RU2586896C1

RU2586896C1 - Device of sampling milk from container

Info

Publication number: RU2586896C1
Application number: RU2014144011/13A
Authority: RU
Inventors: Валентин Тимофеевич Головань; Екатерина Валентиновна Головань; Мария Сергеевна Галичева; Владимир Илларионович Бондаренко
Priority date: 2014-10-30
Filing date: 2014-10-30
Publication date: 2016-06-10

Abstract

FIELD: agriculture.

SUBSTANCE: device for sampling milk from the container 7 with the milk level H comprises a milk intake tube 1 with a fixed diameter of the through channel of 9±1 mm and the length L₁. And the milk intake tube 1 can be placed in a removable cylindrical casing 3 having the length L₂ of the rigid structure, the lateral surface of which is made of a thin-walled perforated or mesh material evenly permeable for milk over its entire surface. The upper end part of the casing 3 has an open hole for the passage through it of the milk intake tube. The lower lateral part of the casing 3 has a window for pouring the milk from the milk intake tube 1 into the container for milk sample. The lower end part of the casing 3 is made in the form of a flat bottom made of solid material impermeable for milk, and comprises a replaceable gasket 6 for sealing the contents of the milk intake tube 1. The milk intake tube 1 has welded plate guides 2 arranged crosswise in its upper and lower parts. On the upper end part of the casing 3 there are external protrusions for gripping with fingers. And the relationship L₁>L₂>H is observed.

EFFECT: invention provides a compilation of an average milk sample that reflects precisely the quality of the product in containers of different sizes and composition, reduced imprecision and errors in carrying out the research.

5 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к сельскому хозяйству животноводству, в частности к устройствам для отбора пробы молока из емкостей, и может быть использовано для неоднородных жидкостей.The invention relates to agriculture, livestock, in particular to devices for sampling milk from containers, and can be used for heterogeneous liquids.

Известен способ отбора пробы молока после выдаивания коров за сутки и выливания в молокомер с использованием черпачков разной емкости (20 см³, 15 см³, 10 см³, 5 см³). (ГОСТ 26809 - 86 Межгосударственный стандарт: Молоко и молочные продукты. Правила приемки, методы отбора и подготовки к анализу. ИПК Изд. Стандартов М.)A known method of sampling milk after issuing cows per day and pouring into a milk meter using dippers of different capacities (20 cm ³ , 15 cm ³ , 10 cm ³ , 5 cm ³ ). (GOST 26809 - 86 Interstate standard: Milk and dairy products. Acceptance rules, methods of selection and preparation for analysis. IPC Publishing House M. Standartov)

В данном способе учитывается, что, например, при трехкратной дойке в течение суток получают разные количества удоя утром, в обед и вечером и массовую долю жира в нем. При этом молоко должно перемешиваться до однородного состава в объеме и отбираться, с соблюдением пропорциональности объема, в среднюю пробу с каждой из трех доек за сутки путем подбора объема черпачка. Например, объем черпачка берется утром 10 мл, в обед и вечером - 5 мл и вносится в одну емкость, в которой определяется массовая доля жира, характеризующая молоко, надоенное за сутки.This method takes into account that, for example, with three times milking during the day, different amounts of milk yield in the morning, at lunch and in the evening and a mass fraction of fat in it are obtained. At the same time, milk should be mixed to a homogeneous composition in the volume and taken, subject to the proportionality of the volume, into the average sample from each of the three milkings per day by selecting a scoop volume. For example, the volume of a scoop is taken in the morning 10 ml, at lunch and in the evening - 5 ml and is introduced into one container, in which the mass fraction of fat, which characterizes the milk baked per day, is determined.

