CN204495753U - 一种油品凝固点分析装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种油品凝固点分析装置。包括降温装置、油脂放置容器以及测量与控制电路，降温装置采用两片平行放置的半导体制冷片；油脂放置容器被夹紧置于半导体制冷片之间；测量与控制电路包括将半导体激光器置于油脂放置容器的一侧，发出的激光照射油脂放置容器，光电转换元件置于油脂放置容器的另一侧接受透光光强并转化为电信号经过信号采集与调理电路传递至控制器；控制器经过总线接口传送至上位机；在油脂放置容器上设置温度传感器，实时测量油脂的温度通过信号采集与调理电路传递至控制器。本实用新型旨在实现便携、成本低廉的油品凝固点油品分析装置，以反映出油脂的品质好坏，为地沟油的判别提供一个参考依据。

Description

一种油品凝固点分析装置

技术领域

本实用新型属于涉及电子测量技术，特别涉及一种油品凝固点分析装置。

背景技术

中国是食用油消耗量最大的国家之一。根据卫生部发布的《中国居民营养与健康状况调查报告》，城市居民平均每天高达85.5克的脂肪摄入中，有一多半是通过烹调油摄入的。然而，随着“地沟油”现象的出现，大量废弃食用油脂经过简单提炼后流回餐桌，对消费者的健康构成严重威胁。据测算，近几年我国年均生产六百万吨地沟油，经各种渠道进入人们生活中的有三百万吨，达到国人一年的食用油消费总量的10％，相当于平均吃十顿饭就会吃到一次地沟油，地沟油检测已成为关乎民生的一件大事。

食用植物油是由多种碳氢化合物混合而成,属于非极性物质，其相对介电常数约为2.3。地沟油经受长时间的高温加热，而且不可避免地接触空气和水，因而会产生一些新的成分，包括丙烯酰胺、聚合物、原子团、自由脂肪酸、极性组分等，而已知其中一些成分会导致严重的健康问题，比如高血压，冠心病等，地沟油中可能含有的黄曲霉毒性更是砒霜的100倍。因此，有必要监测食用油的品质，判别食用油中是否含有地沟油，避免造成健康威胁。

地沟油中由于混杂了大量的游离脂肪酸、脂肪酸的二聚体和多聚体、过氧化物、多环芳烃类物质、低分子分解产物等,并且混有一定的水分，因此会使油脂的凝固点发生一定的变化。

依据这一特性，国内多家公司已研制出能够测试食用油结冰温度的冰箱。意福电器有限公司推出一款食用油冰点测试冰箱；东莞昊昕仪器设备有限公司提供的JXT系列油脂冷冻试验箱，都可用于模拟低温环境对油脂类样品进行凝固点检测，但对于油脂凝固程度仅凭借人眼观察，存在较大的误差性；并且目 前已存在的测试冰箱体积较大，价格较为昂贵。

油类、清漆等液体样品在标准状态下冷却至开始出现混浊的温度为其浊点。混浊是由于水分或固体从样品中析出。油脂的变浑浊与凝固是连续的过程，但是油品的浊点与凝固点之间没有明显差别，在此可认为测得的为油品的凝固点。

食用油的凝点代表着油品的低温性能，通常情况下均匀的单体物质都具有一定的凝点，而由于食用油是多种烃类的复杂混合物，不同的烃类有不同的凝点，因此，食用油产品并不具有一定的凝点，其所谓的凝点也只是代表某一点的温度，并不代表食用油实际意义的“凝固点”，而只能作为判断其油品质量的依据。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种油品凝固点分析装置，能够快速实现油脂类样品进行凝固点检测，反映出油脂的品质好坏，为地沟油的判别提供一个参考依据。

本实用新型是这样实现的，一种油品凝固点分析装置，该装置包括降温装置、油脂放置容器以及测量与控制电路，

所述降温装置采用两片平行放置的半导体制冷片；油脂放置容器被夹紧置于半导体制冷片之间，距离两端半导体制冷片的距离可调；

测量与控制电路包括半导体激光器、光电转换元件，温度传感器，信号采集与调理电路以及控制器，半导体激光器置于油脂放置容器的一侧，发出的激光照射油脂放置容器，光电转换元件置于油脂放置容器的另一侧接受透光光强并转化为电信号经过信号采集与调理电路转化为0～3.3V范围电压传递至控制器；所述控制器经过总线接口传送至上位机；

在油脂放置容器上设置温度传感器，实时测量油脂的温度通过信号采集与调理电路传递至控制器。

进一步地，所述降温装置包括两片平行的铜制水冷头、水箱以及换热器，所述铜制水冷头、水箱以及换热器之间依次用水管连接，水箱内放置有水泵， 用来为冷却液在水箱、铜制水冷头、换热器中循环提供动力。

