NL2023924B1 - Meetsysteem voor levensmiddelen - Google Patents

Abstract

Een meetsysteem voor geautomatiseerd bepalen enlof bewaken van de kwaliteit van een vloeibaar of viskeus levensmiddel omvat een behuizing met een binnenruimte voor een producthouder voor een dergelijk levensmiddel, een producthouder met een productruimte voor het levensmiddel, en met een deksel voorzien van een probe met een thermometer, een venNarmings- en koelinrichting voor de binnenruimte, een sensorinrichting voor bepalen van een kwaliteitsgerelateerde parameterwaarde van genoemd levensmiddel, niet zijnde de temperatuur, en een besturing die is ingericht voor besturen van het meetsysteem, meten, opslaan, bewerken en/of uitvoeren van de gemeten parameterwaarden, en het besturen van de venNarming en/of de koeling volgens een gewenst tijd-temperatuurprogramma. De koeling omvat een koudebuffer, een koeler voor de koudebuffer, en een afzonderlijk koelmiddelcircuit. De koudebuffer omvat een bufferhouder met een faseovergangsmateriaal, waarbij het koelmiddelcircuit een koelcircuit met een pomp omvat. Een dergelijk meetsysteem is geschikt voor volautomatisch, continu, betrouwbaar, eenvoudig, parallel in meerdere producthouders en onder veel verschillende omstandigheden meten van eigenschappen zoals houdbaarheid van levensmiddelen.

Description

Meetsysteem voor levensmiddelen De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een meetsysteem voor bepalen en/of bewaken van de kwaliteit van een vloeibaar of viskeus levensmiddel, en omvattende een behuizing met een binnenruimte voor ten minste één producthouder voor een dergelijk levensmiddel, een producthouder met een productruimte voor het levensmiddel, en met een deksel en een thermometer, een verwarmings- en koelinrichting voor koelen en/of verwarmen van de binnenruimte, een sensorinrichting voor bepalen van een kwaliteitsgerelateerde parameterwaarde van genoemd levensmiddel, niet zijnde de temperatuur, en een besturing die werkzaam is verbonden met de verwarmings- en koelinrichting, de sensorinrichting en de thermometer, en is ingericht voor besturen van het meetsysteem, en het besturen van de verwarming en/of de koeling volgens een gewenst tijd-temperatuurprogramma voor de binnenruimte.

Op zich zijn dergelijke meetsystemen bekend. Ze dienen onder andere voor het meten aan kwaliteitseigenschappen van levensmiddelen, zoals met name houdbaarheid/bederf en stabiliteit.

Een nadeel van de bekende inrichtingen is dat deze vaak omslachtig werken en ook onbetrouwbare resultaten kunnen geven, omdat personen de inrichtingen bedienen en aflezen. Juist bij levensmiddelen is het echter belangrijk dat de metingen betrouwbaar zijn. Dit vereist veel metingen voor statistisch betrouwbare resultaten, en goed beheersbare omstandigheden, en vereist ook het aflezen van zeer veel meetwaarden. In het huidige tijdsgewricht is er voorts een beweging gaande van consumptie van producten met dierlijke eiwitten naar producten met plantaardige eiwitten, alsmede naar producten met (veel) minder zout en/of vet. Dit vereist een receptverandering bij zeer veel (bestaande en nieuwe) producten, met bijbehorende veranderingen van eigenschappen.

Een zeer belangrijke eigenschap bij levensmiddelen is de houdbaarheid/stabiliteit. Deze kan sterk afhangen van de temperatuur en de tijd. Dat vereist dus nog meer metingen, met name bij metingen die praktijkgebruik met zijn vele temperatuurswisselingen dienen na te bootsen, en dus nog meer kans op fouten.

Het is een doel van de onderhavige uitvinding om een geschikt meetsysteem van de in de inleiding beschreven soort te verschaffen, dat zeer flexibel is in gebruik, de kans op fouten vermindert, en geschikt is om automatisch producteigenschappen van levensmiddelen te meten en/of te bewaken.

De uitvinding bereikt dit doel met een meetsysteem volgens conclusie 1, in het bijzonder een meetsysteem voor geautomatiseerd bepalen en/of bewaken van de kwaliteit van een vloeibaar of viskeus levensmiddel, en omvattende een behuizing met een binnenruimte voor ten minste éen producthouder voor een dergelijk levensmiddel, een producthouder met een productruimte voor het levensmiddel, en met een deksel voorzien van een probe met een thermometer die uitsteekt in de productruimte, een verwarmings- en koelinrichting voor koelen en/of verwarmen van de binnenruimte, een sensorinrichting voor bepalen van een kwaliteitsgerelateerde parameterwaarde van genoemd levensmiddel, niet zijnde de temperatuur, en een besturing die werkzaam is verbonden met de verwarmings- en koelinrichting, de thermometer, en de sensorinrichting, en is ingericht voor besturen van het meetsysteem, het herhaaldelijk met behulp van de sensorinrichting meten van de parameterwaarde, het opslaan, bewerken en/of uitvoeren van de gemeten parameterwaarden, en het besturen van de verwarming en/of de koeling volgens een gewenst tijd-temperatuurprogramma voor de binnenruimte, waarbij de koeling een koudebuffer, een koeler voor de koudebuffer, en een afzonderlijk koelmiddelcircuit omvat, waarbij de koudebuffer een bufferhouder met een faseovergangsmateriaal (PCM) omvat, waarbij het koelmiddelcircuit een rondgaande, met een vloeibaar koelmiddel gevulde, en in warmtewisselcontact met de binnenruimte en met de koudebuffer zijnde leiding, alsmede een pomp voor rondpompen van het koelmiddel omvat.

