АНАЛИЗАТОР КАЧЕСТВА ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ ПО ТЕМПЕРАТУРЕ ЗАМЕРЗАНИЯ Российский патент 2020 года по МПК G01N33/04 

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к устройствам, предназначенным для экспресс-оценки по мини пробе показателей качества продуктов питания в жидких средах (растительных масел, молока и др.) по замерзанию кристаллической решетки.

Растительные масла вырабатывают из различного жиросодержащего растительного сырья: семян подсолнечника, рапса, конопли, кукурузы, а также плодов оливкового дерева. По своим свойствам и пищевой ценности масла различаются. Наиболее дорогостоящее оливковое масло. Основным отличием оливкового масла от других является температура замерзания. Она колеблется от минус 8°С до минус 2°С. Зачастую производители подделывают оливковое масло путем подмешивания в него дешевые сорта растительных масел из семян подсолнечника, рапса, конопли, кукурузы. Отличить по цвету, запаху и вкусу дорогие сорта масла от дешевых очень сложно, чем и пользуются недобросовестные продавцы.

Недостатком существующих методов распознавания растительных масел является необходимость проведения технологической операции по замораживанию пробы в стационарном холодильнике (в низкотемпературной камере) в течение 2-3 часов, что не позволяет оперативно выявлять фальсификацию.

Известно, что молоко - многокомпонентная полидисперсная система, в которой все составные вещества находятся в тонкодисперсном состоянии, что обеспечивает молоку жидкую консистенцию. Технический регламент определяет молоко как продукт нормальной физиологической секреции молочных желез сельскохозяйственных животных, полученный от одного или нескольких животных в период лактации при одном и более доении, без каких-либо добавлений к этому продукту.

Температура замерзания - постоянное физико-химическое свойство молока, которое обусловлено только его истинно растворимыми составными частями лактозой и солями составляет минус 0,540°С (ГОСТ Р 52054-2003 «Молоко натуральное коровье-сырье. Технические условия») [1]. Молозиво, состав которого несколько изменен по отношению к нормальному молоку, имеет наиболее низкую температуру замерзания - от минус 0,570°С до минус 0,580°С.

Зависимость температуры замерзания от концентрации истинно растворимых составных частей молока позволяет установить фальсификацию его водой. Не обусловленные технологическими приемами, изменения концентрации истинно растворимых частей молока наблюдаются в следующих случаях: при фальсификации водой, при добавлении нейтрализующих или ингибирующих веществ вследствие биохимического превращения лактозы.

Температура замерзания резко снижается при подкислении молока, при изменении рН с 6,6 до 6,0 этот показатель изменялся с минус 0,543°С до минус 0,564°С. При кислотности более 24°Т вообще невозможно провести измерение температуры его замерзания, так как накопление молочной кислоты приводит к денатурации белков.

Известен расчетный способ оценки относительного содержания в молоке добавленной воды по точке замерзания молока, которую определяют криоскопическим способом с помощью термисторного криоскопа (ГОСТ Р ИСО 5764-2011 Молоко. Определение точки замерзания. Метод с применением термисторного криоскопа (контрольный метод)) [2]. В качестве термисторного криоскопа используют криоскоп молочный термоэлектрический КМТ-1 (Россия), миллиосмометр - криоскоп термоэлектрический МТ-5, криоскоп Термоскан мини или другие аналогичные приборы (Патент RU на изобретение №2620343 С1 МПК G01N 33/04, G01N 27/12, [Текст] Экспрессный способ установления фальсификации молока разбавлением его водой по сигналам массива пьезосенсоров», опубл. 24.05.2017) [3].

Известен способ установления фальсификации молока водой путем анализа состава молока с помощью ультразвукового анализатора «Лактоскан 90» (Болгария) (Тетерева. Л.И. Методы анализа фальсификации молока водой / Хранение и переработка сельхозсырья. 2011. №9. С. 64-67.) [4] и ультразвукового анализатор качества молока «Клевер-1М» [5], в основе работы которых состоит принцип измерения скорости распространения ультразвука, которая является функцией массовой доли жира, СОМО, плотности и температуры молока (сливок).