Недостаток метода отбора черпачками состоит, во-первых в том, что у разных коров неодинаковые соотношения удоя утром в обед и вечером, а черпачки имеют стандартный объем, не соответствующий объему молока за дойку в течение дня от каждой коровы, что при нарушении пропорции между объемами и разной жирности продукта за разовые дойки в течение суток ведет к ошибкам в составлении средней пробы по отношению к фактической величине.The disadvantage of the method of selection with dippers is, firstly, that different cows have different milk yield ratios in the morning at lunch and in the evening, and the dippers have a standard volume that does not correspond to the volume of milk per milking during the day from each cow, which, if the proportion between the volumes is violated and different fat content of the product for one-time milking during the day leads to errors in the preparation of the average sample in relation to the actual value.

Во-вторых молоко содержит жировые шарики, которые быстро отстаиваются, даже если его мешать мутовкой, в вертикальной плоскости, так как этот жир находится в эмульсионном виде, имеет плотность меньше чем водно-коллоидная фаза молока и быстро всплывает вверх емкости. А отбор молока черпачком выполняется точечно в определенном месте по вертикали. Это приводит к искажению фактического результата измерения.Secondly, milk contains fat globules that quickly settle, even if it is stirred by a whorl, in a vertical plane, since this fat is in emulsion form, has a density less than the water-colloidal phase of the milk and quickly pops up the container. A selection of milk with a scoop is performed pointwise in a certain place vertically. This leads to a distortion of the actual measurement result.

Известна также принимаемая за прототип молокозаборная трубка с диаметром канала 9±1 мм. Она рекомендуется для забора молока и других жидкостей из емкостей разного объема. Указанная трубка призвана вырезать столб жидкости по вертикали и заполняется на высоту уровня молока в емкости, что, якобы, должно соблюдать пропорцию в пробе по объему и составу молока.A milk tube with a channel diameter of 9 ± 1 mm, also taken as a prototype, is also known. It is recommended for the collection of milk and other liquids from containers of different volumes. The specified tube is designed to cut a column of liquid vertically and is filled to the height of the milk level in the container, which supposedly must comply with the proportion in the sample in terms of volume and composition of milk.

При отборе молока из емкости трубкой диаметром 9-10 мм столб молока в трубке при выносе ее из емкости до стаканчика для средней пробы удерживают от вытекания силы трения жидкости о стенки трубки и разница давлений между нижним и верхним горизонтами молока в трубке, создающаяся при герметичном закрывании верхнего конца трубки. Недостатком при этом является то, что вакуум создается над верхней поверхностью молока в трубке, закрытой герметично с верхнего конца за счет вытекания части молока с нижнего конца трубки.When milk is taken from a container with a tube with a diameter of 9-10 mm, the column of milk in the tube is kept from flowing out the friction force of the liquid on the tube walls and the pressure difference between the lower and upper horizons of the milk in the tube, which is created by tight closing upper end of the tube. The disadvantage is that a vacuum is created above the upper surface of the milk in the tube, which is closed hermetically from the upper end due to the leakage of part of the milk from the lower end of the tube.

Однако по замыслу столб молока должен быть в трубке неизменным для сохранения пропорциональности объемов в средней пробе, а оно вытекает - иначе не будет вакуума и удержания молока.However, according to the plan, the milk column should be unchanged in the tube to maintain the proportionality of the volumes in the average sample, and it follows - otherwise there will be no vacuum and milk retention.

Далее при разных объемах молока в емкостях, откуда отбирают пробы, образуется разный столб воздуха над верхней поверхностью молока в трубке. При ее закрывании сверху для образования вакуума, достаточного для удержания молока в трубке, необходимо вытекание различного объема жидкости снизу. Исходно надо принять, что жирность молока снизу трубки понижена относительно верхнего столба молока. И это молоко менее жирное вытекает, искажая состав молока заключенного в трубке.Further, with different volumes of milk in the containers from where the samples are taken, a different column of air forms above the upper surface of the milk in the tube. When it is closed from above to create a vacuum sufficient to hold the milk in the tube, it is necessary to leak a different volume of liquid from below. Initially, we must accept that the fat content of milk from the bottom of the tube is reduced relative to the upper column of milk. And this less fatty milk flows out, distorting the composition of the milk enclosed in the tube.

