PL202032B1 - Sposób i urządzenie do sterowania i/lub regulacji wirówki - Google Patents

Abstract

W sposobie sterowania i/lub regulacji wirów- ki (13) przy wirowym pozyskiwaniu produktu mlecznego, w którym to sposobie na odprowa- dzeniu wirówki z odprowadzanej fazy p lynnej pobiera si e za pomoc a urz adzenia do realizacji sposobu próbk e mleka, do próbki mleka dodaje sie substancj e podwy zszaj ac a przepuszczal- nosc swiat la, po czym wyznacza si e przepusz- czalno sc swiat la dla próbki mleka i okre sla na jej podstawie zawarto sc t luszczu oraz w zale z- no sci od wyznaczonej zawarto sci t luszczu kon- troluje si e, steruje i/lub reguluje ustawienie wi- rówki. Przedmiotem wynalazku jest ponadto urz adzenie do realizacji opisanego powy zej sposobu. PL PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób i urządzenie do sterowania i/lub regulacji wirówki przy wirowym pozyskiwaniu produktu mlecznego.

Znane jest rozdzielanie za pomocą wirówek, na przykład mleka na mleko odtłuszczone i śmietanę. Do tego celu stosuje się w ogólności separatory talerzowe.

Przy rozdziale na mleko odtłuszczone i śmietanę celem rozdziału wirowego jest w miarę możliwości zminimalizowanie zawartości tłuszczu w mleku odtłuszczonym, aby osiągnąć optymalną wydajność sposobu.

Niestety wyznaczanie zawartości tłuszczu w śmietanie lub mleku odtłuszczonym jest dość kłopotliwe, ponieważ mleko odtłuszczone lub śmietana mają białe zabarwienie, w związku z czym do wyznaczania zawartości tłuszczu nie mogą znaleźć zastosowania sposoby wyznaczania przepuszczalności światła przez mleko odtłuszczone - jak przewidziano według wynalazku - lecz jedynie inne skomplikowane sposoby (laboratoryjne), jak metoda Rose-Gottlieba i metoda Mojoniera, których dokładność względnie powtarzalność wynosi 0,03% i 0,015%.

Z opisu patentowego US 2, 542,456 znane jest umieszczenie za jednym z obu wylotów wirówki do uzyskiwania produktu mlecznego mniejszej wirówki z przezroczystego materiału, za pomocą której przy wytwarzaniu śmietany prześwietla się próbkę śmietany, zaś przy wytwarzaniu znormalizowanego mleka prześwietla się znormalizowane mleko. Przy użyciu fotoczułego elementu wyznacza się przy tym zawartości tłuszczu. Sposób ten jednak nie nadaje się jednak już do stosowania w nowoczesnych separatorach do rozdzielania mleka na mleko odtłuszczone i śmietanę, gdzie resztkową zawartość tłuszczu należy zminimalizować do kilku dziesiątych procenta, ponieważ w tym przypadku wyznaczanie zawartości tłuszczu w fazie śmietany nie jest dostatecznie dokładne.

Celem wynalazku jest uproszczenie wyznaczania resztkowej zawartości tłuszczu przy wirowym rozdzielaniu mleka na mleko odtłuszczone i śmietanę.

Sposób sterowania i/lub regulacji wirówki przy wirowym pozyskiwaniu produktu mlecznego, w którym to sposobie rozdziela się mleko, minimalizując zawartość tłuszczu w mleku odtłuszczonym, na mleko odtłuszczone i śmietanę, według wynalazku charakteryzuje się tym, że na wylocie wirówki pobiera się z odprowadzanej fazy płynnej próbkę mleka odtłuszczonego, do której dodaje się substancję podwyższającą przepuszczalność światła, następnie wyznacza się przepuszczalność światła dla próbki mleka odtłuszczonego i określa na jej podstawie w odstępach w sposób zautomatyzowany przy użyciu komputera zawartość tłuszczu, przy czym w zależności od wyznaczonej zawartości tłuszczu steruje i/lub reguluje ustawienie wirówki, przy czym przepuszczalność światła dla próbki mleka odtłuszczonego wyznacza się, prześwietlając próbkę mleka za pomocą źródła światła i mierząc natężenie światła za pomocą fotokomórki.

