SU873124A1 - Устройство дл исследовани структурно-механических свойств пищевых продуктов - Google Patents

Description

Изобретете относитс  к м со-молочной и пищевой промышленности и может найти применение при исследовании структурно-механических свойств (предельное напр жение сдвига, модуль упругости, эластичности, степень пеиетрации и т.д.) в зко-пластичных продуктов,-например колбасного фарша, творога, теста, шоколадных масс и т.д., а также упруго-эластичных продуктов - различного вида колбасных изделий, сыров, хлебобулочных изделий и др. Известно устройство дл  исследовани  Сз уктурно-механических свойств пищевых продуктов содержащее корпус, шток с индентором и дем фером, соединенный со штоком посредством рычага механизм регистрации перемещени  индентора с двум  барабанами и электромагштом а также-щкалу отсчета {1}. Недостатком этрго устройства  вл етс  то, чго оно не может оценивать качество упругоэластичных продуктов, например колбасных изделий , а также не позвол ет прО1водить комплексные исследовани  структурно-механических свойств (о)асновременное определение предельного напр жени  сдвига и степени пенетраиИИ за одан опьгг) как в зко-пластичных, так и упруго|эластичных про;оо ктов. В насто щее врем  получает развитие инструментальный метод оценки качества не только сырь , но и готовой продукции. Например, при производстве колбасных изделий установлено, что диаметр батона оказывает вли ние на массообменные характе н стики готового продукта, т.е. на равномерность распределени  влаги по объему батона. А так как в насто щее врем  имеетс  тенденци  к производству колбасных изделий больших диаметрбв, то значение этих характеристик крайне необходимо - дл  оценки их качества. При определение степени пенетрации в зко-пластичных продуктов эффективное врем  пенетрации (т.е. врем , наиболее точно выбршное по кривой погружени  с учетом минимума по времени и максимума по глу&ше погружени ) различно дл  разных продуктов, врем  полного погружени  индентора в продукт также различно и колеблетс  от 3 до 5 мин дл  различных продуктов. Кроме того, известное устройство имеет неравномерную шкалу отсчета и не дает возможности измер ть струкlypHo-механические свойства неэлектропроводны продуктов.

Целью изобретени   вл етс  возможность определени  структурно-механических свойств упруго-эластичных продуктов.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что устройство дл  исследовани  структурно-меха шческих свойств пищевых продуктов, содержа-щее корпус, шток с индентором и демпфером, соединенный со штоком посредством рычага механизм регистрации перемещени  индентора с двум  барабанами и электромагнитом, а также шкалу отсчета, снабжено двойным блоком управлени  с реле времени, электромагнитом дл  фиксации измерений при определении njjeдельного напр жени  сдвига и дополнительной шкалой с линзой, св занной с основной, а механизм регистрации снабжен дополнительным барабаном со стрелкой и пластиной из упругого магнитного материала, при этом двойной блок соединен с электромагнитом механизма регистрации и электромагнитом дл  фиксации измерений.

Индентор состоит из диска и закрепленных в нем одной или нескольких игл, расположенных по окружности.

Кроме того, устройство снабжено микровыключателем .

На фиг. 1 изображено устройство, общий ви на фиг. 2, - разрез А-А на фиг. 1 с механизмом регистрации; на фиг. 3 - конструкции инденторов дл  исследовани  готовой продукци на фиг. 4 - графики погружени  индентора в исследуемый продукт в зависимости от его консистенции.

