Научная статья на тему 'Ультразвуковые приборы контроля качества молока и молочной продукции'

Ультразвуковые приборы контроля качества молока и молочной продукции Текст научной статьи по специальности «Прочие технологии»

CC BY
1522
242
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
УЛЬТРАЗВУКОВОЙ МЕТОД / ИЗМЕРЕНИЕ / АНАЛИЗАТОР / МОЛОКО / МОЛОЧНАЯ ПРОДУКЦИЯ / ПОГРЕШНОСТЬ / ПОКАЗАТЕЛЬ / КАЧЕСТВО / ULTRASONIC METHOD / MEASUREMENT / ANALYZER / MILK / DAIRY PRODUCTS / ERROR / INDICATOR / QUALITY

Аннотация научной статьи по прочим технологиям, автор научной работы — Буклагин Д. С.

Интенсификация сельскохозяйственного производства, повышение конкурентоспособности продукции предъявляют все возрастающие требования к качеству и безопасности продукции животного происхождения. Это, в свою очередь, требует развития и применения методов получения измерительной информации, дающей объективную оценку качества, безопасности молока и молочной продукции. Средства измерений играют также важную роль в достижении добросовестной конкуренции на рынке реализуемой продукции. Поэтому выявление, анализ и освоение производством высокопроизводительных, обладающих необходимой точностью приборов для контроля качества молочной продукции является актуальной задачей. Дан анализ ультразвуковых методов измерения показателей, характеризующих качество молока и молочной продукции. Использовался метод информационно-логического анализа отечественной и зарубежной научно-технической информации, а также материалы изучения рынка приборной базы, созданной на основе ультразвуковых методов для указанных целей. Показано, что одним из эффективных методов и приборной базой для проведения аналитической работы и определения показателей, характеризующих качество молочной продукции, являются ультразвуковые анализаторы производительностью до 120 измерений в час, позволяющие одновременно определять до 11 показателей. По сравнению с другими методами ультразвуковые анализаторы молока и молочной продукции лишены таких недостатков, как длительность определения показателей, использование дорогостоящих реактивов, повышенная опасность для обслуживающего персонала. Без применения химических реактивов ультразвуковые анализаторы молока могут измерять одновременно содержание массовой доли жира, сухого обезжиренного молочного остатка (СОМО), плотность, белок, количество добавленной воды, температуру пробы и др. Результаты анализа могут быть получены в течение 1-2 минут, точность ультразвукового метода (0,1%) позволяет уменьшить погрешность измерения показателей качества молока и молочной продукции.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по прочим технологиям , автор научной работы — Буклагин Д. С.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

The agricultural industry intensification, these products’ competitiveness increasing the elevated demands on animal products’ quality and safety are imposed. This, in turn, requires the measurement information’s obtaining methods development and application, giving milk and dairy products quality and safety objective assessment. Measuring instruments also play an important role at sold products’ market fair competition achieving. Therefore, the identification, analysis and development by industry the high-performance, with necessary accuracy devices for dairy productsquality control is an actual task. The analysis of milk and dairy products quality indicators characterizing measurement by ultrasonic methods is given. The domestic and foreign scientific and technical information the method of informational-and-logical analysis was used, as well as the research materials of the instrument base market created on the ultrasonic methods base for these purposes. It is shown that one of the effective methods and the instrument base for carry out analytical work and determining of the indicators characterizing the dairy products quality are ultrasonic analyzers with up to 120 measurements per hour’s capacity, allowing simultaneously up to 11 indicators to determine. Compared with the other methods, milk and dairy products’ ultrasonic analyzers are devoid of such disadvantages as the indicators determination duration, expensive reagents using, increased danger to maintenance personnel. Without the chemical reagents using, milk ultrasonic analyzers can measure simultaneously the fat mass fraction, dry skim milk residue (SOMO), density, protein’s contents, the added water amount, sample’s temperature, etc. The analysis’s results can be obtained within 1-2 minutes, the ultrasonic method’s (0,1%) accuracy allow milk and dairy products quality measuring error to reduce.