Met het systeem volgens de onderhavige uitvinding is het mogelijk om automatisch diverse metingen aan een levensmiddel uit te voeren, die bovendien als functie van de tijd en van de temperatuur kunnen worden uitgevoerd. Door het gestuurde verwarmings- en koelsysteem kunnen voorts praktijksituaties worden nagebootst, zoals gekoelde productie en transport, vervolgens overslag op een ongekoeld platform, gekoelde distributie, ongekoeld transport van vrachtauto naar de koeling in een winkel, ongekoeld transport naar een huis, gekoelde opslag in een koelkast, gebruik buiten de koeling op koele of warme dagen, enzovoort. Voor al dergelijke situaties is het nodig om te weten hoe het levensmiddel zich gedraagt, en met name wat de houdbaarheid onder dergelijke omstandigheden is. Deze kan goed, en vooral gemakkelijk, herhaaldelijk en geautomatiseerd en vrijwel foutloos worden bepaald met het meetsysteem volgens de uitvinding. Het is niet nodig om een producthouder telkens uit de thermostreerruimte te halen om een meting te doen, zodat zelfs continu kan worden gemeten, en dus kan worden gemonitord zonder dat de omstandigheden zoals temperatuur tussendoor worden verstoord door uit de binnenruimte nemen en meten aan het levensmiddel.

Belangrijk is ook dat het levensmiddel, althans de binnenruimte met de producthouder met het levensmiddel, snel kan worden gekoeld. Immers treden de snelste veranderingen op bij de hogere temperaturen, maar om de tijds- en temperatuursafhankelijkheid goed te kunnen bepalen, is het wenselijk om veranderingen, met name als het levensmiddel eiwitten of dergelijke bevat, na een bepaald ingesteld temperatuurprofiel zo veel mogelijk stop te zetten. Daartoe dient de temperatuur na afloop van het profiel snel te worden verlaagd. Dat kan met behulp van de actieve koeling in het systeem volgens de uitvinding, en wel automatisch, zonder menselijk handelen.

In de onderhavige uitvinding wordt met "een vloeibaar of viskeus levensmiddel" bedoeld "enig voor menselijke of dierlijke consumptie bestemd product met een zodanige viscositeit dat dit product onder invloed van de zwaartekracht vervormbaar is en zonder substantiële volumeverandering hetzij de vorm van de houder aanneemt, hetzij verpompbaar is als een in hoofdzaak eendelige massa". Dit omvat kant-en-klare producten, zoals zuivelproducten, soepen, sauzen enzovoort, maar ook ingrediënten daarvan, zoals water-olie-emulsies voor sauzen en dergelijke.

Bijzondere uitvoeringsvormen zijn beschreven in de afhankelijke conclusies, alsmede in het nu volgende deel van de beschrijvingsinleiding.

De uitvoering van de koeler is niet bijzonder beperkt, en kan bijvoorbeeld een gewone compressie-warmtepomp zoals in een huishoudelijke koelkast omvatten, of een Joule-Thomson-koeling. In belangrijke uitvoeringsvormen omvat genoemde koeler echter een Peltier-warmtepomp, die is ingericht voor afkoelen van de bufferhouder met faseovergangsmateriaal. Een dergelijke Peltier-warmtepomp heeft als voordelen dat deze zelf geen bewegende delen bevat, en bovendien heel compact is, hetgeen met name in laboratoria, waar ruimte kostbaar is, een voordeel is. Een nadeel is dat het vermogen van een peltier-warmtepomp vaak betrekkelijk laag is. Doch dit hoeft bij de onderhavige uitvinding geen probleem te zijn, omdat de koeling wordt gebruikt om de buffer te koelen, hetgeen ook kan plaatsvinden tijdens een periode waarin de binnenruimte juist op een hoge temperatuur wordt gehouden. Al die tijd kan de Peltier- warmtepomp de buffer afkoelen, althans warmte daaraan onttrekken, zodat ook een laag vermogen voor een grote buffer kan zorgen. Overigens kunnen in de praktijk een ventilator en ook een heatsink zijn verschaft om de opgenomen warmte af te voeren uit het systeem. Een ander nadeel is dat een Peltier-koeler vaak geen hoge temperaturen, zoals boven de 80 °C verdraagt, maar dat is vanwege de beperking tot koelen hier geen probleem. Het verwarmen kan namelijk worden verzorgd door een afzonderlijk verwarmingssysteem, zoals met elektrische gloeidraden of dergelijke. Het is overigens niet noodzakelijk om een faseveranderingsmateriaal te gebruiken als koudebuffer, doch omdat een dergelijk PCM door opnemen van latente warmte nog meer warmtecapaciteit heeft dan zelfs water, kan de compactheid van het meetsysteem verder worden vergroot. Bovendien is de temperatuur zeer goed te definiëren, als bijvoorbeeld de temperatuur van de faseovergang van het PCM. Een dergelijke temperatuur kan gekozen zijn uit de beschikbare PCM's, en liggen in een bereik van -50 tot +150 °C, waarbij met name temperaturen tussen -10 en +6 °C relevant zijn voor gebruik bij levensmiddelen. Op zich is ijs/water een zeer bekend en breed toepasbaar PCM, doch het heeft het nadeel dat het bij bevriezen betrekkelijk sterk uitzet, hetgeen constructietechnisch ongewenst is, omdat het kan leiden tot barsten, of (bij smelten) tot de vorming van isolerende luchtspleten. Bovendien is de ijs-water-overgang niet geschikt voor temperaturen boven 0 °C. Vandaar dat bijvoorbeeld organische PCM's of kristallen met een vast-vast- faseovergang hier voordelen kunnen bieden, zoals brede beschikbaarheid in de markt.

