Устройство для определения реологических свойств мясомолочных продуктов Советский патент 1982 года по МПК G01N11/14 

(5) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РЕОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МЯСОМОЛОЧНЫХ ПРОДУКТОВ

1

.Изобретение относится к исследованиям пищевых продуктов, в частности к оп зеделению реологических свойств мясомолочных продуктов, и может найти применение при производстве вязких и вязко-пластичных пищевыхпродуктов.

Для -расчета и проектирования вы-, сокопроизводительного оборудования и автоматических линий по изготовлению колбас, сосисок, сырково-творожных масс в трубопроводах и рабочих органах машин и аппаратов линейная скорость продукта в настоящее , время достигает 1+2,5 м/с. Одной из основных величин для расчета является величина эффективной вязкости,за.висящая от градиента скорости, а следовательно, и от линейной с орости продукта.

Для лавинной зоны разрушения продукта в вискозиметре или в рабочих органах машин и аппаратов эффективная вязкость аппроксимирована в слег дующую зависимость:

-т

л i.s Bw, или

Во ,

гзФ или -г э

где, В,В - эффективная вязкость, , В,В - эффективная .соответственно при единичном значе НИИ скорости (W, м/с) или градиенте скорости () ;

m - темп разрушения структуры.

В настоящее время известные ротационные вискозиметры позволяют оп10ределять эффективную вязкость мясопродуктов при ,2-0,5 м/с, т.е. при i 85+130 с

Предварительные эксперименты показали, что эффективная вязкость

15 при скорости выше указанного значения изменяет темп разрушения структуры, т.е. измерение величины эффективной вязкости при таких невб1соких скоростях (,2-0,5 м/с) несет в

20 себе большую погрешность.