Korzystnie zwiększa się przepuszczalność światła dla pobranej z fazy płynnej próbki mleka odtłuszczonego, dodając do próbki mleka substancję podwyższającą wartość pH.

Korzystnie zwiększa się przepuszczalność światła dla pobranej z fazy płynnej próbki mleka odtłuszczonego, dobierając ilość substancji podwyższającej wartość pH i dodając ją tak, że wartość pH próbki mleka odtłuszczonego zwiększa się do 11 - 14, korzystnie do 12 - 13, zwłaszcza do 13.

Urządzenie do sterowania i/lub regulacji wirówki przy wirowym pozyskiwaniu produktu mlecznego, według wynalazku charakteryzuje się tym, że zawiera zespół z przewodem do pobierania próbek zasobnikiem do pobierania próbki mleka odtłuszczonego z wylocie wirówki w postaci separatora talerzowego, zespół z zaworem do dodawania do próbki mleka odtłuszczonego substancji zwiększającej przepuszczalność światła, zespół z komórką pomiarową, zbiornikiem do przechowywania próbek, źródłem światła, fotokomórką do wyznaczania przepuszczalności światła dla próbki mleka odtłuszczonego i określania zawartości tłuszczu, który to zespół zawiera komputer, za pomocą którego określana jest w odstępach w sposób zautomatyzowany zawartość tłuszczu w próbce mleka odtłuszczonego, oraz zespół do sterowania i/lub regulacji ustawienia wirówki w zależności od wyznaczonej zawartości tłuszczu.

Korzystnie z wylotem separatora talerzowego połączony jest przewód do pobierania próbek, uchodzący korzystnie przez zawór do pierwszego zasobnika.

Korzystnie przewód do pobierania próbek jest podłączony przed zaworem stałociśnieniowym wirówki.

Korzystnie zasobnik dla próbki mleka jest połączony zaworem z optyczną komórką pomiarową.

PL 202 032 B1

Korzystnie przed komórką pomiarową znajduje się ponadto co najmniej jeden następny zasobnik do przechowywania cieczy względnie substancji podwyższającej wartość pH próbki mleka odtłuszczonego.

Korzystnie komórka pomiarowa zawiera zbiornik do przechowywania próbek, źródło światła i fotokomórkę.

Korzystnie komórka pomiarowa jest połączona funkcjonalnie z zespołem analizującym i/lub wskaźnikowym.

Korzystnie zespół analizujący i/lub wskaźnikowy jest zaopatrzony w skalę, wskazującą bezpośrednio resztkową zawartość tłuszczu w próbce mleka.

Korzystnie urządzenie według wynalazku stanowi odrębną jednostkę pomiarową, która jest połączona funkcjonalnie z wirówką.

W sposobie według wynalazku na wylocie wirówki z odprowadzanej fazy płynnej - zwłaszcza mleka odtłuszczonego - pobiera się próbkę mleka. Następnie do próbki mleka dodaje się substancję podwyższającą przepuszczalność światła, po czym wyznacza się przepuszczalność światła dla próbki mleka i określa na jej podstawie zawartość tłuszczu. Informację tę można z kolei wykorzystać do kontroli, sterowania i/lub regulacji ustawienie wirówki.

W szczególnoś ci zwiększa się przepuszczalność ś wiatł a dla próbki mleka, zwł aszcza próbki mleka odtłuszczonego, dodając do próbki mleka substancję podwyższającą wartość pH - odpowiedni roztwór alkaliczny. Następnie można wyznaczyć przepuszczalność światła dla próbki mleka w drodze prześwietlania próbki mleka za pomocą źródła światła i pomiaru natężenia światła za pomocą fotokomórki przyporządkowanej próbce mleka.