In uitvoeringsvormen omvat het tijd-temperatuurprogramma dat de besturing de binnenruimte met behulp van de verwarmings- en koelinrichting gedurende een gewenste tijdsduur op een, optioneel tijdsafhankelijke, temperatuur brengt. Dit is de eenvoudigste toepassing van het meetsysteem volgens de uitvinding, waarbij het meetsysteem zelf de temperatuur instelt en de metingen uitvoert. Het is ook mogelijk om de praktijk te simuleren door het levensmiddel cycli te laten doorlopen van opwarming en afkoeling, door gericht de verwarmings- en koelinrichting te besturen. Hierbij wordt uiteraard gebruik gemaakt van de thermometer voor beheersing van de temperatuur. Daarnaast is het mogelijk om elk gewenst tijd-temperatuurprofiel toe te passen, door de gewenste een of meer temperaturen en de bijbehorende tijdsduren en/of aantal herhalingen in de besturing in te voeren met een daartoe geschikt en verschaft invoerapparaat. Het meetsysteem volgens de uitvinding voert vervolgens het tijd- temperatuurprofiel uit, en verricht de benodigde metingen tijdens dit uitvoeren.

In het bijzonder is de besturing ingericht om, teneinde de houder af te koelen, de pomp te besturen om het koelmiddel langs de bufferhouder en vervolgens langs of door de binnenruimte met de producthouder te doen stromen. Met een dergelijke geforceerde koeling kunnen ongewenste verdere veranderingen in het levensmiddel doelmatig worden tegengegaan. Hierbij geldt dat het door de binnenruimte doen stromen, dus direct langs de producthouders, nog effectiever kan doen koelen.

In uitvoeringsvormen omvat de bufferhouder een warmtegeleidend schuim, dat althans ten dele is gevuld met het faseveranderingsmateriaal. In vele gevallen zijn de PCM's in staat om veel warmte op te slaan of af te geven, maar zijn het slechte warmtegeleiders, zodat de afgifte-/opnamesnelheid betrekkelijk gering is. Om dat tegen te gaan is het voordelig wanneer het PCM is verschaft in een metaalschuim of -rooster of dergelijke, zodat dat laatste lokaal en over een veel grotere oppervlakte de warmte kan opnemen van of afgeven aan het PCM, en vervolgens intern de warmte kan transporteren naar de buitenwereld, zoals een koelvloeistof. Inzonderheid is het warmtegeleidende 5 schuim een metaalschuim zoals aluminiumschuim, dat een uitstekende warmtegeleiding heeft.

Met voordeel heeft het faseveranderingsmateriaal een faseovergangstemperatuur lager dan 0 °C. Aldus kan snel en sterk worden gekoeld. Andere temperaturen zijn echter zeker mogelijk, bijvoorbeeld juist hoger dan nul indien bevriezen onder alle omstandigheden dient te worden voorkomen. De koudebuffer kan dienovereenkomstig worden gevuld.

Met behulp van de sensorinrichting worden metingen uitgevoerd aan het levensmiddel, om relevante parameterwaarden te bepalen, bijvoorbeeld voor absolute of relatieve producteigenschappen, of algemenere eigenschappen zoals houdbaarheid. In uitvoeringsvormen omvat de sensorinrichting ten minste één van een, met voordeel onder de producthouder geplaatste en naar boven op de producthouder gerichte, camera, waarbij de producthouder althans ten dele doorzichtig of open is, en/of een viscositeitsmeetinrichting voor meten van een viscositeit van genoemd levensmiddel, en/of een meetinrichting voor geleidbaarheid of andere elektrische eigenschappen van genoemd levensmiddel, en/of een optische meetinrichting voor meten van een transmissie-, een verstrooiings- en/of een reflectiewaarde van genoemd levensmiddel.