Известно устройство для исследования структурно-механических свойств колбасного фарша, содержащее верти39кальный цилиндр с установленным в нем рифленым ротором, приспособление для сообщения ротору крутящего момен та, состоящее из шкива, упругой нити, роликов и двух грузов, приспособления для измерения угла его поворота во времени, состоящего из секундомера, штифта, фиксирующего шкив при остановке ротора и рычагов управления 13Недостатком известного устройства является невысокая точность измерений , вызванная напряжением исследователя , так как ему необходимо обеспечить одновременно остановку ротора и секундомера, счет оборотов и фиксацию исходного положения указателя числа оборотов, быструю смену грузов на двух нагружающих устройствах,вклю чение и выключение устройства. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для определения реологичес ких свойств мясопродуктов, содержащее привод в виде шкива с грузами, ротор i коаксиально расположенный в ци линдре с исследуемой средой и с закрепленным на его верхнем конце указателем числа оборотов,измерительную схему, содержащую регистратор времени счетчик оборотов,электромагнитное ре ле, выпрямитель, источник питания 121 Недостатками этого устройства являются наличие механической системы передачи взаимодействий элементов механизма, что не обеспечивает достаточной точности измерений из-за присутствия трения между элементами а также наличие шестеренчатых передач, что создает паразитные нагруз ки на вал ротораизмерения вязкости Причем отрицательным моментом являет ся то, что паразитное влияние со противления передаточных шестерен постоянно, а свойства вязкости различных исследуемых материалов различны, поэтому ошибка опыта может быть различна и трудно учитываемая. Кроме того, в этом устройстве предусмотрен метод снятия сигнала с контактных шестерен через трущиеся контакты, т.е. создается еще одно звено сопротивления вран-снию ротора при этом следует учесть, что многочисленное количество контактных плас тин работающих согласно схеме в режиме счетчика, должен иметь каждый токосъемный коллектор, что создает 4 большое усилие сопротивления за счет трения, хотя лишь одна пластина является исполнительной. К тому же в устройстве трудно определить постоянную величину трения из-за зависимости ее от смазки шестерен,-их износа, регулировки их зацепления, переменных значений при прохождении контактов и износа токосъемников. . При этом скользящий по поверхности контакт является малонадежным элементом, особенно при пересечении узких, перпендикулярно направленных контактов, а инерционность срабатывания реле очень велика, особенно если учесть узкую контактную полосу и начальное индуктивное сопротивление катушки реле постоянного тока. Целью изобретения является повыг шение точности определений реологических свойств мясомолочных продуктов. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для определения реологических свойств мясомолочных продуктов, содержащем привод в виде шкива с.грузами, ротор, коаксиально расположенный в цилиндре с исследуемой средой и с закрепленными на его верхнем конце указателем числа оборотов, измерительную схему, содержащую регистратор времени, счетчик оборотов, электромагнитное реле, кнопку, выпрямитель , источник питания, измерительная схема дополнительно снабжена понижающим трансформатором, бесконтактным электронным датчиком, двумя электромагнитными реле и соленоидом с тормозным штоком, причем параллельно трансформатору, подключенному к источнику питания, через нормально открытый контакт первого реле .подключен регистратор времени, а к выходу выпрямителя через нормально закрытый контакт счетчика оборотов подключен бесконтактный электронный датчик, к выходу которого через нормально закрытый контакт первого -реле подключено второе электромагнитное реле, а через нормально открытый контакт первого реле подключен счетчик оборотов, кроме того, параллельно бесконтактному датчику через нормально открытый контакт второго реле и кнопку подключено третье электромагнитное реле, через нормально открытый контакт которого и через нормально за59крытый контакт второго реле подключена катушка первого реле, .параллельно которой включен соленоид, а нормально открытый контакт первого реле подключен параллельно соединенным между собой нормально закрытому контакту второго реле и нормально от крытому контакту третьего реле, при этом счетчик оборатов выполнен в виде программно-задающего счетного устройства, а нормально открытый контакт третьего реле подключен параллельно бесконтактному датчику. На фиг.1 показано устройство, общий вид; на фиг.2 - принципиальная схема работы устройства. Устройство для исследования реологических свойств мясомолочных продуктов состоит из приводного устройства, включающего в себя ось 1, на которой установлен приводной шкив 2, соединенный через рабочую нить 3 и. обводной блок k с грузом 5..На оси закреплен вращающийся ротор 6 и инициатор 7 который входит в зазор бесконтактного датчика 8. Устройство снабжено программно-задающим счетным устройством 9, блоком 10 сигнальных ламп, кнопкой 11 пуска. Для установления требуемого количества оборотов оно снабжено электрическим соленоидом 12, тормозным штоком 13 и регист ратором времени - электронным милисекундомером 1, обеспечиваю|дим стабильный пуск, остановку с фиксацией времени в автоматическом режиме. В сеть напряжением 220В (фиг.2) включают через предохранитель Пр понижающий трансформатор ТР, с которого через диоды выпрямителя выходит напряжение питания схемы напряжением в 2k В постоянного тока. Параллельно трансформатору ТР через нормально открытый (НО) контакт реле 1Р подключен регистратор времени mS К выпрямителю (источнику постоянного тока) параллельно через НО контакт , НОСг програмно-задающего устройства Сг подключена сигнальная лампа , показывающая окончание заданного ЦИКла измерения программным устройством и через. НЗ контакт НЗСг программнозадающего счетного устройства - лампа Лп, сигнализирующая о готовности программно-задающего счетного устройства Сг к работе. Параллельно цепи лампй Лл включен бесконтактный электронный датчик, работающий на принципе прерывания металлическим предметом взаим1НОИ индукции системы, генерирующей электромагнитные колебания. При прерывании взаимной индукции на выходе бесконтактного датчика возникает электрический сигнал, равный питающему напряжению. К выходу бесконтактного датчика КВД подключена лампа Л, сигнализирующая