CZ34283U1 - Zařízení pro posouzení náchylnosti piva vůči poškození působením optického záření - Google Patents

Zařízení pro posouzení náchylnosti piva vůči poškození působením optického záření Download PDF

Info

Publication number
CZ34283U1
CZ34283U1 CZ2019-36440U CZ201936440U CZ34283U1 CZ 34283 U1 CZ34283 U1 CZ 34283U1 CZ 201936440 U CZ201936440 U CZ 201936440U CZ 34283 U1 CZ34283 U1 CZ 34283U1
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
beer
optical
bottle
light
radiation
Prior art date
Application number
CZ2019-36440U
Other languages
English (en)
Inventor
Miroslav Dienstbier
Petr Gabriel
Original Assignee
Výzkumný ústav pivovarský a sladařský, a.s.
Univerzita Karlova
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Výzkumný ústav pivovarský a sladařský, a.s., Univerzita Karlova filed Critical Výzkumný ústav pivovarský a sladařský, a.s.
Priority to CZ2019-36440U priority Critical patent/CZ34283U1/cs
Publication of CZ34283U1 publication Critical patent/CZ34283U1/cs

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/42Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/90Investigating the presence of flaws or contamination in a container or its contents
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/95Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G01N21/958Inspecting transparent materials or objects, e.g. windscreens
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/02Food
    • G01N33/14Beverages
    • G01N33/146Beverages containing alcohol

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)

