Способ определения содержания массовой доли белка и жира в сборном молоке
Изобретение относится к способам контроля молочных продуктов, в частности к способам определения содержания белка и жира в сборном молоке, и может найти применение в молочной промышленности. Способ повышает точность определения белка и жира в пробе молока. Измерение скорости распространения ультразвука в пробе молока производят при фиксированной температуре из диапазона температур 13,8-14,6°С, при которой скорость распространения ультразвука в сборном молоке не зависит от содержания жира в данной пробе, и другой фиксированной температуре 41°С. Определение осуществляют по расчетным форму-, лам. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (Я)5 G 01 N 33/04
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (2) К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4756403/13 (22) 09.11.89 (46) 30.03.92.Бюл. М 12 (71) Белорусский институт механизации сельского хозяйства и Минское областное производственное объединение мясной и молочной промышленности (72) С.Л.Быкова, А.В.Забелло, В.Ф.Нагаев, А.С.Рубанов и А.С.Шиляев (53) 687.127.6 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
N 1341582, кл. G 01 N 33/04, 1984. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ МАССОВОЙ ДОЛИ БЕЛКА И ЖИРА В
СБОРНОМ МОЛОКЕ
Изобретение относится к способам контроля молочных продуктов, в частности к способам определения содержания белка и. жира в сборном молоке, и может найти применение в молочной промышленности.
Известен способ определения содержания белка и жира в молоке, предусматривающий отбор пробы молока, ее обезжиривание и измерение значения скорости распространения ультразвука в обезжиренной . пробе молока, осаждение белка в обезжиренной пробе молока путем внесения реагента и фильтрации полученного сгустка и измерение значения скоростей распространения ультразвука в полученном фильтрате и в цельном молоке отобранной пробы, причем измерение скоростей распространения . ультразвука осуществляют при одной и той же температуре.
„„ Ы„„1723521 А1 (57) Изобретение относится к способам кона троля молочных продуктов, в частности к способам определения содержания белка и жира в сборном молоке, и может найти применение в молочной промышленности. Способ повышает точность определения белка и жира в пробе молока. Измерение скорости распространения ультразвука в пробе молока производят при фиксированной температуре из диапазона температур 13,8-14,6 С, при которой скорость распространения ynbтразвука в сборном молоке не зависит от содержания жира в данной пробе, и другой фиксированной температуре 41 С. Определение осуществляют по расчетным форму-.
JlBM. 1 з.п,ф лы, 1 ил.
Недостатком данного способа является сложность технологического процесса вследствие необходимости использования химического реактива для осаждения белка, Наиболее близким к предлагаемому является способ определения содержания массовой доли белка и жира в сборном молоке, предусматривающий отбор пробы молока, ее термостатирование,измерение скоростей распространения ультразвука в пробе молока при двух фиксированных температурах: т1=41 С и Т2=650С вЂ” и определение содержания белка и жира в данной пробе молока по формулам:
Чм = а41 Сж + СБ + Чд.в, (1) Ь41
Чм у= а65 Сж+ СБ + Чд вбу
Ь45
1723521 где V„„è V — скорости распространения ультразвука в молоке при температурах
11=41 С и t2-65 C соответственно, м/с; а41 и am — концентрационные коэффициенты скорости распространения ультра- 5 звука для жира при температурах ц=41 С и
4 т2=65 С соответственно, о м кг с
Ь41 и bm — концентрационные коэффициенты скорости распространения ультра10 звука для СОМО при температурах t1=41 C м и t2=65 С соответственно, кг с
Чд,в,и Чд.в — скорости распространения ультразвука в дистиллированной воде при температурах t1=41 С и t2=65ОС соответственно, м/с;
Сж и СБ — концентрация жира и белка в данной пробе молока соответственно, 20 кг/м;
К вЂ” безразмерный коэффициент пропорциональности.
Способ позволяет измерить содержание жира и сухого обезжиренного молочно- 25
ro остатка (СОМО) в пробе молока по формулам;
Чн«.= а41 Сж+ b41 Ссомо+ Чд.e«, (3)
Чм, = або Сж+ b55 Ссомо+ Чд.в„, (4). где Ссомо — концентрация СОМО в данной 30 кг пробе молока, —, з но учитывая, что для сборного молока
СБ = К Ссомо, (5) из подстановки {5) в (3) и (4) получим (1) и (2). 35
Недостатком известного технического решения является невысокая точность ввиду необходимости экспериментального определения четырех коэффициентов, которые взаимосвязаны и зависят от темпе- 40 ратуры.
Цель изобретения — повышение точности определения содержания белка и жира. в пробе молока.
На чертеже показан график изменения 45
{увеличения) разности между скоростью распространения ультразвука в жире и дистиллированной воде при росте температуры.
Согласно предлагаемому способу апре- 50 деления содержания белка и жира в молоке производят отбор пробы молока, измеряют значения скоростей распространения ультразвука в пробе молока при двух фиксированных значениях температуры, одно из 55 которых выбирают из диапазона температур 13 8-14,6 С, а другое — за пределами указанного диапазона, например 41 С, а содержание белка и жира в пробе молока определяют по формулам: (10) Сж х
Ь2
a2 — a1—
Ь1
X (V» — vM1 + — v„.â.1 v„â.2 ). (11)
Ь2 Ь2
Ь1 Ь1
По формулам (6) и (7) определяют содержание белка и жира в данной пробе молока.
