PL152301B2 - Sposób optycznego pomiaru przebiegu koagulacji mleka i przyrząd 00 optycznego pomiaru przebiegu koagulacji mleka - Google Patents

Description

RZECZPOSPOLITA POLSKA	OPIS PATENTOWY PATENTU TYMCZASOWEGO	152301
	Patent tymczasowy dodatkowy do patentu nr--	Int. Cl.5 G01N 21/01
w	Zgłoszono: BB 05 10 (P. 272368) Pierwszeństwo
URZĄD PATENTOWY	Zgłoszenie ogłoszono: 09 02 20 '
Opis patentowy opublikowano: 1991 04 30
RP

Twórcy wynalazku: Wojciech Tuszyński, Wit Sitkiewicz, Maciej Jurkowski

Uprawniony z patentu tymczasowego: Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego - Akademia Rolnicza,

Warszawa (Polska)

SPOSOB OPTYCZNEGO POMIARU PRZEBIEGU KOAGULACJI MLEKA I PRZYRZĄD 00 OPTYCZNEGO POMIARU PRZEBIEGU KOAGULACJI MLEKA

Przedmiotem wynalazku jest sposób optycznego pomiaru koagulacji mleka i przyrząd do optycznego pomiaru koagulacji' mleka.

Koagulacja mleka, czyli jego krzepnięcie, polega na stopniowej przemianie ze stanu ciekłego na skrzep. Stanowi ona ważny etap w technologii serowarskiej i w produkcji wyrobów fermentowanych. W pierwszym przypadku koagulacja, zwana podpuszczkową, zachodzi pod wpływem enzymów, bez znaczących zmian kwasowości, w drugim skrzep powstaje w wyniku obniżania pH mleka i nosi nazwę kwasowego. W obu przypadkach procesowi koagulacji towarzyszą ilościowe i jakościowe przemiany składników mleka głównie kazeiny, a cechy fizyczne skrzepu obrazują poziom przemian. W obydwu także przypadkach znane metody określenia przebiegu i zakończenia procesu mają ograniczone zastosowanie w warunkach przemysłowych.

Do określenia charakterystyki fizycznej skrzepu podpuszczkowego, powstającego w czasie wyrobu sera, stosuje się metody Teologiczne, wymagające, aby czujnik pomiarowy i skrzep lub krzepnące mleko były względem siebie w ruchu. Taki przebieg pomiaru powoduje trudności w porównaniu stanu próbki, badanej w ruchu ze stanem nieruchomej masy, z której ją wydzielono. Skrzep kwasowy powstaje w czasie fermentacji mleka, której przebieg ilustrują zachodzące zmiany pH. Pomiar pH jest trudny w warunkach przemysłowych, ponieważ szklane elektrody przetworników pomiarowych nie powinny być poddawane działaniu alkalicznych środków myjących i wysokich temperatur, stosowanych w czasie mycia aparatury.

Badania struktur fizycznych' skrzepów podpuszczkowego i kwasowego nie doprowadziły dotąd do ich precyzyjnego, naukowego opisania. Wiadomo, że różnią się między innymi rodzajem wiązań chemicznych cząstek, tworzących micele, natomiast wspólna dla obydwu jest micelarna budowa skrzepu. Tę ich wspólną cechę wykorzystano w badaniach ekstynkcji w krzepnącym mleku.

152 301

152 301

Celem wynalazku jest opracowanie -sposobu optycznego pomiaru koagulacji mleka, umożliwiającego prowadzenie pomiaru w sposób ciągły, oraz skonstruowanie przyrządu, umożliwiającego ciągły pomiar koagulacji, i nie wrażliwego na działanie środków chemicznych i podwyższonych temperatur, stosowanych w mleczarstwie w czasie mycia i dezynfekcji ' urządzeń.

Sposób optycznego pomiaru przebiegu koagulacji mleka charakteryzuje- się tym, że do mleka wprowadza się wiązkę światła.białego, - lub monochromatycznego, /a 'na .-podstawie zmian różnicy natężenia światła 'między wejściem do warstwy mleka i wyjściem określa się stopień jego - koagulacji. - .

Przyrząd do optycznego pomiaru przebiegu koagulacji mleka składający się z fotorezystora i źródła światła, charakteryzuje się tym, że-sonda ma wyżłobienie, ograniczające grubość warstwy mleka absorbującej i rozpraszającej światło i wyposażona jest po jednej stronie w fotorezystor, a po drugiej stronie wyżłobienia w źródło światła. Do obrzeży sondy, przy wyżłobieniach zamocowane są przeźroczyste płytki. Przyrząd do optycznego pomiaru przebiegu koagulacji mleka może mieć po jednej stronie wyżłobienia, ograniczającego grubość warstwy absorbującej i rozpraszającej światło,- umieszczony fotorezystor i źródło światła, a po drugiej ' stronie wyżłobienia - zwierciadło.

Ekstynkcja jest definiowana jako osłabienie - na skutek rozpraszania i pochłaniania - wiązki światła, przechodzącej przez ośrodek. Stężenie, wielkość cząstek w ośrodku, a także ich struktura fizyczna wpływają na poziom ekstynkcji, której wielkość obrazuje stany tego ośrodka lub procesy w nim zachodzące. Badania . dowiodły, że niezależnie od przyczyny, powodującej krzepnięcie, zmiany w.strukturze fizycznej mleka, powodujące koagulację wywołują równoległe zmiany ekstynkcji światła białego lub monochromatycznego w paśmie widzialnym. Także prędkości przyrostów ekstynkcji - okazały.się dobrym odwzorowaniem prędkości zmian reologicznych i zmian kwasowości, odpowiednio w skrzepach podpuszczkowych i ' kwasowych. Badania dowiodły ponadto, że różnice cech fizycznych krzepnącego mleka, spowodowane zmianami zawartości suchej masy w stanie początkowym lub zmianami stężenia ważnych dla przebiegu koagulacji składników mleka powodują odpowiednio różnice w poziomie ekstynkcji. Obserwacja ta potwierdza przydatność pomiarów ekstynkcji do badań koagulacji mleka, którego skład został celowo zmieniony przed rozpoczęciem koagulacji.