Основным недостатком прототипа являются высокая стоимость, сложность обслуживания и эксплуатации, низкая производимость при многочисленных анализах, доступны эля эксплуатации специализированным лабораториям, а также не обеспечивают невозможность установления фальсификата.

Технической задачей изобретения является снижение себестоимости, обеспечение доступности использования устройства по назначению без дополнительного оборудования, повышение производительности и упрощение процесса определения показателей качества продуктов питания в жидких средах и выявление фальсификата по мини пробе.

Техническая задача решена за счет того, что анализатор качества продуктов питания по температуре замерзания, содержит корпус, отличается тем, корпус изготовлен из ударостойкого пластика, внутри которого неподвижно зафиксирован блок питания, обеспечивающий преобразованного напряжения электрического тока в 12 V и передающего по электропроводу вентилятору и регулятору температуры, который жестко зафиксирован внутри корпуса и обеспечивает за счет изменения силы тока, понижение температуры на рабочей поверхности микрохолодильника, неподвижно зафиксированного в стенке корпуса, связанного через шину с электронным термометром и экраном, неподвижно зафиксированным в стенке корпуса, а также отвод теплоты от обратной стороны микрохолодильника обеспечивается потоком воздуха от работы вентилятора и удаляемого через перфорацию в торцевой стенке корпуса.

Технический результат обеспечивается за счет придания возможности понижения силы тока, подаваемого в микрохолодильник, что обеспечивает резкое снижение температура его рабочей поверхности, а также возможности мгновенной визуализации данных показателей.

Анализатор качества продуктов питания по температуре замерзания поясняется фиг. на которой показано: поз.1 - корпус; поз.2 - вентилятор; поз.3 - микрохолодильник; поз.4 - электронный термометр; поз.5 - экран; поз.6 - перфорация; поз.7 - регулятор температуры; поз.8 - шина; поз.9 - блок питания; поз.10 - провод; поз.11 - радиатор.

Анализатор качества продуктов питания по температуре замерзания состоит из корпуса (1) (как вариант, ударостойкий пластик), внутри которого жестко зафиксирован вентилятор (2) (как вариант, зафиксирован винтами), через электропровод с блоком питания (9). На внешней стороне стенки корпуса (1) неподвижно зафиксированы микрохолодильник (3) (как вариант, элемент Пельтье, возможности, которого позволяют осуществить снижение температуры поверхности микрохолодильника (3) до минус 10°С и ниже менее чем за 1 минуту) к внутренней стороне которого жестко (теплопроводящей мастикой) закреплен радиатор (11). Микрохолодильник (3) через шину (8) связан с жестко зафиксированным внутри корпуса (1) электронным термометром (4) (дистанционный контактный датчик) и неподвижно закрепленным в пазах стенки корпуса экраном (5). Работа устройства осуществляется с использованием напряжения 12 V преобразованного блоком питания (9)

Анализатор работает следующим образом. Подключение провода (10) с вилкой к сети электропитания обеспечивает поступление электрического тока в блок питания (9). Электрический ток в блоке питания (9) преобразуется и напряжением 12 V подается на составные элементы. Поворотом ручки регулятора температуры (7) обеспечивается изменение силы тока, что позволяет осуществить охлаждение рабочей поверхности микрохолодильника (3) до температуры, необходимой для проведения испытания. Охлаждение рабочей поверхности микрохолодильника (3) обеспечивает нагрев противоположной и активное выделение теплоты, передаваемой радиатору (11). Отвод теплоты от радиатора (11) обеспечивается работой вентилятора (2), создающего поток воздуха, который через перфорацию (6) в стенке корпуса (1) удаляет теплоту. Электронный термометр (4) фиксирует температуру рабочей поверхности микрохолодильника (3), а в период исследования и температуру испытуемых проб и выводит результаты на экран (5).