进一步地，半导体制冷片的散热的一面涂有导热硅脂，并紧贴铜制水冷头。

进一步地，半导体制冷片的制冷的一面贴紧油脂放置容器，用于给油脂放置容器中的油脂制冷。

进一步地，所述油脂放置容器采用带有通光孔的密闭金属容器。

进一步地，所述密闭金属容器为立柱形，在密闭金属容器的顶部设置遮光盖，遮光盖上穿过导线将温度传感器置于密闭金属容器内，在密闭金属容器的侧面对称开设有透光孔，在透光孔上设置石英或玻璃透光物，透光孔上连接金属连接孔，在一侧的金属连接孔上安装半导体激光器，另一侧的金属连接孔连接光电转换元件。

本实用新型与现有技术相比，有益效果在于：本实用新型旨在实现便携、成本低廉的油品凝固点油品分析装置，以反映出油脂的品质好坏，为地沟油的判别提供一个参考依据。

本实用新型装置完全可以封装在一个实验箱中，供电即可工作，采集到的数据也可以预先存储在单片机中或SD卡中，后续传输到计算机中进行处理。

油类、清漆等液体样品在标准状态下冷却至开始出现混浊的温度为其浊点。混浊是由于水分或固体从样品中析出。本检测装置测定结果更接近于浊点而非凝固点，油脂的变浑浊与凝固是连续的过程，但是油品的浊点与凝固点之间没有明显差别，在此可认为测得的为油品的凝固点。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的设备结构示意图；

图2是图1中油脂放置容器的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的采用本实用新型设备检测的某一种花生油的遮光率-温度曲线

图4是本实用新型实施例提供的采用本实用新型设备检测的某一种大豆油、花生油以及煎炸老油的遮光率-温度对比曲线。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

参见图1，一种油品凝固点分析装置，该装置包括降温装置、油脂放置容器以及测量与控制电路，

降温装置采用两片平行放置的半导体制冷片6；油脂放置容器3被夹紧置于半导体制冷片6之间，距离两端半导体制冷片的距离可调；

测量与控制电路包括半导体激光器2、光电转换元件5，温度传感器4，信号采集与调理电路以及控制器，半导体激光器2置于油脂放置容器3的一侧，发出的激光照射油脂放置容器3，光电转换元件5置于油脂放置容器3的另一侧接受透光光强并转化为电信号经过信号采集与调理电路转化为0～3.3V范围电压传递至控制器；所述控制器经过总线接口传送至上位机；

光电转换元件可采用硅光二极管、光电管、光电倍增管、光敏二极管、光敏三极管、光电耦合器件CCD等其他线性度良好的光电转换元件工作也可以满足要求；

在油脂放置容器3上设置温度传感器4，实时测量油脂的温度通过信号采集与调理电路传递至控制器。

降温装置包括两片平行的铜制水冷头1、水箱7以及换热器9，所述铜制水冷头1、水箱7以及换热器9之间依次用水管连接，水箱内放置有水泵，用来为冷却液8在水箱7、铜制水冷头1、换热器9中循环提供动力。

半导体制冷片6的散热的一面涂有导热硅脂，并紧贴铜制水冷头1。

半导体制冷片6的制冷的一面贴紧油脂放置容器3，用于给油脂放置容器中的油脂制冷。

油脂放置容器3采用带有通光孔的密闭金属容器。

如图2所示，密闭金属容器为立柱形，在密闭金属容器的顶部设置遮光盖 12，遮光盖12上穿过导线11将温度传感器4置于密闭金属容器内，遮光盖12与密闭金属容器之间，以及遮光盖12与导线11之间设置橡胶密封垫10进行密封连接，在密闭金属容器的侧面对称开设有透光孔，在透光孔上设置石英或玻璃透光物13，在透光孔上连接金属连接孔14，在一侧的金属连接孔14上安装半导体激光器2，在另一侧的金属连接孔14连接光电转换元件5，半导体激光器2与光电转换元件5通过金属连接孔形成可拆卸结构。

降温装置中的半导体制冷片通电即可工作，将一端的热量搬运到另一端，对油样进行降温处理，实验时是在室温，大概20--30℃，因为绝大部分食用植物油在室温下都是液态，半透明的，在很大的温度范围内其遮光程度变化不大。实验使油脂温度降低并逐渐凝固，降温的快慢在严格意义上是有要求的，如果降温太快，会导致油脂降温不均匀由外而内开始凝固，这时进行温度的测量也是不准确的。如果降温太慢又会影响效率。这里的降低温度可以认为在满足油脂均匀降温即可，可以由单片机控制半导体制冷片功率来实现。铜制水冷头用来给半导体制冷片的热端降温，冷却液流经铜制水冷头，用来给铜制水冷头降温，这样就可以源源不断地将密闭金属容器中的油脂逐渐冷却凝固。降温装置中冷却液的流动靠水泵完成，水泵的工作受控制电路控制。