Таким образом, получаем три ошибки сразу. Первая - столб молока в трубке (за счет вытекания снизу) не пропорционален высоте молока в емкости. Вторая - молоко, оставшееся в трубке, получаем с пониженной плотностью и повышенной жирностью относительно всего продукта в емкости, из которой отбирается проба. Третья - трубка должна выноситься из емкости вертикально, что трудновыполнимо, и при отклонении относительно вертикальной плоскости вытекание из трубки заметно увеличивается, внося дополнительную погрешность.Thus, we get three errors at once. The first is the column of milk in the tube (due to leakage from below) is not proportional to the height of the milk in the tank. The second - the milk remaining in the tube, we obtain with reduced density and increased fat content relative to the entire product in the container from which the sample is taken. Third, the tube must be carried out vertically from the tank, which is difficult to do, and when it deviates from the vertical plane, the leakage from the tube increases noticeably, introducing an additional error.

Это происходит при заборе молока и из молокомера, и из фляги или цистерны.This occurs when milk is taken both from the milk meter, and from the flask or tank.

Например, при отборе средней пробы молока из нескольких молочных фляг объемом 40 литров с разной массовой долей жира или молочных цистерн объемом 600 литров (типа Дофр 06) и больше, или молочных танков (типа ТОМ - 2) молоковозов с массой молока до 2 тонн. Ошибки неизбежны по тем же причинам: невозможно соблюсти пропорциональность количеству и однородности продукта во всей массе.For example, when taking an average milk sample from several milk flasks with a volume of 40 liters with different mass fractions of fat or milk tanks with a volume of 600 liters (type Dofr 06) or more, or milk tanks (type TOM - 2) of milk carriers with a milk weight of up to 2 tons. Errors are inevitable for the same reasons: it is impossible to maintain proportionality to the quantity and uniformity of the product in the whole mass.

Целью изобретения является устранение перечисленных недостатков и составление средней пробы молока, точно соответствующей качеству продукта в емкостях разного объема и состава.The aim of the invention is to remedy these shortcomings and the preparation of an average sample of milk, exactly corresponding to the quality of the product in containers of different volume and composition.

Технический результат достигается тем, что в устройстве для отбора средней пробы молока из емкости, содержащем молокозаборную трубку с фиксированным диаметром сквозного канала, например, 9±1 мм и длиной L₁, удовлетворяющую условию: L₁>H, где Η - уровень молока в измеряемой емкости. Согласно изобретению молокозаборная трубка входит внутрь цилиндрического кожуха длиной L₂ (L₂<L₁) жесткой конструкции, боковая поверхность которого выполнена из тонкостенного перфорированного или сетчатого материала, равномерно проницаемого для молока по всей его боковой поверхности, при этом верхняя торцевая часть кожуха имеет открытое отверстие, диаметром D₁, для прохода через него молокозаборной трубки меньшего диаметра D₂ (D₁>D₂) и расширение сверху, нижняя боковая часть кожуха имеет окно для выливания содержащейся в ней пробы молока из молокозаборной трубки в емкость, а нижняя торцевая часть кожуха выполнена в виде плоского дна из сплошного материала, непроницаемого для молока, и содержит сменяемую прокладку для герметизации содержимого молокозаборной трубки, при этом соблюдается соотношение L₁>L₂>Η; и D₁>D₂.The technical result is achieved in that in a device for taking an average milk sample from a container containing a milk pipe with a fixed diameter of the through channel, for example, 9 ± 1 mm and a length L ₁ , satisfying the condition: L ₁ > H, where Η is the milk level in measured capacity. According to the invention, the milk sampling tube enters into a cylindrical casing with a length L ₂ (L ₂ <L ₁ ) of a rigid structure, the side surface of which is made of thin-walled perforated or mesh material, uniformly permeable to milk along its entire side surface, while the upper end part of the casing has an open a hole, with a diameter of D ₁ , for passing through it a milk pipe of a smaller diameter D ₂ (D ₁ > D ₂ ) and expanding from above, the lower side of the casing has a window for pouring the sample of milk contained in it from the milk sampling tube into the container, and the lower end part of the casing is made in the form of a flat bottom made of a solid material impervious to milk, and contains a replaceable gasket to seal the contents of the milk sampling tube, while the ratio L ₁ > L ₂ > Η is observed; and D ₁ > D ₂ .