Met behulp van de camera kan zeer veel informatie worden verzameld, zoals een kleur en/of helderheid, alsmede veranderingen daarin, en ook of er bijvoorbeeld bezinksel of andere zichtbare fysicochemische veranderingen optreden in het levensmiddel. Daartoe is bij de camera optioneel beeldverwerkingsprogrammatuur verschaft. Tevens is er met voordeel een lichtbron verschaft, zoals een of meer led's, die kunnen zijn verschaft rond de camera, of op de probe en dus bij gebruik in het levensmiddel. Aldus kunnen reflectie-, transmissie- en of verstrooiingsmetingen worden uitgevoerd aan het levensmiddel. Hierbij is uiteraard de producthouder althans ten dele optisch doorzichtig, zoals in zijn geheel vervaardigd uit glas, een kunststof zoals polycaronaat enzovoort, of ook voorzien van een optisch doorzichtig venster ter hoogte van de camera.

Alternatief of aanvullend omvat de sensorinrichting een viscositeitsmeetinrichting voor meten van een viscositeit van genoemd levensmiddel.

Hiervoor is bijvoorbeeld de op zich bekende "vallende-bal-meter" geschikt, of ook enige andere bekende viscositeitsmeter. Viscositeit is namelijk een voor consumenten belangrijke eigenschap voor levensmiddelen, met name zuivelproducten, die sterk kan afhangen van temperatuur, mechanische belasting enzovoort. Het meten van de viscositeit kan door de sensorinrichting op enig moment gedurende de verwarming of koeling plaatsvinden, zodat zelfs quasicontinue metingen mogelijk zijn.

Aanvullend of alternatief omvat de sensorinrichting een meetinrichting voor geleidbaarheid of andere elektrische eigenschappen van genoemd levensmiddel. Bijvoorbeeld kan een directe geleidbaarheidsmeter een indicatie zijn voor het ontstaan van neerslag, die vaak ontstaat uit opgeloste zouten. Bij neerslaan van oorspronkelijk opgeloste zouten kan de geleidbaarheid dalen. Een belangrijke andere elektrische meetinrichting is een elektrochemische impedantiespectroscoop (EIS), waarbij een (complex) impedantiespectrum wordt opgenomen van het levensmiddel door toevoeren van een spectrum aan spanningen over meerdere elektroden. Dit spectrum, dus de complexe en reële delen van de impedantie als functie van de frequentie van de gebruikte spanning geeft een vingerafdruk van, althans veel informatie omtrent, de samenstelling van het levensmiddel, en dus ook over veranderingen daarin. Een dergelijke EIS omvat naast meerdere elektroden, bij voorkeur twee toevoerelektroden en twee meetelektroden, ook een sweep-spanningsgenerator en een signaalopnemer en -verwerker.

Alternatief of aanvullend omvat de sensorinrichting een optische meetinrichting voor meten van een transmissie-, een verstrooiings- en/of een reflectiewaarde van genoemd levensmiddel. Naast of in plaats van een camera kan ook een dergelijke optische meetinrichting zijn verschaft. Met name is een dergelijke optische meetinrichting verschaft in de productruimte, in het bijzonder op, langs of aan de probe. Met voordeel omvat de optische meetinrichting een of meer lichtgeleiders, zoals optische vezels, alsmede een lichtbron, met een of meer led's of dergelijke, alsmede een of meer optische sensoren. Het licht van de lichtbron wordt hierbij ingekoppeld in het levensmiddel, via de lichtgeleiders. Aldaar reflecteert het, wordt doorgelaten of verstrooid, waarna een of meer lichtgeleiders dit door het levensmiddel beïnvloede licht inkoppelen en naar de optische sensor{en) brengen. Aldus is het, in aanvulling op de camera, ook mogelijk om bij optisch zeer dichte levensmiddelen, zoals zuivelproducten, toch zinnige metingen te kunnen doen, doordat de lichtgeleiders en hun respectieve inkoppeloppervlakken immers veel dichterbij elkaar kunnen worden geplaatst dan de camera.

Met name is het ook voordelig wanneer de sensorinrichting(en) is/zijn ingebouwd in het respectieve deksel van de producthouder. Aldus is het zelfs mogelijk om in beginsel een en hetzelfde product te onderwerpen aan verschillende metingen door verwisselen van het deksel voor een deksel met een andere sensorinrichting. Met voordeel is/zijn de sensorinrichtingen verwisselbaar inbouwbaar, zoals in het deksel van de producthouder. Dat wil zeggen dat hetzij de sensorinrichting in- en uitbouwbaar is in resp. uit het deksel, of dat het deksel compleet met sensorinrichting, ofwel de probe, verwisselbaar is. Hiertoe Een belangrijk voordeel hiervan is dat het zeer eenvoudig is om per experiment en per product de benodigde sensorinrichting{en) in te bouwen in het systeem, en automatisch de bijbehorende metingen te laten uitvoeren. Dit verschaft een hoge mate van flexibiliteit.

