Способ контроля дисперсного состояния молока Советский патент 1980 года по МПК G01N33/04 

f

Изобретение относится к молочной промышленности, а именно к способам контроля качественных показателей молока, в частности дисперсного со- j стояния его.

В современной молочной промьйоленности при производстве кисломолочных продуктов целесообразно осуществлять

контроль дисперсного состояния МОЛО- IQ

ка н4 разных стадиях процесса коагуляции, так как оно во многом предопределяет реологические свойства и органолертические показатели готового продукта.15

Известны способы контроля дисперсного состояния молока, относящиеся к фотометрическим, вязкозиметрическим и оптическим, причем они либо не обладают достаточной чувствительностью, либо включают в себя отбор и подготовку проб исследуемого молока.

Эти способы не могут.быть использованы для непрерывного контроля дисперсного состояния молока в ходе rex-j нологического процесса.

Известен также оптический способ контроля дисперсного состояния молока, заключающийся в том, что через о&ьем 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 устройства для определения динамики свертывания молока и является наиболее близким к предлагаемому.

В устройстве для осуществления указанного способа обтюратор расположен между источником света и кюветой с исслеяуемым молоком. Световые импульсы, прошедшие через молоко, попадакэт на светочувствительный элемент . Последний их преобразует в электрический сигнал, усиливаемый с помощью з лектронного усилителя и фиксируемый самопишущим прибором.

Известный способ обладает высокой чувствительностью в с.лучае контроля дисперсного состояния молока на стадии коагуляции, начиная с локального гелеобразования до полного гелеобразрвания и н ачала динерезиса.

Однако и этот способ не позволяет осуществлять контроль дисперсного

состояния молока на стадии коагуляции, предшествукадей локальному гете6(5разоваиию, iro особенно важно при нейрерывном производстве кисломолочных продуктов.

Целью предлагаемого способа является повышение чувствительности и тЬ 1Гн6сти контроля дисперсного состояййя молока в процессе его коаНЙяции, аключая и стадию коагуляций до начаа локального гелеобраэования, что является необходимым для оптимгшьного управления технологическим процессом непрерывного проиэводства творо- , га . : -С этой целью согласно предлагаемому способу обтюратор помещают в ёмкость с исследуемым молоком с возможностью свободного вращения со скорос тью самопроизвольно устанавливающейся в зависимости от состояния дисперсной фазы контролируемого молока, и наряду с измерением интенсивности световыу импульсов определяют их количество. При этом о дисперсном соетояйий молока судят по одновременно получаемым величинам в, единицу времени.

На фиг. 1 схематично изображено одно из возможных устройств с системой измерения для осуществления способа; на фиг. 2 - график зависимостиприращения количества световых импульсов от температуры дестабилиза-ции молока; на фиг. 3 .-график завиШйбстй интенсивности светового импульса от температуры , дестабилизированного молока при постоянной частоте следования импульсов и при частотё следования импульсов, зависящей от дисперсного 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 6. В Систему измерения входят блок 7 усиления , блок 8 формирования электрических импульсов , блок 9 задания йнтервалов времени и подсчета импульсов, Фуйкциональный блок 10 и блок 11 йнд1икации и регистрации.

Предлагаемый способ заключается в следующем.

В емкость2 с контролируемым молоком помещают с возможность свободного вращения обтюратор 3 и при вЬдят его во вргицение в плоскости, перпендикулярной световому потоку, от источника 5 света к светочувствительному элементу 6 с постоянной скоростью от электродвигателя/1. СкЪость вращения обтюратгора устайавдивается самопроизвольно в зависимости от дисперсного состояния молока.

Дисперсное состояние молока, находящегося в емкости 2, контролируют следующим образом.

Световой поток от источника 5 света проходит через объем исследуемого молока и попадает на светочувствительный элемент 6 в виде световых импульсов, частота следования которых зависит от скорости вращения обтюратора 3,

Светочувствительный элемент 6 преобразует световые импульсы в импульсы электрические, усиливаемые с помощью усилителя 7. Усиленные электрические сигналы поступают в блок 8 формирования, где из них формируются электрические прямоугольные импульсы постоянного уровня с малым временем нарастания и спада. .Прямоугольные импульсы поступают в блок 9, где осуществляется подсчет их количества за определенные промежутки времени (интервалы), задание которых осуществляется самим блоком 9. Одновременно с этим в функциональном блоке 10 происходит измерение суммарной интенсивности световых импульсов, преобразованных в электрические элементом 6 и усиленных усилителем 7. Так как время измерения суммарной интенсивности задается блоком 9, то интервалы времени, в которыеосуществляется измерение интенсивности световых импульсов совпадают с интервалами, за которые осуществляется подсчет их количества.