На внешней поверхности молокозаборной трубки наплавлены пластинчатые направляющие 2, расположенные крестообразно в ее верхней и нижней частях, а верхняя торцевая часть кожуха 3 имеет внешние выступы 13 для захвата пальцами руки.On the outer surface of the milk sampling tube, lamellar guides 2 are deposited crosswise in its upper and lower parts, and the upper end part of the casing 3 has external protrusions 13 for gripping by the fingers.

Сущность изобретения поясняется графическими материалами. На фиг. 1 схематично показано устройство для отбора средней пробы молока из емкости в разрезе, а на фиг. 2 - этапы забора пробы молока заявляемым устройством.The invention is illustrated graphic materials. In FIG. 1 schematically shows a device for taking an average milk sample from a container in a section, and in FIG. 2 - stages of sampling milk by the claimed device.

Устройство для отбора средней пробы молока из емкости состоит из молокозаборной трубки 1 с центрирующими пластинчатыми направляющими 2, кожуха 3 с отверстиями 4 на его боковой поверхности, выпускного канала 5 на кожухе 3, сменной прокладки 6. Проба забирается из емкости 7 цилиндрической формы с исследуемым молоком (неоднородной жидкостью) 8. Направление заполнения кожуха и вытекания молока показано стрелками 9 и 10. Проба молока 12 сливается в емкость 11.A device for sampling an average milk sample from a container consists of a milk sampling tube 1 with centering plate guides 2, a casing 3 with holes 4 on its side surface, an exhaust channel 5 on the casing 3, an interchangeable gasket 6. The sample is taken from a cylindrical-shaped container 7 with the milk being studied (heterogeneous liquid) 8. The direction of filling the casing and the outflow of milk is shown by arrows 9 and 10. A sample of milk 12 is discharged into the container 11.

Устройство для отбора средней пробы молока из емкости работает следующим образом.A device for taking an average sample of milk from a container works as follows.