Description

Zařízení pro posouzení náchylnosti piva vůči poškození působením optického záření
Oblast techniky
Předkládané technické řešení se týká zařízení pro posouzení náchylnosti piva k poškození jeho senzorických vlastností světelným zářením.
Dosavadní stav techniky
Pivo je jedním z nejvíce rozšířených nízkoalkoholických nápojů ve světě. Vyrábí se prakticky na všech kontinentech a jeho obliba stále stoupá. Existuje velké množství typů piva rozmanitých značek.
Pivo se spotřebitelům dodává uzavřené v principiálně dvou druzích obalů z hlediska jejich vlastností vůči optickému záření. A to jednak v obalech jejichž stěny jsou pro optické záření neprostupné (kovové sudy, plechovky) a jednak v obalech se stěnami více či méně pro záření propustnými (skleněné, plastové láhve, plastové sudy). Pokud je obal pro záření propustný, záření vyskytující se v okolním prostředí (denní přirozené světlo, umělé osvětlení ve skladech a obchodech) prochází stěnou obalu a je v pivu následně pohlcováno. Míra pohlcení závisí na spektrálním složení světla a na spektrální propustnosti stěny (tj. na tloušťce stěny a materiálu, z něhož je obal vyrobený) a na barvě piva. Nepříjemná pachuť piva, která vzniká v důsledku pohlcení světla, se obvykle nazývá jako světelná, případně letinková či skunková a označuje se LSF (z angl. názvu lightstruck flavour). Je z největší míry způsobena látkou 3-methylbut-2-en-lthiol (MBT), která vzniká z dosud ne zcela úplně vyjasněných prekurzorů přenosem pohlcené světelné energie z excitovaného stavu fotosenzitizéru, případně přímým osvětlováním ultrafialovým zářením. Prokázaným fotosenzitizérem v pivu je riboflavin (RBF), pocházející ze sladu. Proto je také LSF generována pouze světlem kratších vlnových délek (pod cca 500 nm), které RBF absorbuje.
U nej rozšířenějšího typu pivních obalů- u skleněných lahví lze omezit množství škodlivého světla prošlého z okolí do nápoje použitím vhodně zabarvených lahví. Tradiční barvou lahví pro pivo je hnědá a zelená. Díky absorpčním vlastnostem hnědého skla je toto pro potlačení vzniku letinkové příchutě účinnější, zelené láhve jsou však z pohledu spotřebitele více žádoucí a pro některé prémiové značky historicky přímo nezbytné. Průchod světla stěnou láhve lze omezit použitím silnějších stěn tmavšího zabarvení či potažením lahví speciálními absorbujícími vrstvami. V praxi se toho však díky negativním vlivům hlavně na výrobní cenu či váhu obalu nevyužívá často. Omezit přístup světla lze i polepením co největší plochy vnější strany láhve vhodnou pro světlo neprostupnou etiketou. To však také přináší další náklady a nikdy se nepokrývá celá láhev, protože je to pro spotřebitele neakceptovatelné, a navíc to přináší technologické obtíže při odstraňování etiket při umývání lahví ve vratném cyklu obalu.
Nebezpečí vzniku optického poškození píva je dnes zvláště aktuální, protože na trzích stále roste podíl prodávaného lahvového piva vůči pivu ze sudů. Podařilo se prodloužit koloidní stabilitu piva v řádu měsíců, což umožnilo rozvoz na dlouhé vzdálenosti i s využitím meziskladů a skladů. Než se pivo dostane ke konečnému spotřebiteli, může být vystaveno různému světelnému osvitu. Během přepravy na něj může svítit denní světlo, ve skladech i prodejnách je uloženo pod umělým osvětlením, prodejní police i chladicí boxy, v nichž je pivo v prodejnách, jsou rovněž osvětleny. Pro vznik pozorovatelné světelné příchuti stačí někdy při osvitu piva přímým slunečním světlem jen pár minut, u nepřímého slunečního osvitu několik desítek minut, u umělého světla pak v závislosti na jeho složení řádově několik hodin či dnů.
V současné době se posuzuje optické poškození piva až v případě, kdy vzniklé nežádoucí příchutě a zápachy jsou důvodem pro reklamaci piva. Pivo se předem na náchylnost k optickému poškození
- 1 CZ 34283 U1 netestuje, a to ani samotné vyrobené pivo, ani pivo naplněné přímo do finálního obalu. Pro objektivní porovnatelné testování je zapotřebí jednak realizovat definovaný osvit piva a jednak poté vhodnou metodou ocenit vzniklý stupeň optického poškození. Stupeň optického poškození senzorických vlastností piva se určuje senzorickým hodnocením, které provádí kvalifikovaný panel degustačních odborníků. Takovéto oceňování je náročné časově, vyžaduje jak vyškolené odborné pracovníky s ověřenými speciálními schopnostmi (senzorické zkoušky), tak speciální prostory (senzorická laboratoř či alespoň vhodná degustační místnost). Dostatečně rychlé rutinní posuzování více vzorků je navíc velice obtížně realizovatelné, protože čichové senzory v nose se rychle v případě vyšších intenzit LSF saturují a jejich regenerace je pomalá. Z těchto důvodu ho prakticky nelze realizovat jako součást běžné provozní kontroly.
