SU1686349A2

SU1686349A2 - Thermal instrument for measuring fat content in milk

Info

Publication number: SU1686349A2
Application number: SU884393361A
Authority: SU
Inventors: Ольга Васильевна Сазыкина
Original assignee: Норильский Вечерний Индустриальный Институт
Priority date: 1988-03-17
Filing date: 1988-03-17
Publication date: 1991-10-23

Abstract

Изобретение относитс к исследованию физикохимических свойств и может найти применение при создании устройств контрол жирности молока. Изобретение позвол ет повысить точность измерени жирности молока . Действие прибора основано на зависимости жирности молока от его теплоемкости. Различие содержани обезжиренных сухих веществ в разных пробах молока, вли ющее на его плотность, а следовательно, и теплоемкость , учитываетс с помощью ареометра 13, установленного в полости цилиндрического нагревател 6 с исследуемой пробой молока. Прибор содержит измерительные преобразователи 1 и 2 температуры. Выступающий из отверсти плавающей термоизол ционной крышки конец ареометра 13 жестко соединен с подвижным движком переменного резистора 15, установленного на плавучей термоизол ционной крышке 14. Последн компенсирует искажени положени ареометра относительно переменного резистора при увеличении объема молока при его нагреве. 1 ил., 1 табл.The invention relates to the study of physicochemical properties and may find application in the creation of devices for controlling the fat content of milk. The invention improves the accuracy of measuring the fat content of milk. The operation of the device is based on the dependence of the fat content of milk on its heat capacity. The difference in the content of defatted solids in different samples of milk, affecting its density, and hence the heat capacity, is taken into account using a hydrometer 13 installed in the cavity of the cylindrical heater 6 with the sample of milk under study. The device contains temperature transducers 1 and 2. The end of the hydrometer 13 protruding from the opening of the floating thermal insulating lid is rigidly connected to the movable slider of the variable resistor 15 mounted on the floating thermal insulating lid 14. The latter compensates for the distortion of the position of the hydrometer relative to the variable resistor when the milk volume increases when it is heated. 1 ill., 1 tab.

Description

Изобретение относится к исследованию химических и физических свойств веществ, в частности к устройствам для определения содержания жира в молоке и молочных продуктах, которые могут быть использованы в сельском хозяйстве и на предприятиях молочной промышленности и является усовершенствова нием изобретения по авт.св. №993119.The invention relates to the study of the chemical and physical properties of substances, in particular to devices for determining the fat content in milk and dairy products, which can be used in agriculture and in the dairy industry and is an improvement of the invention by auth. No. 993119.

Цель изобретения - повышение точности измерения жирности молока в контролируемой пробе.The purpose of the invention is to increase the accuracy of measuring the fat content of milk in a controlled sample.

На чертеже изображена функциональная схема прибора.The drawing shows a functional diagram of the device.

Прибор для определения содержания жира в молоке содержит дна первичных преобразователя температуры, размещенных в измерительной ячейке и связанных с регуляторами температуры настроенных на минимальную и максимальную температуры нагрева, нагреватель, соединенный со стабилизированным источником питания, а регистратор оснащен последовательно связанными схемой совпадения и генератором импульсов. Причем регулятор температуры, настроенный на максимальную температуру нагрева, связан со стабилизированным источником питания и со схемой совпадения, а регулятор температуры, настроенный на минимальную температуру нагрева - со схемой совпадения через реле времени, при этом генератор импульсов подключен к регистратору.The device for determining the fat content in milk contains the bottom of the primary temperature transducer located in the measuring cell and connected to the temperature controllers configured for the minimum and maximum heating temperatures, a heater connected to a stabilized power source, and the recorder is equipped with series-connected matching circuit and a pulse generator. Moreover, the temperature regulator set to the maximum heating temperature is connected with a stabilized power supply and a matching circuit, and the temperature regulator set to the minimum heating temperature is connected to the matching circuit via a time relay, while the pulse generator is connected to the recorder.

Прибор дополнительно снабжен ареомётром-лактоденсиметром, помещенным внутрь контролируемой молочной пробы, выступающий конец которого соединен с подвижным движком переменного резистора, жестко закрепленного на термоизоляционной крышке, имеющей возможность плавать на поверхности контролируемой пробы, и электрически соединенного с реле времени. При этом выступающий конец ареометра проходит через отверстие в термоизоляционной крышке.The device is additionally equipped with a hydrometer-lactodensimeter placed inside a controlled milk sample, the protruding end of which is connected to a movable engine of a variable resistor, rigidly mounted on a heat-insulating cover that can float on the surface of a controlled sample, and electrically connected to a time relay. In this case, the protruding end of the hydrometer passes through the hole in the heat-insulating cover.