Wynalazek ma tę szczególną zaletę, że dzięki dodaniu substancji podwyższającej wartość pH można w prosty sposób zwiększyć przepuszczalność światła białej próbki na tyle, że nieoczekiwanie okaże się możliwe zastosowanie optycznego sposobu wyznaczania zawartości tłuszczu. W szczególności można przeprowadzać w odstępach czasowych zautomatyzowane wyznaczanie zawartości tłuszczu za pomocą komputera. Jeżeli komputer połączy się z kolei z wejściami sterującymi właściwego układu sterowania wirówką lub nawet wykorzysta się komputer do sterowania wirówką, wówczas informacje można wykorzystać nie tylko do kontroli ustawienia wirówki, lecz także do jej sterowania i/lub do regulacji w zależności od wyznaczonej zawartości tłuszczu. Można jednak również zrealizować ręczną kontrolę, wykonywaną przez osobę odczytującą wskazania urządzenia.

Urządzenie, które może być przykładowo wykonane jako oddzielna jednostka i które jest przyporządkowywane wirówce, zawiera odpowiednio zespół do pobierania próbek mleka z fazy płynnej, zwłaszcza z mleka odtłuszczonego, zespół do dodawania do próbki mleka substancji zwiększającej przepuszczalność światła oraz zespół do wyznaczania przepuszczalności światła dla próbki mleka i określania zawartości tłuszczu. Zespołowi do wyznaczania przepuszczalności światła przyporządkowany jest ponadto korzystnie zespół do kontroli, sterowania i/lub regulacji ustawienia wirówki w zależności od wyznaczonej zawartości tłuszczu.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urządzenie do realizacji sposobu kontroli, sterowania i/lub regulacji wirówki, fig. 2 - wykres ukazujący powtarzalność wyników pomiarów, oraz fig. 3 - wykres ukazujący stosunek zawartości tłuszczu do wskazań fotokomórki.

Na fig. 1 ukazana jest wirówka w postaci separatora talerzowego 13 z wlotem 12 oraz wylotem 14 dla śmietany i wylotem 1 dla mleka odtłuszczonego. Po wirowym rozdzieleniu doprowadzonego produktu mlecznego na śmietanę i mleko odtłuszczone można odbierać mleko odtłuszczone z wylotu 1 wirówki przez wstawiony weń przewód 2 do pobierania próbek i kierować je do pierwszego zasobnika 3. Pobieranie odbywa się za pomocą przyporządkowanego wirówce względnie umieszczonego za nią zaworu regulacyjnego względnie zaworu stałociśnieniowego 23, aby próbka mleka była pobierana z obszaru zawierającego jak najmniej piany.

Przed zasobnikiem 3 znajduje się zawór 4, który przy napełnianiu zasobnika 3 jest otwarty tak długo, aż mleko odtłuszczone zacznie wypływać przez przyporządkowaną zasobnikowi rurę odpowietrzającą 5, która uchodzi do odbieralnika 22. Wielkość pierwszego zasobnika 3 wyznacza objętość, jaka jest potrzeba względnie wykorzystywana do pomiaru.

Za pierwszym zasobnikiem 3 znajduje się następny zawór 9 do odprowadzania próbki mleka odtłuszczonego z zasobnika 3. Zawór 9 na wyjściu zasobnika 3 jest połączony przewodem 16 z komórką pomiarową 24, składającą się ze zbiornika 25 do umieszczania próbek, źródła światła 26 i foto4

PL 202 032 B1 komórki 27, przy czym komórka pomiarowa jest połączona z zespołem analizującym i/lub wskaźnikowym 11 (na przykład komputerem, który steruje również pomiarami).

Przed komórką pomiarową 24 z drugiego zasobnika 18 pobierana jest ponadto ciecz do podwyższenia wartości pH próbki mleka, odprowadzanej z zasobnika 3. Z zasobnika 18 ciecz względnie substancja podwyższająca wartość pH jest kierowana przez automatyczny zawór 6 do trzeciego zasobnika 7. Zasobnik 7 jest napełniony, gdy ciecz wypływa z przyporządkowanego mu otworu przelewowego 8, który prowadzi do odbieralnika 22.