о том, что в зазор бесконтактного датчика введен прерывающий инициатор. Параллельно ей через НЗ контакт реле 1Р подается питание на катушку реле 2Р, одновременно через НО контакт того же реле 1Р подключен вход в программно-задающее счетное устройство. Параллельно бесконтактному датчику КВД к цепи постоянного тока напряжением 2 В через НО контакт реле 2Р, через кнопку К подключена катушка реле ЗР. Параллельно катушке ЗР подключена лампа Л, сигнализирующая о том, что схема включена. Параллельно цепи НО контакта реле 2Р - кнопка К подключен НО контакт реле ЗР. Параллельно этой же цепи питания через НЗ контакт реле 2Р и НО контакт реле ЗР|2 включена катушка реле ЗРо подключен НО контакт реле 1Рл , а параллельно реле IP включена катушка соленоида ЭС.. Устройство работает следующим образом. Приводом устройства является установленный на оси 1 с ротором 6 шкив 2, соединенный через рабочую нить 3 и отводной блок Ц с грузом 5« При вращении ротора 6 закрепленный на его оси инициатор 7 входит в зазор бесконтактного электронного датчика 8. Это его исходное положение. Настраиваем вискозиметр: при введении инициатора сигнал с бесконтактного Датчика поступает одновременно на паРаллельно включенную сигнальную лампу Л, и через НЗ KOHTakT реле IPj на катушку реле 2Р и через НО контакт реле IPj на вход программно-задающего счетного .устройства9 и блок 10 сигнальных ламп. Схема подготовлена к работе. Нажатием кнопки 11 пуска включаем питание катушки реле ЗР и параллельно ей включенную лампу Л. НО контактами реле ЗР ставится на самоблокировку (самопитание) Сигнал лампы Лд свидетельствует о том, что схема готова к работе. При включении привода электрический соленоид 12 отводит тормоз7 .ной шток 13, освобождая ось с ротором, который начинает вращение. УКрепленный на его оси инициатор выходит из зазора бесконтактного датчика, при этом отключается лампа Л питание катушки реле 2Р и своим НЗ контактом 2Р и НО контактом 3Rj. включается питание катушки реле IP Одновременно НО контактом 1Рп стави ся на самоблокировку. В этот же момент через НО контак реле 1Р-, цепи питания напряжением 220 В регистратор 1A времени начина ет отсчет. При каждом выходе инициатора 7 и зазора бесконтактного датчика 8 в точно фиксированный момент на вход программно-задающего счетного устройства 9 поступает импульс тока, соответствующий одному обороту рото ра вискозиметра. По окончании считы вания заданного числа оборотов, (соо ветственно, поступивших импульсов) последний импульс, поступивший в программно-задающее счетное устройство, прерывает цепь питания постоянным током самого бесконтактного датчика КВД и всех параллельно вклю ченных ему элементов (, ZP, ЗР) и питание самого программно-задающего считывающего устройства, В этот же момент через НО контак IP. отключается питание регистратора времени, а лампа Л-j сигнализируе об окончании цикла измерения.Переключением контактов НЗ и НО програм мно-задающего устройства схему пере водят в исходное положение, о чем сигнализирует лампа Ля, В предложенном устройстве схема бесконтактного метода регистрации времени протекания процесса по заданному числу (допускается дробное число) оборотов имеет те преимущест ва, что инициатор устанавливается непосредственно на оси с ротором и позволяет регистрировать время толь ко самого процесса, исключая дополнительные посторонние погрешности; Применение бесконтактного датчик выдающего сигнал-импульс в момент выхода инициатора из зазора датчика также исключает какие-либо помехи от внешних воздействий на вращение ротора. Кроме того, устройство удобно дл проведения большого количества.опытов, так как работа экспериментатора сводится только к пуску привода 21 . 8 через кнопку включения. Начало и конец отсчета происходит автоматически с одновременной остановкой вращающегося .ротора с помощью тормозного штока электрического соленоида. Предложенное устройство позволяет повысить точность определения реологических характеристик мясомолочных продуктов за счет автоматической электронной схемы, исключения субъективного фактора, вносимого экспериментатором, исключения механического трения и строгой фиксации начала и окончания отсчета, а также гарантирует стабильность результатов измерений по времени с точностью до 0,01 с. Схема расширяет диапазоны измерения градиента скорости и позволяет определять эффективную вязкость мясомолочных продуктов при ,, , т.е. при € 180+800 и выше. Она проста и компактна. Формула изобретения Устройство для определения реологических свойств мясомолочных прО дуктов, содержащее привод, ротор, расположенный в емкости с исследуемой средой, и измерительную схему, включающую регистратор времени,счетчик оборотов, электромагнитное реле, кнопку, выпрямитель, источник питания, отличающее ся тем, что, с целью повышения точности определения реологических характеристик, измерительная схема устройства дополнительно снабжена понижающим трансформатором, бесконтактным.электронным дат14иком, двумя электромагнитными реле и соленоидом с тормозным штоком, причем параллельно трансформатору, подключенному к источнику питания, через нормально открытый контакт первого реле подключен регистратор времени, а к.выходу выпрямителя через нормально закрытый контакт счетчика оборотов подключен бесконтактный электронный датчик, к выходу которого через нормально закрытый контакт первого реле подключено второе элек тромагнитное реле, а через нормально открытый контакт первого реле подключен счетчик оборотов, кроме того, параллельно бесконтактному датчику через нормально открытый контакт второго реле и кнопку подключено третье электромагнитное реле, .через нормально открытый контакт которого и через нормально закрыУый контакт второго реле подключена катушка первого реле, параллельно которой включен соленоид, а нормально открытый контакт первого реле подключен параллельно соединенным между собой нормально закрытому контакту второго реле и нормаль- но открытому конта,кту третьего реле, при этом счетчик оборотов выполнен в виде программно-задающего счетного

8

11 918

2

Фиг. 10 устройства, а нормально открытый контакт третьего реле подключен параллельно беск9нтактному датчику. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1,Авторское свидетельство СССР № 5А97и, кл. G 01 N 11/11, 1976, 2.Авторское свидетельство СССР № 693156, кл. G 01 N 1977 (прототип).

HOCtf.

Л

НЗСЛ

1И

к

2Pf

3Pf

tfllLf-

II /If

%

Д

г

%

zf

{

C.t

ЗР

4

%

//7

{}

(Риг.г