In uitvoeringsvormen omvat het meetsysteem meerdere behuizingen, elk voor of voorzien van een houder voor of met een vloeibaar of viskeus levensmiddel, waarbij de meerdere behuizingen onderling mechanisch en elektrisch koppelbaar zijn. Optioneel zijn de behuizingen ook thermisch verbindbaar met de koel- en verwarmingsinrichting, waarbij de besturing is ingericht voor besturen van de verwarming en/of de koeling volgens dezelfde of verschillende gelijktijdige gewenste tijd- temperatuurprogramma's voor ten minste twee van de meerdere behuizingen. De koel- en/of verwarmingsinrichting kan verschillende, afzonderlijk door de besturing aanstuurbare verwarmingselementen omvatten en de koeling kan per behuizing verschillen door bijvoorbeeld verschafte smoorkleppen of regelventielen voor het koelmiddel. Elke behuizing bevat een afzonderlijk sluitbare deksel, zodat een of meer producthouders met levensmiddel geplaatst of verwijderd kunnen worden zonder producthouders in andere behuizingen te beïnvloeden. Deze modulaire opbouw is gunstig als zeer veel metingen dienen te worden verricht. Wanneer bovendien de besturingen van de behuizingen zijn gekoppeld, althans zodanig dat de meetwaarden of andere gegevens vanuit de respectieve besturingen naar een ontvanger gaan via een verbinding, is een zeer flexibel meetsysteem verschaft, dat zelfstandig, geautomatiseerd quasicontinu of continu metingen kan verrichten aan relevante producteigenschappen van levensmiddelen in een temperatuur-gecontroleerde omgeving.

De uitvinding zal hieronder nader worden toegelicht aan de hand van een of meer voorbeelduitvoeringsvormen, alsmede de tekening. Daarin toont de enige figuur een schematisch doorsnedeaanzicht van een meetsysteem volgens de uitvinding.

De figuur toont een schematisch doorsnedeaanzicht van een meetsysteem 1 volgens de uitvinding. Het meetsysteem 1 omvat een behuizing 2 met een binnenruimte 3 en daarin één producthouder 4, alsmede een deksel 5. Voorts is een koelinrichting aangeduid met verwijzingscijfer 6, dat omvat een voorraadhouder 7 voor koelmiddel 8, een pomp 9, een buizenstelsel 10, een koudebuffer 11 met een faseveranderingsmateriaal 12, een Peltierkoeler 13, een heatsink 14, een ventilatieruimte 15 en een ventilator 16. Isolatiemateriaal 17 resp. 18 is verschaft in de behuizing 2 resp. het deksel 5.

De producthouder 4 omvat een beker 19 en een houderdeksel 20, met een probe 21 met een thermometer 22. Een magnetisch lichaam is aangeduid met 23. Voorts omgeeft een sensorbol 24 optische sensoren 25, en is voorzien van contacten 26. Elektromagnetische spoelen 27 omgeven een drager 28 met Hall-sensoren 29. In het deksel 5 zijn tegencontacten 30 naar elektronica 31 verschaft.

Camera's 32 zijn verbonden met respectieve camerabesturingen 33. Om de camera heen zijn optioneel meerdere led's 34 geplaatst, en daarboven een afdekglas 35. Tot slot geeft 36 een verbinding naar buiten weer, en is met 37 een besturing voor het systeem 1 aangeduid. Het getoonde systeem 1 omvat een behuizing 2 en deksel 5 van bijvoorbeeld metaal of kunststof, die een met isolatiemateriaal 17 en 18 geïsoleerde binnenruimte 3 omgeven. In de binnenruimte 3 kunnen meerdere producthouders 4 worden geplaatst, in het getoonde voorbeeld drie, waarvan er duidelijkheidshalve slechts éen is getoond. De binnenruimte 3 kan door de besturing 37 met behulp van het koelsysteem 6 op een gewenste temperatuur worden gebracht. Met nadruk wordt hier gesteld dat het koelsysteem 6 aanvullend is voorzien van een hier niet getoonde verwarmingsinrichting, zoals elektrische verwarmingsdraden of dergelijke. Deze kunnen de binnenruimte op zich bekende wijze naar een hogere gewenste temperatuur brengen. Vervolgens kan de besturing 37 na enige gewenste tijd het koelend deel, d.w.z. het koelsysteem 6, aansturen om de binnenruimte 3 op een gewenste lagere temperatuur te brengen. Het koelsysteem 6 omvat daartoe een voorraadhouder 7 met een koelmiddel 8 zoals glycol, dat dient om warmte te transporteren. Daartoe pompt een pomp 9 het koelmiddel 8 door een, bijvoorbeeld spiraalvormig, buizenstelsel 10 rond de binnenruimte

3. Het koelmiddel 8 kan hierbij zijn warmte afgeven aan het faseveranderingsmateriaal (PCM) 12 in de koudebuffer 11. Het PCM 12 kan eenvoudigweg water/ijs zijn, waarbij de uit het koelmiddel 8 opgenomen warmte ijs doet smelten tot water, maar op voordelige wijze kan het PCM ook een ander materiaal zijn. Met name is een nadeel van water dat het uitzet bij stollen, en dat het smeltpunt ligt bij O °C of lager indien voorzien van additieven. Er zijn echter legio andere PCM's beschikbaar zonder deze nadelen, en met faseovergangen die bijvoorbeeld liggen bij een temperatuur tussen 5 en 40 °C.