Gdy napełnione są oba zasobniki 7 i 3 następuje otwarcie obu zaworów 9 i 10, umieszczonych za obydwoma zasobnikami 7 i 3. Powoduje to, że ciecze, znajdujące się w zasobnikach 3 i 7, przepływają przez zawory 9 i 10 do zbiornika 25 do przechowywania próbek i tam ulegają zmieszaniu. W wyniku dodania substancji z trzeciego zasobnika 7 wartość pH mleka odtłuszczonego zostaje podwyższona, powodując taką zmianę białka kurzego, znajdującego się w mleku odtłuszczonym, że próbka mleka staje się przepuszczalna dla światła.

Korzystnie stosunek ilości zawartych w zasobnikach 3 i 7 wynosi 2:3, jeżeli do podwyższania wartości pH zastosuje się odpowiedni roztwór alkaliczny.

Na podstawie przepuszczalności światła można teraz określić resztkową zawartość tłuszczu. W tym celu wyznacza się przepuszczalność światła, co odbywa się w drodze napromieniowania próbki mleka za pomocą źródła światła 26 i umieszczonej w stosunku do źródła światła za komórką pomiarową fotokomórki 27 (co nie jest przedstawione na rysunku).

Doświadczalnie można wyznaczyć odpowiednią tabelę, która przedstawia zależność przepuszczalności światła od resztkowej zawartości tłuszczu, po czym zapamiętać ją w komputerze, dzięki czemu po pomiarze przepuszczalności światła dla próbki mleka można na podstawie porównania z zapamiętaną tabelą wyznaczyć zmętnienie, a co za tym idzie, zawartość tłuszczu. Stosując odpowiednią regulację, można nawet bezpośrednio wyposażyć zespół analizujący i/lub wskaźnikowy 11 w skalę, która pokazuje resztkową zawartość tłuszczu, jeżeli jej wskazania są proporcjonalne do przepuszczalności światła. W ten sposób osiąga się dalsze uproszczenie wyznaczania zawartości tłuszczu. Możliwość realizacji takiego wskazania jest przedstawiona na fig. 3, na której widać temperaturową zależność pomiarów i proporcjonalność pomiędzy wskazaniami fotokomórki i resztkową zawartością tłuszczu.

Słabe, prawie przezroczyste próbki mleka odtłuszczonego mają przykładowo resztkową zawartość tłuszczu około 0,05%. Silne zmętnienie pozwala natomiast ustalić resztkową zawartość tłuszczu około 0,15%.

Po pomiarze próbkę mleka z komórki pomiarowej 24 odprowadza się, na przykład przez zawór 20, do odbieralnika 22.

Na podstawie wyniku pomiaru można w razie wystąpienia odchyleń od wartości zadanej regulować wirówkę ręcznie lub automatycznie - na przykład za pomocą (nie przedstawionego tutaj) komputera, podłączonego do komórki pomiarowej i wirówki talerzowej 13.

Na fig. 2 widać, że można osiągnąć powtarzalność w zakresie 1/1000. Dokładność pozwala na zastosowanie nowej metody pomiarowej do sterowania i/lub regulacji separatorów. W przypadku pogorszenia parametrów odciągania śmietany można na przykład przeprowadzić całkowite opróżnienie lub zrealizować metodę zwaną CIP.

W rzeczywistości wydaje się nawet możliwe osiągnięcie powtarzalności mniejszej niż 0,005%.

Claims (14)

1. Sposób sterowania i/lub regulacji wirówki przy wirowym pozyskiwaniu produktu mlecznego, w którym to sposobie rozdziela się mleko, minimalizując zawartość tłuszczu w mleku odtłuszczonym, na mleko odtłuszczone i śmietanę, znamienny tym, że na wylocie wirówki pobiera się z odprowadzanej fazy płynnej próbkę mleka odtłuszczonego, do której dodaje się substancję podwyższającą przepuszczalność światła, następnie wyznacza się przepuszczalność światła dla próbki mleka odtłuszczonego i określa na jej podstawie w odstępach w sposób zautomatyzowany przy użyciu komputera zawartość tłuszczu, przy czym w zależności od wyznaczonej zawartości tłuszczu steruje i/lub reguluje ustawienie wirówki, przy czym przepuszczalność światła dla próbki mleka odtłuszczonego wyznacza się, prześwietlając próbkę mleka za pomocą źródła światła i mierząc natężenie światła za pomocą fotokomórki.

