ СТРУКТУРОМЕТР 2014
  • Пирогов Александр Николаевич
  • Осинцев Алексей Михайлович
  • Брагинский Владимир Ильич
  • Бабурчин Денис Сергеевич
RU2574523C1
ТЕРМОСТАТИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО 2007
  • Короткий Игорь Алексеевич
  • Бахтин Николай Александрович
  • Ибрагимов Максим Исмагилович
  • Николаец Елена Александровна
RU2343534C2

Иллюстрации к изобретению RU 2 275 627 C2

Реферат патента 2006 года УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОМЕНТА СВЕРТЫВАНИЯ МОЛОКА

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к устройству для определения момента свертывания молока. Работа устройства основана на измерении перепада температур между двумя полупроводниковыми резисторами, один из которых подогревается. Превращение молока в гель резко уменьшает конвекционный отвод тепла от подогреваемого резистора и отражается в увеличении его температуры. Данное устройство позволяет легко использовать его для мониторинга процесса гелеобразования непосредственно в сырной ванне. 2 ил.

Формула изобретения RU 2 275 627 C2

Устройство для определения момента свертывания молока, содержащее измерительный блок и вторичный прибор, отличающееся тем, что измерительный блок содержит мост переменного тока, в противоположные плечи которого включены термочувствительные элементы, выполненные в виде термисторов, и операционный усилитель, входы которого подключены к термочувствительным элементам, а выход - к вторичному прибору, при этом термочувствительные элементы размещены в капсулах и одна из капсул снабжена обмоткой из константановой проволоки, служащей для нагревания.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2006 года RU2275627C2

Способ определения момента готов-НОСТи МОлОчНО-бЕлКОВОгО СгуСТКА КРАзРЕзКЕ 1979
  • Дяченко Михаил Антонович
  • Семенов Александр Валерианович
  • Ковалев Валерий Иванович
SU840735A1
SU 764224 A1, 05.07.1980
ТЕПЛОВОЙ РАСХОДОМЕРI 0
  • С. Д. Альтман, Р. К. Азимов Е. И. Гуревич
  • Ташкентский Политехнический Институт
SU322621A1
Термоанемометр 1981
  • Смирнов Виктор Иванович
  • Патрушев Юрий Николаевич
  • Милованов Геннадий Станиславович
SU991307A1
ДАТЧИК ТЕМПЕРАТУРЫ 1993
  • Иванов Ю.Г.
  • Лазаренко И.П.
  • Лопатин В.Б.
  • Машевич П.Р.
  • Мещанов В.Д.
  • Шулепов В.Н.
RU2080570C1
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ТЕМПЕРАТУРЫ 1996
  • Лазаренко И.П.
  • Лопатин В.Б.
  • Машевич П.Р.
  • Мещанов В.Д.
  • Шулепов В.Н.
RU2097713C1
Hori T
Objective neosurements of the process of curd formation during rennet treatment of milks Gy the not wire method
Journal of Food Science, 1985.

RU 2 275 627 C2

Авторы

Осинцев Алексей Михайлович

Бахтин Николай Александрович

Брагинский Владимир Ильич

Иваненко Олег Васильевич

Даты

2006-04-27Публикация

2003-12-08Подача