Способ контроля дисперсного состояния молока

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВ ЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскнх

Соцналнстнческих

Республнк

«п737831 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 24.1177 (21) 2547164/23-13 с присоединением заявки ¹â€”

G 01 N 33/04

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 30,0580; Бюллетень В 20 (53) УДК 837.127. . б (088. 8) Дата опубликования описания 300580

1 (72) Авторы изобретения

Н.Н. Липатов и Ю.В. Тоншев

Всесоюзный научно-исследовательский. институт молочной промъыленности и Московский технологический институт мясной и молочной промышленности (71) Заявители 1 (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ДИСПЕРСНОГО СОСТОЯНИЯ МОЛОКА

Изобретение относится к молочнои промышленности, а Именно к способам контроля качественных показателей молока, в частности дисперсного состояния его.

В современной молочной промышленности при производстве кисломолочных продуктов целесообразно осуществлять контроль дисперсного состояния молока на разных c àäèÿõ процесса коагуг ляции, так как оно во многом предопределяет реологические свойства и органоледтические показатели готового продукта.

Известны способы контроля дисперсного состояния молока, относящиеся к фотометрическим, вяэкозиметрическим и оптическим, причем они либо не обладают достаточной чувствительностью, либо включают в себя отбор и подготовку проб исследуемого молока.

Эти способы не могут, быть использованы для непрерывного контроля дисперсного состояния молока в ходе тех»2 нологического процесса.

Известен также оптический способ контроля дисперсного состояния молока, заключающийся в том, что через

:объем исследуемого молока пропускают модулированный обтюратором переменный световой поток с постоянной частотой следования световых импульсов, определяют их интенсивность и о состоянии контролируемой среды судят по интенсивности прошедшего через нее светового потока. Этот способ осуществляется, например, с помощью устройства для определения динамики свертывания молока и является наиболее близким к предлагаемому.

B устройстве для осуществления указанного способа обтюратор расположен между источником света и кюветой с исследуемым(молоком. Световые импульсы, прошедшие через молоко, попадают на светочувствительный элемент. Последний их преобразует в электрический сигнал, усиливаеьый с помощью электронного усилителя и фиксируемый.самопишущим прибором.

Известный способ обладает высокой чувствительностью в случае контроля дисперсного состояния молока на стадии коагуляции, начиная с локального гелеобразования до полного гелеобраэования и начала синерезиса.

Однако и этот способ не позволяет осуществлять контроль дисперсного

737831 состояния молока на стадии коагуляции, предшествующей локальному гелеобразованию, 4то особенно важно при непрерывном производстве кисломолочных продуктов.

Целью предлагаемого способа является повышение чувстнителькости и

"точности контроля дисперсного состоя" ния молока в процессе его коагумяции, включая и стадию коагуляцйи до качала локального гелеобразования, что является необходимым для оптимальногО управления технологическим процессом непрерывного производства творо- . га.

С этой целью согласно предлагаемому способу обтюратор помешают в

"емкость с исследуемым молоком с возможностью свободного нрашекня со скоростью; самопроизвольно устанавливающейся и зависимости от состояния дисперсной фазы контролируемого молока, и наряду с измерением интенсивности световы." импульсов определяют их количество. При этом о дисперсном состоянии молока судят по одновременно получаемым величинам в единицу времени.

На фиг. 1 схематично изображено одно из возможных устройств с системой измерения для осуществления способа; на фиг. 2 — график зависимости приращения количества световых импульсов от температуры дестабилиза- ции молока; на фиг. 3 — график зани" " бймости интенсивности светового импульса от температуры, дестабилиэированного молока при постоянной частоте следования импульсов и при частоте следования импульсов, зависящей от дисперского состояния молока. Устройство для осуществления способа содержит электродвигатель 1, емкость 2 с исследуемым молоком, обтюратор 3, с перфорированной периферие 4, источник 5 света и светочувствительный элемент б . В систему измерения входят блок 7 усиления, блок 8 формирования электрических импульсов, блок-9 задания иктерйалОв времени и подсчета импульсов, функциональный блок 10 и блок 11 йндикации и регйстрации.

Предлагаемый способ заключается в следующем.

В емкость 2 с контролируемым молоком помещают с возможностью свободного вращения обтюратор 3 и приводят его во вращение в плоскости, перпендикулярной световому потоку, от источника 5 света к светочувствительному элементу б с постоянной скоростью от электродвигателя 1. Cico рость вращения обтюратора устанавливается самопроизвольно в зависимости от дисперского состояния молока.

Дисперсное состояние молока, на ходящегося в емкости 2, контролируют следующим образом.

Световой поток от источника 5 света проходит через объем исследуемого молока и попадает ка светочувствительный элемент 6 в ниде световых импульсов, частота следования которых зависит от скорости вращения обтюратора 3, Светочувствительный элемент 6 преобразует световые импульсы в импульсы электрические, усилинаемые с помощью ((1 усилителя 7. Усиленные электрические сигналы поступают в блок 8 формирования, где из них формируются электрические прямоугольные импульсы постоянного уровня с малым временем нарастания и спада. Прямоугольные импульсы поступают н блок 9, где осуществляет- ся подсчет их количества за определенные промежутки времени (интерналы), задание которых осуществляется самим блоком 9. Однонремекко с этим н функциональном блоке 10 происходит измерение суммарной интенсивности световых импульсов, преобразованных н электрические элементом 6 и усиленных усилителем 7, Так как время измереg5 кия суммарной интенсивности задается блоком 9, то интервалы времени, н которые" осуществляется измерение интенсивности световых импульсов совпадают с интервалами, за которые осущестнляется подсчет их количества.