Bijvoorbeeld kan de binnenruimte eerst worden opgewarmd tot een pasteurisatietemperatuur zoals 72 °C, of ook een sterilisatie-temperatuur zoals rond 130 °C. Belangrijke andere temperaturen zijn gebruiks-temperaturen waar levensmiddelen aan kunnen worden blootgesteld, zoals opwarmen tot 30 a 40 °C op een laadplateau in de zon, of op een consumententafel, en dan weer naar een koeltemperatuur van 4- 6 °C. Ook is het mogelijk om te meten hoe de eigenschappen van het levensmiddel veranderen in de tijd bij een en dezelfde temperatuur, zoals 6, 8 of 10 °C. Heel belangrijk hierbij is dat in alle gevallen eventuele veranderingen kunnen worden gestopt, althans zoveel mogelijk tegengegaan, wanneer een bepaald gewenst temperatuurregime is voltooid. Daartoe is het van belang dat het levensmiddel snel kan worden gekoeld tot met name een gewenste eindtemperatuur, zoals een temperatuur waarbij geen (noemenswaardige) verdere verandering meer optreedt, met name in suikers en/of bacteriegroei. Daarom is een actieve koeling gewenst. De thermometer 22 zorgt in voorkomende gevallen voor meting van de temperatuur van het levensmiddel in de producthouder 4, met welk signaal de besturing 37 het koelsysteem 6 en of de verwarming kan aansturen.

Voor die actieve koeling wordt dus een koelmiddel rondgepompt in het koelcircuit met buizenstelsel 10, met behulp van de pomp 9. Het PCM 12 in de koudebuffer 11 wordt zelf gekoeld met behulp van enige bekende koelinrichting, zoals een warmtepomp of een Joule-Thomson-koeling. Het heeft echter voordelen om een compacte koeling te kiezen, omdat ruimte beperkt of duur kan zijn, met name in een laboratorium. Daarnaast zijn bewegende delen niet altijd gewenst. Daarom is een Peltierkoeling 13 voordelig, omdat die compact is, en zelf geen bewegende delen heeft. Wel is hier een ventilator 16 voorzien, die lucht via een ventilatieruimte 15 langs een heatsink 14 leidt, zodat de warmte doelmatig uit het systeem 1 kan worden afgevoerd.

Onderin de binnenruimte 3, in de bodem ervan, zijn camera's 32 aangebracht, die een naar boven gericht beeldveld hebben, en zodoende een beeld vormen van de onderzijde van hun respectieve producthouder 4. Daartoe dient deze laatste wel hetzij van een doorzichtig materiaal zoals glas of polycarbonaat, of ook buigzaam zoals PE-folie, te zijn gemaakt, hetzij een doorzichtig venster te hebben. De bijbehorende aanstuur- en/of verwerkingselektronica kan zijn verschaft onder de isolatie 17, zodat deze beschermd is tegen de wisselende, en soms extreme temperaturen. Met de camera kan een beeld worden verkregen van het levensmiddel in de producthouder

4. Met name kunnen aldus veranderingen in de kleur en/of bezinksel worden waargenomen, hetgeen belangrijk kan zijn om de kwaliteit als geheel, of bepaalde producteigenschappen in het bijzonder, te bewaken en te meten als functie van temperatuur en/of tijd.

Om de werking van de camera 32 te ondersteunen is optioneel een lichtbron verschaft, hier in de vorm van meerdere led's 34. De led's kunnen dezelfde of verschillende kleuren licht uitstralen, en doordat ze zijn verschaft rond de camera, kunnen ze gebruik maken van hetzelfde elektronicaplatform. De led's 34 kunnen licht uitstralen in het product in de producthouder 19 via het afdekglas 35, dat bijvoorbeeld bestaat uit borosilicaatglas, kwartsglas of een ander lichtdoorlatend en bij voorkeur chemie-, temperatuur- en krasbestendig materiaal. Uitgezonden en vervolgens door het product gereflecteerd licht kan worden gedetecteerd door de camera 32, en daarna worden geanalyseerd door de besturing 37, of via de verbinding 36 naar buiten worden gestuurd ter verdere verwerking. Het is ook nog mogelijk om naast de camera 32 nog andere (hier niet getoonde) sensoren te verschaffen, zoals InGaAs- of Si-sensoren, die een betere gevoeligheid hebben in bijvoorbeeld het (N)IR-gebied dan de meeste camera's 32. Een andere mogelijkheid is om een lichtbron te verschaffen op de probe 21, of ook bijvoorbeeld in het deksel 20 van de producthouder 4. Aldaar kunnen in de sensorbol 24 lichtgeleiders zoals optische vezels zijn verschaft, waar het uitgestraalde licht kan worden ingekoppeld, en de probe 21 in gestuurd kan worden. Gereflecteerd licht of verstrooid licht kan dan eveneens met een of meer lichtgeleiders in de probe worden opgevangen, en naar de sensorbol 24 gestuurd, alwaar sensoren 25 het licht kunnen meten, om zodoende aanvullende informatie over kleur en bijvoorbeeld helderheid te verkrijgen. Een deel van het licht zal reflecteren, en een deel transmitteren, zodat de respectieve coëfficiënten voor het levensmiddel daaruit kunnen worden bepaald door de besturing.