Текст научной работы на тему «Ультразвуковые приборы контроля качества молока и молочной продукции»

УДК 637.12.04/.07

УЛЬТРАЗВУКОВЫЕ ПРИБОРЫ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА МОЛОКА И МОЛОЧНОЙ ПРОДУКЦИИ

Д.С. Буклагин, доктор технических наук ФГБНУ «Росинформагротех» E-mail: [email protected]

Аннотация. Интенсификация сельскохозяйственного производства, повышение конкурентоспособности продукции предъявляют все возрастающие требования к качеству и безопасности продукции животного происхождения. Это, в свою очередь, требует развития и применения методов получения измерительной информации, дающей объективную оценку качества, безопасности молока и молочной продукции. Средства измерений играют также важную роль в достижении добросовестной конкуренции на рынке реализуемой продукции. Поэтому выявление, анализ и освоение производством высокопроизводительных, обладающих необходимой точностью приборов для контроля качества молочной продукции является актуальной задачей. Дан анализ ультразвуковых методов измерения показателей, характеризующих качество молока и молочной продукции. Использовался метод информационно-логического анализа отечественной и зарубежной научно-технической информации, а также материалы изучения рынка приборной базы, созданной на основе ультразвуковых методов для указанных целей. Показано, что одним из эффективных методов и приборной базой для проведения аналитической работы и определения показателей, характеризующих качество молочной продукции, являются ультразвуковые анализаторы производительностью до 120 измерений в час, позволяющие одновременно определять до 11 показателей. По сравнению с другими методами ультразвуковые анализаторы молока и молочной продукции лишены таких недостатков, как длительность определения показателей, использование дорогостоящих реактивов, повышенная опасность для обслуживающего персонала. Без применения химических реактивов ультразвуковые анализаторы молока могут измерять одновременно содержание массовой доли жира, сухого обезжиренного молочного остатка (СОМО), плотность, белок, количество добавленной воды, температуру пробы и др. Результаты анализа могут быть получены в течение 1-2 минут, точность ультразвукового метода (0,1%) позволяет уменьшить погрешность измерения показателей качества молока и молочной продукции.

Ключевые слова: ультразвуковой метод, измерение, анализатор, молоко, молочная продукция, погрешность, показатель, качество.

Приборы для определения содержания белка в молоке, мясе, комбикормах и другой продукции, основанные на методах Кьельда-ля и Дюма, имеют существенные недостатки: длительность определения, использование дорогостоящих реактивов, повышенная опасность для обслуживающего персонала. Ультразвуковые анализаторы молока без применения химических реактивов могут измерять одновременно содержание массовой доли жира, сухого обезжиренного молочного остатка (СОМО), плотность, белок, количество добавленной воды и температуру пробы [1].

Ультразвуковой метод определения показателей качества молока позволяет получить результат анализа в течение 2 минут, уменьшить погрешность измерения, не требует химической обработки молока и предусмат-

ривает возможность последующего использования взятого на анализ образца. Поэтому ультразвуковые анализаторы активно используются в зарубежных странах при сравнительном анализе качества молока, произведенного в хозяйствах, при проведении исследований по сравнительному анализу точности измерения ультразвуковых и инфракрасных анализаторов (по коэффициенту корреляции) таких показателей качества молока, как жир, белок, лактоза [2-3].

Как известно, распространение ультразвуковых волн в жидких средах зависит от физико-химического состава среды. Во всех жидкостях, кроме воды, скорость ультразвука с увеличением температуры уменьшается. В воде же при увеличении температуры на 1°С скорость звука в среднем увеличивается

на 2,5 м/сек. Скорость ультразвука измеряют в пробе молока при двух температурах - 14 и 50°С. По скорости ультразвука в молоке при температуре 14°С определяется содержание СОМО. При этой температуре скорость ультразвука в молоке не зависит от содержания в нем жира. По скорости ультразвука при температуре 50°С с учетом автоматически вводимой поправки на содержание СОМО определяется содержание жира. Предложены и другие температуры молока, при которых определяется скорость ультразвука для измерения содержания жира и СОМО. Эти температуры соответственно 61 и 43,5°С. Они выше температуры плавления молочного жира. Благодаря этому уменьшается погрешность измерений содержания жира и СОМО за счет устранения помех, связанных с затвердеванием и кристаллизацией жира. Однако в этом случае несколько усложняется схема вычислительного устройства ультразвукового анализатора [4].