Идентификации контроля качества продуктов питания в жидких средах и выявление фальсификата осуществляется за счет экспресс замораживания мини пробы продукта питания, нанесенного ватной палочкой на рабочую поверхность микрохолодильника (3).

Проведение экспериментальные исследования показали, что регулировка требуемой температуры и ее определение электронным термометром (для исследования молоко минус 0,5°С, для масла растительного минус 8°С) обеспечивают точность исследования. А также, что натуральное оливковое масло загустевает при температуре минус 4С и изменяет цвет с бледно-желтого на белый, а при температуре минус 8°С становится твердым. Если при температуре минус 10°С проба оливкового масла не стала твердой - масло фальсифицировано разведение подсолнечным маслом или другим дешевым.

Натуральное коровье молоко замерзает при температуре ниже минус 0,5°С. Если при температуре от 0°С до минус 0,5°С ватную палочку с испытуемой пробой невозможно свободно отделить от поверхности микрохолодильника - молоко фальсифицировано разведением водой или от исследуемое молоко обезжирено.

Таким образом, предложенный анализатор качества продуктов питания по температуре замерзания состоит обладает новизной и существенными отличиями от прототипа, обеспечивает снижение себестоимости, доступность использования устройства по назначению без дополнительного оборудования, повышение производительности и упрощение процесса определения показателей качества продуктов питания в жидких средах и выявление фальсификата по мини пробе. Техническое решение может быть использовано на продовольственном складе, в технологическом блоке полевых технических средств для приготовления пищи и в камбузах.

Литература

1. ГОСТ Р 52054-2003 «Молоко натуральное коровье-сырье. Технические условия».

2. ГОСТ Р ИСО 5764-2011 Молоко. Определение точки замерзания. Метод с применением термисторного криоскопа (контрольный метод).

3. Патент RU на изобретение №2620343 С1 МПК G01N 33/04, G01N 27/12, [Текст] Экспрессный способ установления фальсификации молока разбавлением его водой по сигналам массива пьезосенсоров», опубл. 24.05.2017.

4. Тетерева Л.И. Методы анализа фальсификации молока водой / Хранение и переработка сельхозсырья. 2011. №9. С. 64-67.

5. Ультразвуковой анализатор качества молока «Клевер-1М» [электронный ресурс] www.akvilon.su.

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к устройствам, предназначенным для экспресс-оценки показателей качества продуктов питания в жидких средах. Анализатор содержит корпус, изготовленный из ударостойкого пластика. Внутри корпуса неподвижно зафиксирован блок питания, обеспечивающий преобразование электрического тока в 12 V и передачу по электропроводу, вентилятору и регулятору температуры. Вентилятор жестко зафиксирован внутри корпуса и обеспечивает за счет изменения силы тока понижение температуры на рабочей поверхности микрохолодильника. Микрохолодильник неподвижно зафиксирован в стенке корпуса и связан через шину с электронным термометром и экраном. Электронный термометр и экран неподвижно зафиксированы в стенке корпуса. Отвод теплоты от обратной стороны микрохолодильника обеспечивается потоком воздуха от работы вентилятора и удаляется через перфорацию в торцевой стенке корпуса. Использование изобретения позволит упростить процесс определения показателей качества продуктов питания в жидких средах. 1 ил.

Анализатор качества продуктов питания по температуре замерзания, содержащий корпус, отличающийся тем, что корпус изготовлен из ударостойкого пластика, и внутри корпуса неподвижно зафиксирован блок питания, обеспечивающий преобразование напряжения электрического тока в 12 V и передачу его по электропроводу, вентилятору и регулятору температуры, при этом вентилятор жестко зафиксирован внутри корпуса и обеспечивает за счет изменения силы тока понижение температуры на рабочей поверхности микрохолодильника, неподвижно закрепленного в стенке корпуса и связанного посредством шины с электронным термометром и экраном, которые также неподвижно установлены в стенке корпуса, причем отвод теплоты от обратной стороны микрохолодильника обеспечивается потоком воздуха от работы вентилятора и удаляется через перфорацию, выполненную в торцевой стенке корпуса.