Voorts is ook een viscositeitsmeetinrichting verschaft, voor het meten van de viscositeit, en veranderingen daarin, van het levensmiddel in de betreffende producthouder 4. De viscositeitsmeetinrichting omvat een reeks spoelen 27 die zijn opgesteld rond de producthouder 4, alsmede een reeks Hall-sensoren 29 op een drager 28, en een magnetisch lichaam 23 rond de probe 22. Dit is op zich vergelijkbaar met de bekende "vallende-bal" meting. De besturing 37 bekrachtigt in een geschikt patroon de afzonderlijke spoelen 27. Het magnetische lichaam 23 wordt door respectieve magnetische velden van de afzonderlijke spoelen 27 aangetrokken, en eventueel zelfs, na ompolen, afgestoten, waardoor het in beweging komt en bijvoorbeeld naar boven beweegt. Wanneer het boven in de producthouder 4 is aangekomen, worden bijvoorbeeld alle nog bekrachtigde spoelen uitgeschakeld, waarna het lichaam 23 zal gaan vallen.

Wanneer het langs de Hall-sensoren 29 beweegt, geven die een positieafhankelijk signaal af, dat door de besturing 37 kan worden verwerkt tot een valpositie als functie van de tijd, en daarmee als een meetsysteem voor de snelheid, en daaruit de viscositeit van het levensmiddel in de producthouder. Wanneer de viscositeit zeer hoog is, zoals bij emulsies, yoghurts enzovoorts, dan kan de viscositeit ook nog worden bepaald uit de snelheid die het lichaam 23 kan bereiken onder invloed van de velden van de spoelen

27. Een belangrijk aanvullend voordeel van het beschreven magnetische systeem is dat hiermee ook het levensmiddel in de producthouder 4 kan worden gemengd, met name door herhaaldelijk en/of snel het magnetische lichaam op en neer te bewegen. Dit mengen maakt het bijvoorbeeld mogelijk om uitzakken zo veel mogelijk ongedaan te maken, en om daarna de producteigenschappen te meten. lets dergelijks wordt vaak door consumenten gedaan met het betreffende product, zoals "schudden voor gebruik".

In het tot nog toe beschreven uitvoeringsvoorbeeld is er éen producthouder 4 verschaft en getoond in de binnenruimte 3. In de praktijk zullen voor elke beschikbare plek voor een producthouder in de binnenruimte 3, hier zijn er drie getoond, telkens bijbehorende spoelen 27, drager 28 met Hall-sensoren 29, camera 32 enzovoort zijn verschaft, waarvan hier duidelijkheidshalve slechts een deel is getoond. Ook kunnen er andere aantallen beschikbare plekken zijn verschaft, zoals twee, vier, vijf, enzovoort.

In gebruik worden een of meer producthouders 4 gevuld met een door te meten levensmiddel, bijvoorbeeld met verschillende receptuur, of ook dezelfde, voor redundante metingen. Vervolgens wordt het deksel 5 van het systeem 1 gesloten. Hierdoor sluit de isolatie 17 en 18 rondom de binnenruimte 3 met de producthouder(s) 4 af. Ook de elektronica 31 is aldus beschermd tegen temperatuurschommelingen. Het is voorts ook nog mogelijk om de sensoren 25 in de sensorbol 24 van isolatie te voorzien. Tegelijk maken de tegencontacten 30 in het deksel contact met de contacten 26 op het deksel 20 van de producthouder, zodat de elektronica 31 de besturing van de optionele sensoren 25, de thermometer 22 enzovoort kan verzorgen. Voorts is het mogelijk om de contacten 26 en/of achterliggende elektronica van de producthouder zodanig uit te voeren dat de elektronica 31, of de daarmee werkzaam verbonden besturing 37, de producthouder en desgewenst zijn inhoud kan herkennen. Aldus is het maken van fouten door menselijke bedienende personen verder verminderd.

In de besturing 37 is voorts door een gebruiker een gewenst tijd- temperatuurprofiel ingevoerd, zoals via de verbinding 36, die uiteraard ook kan zijn uitgevoerd als een draadloze verbinding (Bluetooth® of dergelijke) of een usb-aansluiting, sd-kaart, of zelfs via het op de producthouder 4 aangebrachte deksel 5, enzovoort. De besturing 37 zal vervolgens de verwarming en/of het koelsysteem 6 aansturen, onder sturing van de door de thermometer 22 gemeten temperatuur, om het gewenste profiel in te stellen.