Приведенные на фиг. 2 и фиг. 3 графики построены на основании имеющихся экспериментальных данных и теОретич15Ских расчетов для молока с плотностью при 20 С равной 1030 содержанием жира 3,5%, содержанием казеина 2,5%, подкисленного при температуре до рН 5,0.

Как следует из,Фиг. 2, кривая 1 зависимости приращения количества световых импульсов дМ(Т) имеет ярко выражёнйый максимум, соответствующий температуре молока 10,5-11,.

Изображенная на фиг. 3 кривая 2, характеризуюЩая интейсивность 3 светового импульса в зависимости от температуры молока, построена в соответствии с предлагаемым способом, а именйо при частоте следования световых импульсов. Самопроизвольно устанавливающейся в зависимосТи от дисперсного состояния молока. . .

Эта кривая в отличие от кривой 2а, характеризующей интенсивность свет вогб йШ$Ль аа от теМ11ерс туры молока и построенной в соответствии с известным способом, т.е. при постоянной частоте следования, равной 540 Гц, имеет двухэкстремальный характер и наиболее полно отражает изйейениё Дйсперснбго состояния дестабилизованйогО моло.ка при повышении его температуры. Так, участок АВ (до первого минимума) на кривой 2 соответствует диспергированию казеина молока иего лиофобизации, участок ВС (межэкстремальный участок) соответствует укрупнению казеиновых частиц до критических размеров. Участок, лежащий за точкой С соответствует началу локального гелеобразования.

При производстве творога непрерывным способом, основанным на коагуляции белков молока в потоке, с целью оптимизации процесса, молоко в коагулятор необходимо подавать в состоянии, соответствующем 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 быт использовано при создании систем автоматического регулирования, обеспечивающих оптимальный ход технологического процесса при непрерывном производстве кисломолочных продуктов

Пример . 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,. При температуре в него вносят молочную кислоту до рН 4,8, а также растворхлористого кальция в количестве, обеспечивающем содержание

ионов в смеси на 5-10 г-яон

больше, чем в исходном молоке. Полученную смесь нагревают (температура фиксируется любым известным самопишущим прибором) и подают в емкость. В псхиледнюю помещают с возможностью свободного вращения обтюратор, на периферии которого имеется 180 отверстий. Емкость вращают электродвигателем с постоянной частотой вращения, равной 6 . С помощью злектроных блоков фиксируют количество и интенсивность световых импульсов, проходящих от источника светак светочувствительному элементу через исследуемое мопоко за 1 с.

По полученным данным строют кривые придащения количества импульсов

и интенсивности светового импульса от температуры, которые по своему характеру в точности совпадают с кривыми на фиг. 2 и фиг. 3. Однако для данного молока мaкcимsм приращения f количества световых импульсов равен 152 иимеет место при температуре нагрева 8,5-9, SС. Экстрему1 « интенсивности светового импульса возникают при температуре 10 и и со. ставляют соответствеяно 55% и 83% от интенсивности светового импульса в исходном молоке.Это говорит о том,что полученную смесь при непрерывном:производстве TBopdra следует подавать в коагулятор при температуре 11 С.

5 Применение предлагаемого способа контроля дисперсного состояния молока при непрерывном производстве позволит вести технологический процесс при более высоких значениях рН и температуры дестабилизации белков молока, что снизит расход молочной кисло ты, хладагента в смесителе и греющей воды в коагуляторе, и, кроме того, позволит повысить количество продукта, выпускаемого высшим сортом.

Формула изобретения

Способ контроля дисперсного со3Dстояния молока, предусматривающий пропускание светового потока, модулированного обтюратором, через объем исследуемого молока и измерение интенсивности световых импульсов, о т

35 личающийся тем, что, с /

целью повйшения чувствительности и точности контроля дисперсногосостояния молока в процессе его коагуляции, обтюратор помещают в емкость с исследуемым молоком с возможностью свободного враодения со скоростью, самопроизвольно устанавливающейся в зависимости от состояния дисперсной фазы контролируемого молока, и наряду с измерением интенсивности световых им5пульсов определяют их количество, а о дисперсном состоянии молока судят по одновременно получаемым величинам в единицу времени.

737831

/

he

k

.;

лн

WO

ICO

120

to

HO

0S7911 T,C

фиг It