В емкость 7 медленно опускают кожух 3, с движением его влево - вправо, для смешивания молока. После равномерного заполнения кожуха 3 молоком 8 в него медленно вставляют молокозаборную трубку 1 до упора в прокладку 6, закрывают герметично трубку 1 с верхнего конца и удерживают, надавливая на трубку 1 сверху и выступ 13 снизу пальцами руки. Пластинчатые направляющие 2 центрируют молокозаборную трубку 1 в кожухе 3. После упора молокозаборной трубки 1 в прокладку 6 кожух 3 вместе с прижатой к прокладке 6 молокозаборной трубкой 1 вынимают из емкости 7. Молоко 8 из кожуха 3 сливается в емкость 7. После этого молокозаборную трубку 1 с кожухом 3 подносят к емкости для средней пробы и выдвигают трубку 1 вверх относительно кожуха 3 и проба молока из ее канала стекает в кожух 3 и через отверстие 5 сливается в емкость 11 для средней пробы молока 12, пропорционально объему и составу продукта в емкости 7. С других объемов также отбираются другие пробы молока и сливаются с трубки 1 в ту же емкость 11 для образования средней пробы из ряда емкостей с молоком разного объема и состава. С них составляется средняя проба молока, соответствующая составу продукта в ряде емкостей. Пример точности работы предлагаемого устройства дан в таблице. Как видно из таблицы, количество молока, находящееся в трубке в контроле при вертикальном выносе при нахождении - 5 и 10 литров в молокомере в среднем, при переносе из емкости в мерный стакан равно 10,72±0,24 мл и 18,82±0,56 мл, что составляет от фактического объема 94,2 и 82,7%. Но если происходит наклон трубки на 45° от плоскости горизонта, при выносе трубки из емкости, то молоко успевает вытечь и его остается соответственно фактически 38,3-58,6% от фактического объема. При взятии пробы предлагаемым устройством при объеме молока 5,0 и 10 литров количество молока, выносимого в мерной емкости за те же 3 секунды, равно 99,45% и 99,71%. Как следует из таблицы, при наклоне устройства в 45° от горизонта эти цифры практически не изменятся.The casing 3 is slowly lowered into the container 7, with its movement to the left - to the right, for mixing milk. After the casing 3 is uniformly filled with milk 8, the milk sampling tube 1 is slowly inserted into it 1 until it stops in the gasket 6, the tube 1 is sealed from the upper end and held by pressing on the tube 1 from above and the protrusion 13 from below with the fingers of the hand. Plate guides 2 center the milk pickup tube 1 in the casing 3. After stopping the milk pickup 1 in the gasket 6, the casing 3, together with the milk pickup 1 pressed to the gasket 6, is removed from the container 7. Milk 8 is drained from the casing 3 into the container 7. After that, the milk pickup 1 with a casing 3, they bring it to the container for the average sample and slide the tube 1 upward relative to the casing 3 and the milk sample flows from its channel into the casing 3 and is drained through the hole 5 into the container 11 for the average milk sample 12, in proportion to the volume and composition of the product in the container 7. On the other volumes are also selected other milk samples and merge with the tube 1 in the same container 11 to form an average sample of the milk from a number of containers of different size and composition. An average milk sample is compiled from them, corresponding to the composition of the product in a number of containers. An example of the accuracy of the proposed device is given in the table. As can be seen from the table, the amount of milk in the tube in the control with vertical removal when located - 5 and 10 liters in the milk meter on average, when transferred from the container to the measuring cup is 10.72 ± 0.24 ml and 18.82 ± 0 56 ml, which is 94.2 and 82.7% of the actual volume. But if there is a slope of the tube at 45 ° from the plane of the horizon, when the tube is removed from the tank, then the milk has time to leak and it remains, in fact, 38.3-58.6% of the actual volume. When sampling the proposed device with a milk volume of 5.0 and 10 liters, the amount of milk carried in the measuring container for the same 3 seconds is 99.45% and 99.71%. As follows from the table, when the device is tilted 45 ° from the horizon, these numbers will not change.

Следует сказать, что практически в производственных условиях трубка почти всегда наклоняется лаборантами в том-числе и из-за физической невозможности вынести вертикально трубку с высокой емкости. Различия между объемом жидкости в трубке в контроле и предлагаемом устройстве высоко достоверно при выборке от 5 до 0,009%.It should be said that, practically under production conditions, the tube almost always tilts with laboratory assistants, including due to the physical impossibility of moving the tube vertically from a high capacity. The differences between the volume of liquid in the tube in the control and the proposed device is highly significant when sampling from 5 to 0.009%.

Пример 2 точности работы предложенного устройства.Example 2 accuracy of the proposed device.

Рассмотрим вариант при равномерном повышении в емкости на 10 литров массовой доли жира по вертикали от 3% до 4,5% при среднем значении 3,75% и разницей 4,5-3%=1,5%.Consider the option with a uniform increase in the capacity of 10 liters of the vertical mass fraction of fat from 3% to 4.5% with an average value of 3.75% and a difference of 4.5-3% = 1.5%.

Например, в контроле при заборе пробы из 10 литров молока с выносом 90°к плоскости горизонта - вытекание снизу до (100%-82,7%) 17,3%, а при наклоне 45° - вытекание (100%-58,6%) 41,4% со столба трубки.For example, in control, when sampling from 10 liters of milk with a 90 ° offsetto the horizon plane - leakage from below to (100% -82.7%) 17.3%, and at an inclination of 45 ° - leakage (100% -58.6%) of 41.4% from the tube column.