Термоэлектрический прибор для измерения жирности молока состоит из двух первичных измерительных преобразователей 1 и 2 температуры, которые помещены в контролируемую молочную пробу 3, и двух регуляторов 4 и 5 температуры. Первичные преобразователи I и 2 соединены с регуляторами 4 и 5 температуры нагрева молочной пробы 3, подогреваемой нагревателем 6, заключенным в термоизоляционную камеру 7. Нагреватель 6 получает питание от стабилизированного источника 8, соединенного с регулятором 5 температуры. Регулятор 4 температуры соединен с реле 9 времени, которое, в свою очередь, подключено к схеме 10 совпадения, соединенной с регулятором 5 температуры. Выход схемы 10 совпадения связан с генератором 11, число импульсов которого подсчитывается цифровым регистратором 12. Прибор снабжен ареометром 13, помещенным внутрь конт5 ролируемой молочной пробы, выступающий конец которого проходит через отверстие в термоизоляционной крышке 14 и соединен с подвижным движком переменного резистора 15, который в свою очередь подклю10 чен к реле 9 времени.The thermoelectric device for measuring milk fat content consists of two primary measuring transducers 1 and 2 of temperature, which are placed in a controlled milk sample 3, and two temperature controllers 4 and 5. The primary converters I and 2 are connected to the regulators 4 and 5 of the heating temperature of the milk sample 3, heated by the heater 6, enclosed in a heat-insulating chamber 7. The heater 6 receives power from a stabilized source 8 connected to the temperature controller 5. The temperature controller 4 is connected to a time relay 9, which, in turn, is connected to the coincidence circuit 10 connected to the temperature controller 5. The output of the coincidence circuit 10 is connected to a generator 11, the number of pulses of which is counted by a digital recorder 12. The device is equipped with a hydrometer 13 placed inside a controlled milk sample, the protruding end of which passes through an opening in the heat-insulating lid 14 and is connected to a movable slider of a variable resistor 15, which It is in turn connected to a time relay 9.

Прибор работает следующим образом.The device operates as follows.

Контролируемую молочную пробу 3 определенного объема заливают в полость цилиндрического нагревателя 6, где находятся 15 первичные измерительные преобразователи 1 и 2 температуры и ареометр 13, и накрывают термоизоляционной крышкой. Затем проводят нагрев молочной пробы с помощью нагревателя 6. Температуру нагрева 20 молочной пробы 3 контролируют первичными измерительными преобразователями 1 и 2. При достижении температуры нагрева 60°С срабатывает регулятор 4 температуры и включается реле 9 времени.A controlled milk sample 3 of a certain volume is poured into the cavity of a cylindrical heater 6, where there are 15 primary temperature measuring transducers 1 and 2 and a hydrometer 13, and cover with a heat-insulating lid. Then, the milk sample is heated using the heater 6. The heating temperature 20 of the milk sample 3 is controlled by primary measuring transducers 1 and 2. When the heating temperature reaches 60 ° C, the temperature controller 4 is activated and the time relay 9 is turned on.

Реле 9 времени имеет выдержку срабатывания, равную продолжительности нагрева обезжиренной молочной пробы от минимальной температуры, которая обладает большей продолжительностью нагрева, чем необезжиренное молоко. Ареометр. 13 вносит коррекцию в выдержку времени, которую создает реле 9 времени, в зависимости от изменения плотности и теплоемкости молока, определяемого наличием различного содер35 жания обезжиренных сухих веществ (ОСВ) в нем при нагреве разных проб молока. Причем коррекция вносится постоянно в течение всего времени нагрева молочной пробы.The time relay 9 has a response delay equal to the duration of heating the skim milk sample from the minimum temperature, which has a longer heating time than skim milk. Hydrometer. 13 makes a correction to the time delay created by the time relay 9, depending on the change in the density and heat capacity of milk, determined by the presence of different contents of fat-free dry substances (WWS) in it when different milk samples are heated. Moreover, the correction is made continuously during the entire time of heating the milk sample.

С увеличением процентного содержа40 ния ОСВ в молоке увеличивается плотность и теплоемкость его, вследствие чего ареометр 13 будет всплывать, перемещая подвижный движок переменного резистора 15, тем самым повышая величину его сопро45 тивления и увеличивая выдержку реле 9 времени.With an increase in the percentage of WWS in milk, its density and heat capacity increase, as a result of which the hydrometer 13 will float, moving the movable engine of the variable resistor 15, thereby increasing its resistance and increasing the shutter speed of time relay 9.

Плавающая термоизоляционная крышка 14 компенсирует искажение положения ареометра относительного переменного ре50 зистора при увеличении объема молока в результате его нагрева за счет эффекта закипания молока.The floating heat-insulating cover 14 compensates for the distortion of the position of the hydrometer of the relative variable resistor with an increase in the volume of milk as a result of its heating due to the effect of boiling milk.