Za léta výzkumů v oblasti optického poškození piva se prokázalo, že hlavní látkou, která způsobuje letinkovou příchuť, je látka 3-methylbut-2-en-l-thiol (MBT). Stupeň senzorického poškození tak lze rovněž hodnotit na základě obsahu MBT v pivu. Analytické postupy pro jeho detekci j sou velmi složité, nákladné a zdlouhavé a lze je provádět jen se špičkovým přístrojovým vybavením a kvalifikovanou obsluhou, takže ani analýza MBT v pivu, která poskytuje objektivní výsledky, není pro rutinní praxi v pivovaru příliš použitelná.
Dosud nebylo možné stupeň poškození ocenit přímo v uzavřeném obalu bez jeho otevření. Pokud se obal však jednou otevře, pivo přijde do styku se vzduchem, který obsahuje kyslík, a tím dojde k nevratným změnám. V případě LSF se prokázalo, že rozpuštěný kyslík generaci LFS potlačuje. Obal již proto nelze znovu uzavřít a pivo podrobit např. pokračujícímu osvitu. Určování intenzity letinkové pachové stopy je navíc nutné provádět po nalití do sklenice rychle, protože zápach po nalití do sklenice poměrně rychle vytéká.
Při světelném poškození piva dochází k chemickým změnám, které se současně projeví i změnou některých optických vlastností piva. Sledováním jejich změn lze usuzovat na stupeň poškození piva, ale doposud toto nebylo možné realizovat přímo v uzavřeném obalu.
Podstata technického řešení
Výše uvedené nedostatky jsou odstraněny předkládaným technickým řešením zařízení, které umožňuje osvítit pivo v uzavřené láhvi světelným zářením vhodného definovaného spektrálního složení a definované intenzity po definovanou dobu. Zařízení současně umožňuje zaznamenat před osvitem a po osvitu, případně v průběhu osvitu či v intervalech mezi jednotlivými dílčími osvity, změny optických parametrů, které jsou způsobeny osvitem. Optickými parametry, které jsou ovlivněny osvitem, jsou buď transmitance v oblasti u 445 +/- 35 nm nebo luminiscence s emisní délkou 525 +/- 40 nm buzená v oblasti 445 +/- 35 nm.
Nejprve jsou v zařízení proměřeny optické parametry piv v uzavřené láhvi před osvícením, pak je láhev definovaně osvícena a následně se proměří optické parametry po osvitu a vypočítají se změny parametrů v důsledku osvitu.
Takto se získají hodnoty dA = APřed - Apo nebo dL = LPřed - Lpo, kde dA je rozdíl absorbance APfed zjištěné před osvitem a absorbance Apo zjištěné po osvitu, dL je rozdíl intenzity luminiscence LPřed zjištěné před osvitem a intenzity luminiscence Lpo zjištěné po osvitu vztažená k dané světelné expozici.
Pokud se zařízení využívá ke zjišťování náchylnosti piva k optickému poškození v absolutní stupnici, změří se vhodným přístrojem (např. luxmetr, kalibrovaný fotometr) světelná intenzita u povrchu láhve a z ní a doby ozařování se určí hodnota světelného energie, která na láhev dopadla. Velikost pohlceného záření v pivu lze určit s výhodou i např. pomocí vhodného chemického aktinometru naplněného do zkušební láhve stejného typu, jako je láhev testovaná.
- 2 CZ 34283 U1
Pokud se zařízení používá pouze pro relativní porovnávání odolnosti různých druhů piv nebo obalů, není nutné určovat absolutní hodnotu světelné energie a porovnání se provádí za konstantní či proměnné doby či intenzity osvitu.
Hodnoty dA nebo dL se podle předem získané kalibrační křivky pro daný typ piva mohou přepočítat i přímo na hodnoty nezávisle senzoricky určené hodnoty světelné příchutě (light struck flavour- LSF) či obsahu 3-methylbut-2-en-l-thiolu (MBT) odpovědného za LSF.
Objasnění výkresů
Řešení podle předloženého užitného vzoru bude podrobněji popsáno na konkrétních příkladech provedení s pomocí přiložených výkresů, kde na obr. 1 je schematické znázornění zařízení pro řízený osvit piva v láhvi se záznamem změn transmise a chlazením láhve, na obr. 2 je schematické znázornění zařízení pro řízený osvit piva v láhvi se záznamem změn luminiscence a chlazením láhve.
Příklady uskutečnění technického řešení
Příklad 1
Příkladné zařízení se záznamem změn transmise dle obr. 1 je provedeno tak, že sestává z bloku osvětlovače 1 válcového tvaru, do jehož středu se umístí zkoumaná láhev s pivem 5. Válcové pouzdro má vnitřní průměr odpovídající průměru zkoumaných lahví s pivem zvětšený minimálně o 2 cm tak, aby byl umožněn volný průchod vzduchu při ochlazování láhve. Běžné průměry skleněných pivních lahví jsou mezi 60 až 70 mm, plastové obaly mají průměr okolo 80 mm. Typický průměr válcového pouzdra je proto mezi 80 až 100 mm, ale lze použít i jiné průměry v závislosti na sledovaných obalech s pivem. Výška pouzdra se volí opět podle sledovaných lahví.