Приведенные на фиг. 2 и фиг. 3 графики построены на основании имеющихся экспериментальных данных и теоретических расчетов для молока с о 3

35 плотностью при 20 C равной 1030 к1/м содержанием жира 3,5%, содержанием каэеина 2,5Ъ, подкисленного при температуре 4 С до рН 5,0.

Как следует из фиг. 2, кривая 1 зависимости приращения количества световых импульсон ь)) = f(Т) имеет ярка выраженный максимум, соответствуюо

Ший температуре молока 10,5-11,0 С.

Изображенная на фиг. 3 кривая 2, характеризующая интенсивность 3 све45 тового импульса в зависимости от тем" пературы молока, построена в соответствии с предлагаемым способом, а именHO при частоте следования световых импульсон, самопройзволько устанавливающейся в зависимости от дисперсного состояния молока.

Эта кривая в отличие от кривой 2а, характеризующей интенсивность светового импуЛьса от температуры молока и построенной в соответствии с известным способом, т.е. при постоянной частоте следования, равной

540 Гц, имеет днухэкстремальный характер и наиболее полно отражает изМенение дисперского состояния деста40 билизованного молока при повышении

его температуры. Так, участок AB (до первого минимума) на кривой 2 соответствует диспергированию казеина молока и его лиофобизации, участок ВС

Я (межэкстремальный участок) соответ737831 ствует укрупнению казеиновых частиц до критических размеров. Участок, лежащий эа точкой С соотнетстнует началу локального гелеобразонания.

При производстве творога непрерывным способоМ, основанным на коагуляции белков молока в потоке, с целью оптимизации процесса, молоко н коагулятор необходимо подавать н состоянии, соответ твующем стадии укрупнения белковых частиц, ко с размерами белковых частиц, не пренышающими критические (т.е. в дисперсном состоянии, характеризуемом участком ВС кривой 2).

Двухэкстремальная кривая 2 наиболее полно характеризует изменения, происходящие в молоке, что может быть использовано при создании систем автоматического регулирования, обеспечивающих оптимальный ход технологического процесса при непрерывном производстве кисломолочных продуктов.

Пример . Исходное молоко с содержанием жира 3,45% и казеина

2,52%, идущее на производство творога непрерывным способом по методу

Коагуляции белков в потоке, гомогенизируют под давлением 98,1 ° 10 Па.

При температуре 3 С н него вносят . молочную кислоту до рН 4,8, а также раствор хлористого кальция в количестве, обеспечивающем содеожание

-5 г-НоН ионов Са в сме" и на 5 ° 10 л больше, чем в исходном молоке. Полученную смесь нагревают (температура фиксируется любым известным самопишущим прибором) и подают в емкость.

В последнюю помещают с воэможностью

1 свободного вращения обтюратор, на периферии которого имеется 180 отверстий. Емкость вращают электродвигателем с постоянной частотой вращения, равной 6 с . С помощью электрон ных блоков фиксируют количество и ин- тенсивность световых импульсов, проходящих от источника света к светочувствительному элементу через Ис" следуемое молоко эа 1 с.

По полученным данным строют кривые приращения количества импульсов и интенсивности светового импульса от температуры, которые по своему характеру н точности совпадают с кривыми на фиг. 2 и фиг. 3.. Однако для данного молока максимум приращения .количества светсных импульсон равен

152 и !имеет место при температуре нагрева 8,5-9,5 С. Экстремумы интенсивности светового импульса возникают при температуре 10 и 12 С и составляют соответствейно 55% и 83% от интенсинности светового импульса s исходном молоке.Это говорит о том,что полученную смесь при непрерывном,про» иэнодстне твордга следует подавать н коагулятор при температуре 11О С.

15 Применение предлагаемого способа контроля дисперсного состояния молока при непрерывном производстве позволит вести технологический процесс при более высоких значениях рН и темZp пературы дестабилизации белков моло" ка, что снизит расход молочной кисло" ты, хладагента в смесителе и греющей воды в коагуляторе, и, кроме того, позволит повысить количество продукта, выпускаемого высшим сортом. формула изобретения

Способ контроля дисперсного состояния молока, предусматривающий пропускание светового потока, модулированного обтюратором, через обьем исследуемого молока и измерение интенсивности световых импульсов, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повйшения чувствительности и точности контроля дисперсного состояния молока в процессе его коагуляции, обтюратор помещают в емкость с иссле40 дуемым молоком с возможностью свободного вращения со скоростью, самопроизвольно устанавливающейся в зависимости от состояния дисперсной фазы контролируемого молока, и наряду с

4 измерением интенсивности световых импульсов определяют их количество, а о дисперсном состоянии молока судят по одновременно получаемым величинам в единицу времени.

737831 е,%

Тираж 1019 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 2653/24

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель М. Андреева

Редактор Г. Прусова Техред М„Петко Корректор И.. Муска