Молоко, нагретое до температуры 8090°С, близкой к температуре кипения (95°С), 55 по высоте объема имеет неравномерную плотность и наибольшую внизу с уменьшением к поверхности, в силу своей многокомпонентности (белки, кадеин, сахар, минеральные и азотные вещества и др.) и различия физических свойств этих компо нентов. Такая неравномерность усиливается с увеличением температуры нагрева в проводимом диапазоне исследования. Поэтому в процессе нагревания молока крышка, находящаяся на поверхности, в своем 5 движении относительно выступающего конца ареометра движется быстрее, что вызывается эффектом закипания молока.Milk heated to a temperature of 8090 ° C, close to the boiling point (95 ° C), 55 in terms of volume height, has an uneven density and is greatest below with a decrease to the surface, due to its multicomponent nature (proteins, cadein, sugar, mineral and nitrogen substances and etc.) and differences in the physical properties of these components. This unevenness increases with increasing heating temperature in the conducted research range. Therefore, in the process of heating milk, the lid located on the surface in its 5 movement relative to the protruding end of the hydrometer moves faster, which is caused by the effect of boiling milk.

Дальнейший нагрев молочной пробы 3 приводит к срабатыванию регулятора 5, на- 10 строенного на определенную температуру в диапазоне более 60, но менее 90°С. Сигнал от регулятора 5 температуры поступает к схеме 10 совпадения, которая, имея на своих двух входах сигналы от реле 9 времени и 15 регулятора 5 температуры, включает генератор 11.Further heating of the milk sample 3 leads to the actuation of the regulator 5, which is set to a certain temperature in the range of more than 60, but less than 90 ° C. The signal from the temperature controller 5 goes to the coincidence circuit 10, which, having at its two inputs the signals from the time relay 9 and 15 of the temperature controller 5, turns on the generator 11.

Количество импульсов генератора 11 фиксируется на цифровом табло регистратора 12. Генератор 11 работает до тех пор, 20 пока не окончится выдержка времени реле 9 и не пропадет сигнал на входе схемы 10 совпадения, которая выключает генератор 11. Частота генератора подобрана так, что на цифровом табло регистратора 12 появля- 25 ется информация о жиросодержании молочной пробы 3 в процентах жирности.The number of pulses of the generator 11 is fixed on the digital display of the recorder 12. The generator 11 operates until 20 the time delay of the relay 9 ends and the signal disappears at the input of the matching circuit 10, which turns off the generator 11. The frequency of the generator is selected so that the digital display registrar 12 appears 25 information about the fat content of milk sample 3 in percent fat.

Когда температура нагрева молочной пробы 3 достигнет максимальной, срабатывает регулятор 5, отключая стабилизирован- 30 ный источник 8 и прекращая дальнейший нагрев молочной пробы 3.When the heating temperature of the milk sample 3 reaches the maximum, the regulator 5 is activated, turning off the stabilized 30 source 8 and stopping further heating of the milk sample 3.

Результаты сравнительной проверки точности определения содержания жирности молока в различных пробах известным 35 и предлагаемым приборами приведены в таблице. Количество измерений по каждой пробе десятикратное. Результаты измерений обработаны в соответствии со стандартными методиками.The results of a comparative verification of the accuracy of determining the fat content of milk in various samples of the known 35 and the proposed devices are shown in the table. The number of measurements for each sample is tenfold. The measurement results are processed in accordance with standard methods.

Анализ полученных измерений показывает, что при настройке реле времени в известном устройстве на продолжительность нагрева обезжиренной пробы молока с содержанием ОСВ 9,1 % погрешность измерения не превышает ±0,06% в сравнении с результатами определения жирности молока по методу Гербера. При уменьшении содержания ОСВ до 10,2% прибор дает заниженные показания от -0,17 до -0,12%.Analysis of the measurements shows that when you set the time relay in the known device for the duration of heating skim milk samples with a content of WWS of 9.1%, the measurement error does not exceed ± 0.06% in comparison with the results of determining the fat content of milk by the Gerber method. When reducing the content of WWS to 10.2%, the device gives underestimated readings from -0.17 to -0.12%.

Предлагаемое устройство во всем диапазоне измеряемых проб дает погрешность в измерении не более ±0,06%, что свидетельствует о повышении точности измерений. Использование устройства позволяет повысить точность измерения содержания жира в молоке.The proposed device in the entire range of measured samples gives an error in the measurement of not more than ± 0.06%, which indicates an increase in the accuracy of measurements. Using the device allows to increase the accuracy of measuring the fat content in milk.

Claims

Claim

Thermoelectric device for measuring milk fat content No. 993119, characterized in that, in order to increase accuracy, it is additionally equipped with a hydrometer, a heat-insulating cover with an aperture, and a variable resistor with a movable engine rigidly fixed to the heat-insulating cover, the latter being made with the possibility of ensuring buoyancy in the measuring cell on the surface of the controlled sample , the movable engine is connected to the upper end of the hydrometer, and the variable resistor is connected to the time relay.

The content of WWS,% milk,

Famous device. The proposed device With holding a lady RA in the sample is determined by Gerber's method 2.9 3,5 4.3 2.9 3.5 4.3 +0.13 +0.11 +0.09 ± 0.06 ± 0.06 ± 0.06 ± 0.06 ± 0.06 ± 0.06 ± 0.06 ± 0.06 ± 0.06 -0.17 -0.15 -0.12 ± 0.06 ± 0.06 ± 0.06