PL 202 032 B1

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że zwiększa się przepuszczalność światła dla pobranej z fazy płynnej próbki mleka odtłuszczonego, dodając do próbki mleka substancję podwyższającą wartość pH.

3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że zwiększa się przepuszczalność światła dla pobranej z fazy płynnej próbki mleka odtłuszczonego, dobierając ilość substancji podwyższającej wartość pH i dodając ją tak, że wartość pH próbki mleka odtłuszczonego zwiększa się do 11 - 14.

4. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że zwiększa się przepuszczalność światła dla pobranej z fazy płynnej próbki mleka odtłuszczonego, dobierając ilość substancji podwyższającej wartość pH i dodając ją tak, że wartość pH próbki mleka odtłuszczonego zwiększa się do 12 - 13.

5. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że zwiększa się przepuszczalność światła dla pobranej z fazy płynnej próbki mleka odtłuszczonego, dobierając ilość substancji podwyższającej wartość pH i dodając ją tak, że wartość pH próbki mleka zwiększa się do 13.

6. Urządzenie do sterowania i/lub regulacji wirówki przy wirowym pozyskiwaniu produktu mlecznego, znamienne tym, że zawiera zespół z przewodem (2) do pobierania próbek zasobnikiem (3) do pobierania próbki mleka odtłuszczonego z wylocie wirówki w postaci separatora talerzowego (13), zespół z zaworem (6), (10) do dodawania do próbki mleka odtłuszczonego substancji zwiększającej przepuszczalność światła, zespół z komórką pomiarową (24), zbiornikiem (25) do przechowywania próbek, źródłem światła (26), fotokomórką (27) do wyznaczania przepuszczalności światła dla próbki mleka odtłuszczonego i określania zawartości tłuszczu, który to zespół zawiera komputer, za pomocą którego określana jest w odstępach w sposób zautomatyzowany zawartość tłuszczu w próbce mleka odtłuszczonego, oraz zespół do sterowania i/lub regulacji ustawienia wirówki w zależności od wyznaczonej zawartości tłuszczu.

7. Urządzenie według zastrz. 6, znamienne tym, że z wylotem (1) separatora talerzowego połączony jest przewód (2) do pobierania próbek, uchodzący korzystnie przez zawór (4) do pierwszego zasobnika (3).

8. Urządzenie według zastrz. 6 albo 7, znamienne tym, że przewód (2) do pobierania próbek jest podłączony przed zaworem stałociśnieniowym (23) wirówki.

9. Urządzenie według zastrz. 6 albo 7, znamienne tym, że zasobnik (3) dla próbki mleka jest połączony zaworem (9) z optyczną komórką pomiarową (24).

10. Urządzenie według zastrz. 6, znamienne tym, że przed komórką pomiarową (24) znajduje się ponadto co najmniej jeden następny zasobnik (18) do przechowywania cieczy względnie substancji podwyższającej wartość pH próbki mleka odtłuszczonego.

11. Urządzenie według zastrz. 6, znamienne tym, że komórka pomiarowa (24) zawiera zbiornik (25) do przechowywania próbek, źródło światła (26) i fotokomórkę (27).

12. Urządzenie według zastrz. 6, znamienne tym, że komórka pomiarowa (24) jest połączona funkcjonalnie z zespołem analizującym i/lub wskaźnikowym.

13. Urządzenie według zastrz. 12, znamienne tym, że zespół analizujący i/lub wskaźnikowy (11) jest zaopatrzony w skalę, wskazującą bezpośrednio resztkową zawartość tłuszczu w próbce mleka.

14. Urządzenie według zastrz. 6, znamienne tym, że stanowi odrębną jednostkę pomiarową, która jest połączona funkcjonalnie z wirówką.