Для определения содержания белка и жира в молоке одной из двух температур выбрана фиксированная температура из диапазона 13,8-14,6 С.
СБ = — {Чм, — Чд.в„);
К (6)
Сж=
1 Ь2 Ь2
= — (VM2 — Чм1 + Чд,в.1 Чд.е.2 ) (7)
a2 Ь1 Ь1 где СБ и Сж — концентрация белка и жира в пробе молока соответственно, кг/M ;
b1 и b2 — концентрационные коэффициенты скорости распространения ультразвука для СОМО при фиксированной температуре из диапазона температур 13,8—
14,6ОС и другой фиксированной температум4 ре соответственно, кг с а2 — концентрационный коэффициент скорости распространения ультразвука для жира при фиксированной температуре, отличной от температуры из диапазона 13,8—
14,6 С;„
Чд в1 и Чд.е значениЯ скоРостей Распространения ультразвука в дистиллированной воде при фиксированной температуре из диапазона 13,8 — 14,6 С и другой температуре соответственно, м/с;
К вЂ” безразмерный коэффициент пропорциональности.
Пример. Отбирают пробу молока, Измеряют значения скоростей распространения ультразвуковых волн в пробе молока при фиксированной температуре из диапазона 13,8-14,6 С и другой фиксированной температуре (41 C).
Скорость распространения ультразвука в молоке можно представить в виде
Чм,= Чд.в,+ а1 Сж+ Ь1 Ссомо; (8)
2 Чд.в2+ а2 Сж+ Ь2 Ссомо, (9) где a1 — концентрационный коэффициент скорости распространения ультразвука для жира при. фиксированной температуре из
4 диапазона 13,8 — 14,6 С, „
Из соотношений (3) и (4) с учетом того, что СБ = К Ссочо получаем:
К
СБ = — (vM, a1Сж уд.в )
Ь1
1723521
Молоко можно рассматривать как лег- Следовательно, формула (6) с конкреткую водную взвесь. Этому способствует ными параметрами Ь1=3,8 м/с на 1 вес, u дисперсное состояние жира и наличие обо- hz=0,39 будет иметь вид лочек у жировых шариков (фосфолипидная Сь = 0,103 (Чм,— Чд.в,). оболочка, обеспечивающая стабилизацию 5 Отсюда следует, что концентрации белвзвеси). ка СБ=3,5 соответствует разность скороСкорость распространения ультразвука стей в легких взвесях удовлетворяет соотноше- 3,5 нию
Чм „вЂ” Чд.в,= =34 м/ с.
V= Ч1((1+ С к) 1+ @)
-1/2, 10 Из приведенных данных видно также, к=/ — 1; = — 1, что при чувствительности измерения скороp1 pl сти в 0,1 м/с чувствительность данного спогде V — скорость распространения ультра- соба составляет 0,01о для белка в сборном звука во взвеси; молоке.
V> — скорость распространения ультра- 15 Соотношение (7) показывает связь конзвука в содержащей жидкости; центрации жира и суммы разностей значеС вЂ” объемная концентрация частиц ний скоростей распространения ! ультразвука в молоке и дистиллированной
pz — плотность жидкости; воде при температуре из диапазона 13,8—
p> — плотность частиц взвеси; 20 !4,6 Ñ и другой фиксированной температуД вЂ” адиабатическая сжимаемость жид- ре, в качестве которой выбрана температура
41 С по следующим причинам: свернувшийP< — адиабатическая сжимаемость час- ся белок в молоке — это уже новые физикотиц взвеси. механические свойства молока, другая
При малыхин, (и С скорость распростра- 25 скорость распространения УЗ в нем при ненения ультразвука во взвеси зависит от кон- изменной концентрации в нем белка и жира, . центрации частиц по линейному закону другое значение концентрационного коэфV = V (1 — — С X); фициента скорости распространения УЗ по
2 белку. Поэтому переход через указанную
Х=к +, 30 температурную границу в область более выгде С и X — фуйкции температуры.. соких температур — дополнительный источВ диапазоне температур 13,8 — 14,6ОС ник ошибок, X 0,VV>. Температура 41 С по сравнению с боСледовательно, скорость распростра- лее низкой температурой предпочтительнения ультразвука в диапазоне температур 35 нее, так как. с повышением температуры. о
13,8-14,6 С для взвеси молочного жира в увеличивается разность между скоростью воде на частоте 1 МГц отличается от скоро- распространения УЗ в жире и дистиллирости в дистиллированной воде на 1 С )(<. ванной воде, т.е. концентрационный коэф2 фициент скорости распространения УЗ для 0,01 / для С - 0,05, т.е. концентрационный 40 жира (az) будет иметь при указанной темпекоэффициент скорости распространения ратуре наибольшее значение. ультразвука для жира а1 при фиксирован- Если принять.az = — 2. м/с на 1 вес. ной температуре иэ диапазона 13,8 — 14,6ОC жира, bz-2 м/с на 1 вес. СОМО при 50 С, близок к нулю. Учитывая этот факт, соотно- скорость распространения ультразвука в шения (10) и (11) можно записать в виде 45 дистиллированной воде при 14 С Vä. соотношений (6) и (7). = 1462,7 м/с, при 50ОС вЂ” Чд.8 = 1542,87 м/с.