Na vnitřní straně pouzdra jsou umístěny světelné zdroje 20 tvořené buď LED či miniaturními žárovkami. S výhodou lze využít samolepicích pásků LED, které se navinou spirálovitě nad sebou. Světelné zdroje jsou zvoleny tak, aby jimi vyzařované světlo 200. které dopadá na zkoumanou láhev s pivem, obsahovalo spektrální složku mezi 400 až 500 nm. V případě použití LED lze s výhodou použít širokopásmové LED s centrální vlnovou délkou 450 +/- 10 nm. Světelné zdroje jsou napájeny z budicího elektronického zdroje 3 tak, aby bylo možné realizovat osvit konstantním světelným tokem po definovaný časový interval.
Na ose procházející středem láhve jsou oproti sobě umístěny vysílač sondujícího záření 30 a optický přijímač 40. Vysílač vyzařuje světlo o vlnové délce 445 +/- 35 nm, které je případně optikou 301 upraveno do kolimovaného svazku 300. Tento svazek je po průchodu lahví s pivem případně opět vhodně upraven (fokusován) v průchodce s optikou 301 a po průchodu lahví dopadá na optický přijímač 40, jehož výstupní signál je zpracován v elektronickém bloku 4. Jako optického vysílače sondujícího světlaje vhodné použít buď úzkopásmovou LED, nebo LASER LED.
Aby se zamezilo případnému ohřevu piva v láhvi teplem uvolňovaným ze světelných zdrojů, tvoří dno válcového pouzdra kovová mřížka, pod kterou je umístěný větrák 11 vytvářející proud vzduchu, který obtéká láhev a ochlazuje ji.
Řídící elektronická jednotka zařízení 2 řídí zapínání a vypínání světelných zdrojů osvětlovače 20, stejně tak jako zapínání a vypínání zdroje sondujícího optické záření 30. dále ovládá záznam signálů z elektronického bloku detektoru transmise 4 a vyhodnocení změn optických parametrů vzorku v závislosti na době osvitu.
- 3 CZ 34283 U1
Příklad 2
Příkladné zařízení se záznamem změn luminiscence dle obr. 2 je provedeno obdobným způsobem jako zařízení v příkladu 1 s tím, že místo detekce útlumu prošlého světla (měření transmise na obr. 1) snímá emitované luminiscenční záření 600 s vlnovou délkou 525 +/- 40 nm, případně z celého širokého pásu vlnových délek z oblasti 500 až 650 nm. Toto záření je detegováno pod libovolným úhlem v rozsahu 0 až 180° vzhledem ke směru šíření excitačního paprsku 300 o vlnové délce 445 +/- 35 nm. Záření je zpracováno optickou soustavou 601 a zaznamenáváno optickým detektorem 60, jehož výstupní signál je zpracováván v bloku elektroniky 6.
Řídící elektronická jednotka zařízení 2 řídí zapínání a vypínání světelných zdrojů osvětlovače 20, stejně tak jako zapínání a vypínání zdroje sondujícího záření 30, dále ovládá záznam signálů z elektronického bloku detektoru fluorescence 6 a vyhodnocení změn optických parametrů vzorku v závislosti na době osvitu.
Zařízení v provedení se záznamem změn luminiscence může být případně doplněno i o současné monitorování změn transmise obdobně jako je to v provedení dle příkladu 1.
Objasnění výkresů
Obr. 1
Schematické znázornění zařízení pro řízený osvit piva v láhvi se záznamem změn transmise a chlazením láhve
- blok osvětlovače, 11 . větrák, 2 - řídící elektronická jednotka, 20 - LED pro osvětlování, 200 - světelný paprsek z LED, 3 - elektronika optického zdroje sondujícího světla, 30 - zdroj sondujícího světla (např. LED či Laser LED), 300 - sondující optický svazek, 301 - průchodka s optikou, 4 - elektronika zpracování optického signálu detektoru transmise, 40 - optický přijímač - detektor transmise, 5 - láhev s pivem
Obr. 2
Schematické znázornění zařízení pro řízený osvit piva v láhvi se záznamem změn luminiscence a chlazením láhve
- blok osvětlovače, 11 - větrák, 2 - řídící elektronická jednotka, 20 - LED pro osvětlování, 200 - světelný paprsek z LED, 3 -napájení sondujícího optického zdroje, 30 - zdroj sondujícího světla (např. LED či Laser LED), 300 - sondující optický svazek, 301 - průchodka s optikou, 5 - láhev s pivem, 6 - elektronika zpracování optického signálu detektoru luminiscence, 60 - optický přijímač - detektor luminiscence, 600 - luminiscence, 601 - průchodka s optikou na sběr luminiscence
Průmyslová využitelnost
Předkládané zařízení dle užitného vzoru má využití v řadě úloh souvisejících s výrobou, distribucí a prodejem piva v uzavřených obalech prostupných pro světelné záření.
S jeho pomocí se může testovat náchylnost vyrobeného piva ke světelnému poškození zejména v případech, kdy je pivo určeno k vývozu do míst, kde lze jeho osvícení během dopravy či skladování a prodeje předpokládat. Dále se s jeho pomocí může testovat schopnost obalu, do kterého je pivo plněno a pivo před vznikem LSF ochránit. Pomocí zařízení lze rovněž posuzovat
- 4 CZ 34283 U1 např. vhodnost typu a intenzity osvětlení skladovacích prostor, kde jsou piva uskladněna.