Sposób optycznego pomiaru przebiegu koagulacji mleka jest bliżej opisany w przykładzie wykonania I.

Przykład I. Mleko zaprawia się szczepionką czystych kultur mleczarskich, podgrzewa do temperatury fermentacji, dostosowanej do rodzaju szczepionki w granicach 20* - 45*C i po wymieszaniu pozostawia w bezruchu na czas fermentacji. Przez mleko przepuszcza się wiązkę światła białego lub monochromatycznego. Pomiar natężenia wiązki światła przeprowadza się przed wejściem do warstwy mleka i po jej wyjściu. Na podstawie różnicy zmian natężenia określa się przebieg koagulacji mleka.

Przyrząd do optycznego pomiaru przebiegu koagulacji mleka jest bliżej przedstawiony na rysunku, - na którym przedstawiono na figurze 1 przyrząd w przekroju poprzecznym bez zwierciadła, a na figurze 2 przedstawiono przyrząd w przekroju poprzecznym, wyposażony dodatkowo w zwierciadło.

Przyrząd do optycznego pomiaru przebiegu koagulacji mleka (fig.l) składa się z sondy 2, umieszczonej w naczyniu 1 z krzepnącym. mlekiem. Sonda 2 ma wyżłobienia ograniczające grubość warstwy mleka, absorbującej i rozpraszającej światło. Sonda zasilana jest z zasilacza 3 i wyposażona jest w fotorezystor 5 a po drugiej stronie wyżłobienia - w źródło światła 4. Do obrzeży sondy . przy wyżłobieniach zamocowane są przezroczyste płytki 6.

Przyrząd do optycznego pomiaru przebiegu koagulacji - mleka -(fig.2) składa się z sondy 2, umieszczonej w naczyniu 1 z krzepnącym mlekiem. Sonda 2 -ma wyżłobienia - po jednej stronie wyżłobienia zamocowana jest przeźroczysta płytka 6, a po drugiej stronie - zwierciadło 7. Sonda 2 zasilana jest z zasilacza 3 i wyposażona w fotorezystor 5 i po tej samej stronie wyżłobienia w źródło światła 4. Źródło światła 4 i -fotorezystor 5 są zamocowane

152 301 tak, że wiązka światła emitowana przez źródło światła 4 pada na ekran· fotorezystora 5 po odbiciu od zamocowanego w sondzie zwierciadła. Źródło światła 4 i fotorezystor 5 są hermetycznie oddzielone od ośrodka przezroczystymi płytkami 6. Wiązka światła emitowanego przez źródło światła 4 jest osłabiana na drodze przejścia przez badany ośrodek i dociera do ekranu fotorezystora 5 z natężeniem zależnym od wielkości emisji źródła światła, od grubości warstwy i od właściwości optycznych ośrodka.

Rezystancja fotorezystora 5 jest funkcją·natężenia wiązki światła, padającej na jego ekran. Fotorezystor 5 jest włączony do obwodu pomiarowego, umieszczonego·w przetworniku.

Przetwornik przetwarza sygnał z sondy 2 na wybrany sygnał elektryczny w wymaganym zakresie wielkości. Sygnał ten nadaje się do przekazania do urządzeń wskazujących, rejestrujących lub sterujących. Wartość sygnału z sondy jest funkcją ekstynkcji w badanym ośrodku, a ta jest z kolei funkcją jego struktury fizycznej. Sygnał z sondy 2 odpowiednio przetworzony w przetworniku jest przystosowany do matematycznego przekształcenia na wybraną inną wielkość fizykochemiczną, ilustrującą stan ośrodka lub zachodzące w nim zmiany. Sygnał z sondy 2 może być w przetworniku różniczkowany i w tej postaci informować o prędkości przebiegu zachodzących w ośrodku zmian.

Claims (3)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób·optycznego pomiaru przebiegu koagulacji mleka, znamienny tym, że do mleka wprowadza się wiązkę światła białego lub monochromatycznego, i na podstawie zmian różnicy natężenia światła między wejściem do warstwy mleka i wyjściem - określa się stopień jego koagulacji.
2. 2. Przyrząd do optycznego pomiaru przebiegu koagulacji mleka składający się z fotorezystora i źródła światła, znamienny tym, że sonda (2) ma wyżłobienie ograniczające grubość warstwy mleka absorbującej i rozpraszającej światło, wyposażona jest po jednej stronie wyżłobienia w fotorezystor (5) a po drugiej stronie wyżłobienia - w źródło światła (4), a do obrzeży sondy, przy wyżłobieniach, zamocowane są przeźroczyste płytki (6).
3. 3. Przyrząd do optycznego pomiaru przebiegu koagulacji mleka składający się z fotorezystora A źródła światła, znamienny tym, że po jednej stronie wyżłobienia ograniczającego grubość warstwy absorbującej i rozpraszającej światło, umieszczony jest fotorezystor (5) i źródło światła (4), a po drugiej stronie wyżłobienia - zwierciadło (7).

   152 301

   Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 100 egz. Cena 3000 zł