Соотношение (6) показывает зависи- Следовательно, формула (7) с конкретмость концентрации белка от разности зна- ными параметрами будет иметь вид: чений скоростей распространения Сж= ультразвука в молоке и дистиллированной 50 1 Ч 2 Ч + 2 воде при фиксированной температуре из 2 3,8 ™ + 3,8 диапазона 13,8-14,6 C.
С
Если принять b>=3 8 M/c Ha 1 Bec % СО» Сж = — 2 (м2- 0,53 Чм — 767,8).
MO„среднее содержание СОМО в сборном Отсюда следует, что концентрации жимолоке около 9%, а среднее содержание 55 ра Сж=3,5 соответствует разность скоробелка в сборном молоке около 3,5 . Таким стей распространения ультразвука в молоке образом, при разных температурах
СБ, 35 — 039 VM — 0.53 Чм = 760.8 м/с, Ссомо 9 Из приведенных данных видно, что при чувствительности измерения разности ско1723521 ростей V,— 0,53 VM,Ь 0,1 м/с чувствительность данного способа составляет 0,05 j для жира в сборном молоке.
Пример. Молоко в емкости, из которой берут пробу, тщательно перемешивают и 5 отбирают в две пробирки по 20 мл в каждую.
Обе части отобранной пробы молока заливают в измерительную акустическую камеру, находящуюся в термостате при фиксированной температуре измерения из 10 диапазона температур 13,8 — 14,6 С, например 14,2 С. После заполнения камеры измеряют скорость распространения ультразвука в данной части пробы цельного молока при одной фиксированной темпера- 15 туре измерений 14,2 С вЂ” V
Вторую часть пробы заливают в другую измерительную акустическую камеру, находящуюся в другом термостате, при фиксированной температуре измерения, отличной 20 от температуры из диапазона 13,8 — 14,6 С, например 41 С, После заполнений камеры измеряют скорость распространения ультразвука в данной части пробы цельного.молока при второй фиксированной 25 температуре измерения 41 "С вЂ” Ч „.
На вход каждой акустической камерь1 подается сигнал от одного генератора с частотой 1 МГц и амплитудой 4 В.
Определяют содержание белка и жира 30 в пробе молока по формулам:
К
Сь = — (Ч вЂ” Vn. ):
Ь!
Сж — — x
С1„
Ь2 Ь2 35
p(Чм2 Чм1 + — Чд.в.1 Чд.в.2 ).
Ь1 Ь1
Применение предлагаемого способа обеспечивает повышение точности измерения содержания белка и жира в сборном молоке в связи с тем, что уменьшается число, 40 эмпирически определяемых коэффициентов, а также повышается точность измерения скорости распространения УЗ в молоке.
Формула изобретения 45
1, Способ определения содержания массовой доли белка и жира в сборном молоке, предусматривающий отбор пробы молока, ее термостатирование, измерение скоростей распространения ультразвука в пробе молока при двух фиксированных значениях температуры, установление разности измеренных значений скорости распространения ультразвука в молоке и дистиллированной воде при двух фиксированных значениях температуры, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности, в качестве одного фиксированного значения температуры используют значение из диапазона температур 13,8 — 14,6 С, а в качестве другого фиксированного значение — за пределами указанного температурного диапазона, а определение содержания массовой доли жира и белка в молоке осуществляют по формулам
К
СБ = — (VM Чд.в );
Ь1
Сж=
b2 Ь2 а2 (/М2 — Чм1 + Чд.в.1 Чд.в 2 ), где Св, Сж — концентрация белка и жира в пробе молока соответственно, кг/м ;
b1 и b2 — концентрационные коэффициенты скорости распространения ультразвука для СОМО при фиксированной температуре из диапазона температур 13,8—
14,6 С и другой фиксированной температуре соответственно, м /кг с; а —. концентрационный коэффициент
2 скорости распространения ультразвука для жира при фиксированной температуре, отличной от температуры из диапазона 13,814,6 С, м /кгс;
Чд.в, и Чд.e — значения скоростей распространения ультразвука в дистиллированной воде при фиксированной температуре иэ диапазона 13,8-14,6 С и другой температуре соответственно, м/с;
К вЂ” безразмерный коэффициент пропорциональностии.
2. Способ по и, 1, от л и ч а ю щи и с я тем, что в качестве другого фиксированного. значения температуры выбирают ее значение, равное 41 С.
1723521
1Ф И
Составитель Н.Арцыбашева
Редактор Л.Веселовская Техред M,Ìîðãåíòàë КоРРектор С.Щевкун
Заказ 1062 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, улХагарина, 101