通过控制半导体制冷片和水泵的工作将油脂温度降低，与此同时，实时采集油脂的温度与凝固状态。温度采集靠温度传感器完成，凝固状态的采集这样完成：半导体激光器发射一定强度的激光透过油样需要满足当油脂在液态，半透明状态时，激光透过油脂后打在光电转换元件上时，光电转换元件接收不同强度的光照时将光信号装化为与光强成线性关系的电信号，这样就会在凝固前后的电压对比十分明显，从而可以进行凝固点的判断。因此只需满足上述条件均可以作为激光光源。利用激光的优点是其方向性好，稳定性好，亮度能量高，这会使光电转换元件接受的光主要来自激光，受环境光影响小，利用光电转换元件测量透射光强，转化为电压信号，经信号调理电路，光电转换元件输出的是电压信号，变化范围很宽(需要衰减)或者很窄，不能直接被控制器(单片 机)的A/D模块采集，A/D模块的采集范围是0～3.3V，需要将信号处理一下。发送给单片机内部A/D，单片机通过分析电压信号的大小即可判断出油样遮光程度，进而反映出其凝固程度。利用单片机采集到的数据点可以绘制出油脂的遮光率-温度曲线，定义遮光率为：(初始光强—透过的光强)/初始光强，通过对不同油脂的遮光率-温度曲线进行分析即可得到其特征信息，在曲线转折点对应的温度即可近似认为是油的凝固点。本实用新型设备可以实现便携、成本低廉的冷却油凝固点油品分析，反映出油脂的品质好坏，为地沟油的判别提供一个参考依据，在食品安全检测领域提供了一定的技术支持。

如图3所示，采用本实用新型测量的某一品牌的花生油的遮光率-温度曲线，可见有明显的转折点，经验证，此温度为此花生油的凝固点。

如图4所示，采用本实用新型对某品牌花生油、某品牌大豆油以及经过多次煎炸的煎炸老油的测量的遮光率-温度曲线，发现，经过多次煎炸的煎炸老油的转折点与某品牌花生油、某品牌大豆油明显的区别，可初步区分出油样的品质。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种油品凝固点分析装置，其特征在于，该装置包括降温装置、油脂放置容器以及测量与控制电路，

所述降温装置采用两片平行放置的半导体制冷片；油脂放置容器被夹紧置于半导体制冷片之间，距离两端半导体制冷片的距离可调；

测量与控制电路包括半导体激光器、光电转换元件、温度传感器、信号采集与调理电路以及控制器，半导体激光器置于油脂放置容器的一侧，发出的激光照射油脂放置容器，光电转换元件置于油脂放置容器的另一侧接受透光光强并转化为电信号经过信号采集与调理电路转化为0～3.3V范围电压传递至控制器；所述控制器经过总线接口传送至上位机；

在油脂放置容器上设置温度传感器，实时测量油脂的温度通过信号采集与调理电路传递至控制器。

2.如权利要求1所述的油品凝固点分析装置，其特征在于，所述降温装置包括两片平行的铜制水冷头、水箱以及换热器，所述铜制水冷头、水箱以及换热器之间依次用水管连接，水箱内放置有水泵，用来为冷却液在水箱、铜制水冷头、换热器中循环提供动力。

3.如权利要求1所述的油品凝固点分析装置，其特征在于，半导体制冷片的散热的一面涂有导热硅脂，并紧贴铜制水冷头。

4.如权利要求1、2或3任意一项所述的油品凝固点分析装置，其特征在于，半导体制冷片的制冷的一面贴紧油脂放置容器，用于给油脂放置容器中的油脂制冷。

5.如权利要求1所述的油品凝固点分析装置，其特征在于，所述油脂放置容器采用带有通光孔的密闭金属容器。

6.如权利要求5所述的油品凝固点分析装置，其特征在于，所述密闭金属容器为立柱形，在密闭金属容器的顶部设置遮光盖，遮光盖上穿过导线将温度传感器置于密闭金属容器内，在密闭金属容器的侧面对称开设有透光孔，在透光孔上设置石英或玻璃透光物，透光孔上连接金属连接孔，在一侧的金属连接孔上安装半导体激光器，另一侧的金属连接孔连接光电转换元件。