Claims (4)

NÁROKY NA OCHRANU
1. Zařízení pro posouzení náchylnosti piva vůči poškození jeho senzorické kvality působením optického záření vyznačující se tím, že sestává z bloku osvětlovače (1) válcového tvaru, světelných zdrojů (20) pro osvit láhve s pivem (5) světlem vlnových délek 400 až 500 nm, zdroje (30) sondujícího optického paprsku (300), minimálně jednoho optického detektoru (40), (60) snímajících útlum sondujícího paprsku (300) a větráku (11).
2. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že sondující optický paprsek (300) je o vlnové délce 445 +/- 35 nm a optický detektor (40) umístěný v ose tohoto paprsku deteguje jeho útlum po průchodu lahví s pivem.
3. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že blok osvětlovače (1) obsahuje optický detektor (60) emitovaného luminiscenčního záření (600), který je umístěný pod libovolným úhlem v rozsahu 0 až 180° vzhledem k vysílači (30) excitačního paprsku a je uzpůsoben tak, že deteguje záření s vlnovou délkou 525 +/- 40 nm, případně záření z širokého pásu vlnových délek z oblasti 500 až 650 nm.
4. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že obsahuje řídící elektronickou jednotku (2), která zapíná a vypíná optické zdroje (20) osvětlovače (1), řídí jejich intenzitu a dobu osvitu, zapíná a vypíná zdroj (30) sondujícího optického paprsku (300) a zajišťuje měření transmitance (4) sondujícího svazku po průchodu lahví s pivem (5) a/nebo intenzity luminiscence (6) vyvolané sondujícím svazkem v láhvi s pivem, a to před osvitem a po osvitu láhve v osvětlovači.
CZ2019-36440U 2019-07-25 2019-07-25 Zařízení pro posouzení náchylnosti piva vůči poškození působením optického záření CZ34283U1 (cs)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2019-36440U CZ34283U1 (cs) 2019-07-25 2019-07-25 Zařízení pro posouzení náchylnosti piva vůči poškození působením optického záření

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2019-36440U CZ34283U1 (cs) 2019-07-25 2019-07-25 Zařízení pro posouzení náchylnosti piva vůči poškození působením optického záření

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ34283U1 true CZ34283U1 (cs) 2020-08-18

Family

ID=72147208

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2019-36440U CZ34283U1 (cs) 2019-07-25 2019-07-25 Zařízení pro posouzení náchylnosti piva vůči poškození působením optického záření

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ34283U1 (cs)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4623522B2 (ja) 光学検査装置のための読み取りヘッド
DK167659B1 (da) Fremgangsmaade til udpegning af forurenede og ikke forurenede beholdere
US8072605B2 (en) Method and apparatus for determining quality of fruit and vegetable products
Kawano et al. Determination of sugar content in intact peaches by near infrared spectroscopy with fiber optics in interactance mode
JP3878782B2 (ja) 食品状態評価方法及び食品状態評価装置
Bratu et al. Non-destructive methods for fruit quality evaluation
WO2008151159A3 (en) Through-container optical evaluation system
NZ521919A (en) Apparatus and method for measuring and correlating characteristics of fruit with visible/near infra-red spectrum
JPH06186159A (ja) 近赤外透過スペクトルによる果実糖度の非破壊測定法
EP0448923A1 (en) Method and apparatus for detecting biological activities in a specimen
JP2007521193A (ja) パッケージ
CN214749704U (zh) 一种用于植物油吸收、散射、荧光特性的光学检测平台
JPH03503450A (ja) 再使用可能なプラスチツク製食品又は飲料用容器中における汚染物質存在の検出法
US20150192521A1 (en) Method, device and portable meter for detecting degradation products of biological molecules in layers of a layer system
WO2014119435A1 (ja) 自動分析装置
JPH01301147A (ja) 青果物の品質測定法およびその装置
JPH08201290A (ja) 林檎の内部品質検査方法及びその装置
CA2199359A1 (en) Examining a diamond
Massie et al. A high-intensity spectrophotometer interfaced with a computer for food quality measurement
CZ34283U1 (cs) Zařízení pro posouzení náchylnosti piva vůči poškození působením optického záření
US20230314323A1 (en) Method and apparatus for detecting sunscreen on skin having various cosmetic product layers
JPS5826250A (ja) プラスチツク製品の老化状態を決定する方法および装置
Nishino et al. Dual-beam spectral measurement improves accuracy of nondestructive identification of internal rot in onion bulbs
JP2004317381A (ja) 青果物の非破壊糖度測定装置
Gabriel et al. Direct detection of beer photodegradation in commercial bottles and introduction of a new Light-Struck Flavour Susceptibility Index

Legal Events

Date Code Title Description
FG1K Utility model registered

Effective date: 20200818

ND1K First or second extension of term of utility model

Effective date: 20230713