При выносе под углом 90° в трубке останется столб молока с жирностью выше модуля разности: 1,5%*17,3%:100=0,2595%.When removed at an angle of 90 °, a tube of milk with a fat content above the difference module remains in the tube: 1.5% * 17.3%: 100 = 0.2595%.

Повышение массовой доли жира составляет 0,2595%), и в замере будет 3,75+0,2595%=4,0095%.The increase in the mass fraction of fat is 0.2595%), and in the measurement it will be 3.75 + 0.2595% = 4.0095%.

При наклоне молокозаборной трубки на 45° останется столб 58,6% от исходного.If the milk pipe is tilted by 45 °, a column of 58.6% of the initial value remains.

Повышение жирности молока составит 1,5%*41,4%:100=0,621%.The increase in milk fat content will be 1.5% * 41.4%: 100 = 0.621%.

В пробе будет завышена массовая доля жира и равна: 3,75+0,621%=4,371%.The mass fraction of fat in the sample will be overestimated and equal to: 3.75 + 0.621% = 4.371%.

Как видим, показатель массовой доли жира при замере трубкой сильно искажается на 0,2595%-0,621% в зависимости от углового положения молокозаборной трубки по отношению к горизонтальной плоскости.As you can see, the indicator of the mass fraction of fat when measuring with a tube is strongly distorted by 0.2595% -0.621%, depending on the angular position of the milk intake tube in relation to the horizontal plane.

При работе предлагаемым устройством наклон не имеет существенного значения.When using the proposed device, the slope is not significant.

При отборе из 10 литров столб молока при угле 90° сохраняется на 99,77%. Вытекание произойдет максимально на 0,29% объема молока в исследуемом столбе.When selecting from 10 liters, a column of milk at an angle of 90 ° remains at 99.77%. Leakage will occur at a maximum of 0.29% of the volume of milk in the studied column.

Завышение: 1,5%*0,29%:100%=0,00435%.Overstatement: 1.5% * 0.29%: 100% = 0.00435%.

Жирность отбираемой пробы будет 3,75%+0,00435%=3,75435%.The fat content of the sample will be 3.75% + 0.00435% = 3.75435%.

При расположении трубки 45° ошибка 0,33%. Жирность завышена будет на 1,5%*0,33%=0,00495% и составит 3,75+0,00495%=3,75495%.With a tube position of 45 °, an error of 0.33%. The fat content will be overestimated by 1.5% * 0.33% = 0.00495% and will be 3.75 + 0.00495% = 3.75495%.

Как видим, в пробе, отобранной предлагаемым устройством искажение составит всего 0,00435-0,00495% - меньше чем в контроле на 59,65-125,45 раз.As you can see, in the sample selected by the proposed device, the distortion will be only 0.00435-0.00495% - less than in the control by 59.65-125.45 times.

Claims

A device for sampling milk from a container with a milk level H, containing a milk pipe with a fixed diameter of the through channel 9 ± 1 mm and a length L ₁ , characterized in that the milk pipe can be placed in a removable cylindrical casing of length L _{2 of a} rigid structure, side surface which is made of thin-walled perforated or mesh material uniformly permeable to milk over its entire surface, while the upper end part of the casing has an open hole for milk to pass through it boron tube, the lower side of the casing has a window for pouring milk from the milk sampling tube into the milk sample container, and the lower end part of the casing is made in the form of a flat bottom of a solid material impervious to milk, and contains a replaceable gasket for sealing the contents of the milk sampling tube, the milk pick-up tube has built-up plate guides located crosswise in its upper and lower parts, and on the upper end part of the casing there are external protrusions for gripping fingers and hands, while respecting the ratio L ₁ > L ₂ > H.