Устройство состоит из корпуса 1, внутри которого находитс  микровыключатель 2 дл  включени  и выключени  устройства, шток 3 с ивдентором 4- в нижней части и демпфером в верхней части, представл ющим собой цилиндр 5 с поршнем 6. Цилиндр 5 имеет отверстие 7 дл  поступлени  и выхода воздуха при перемещении поршн  6. Дл  подъема и фиксировани  штока 3 с индентором 4 в верхнем положении устройство имеет ручку 8 и фиксатор 9. На основании 10 с ножками 11 расположен столик- 12 с подъемным механизмом 13 и руко ткой 14 дл  подъема или опускани  емкости 15 с исследуемым продуктом. Механизм регистрации перемещени  индентора 4 включает двойной блок управлени  16 с реле времени, барабаны 17-19, установленные с возможностью вращени  на оси 20, укрештетшой на передней панели 21 с помощью гайкИ 22. Барабан 19 соединен со щтоком 3 посредством рычага 23, имеющего противовес 24, предназначенный дл  балансировки подвижной части механизма регистрации во врем  измерени , причем рычаг 23 входит в зацепление с пальцем 25, установленным на штоке 3. Кроме того, барабан 19 снабжен пластиной 26 с электромагнитами 27 и 28. Барабан 17 снабжен пластиной 29 из упругого магнитного материала и стрелкой 30 дл  регистрации величины перемещени  индентора 4 (степень пенетрации за 3, 5, 8 или 10 с) по шкале 31 отсчета (В и С), причем шкала В - неравномерна , а щкала С - равномерна  и пр молинейна , имеюща  подвижную линзу 32, барабан 18 снабжен пластиной 33 из упру гого материала и изогнутой стрелкой 34 дл  регистрации величины перемещени  индентора дл  определени  предельного напр жени  сдвига (например, за 2-4 или 5 мин). Одновременно расположение пластин 29 и 33 обеспечива-. ет разбалансировку барабанов 17 и 18, необходимую дл  возврата стрелок 30 и 34 в исходное положение при подъеме индентора 4. Электромагниты 27 и 35 установлены: первый на пластине 26, а второй - жестко на передней панели 21, с возможностью воздействи  на пластину 29, причем первый призамыкании электрической цепи во врем  контакта индентора 4 с исследуемым продуктом, а второй - по истечении заданного в блоке управлени  16 времени погружени  дл  определени  степени пенетрации. .Электромагниты 28 и 36 выполн ют те же функции, что и описанные, только с пластиной 33, однако отличие заключаетс  в том, что электромагнит 36 воздействует на пластину 33 (прит гива  ее) по истечении времени , заданного в минутах. Блок управлени  1 электрически св зан с индентором 4, столиком 12, электромагнитами 27, 28 механизма регистрации и электромагнитами 35, 36 - дл  фиксации измерений при определеиии степени пенетрации и предельного напр жени  сдвига.

Устройство работает следующим образом. При одновременном измерении предельного напр жени  сдвига и степени пенетрации электропровод щих материалов устройство подключаетс  к источнику электропитани . Исследуемый продукт, например колбасный фарш, помещают в емкость 15 и устанавливают на столик 12 под индентором 4 (например, в виде конуса с различным уклоном при вершине). В даойном блоке управлени  16с помощью реле BpeMeiiH, которое там находитс , устанавливают врем  срабатывани  в зависимости от вида (консистенции) продукта, дл  первого в секундах, дл  второго в минутах. Кривые погружени  индентора 4 в исследуемый продукт (фиг. 3) завис т от его консистенции , причем крива  I характеризует погружение в жидкий продукт, а крива  II в густой продзпст. По кривым погруже1ш  видно , что в течение первых 5-10 с индеитор 4 погружаетс  на величину, равную до 80% от полного погружени , а также, что чем менее

в зка  консистенци  продукта, тем менее интенсивно проникает-в него индентор 4 и наоборот . Поэтому дл  жидких продуктов врем  пенетрации больше, чем дл  густых. Освобождают фиксатор 9, затем шток 3 с индентором 4 под действием собственного веса начинают перемещатьс  вниз, при этом срабатывает микровьпслючатель 2, наход щийс  ранее в контакте со штоком 3, и с этого момента устройств находитс  в рабочем состо нии. Скорость перемешени  штока 3 ограничиваетс  временем поступлени  воздуха в цилиндр 5 через отверстие 7. По мере падени  штока 3 св занный с ним через палец 25 рычаг 23 перемещаетс , поворачива  барабан 19. В момент соприкосновени  индентора 4 с продуктом замыкаетс  электрическа  цепь управлени  электромагнитами 27 и 28, которые прит гивают к себе пластины 29 и 33, при этом все три барабана 17-19 объедин ютс  и начинают поворачиватьс , перемеща  стрелки 30 и 34 по шкале 31 отсчета, по мере погружени , заданного времени (реле времени) электромагнит 27 обесточиваетс , а на электромагнит 35 подаетс  питающее напр жение, в результате чего пластина 29, высвобожда сь из зацеплени  с электроллапштом 27, прит гиваетс  электромагнитом 35 фиксации измерений степени пенетрации, жестко закрепленным на передней панели 21, При этом щ)уга  стрелка 34 остаетс  жестко (в занной через барабан 18 пластиной 33 с электромагнитом 28 и перемешаетс  по шкале 31, показьюа  дальнейшее погружение индентора 4 в продукт. По истечении времени, заданного дл  определени  предельного напр жени  сдвига, происходит процесс, аналоги - ный указанному, и стрелка 34 останавливаетс  за счег прит жени  пластины 33 электромагнитом 36. Показани  лучше всего снимать по двум