Op gezette tijden, willekeurig of regelmatig, zal de besturing 37 voorts de een of meer sensoren 22, 25, 29, 32 een of meer metingen laten doen.

De aldus verzamelde meetgegevens kunnen door de besturing worden opgeslagen voor later gebruik.

Ze kunnen voorts worden uitgestuurd naar een externe gegevensopslag of - verwerking, via de verbinding 36. Ook kunnen ze door de besturing 37 reeds worden verwerkt, bijvoorbeeld om te bewaken of een of meer productparameters buiten een gewenst bereik vallen.

Als voorbeeld kan hier dienen het in de gaten houden van de kleur van het product, of de helderheid/bezinksel, met behulp van de camera 32, of de viscositeit.

Mocht de waarde buiten een gewenst bereik komen, dan kan de besturing een alarmsignaal afgeven, wederom bijvoorbeeld via de verbinding 36. Desgewenst kan het verdere verloop van het tijd-temperatuurprofiel worden afgebroken.

Alternatief kan voor het levensmiddel in de betreffende producthouder 4 worden bepaald hoe lang het duurde eer de waarde buiten het gewenste bereik kwam.

Aldus kan bijvoorbeeld een houdbaarheid worden bepaald.

De getoonde uitvoeringsvorm is geenszins beperkend voor de uitvinding, doch slechts ter uitleg daarvan bedoeld.

De beschermingsomvang van de uitvinding wordt bepaald door de aangehechte conclusies.

Claims (8)

CONCLUSIES

1. Meetsysteem voor geautomatiseerd bepalen en/of bewaken van de kwaliteit van een vloeibaar of viskeus levensmiddel, en omvattende - een behuizing met een binnenruimte voor ten minste één producthouder voor een dergelijk levensmiddel, - een producthouder met een productruimte voor het levensmiddel, en met een deksel voorzien van een probe met een thermometer die uitsteekt in de productruimte, - een verwarmings- en koelinrichting voor koelen en/of verwarmen van de binnenruimte, -een sensorinrichting voor bepalen van een kwaliteitsgerelateerde parameterwaarde van genoemd levensmiddel, niet zijnde de temperatuur, en - een besturing die werkzaam is verbonden met de verwarmings- en koelinrichting, de thermometer, en de sensorinrichting, en is ingericht voor: - besturen van het meetsysteem, - het herhaaldelijk met behulp van de sensorinrichting meten van de parameterwaarde, - het opslaan, bewerken en/of uitvoeren van de gemeten parameterwaarden, en - het besturen van de verwarming en/of de koeling volgens een gewenst tijd- temperatuurprogramma voor de binnenruimte, waarbij de koeling een koudebuffer, een koeler voor de koudebuffer, en een afzonderlijk koelmiddelcircuit omvat, waarbij de koudebuffer een bufferhouder met een faseovergangsmateriaal omvat, waarbij het koelmiddelcircuit een rondgaande, met een vloeibaar koelmiddel gevulde, en in warmtewisselcontact met de binnenruimte en met de koudebuffer zijnde leiding, alsmede een pomp voor rondpompen van het koelmiddel omvat.

2. Meetsysteem volgens conclusie 1, waarbij genoemde koeler een Peltier- warmtepomp omvat, die is ingericht voor afkoelen van de bufferhouder met faseovergangsmateriaal.

3. Meetsysteem volgens een der voorgaande conclusies, waarbij het tijd- temperatuurprogramma omvat dat de besturing de binnenruimte met behulp van de verwarmings- en koelinrichting gedurende een gewenste tijdsduur op een, optioneel tijdsafhankelijke, temperatuur brengt.

4. Meetsysteem volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de besturing is ingericht om, teneinde de houder af te koelen, de pomp te besturen om het koelmiddel langs de bufferhouder en vervolgens langs of door de binnenruimte met de producthouder te doen stromen.

5. Meetsysteem volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de bufferhouder een warmtegeleidend schuim, inzonderheid een metaalschuim zoals aluminiumschuim, omvat, dat althans ten dele is gevuld met het faseveranderingsmateriaal.

6. Meetsysteem volgens een der voorgaande conclusies, waarbij het faseveranderingsmateriaal een faseovergangstemperatuur lager dan 0 °C heeft.

7. Meetsysteem volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de sensorinrichting ten minste één omvat van: - een, met voordeel onder de houder geplaatste en naar boven op de houder gerichte, camera, waarbij de houder althans ten dele doorzichtig of open is, - een viscositeitsmeetinrichting voor meten van een viscositeit van genoemd levensmiddel, - een meetinrichting voor geleidbaarheid of andere elektrische eigenschappen van genoemd levensmiddel, en -een optische meetinrichting voor meten van een transmissie-, een verstrooiings- en/of een reflectiewaarde van genoemd levensmiddel.

8. Meetsysteem volgens een der voorgaande conclusies, waarbij het meetsysteem meerdere behuizingen omvat, elk voor of voorzien van een houder voor of met een vloeibaar of viskeus levensmiddel, waarbij de meerdere behuizingen onderling mechanisch en elektrisch koppelbaar zijn.