шкалам и через линзу 32, корректиру  нх величину .

По окончании измерений шток 3 с индентором 4 при помощи ручки 8 возвращаетс  в верхнее положение, где фиксируетс  при помощи фиксатора 9, и,, каса сь микровыключател  2, выключает устройство, электрическа  цепь размыкаетс  и стрелки возвращаютс  в исходное положение.

При одновременном измерении предельного напр жени  сдвига и степени пеиетрации неэлектропровод щих продуктов продукт закладываетс  в емкость 15 и устанавливаетс  на столик 12. При помощи руко тки подъемного механизма 13 емкость 15 поднимаетс  до тех пор, пока острие индентора (конуса) коснетс  поверхности продукта. Затем произвольно подают питающее напр жение на электромагниты 27 и 28, и далее процесс осуществл етс  аналогично .

При измерении структурно-механических свойств упру го-эластичных продуктов перед тем, как подключить устройство к источнику, электропитани , на шток 3 навинчиваетс  специальный индентор. (фиг. 3 а, б и в), представл ющий собой диск 37 с запрессованными в нем иглами (иглой) 38. Индентор (фиг.З а) имеет, например, 13 игл, расположенных по окружности двух диаметров и в центре

диска 37, дает возможность. с помощью одного замера определить среднюю характеристику упругоэластичных свойств исследуемого продукта; индентор (фиг. 3 5) с иглами по окружности любого диаметра (8 игл) позвол ет определить среднюю характеристику свойств продукта по любому диаметру; индентор (фиг. 3 в) с иглой в центре диска - характеристику , соответственно, в центре исследуемого про« дукта.

При исследовании, например, готового колбасного издели  образец представл ет собой кусок любой колбасы высотой 40-45 мм, вырезанный из батона перпендикул рно его длине. Образец устанавливают на столик 12 произвольно . Далее измерение осуществл ют аналогично описанному.

Таким образом, по структурне-механическим свойствам можно характеризовать нежность готовых колбасных изделий, а также судлть о качестве отдельных изделий по разномерности

распределени  влаги по всему объему исследуемого батона.

Предложенное изобретение позвол ет заменить органолептический метод оценки качества

м сомолочных и других пищевых продуктов по их консистенции инструментальным. Замер свойств продукта экспресс-методом в течение 3-1C с позвол ет контролировать и регулировать технологический процесс, поддержива  оптимальные характеристики, что повышает качество и позвол ет стабилизировать выходы готовых изделий.

Claims (3)

1. Формула изобретени 

   45

   I . Устройство дл  исследовани  структурномеханических свойств пищевых продуктов, со-, держащее корпус, шток с индентором и делшфером , соединенный со щтоком посредством рычага механизм регистрации перемещени  индентора с двум  барабанами и электромагнитом, а .также шкалу отсчета, отличающеес  тем, что, с целью возможности определени  структурно-механических свойств упругоэластичных продуктов, оно снабжено двойным блоком управлени  с реле времени, электромагнитом дл  фиксации измерений при определении предельного напр жеш1  сдвига и дополнительной шкалой с линзой, св занной с основной, а мехаш1зм регистрации снабжен дополнительным барабаном со стрелкой ипластиной из удругрго магнитного материала, при этом двойной блок соединен с электромагнитом механизма регистрации и электромагнитом дл  фиксации измерений.
2. 2. Устройство по п, 1,отличающе-. е с   тем, что индеитор состоит из диска и

   закрепленных в рем одной или нескольких игл, расположенных по окружности.
3. 3. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ ее с   тем, что оно снабжено микровыключателчм .

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 731373, кл. G 01 N 33/12, 1979.

   Ь.ММ