Измерительная аппаратура для контроля содержания жира и СОМО по скорости ультразвука должна иметь высокие метрологические характеристики. Так, определение скорости ультразвука должно проводиться с погрешностью не более ±0,005%, а термо-статирование молока — с погрешностью не более ±0,2°С.

Содержание жира в молоке может быть определено не только по скорости ультразвука, но и по степени поглощения ультразвуковых колебаний слоем молока. Специфика использования ультразвуковых методов в разных условиях обусловила создание приборов, которые работают на разных физических принципах. Работа ультразвуковых приборов контроля осуществляется по следующей примерной схеме. Электрические высокочастотные колебания или импульсы с генератора поступают на пьезоизлучатель, преобразующий их в ультразвуковые колебания, которые распространяются в исследуемой среде в направления к пьезоприемнику, который преобразует их снова в электрические колебания. Пройдя через усилитель, они попадают на индикатор и соответствующее регистрирующее устройство.

Скорость распространения и поглощения ультразвука может измеряться приборами относительного и абсолютного отсчета. Приборы относительного отсчета работают на основе дифференциального метода - полученная величина сравнивается с известным ее значением в эталонной среде. Приборы с использованием абсолютного отсчета работают на принципе сравнения частот самовозбуждения двух усилителей с положительной обратной связью, осуществляемой через столб анализируемой жидкости между излучателем и приемником. В таких приборах возможна автоматическая температурная компенсация, если измеряемая и эталонная среды помещаются в одинаковые температурные условия. При этом температурные коэффициенты скорости или поглощения ультразвука для измеряемой и эталонной сред должны быть равны, что легко достигается соответствующим выбором эталонной среды. В качестве эталона берется жидкость с определенными параметрами для данного технологического процесса.

Приборами относительного отсчета определяется отклонение значений измеряемого параметра в исследуемой среде. Равенство скорости ультразвука в исследуемой и эталонной средах свидетельствует о правильности технологического процесса или реакции. Приборы абсолютного отсчета удобны в лабораторной практике, т.к. дают абсолютное значение параметров ультразвука без какого-либо эталона. В промышленных условиях они используются при незначительном изменении температуры в контролируемом процессе или малых температурных градиентах скорости распространения (или поглощения) ультразвука. В противном случае необходима температурная компенсация, т.к. скорость распространения ультразвука зависит от температуры.

В ультразвуковых приборах контроля используются два режима работы: непрерывный режим излучения и приема колебаний и импульсный. В основу импульсных приборов, определяющих скорость распространения ультразвука, в большинстве случаев, положен принцип измерения времени прохож-

дения ультразвукового импульса через исследуемую среду, поэтому точность их работы мало зависит от поглощения ультразвука. В то же время при непрерывном режиме используются резонансные свойства столба жидкости между излучателем и приемником (или отражателем). Если с изменением скорости распространения ультразвука изменяется и его поглощение, то эти приборы в силу затухания ультразвука и ослабления сигнала перестают работать. Поэтому при сильных изменениях поглощения ультразвука в среде рациональнее использовать импульсные приборы. Кроме того, необходимая точность измерения импульсными приборами обеспечивается благодаря большим расстояниям между излучателем и приемником. В приборах непрерывных колебаний база маленькая - всего несколько мм, почти в 100 раз меньше, чем в импульсных приборах.

В основу системы определения параметров качества молока может быть положено два метода - метод определения скорости распространения ультразвука в среде и метод определения коэффициента поглощения ультразвука анализируемой средой. Как показала практика, точность ультразвуковых приборов для измерения скорости распространения ультразвука - 0,1%, а приборов для измерения поглощения ультразвука -5%. Такая разница объясняется тем, что скорость распространения ультразвука в жидкостях колеблется от 800 до 2000 м/с, а поглощение - в большинстве случаев от 100 до 10000 с/см.

Из методов измерения поглощения ультразвука наиболее распространен импульсный метод измерения интенсивности ультразвуковой волны на разных расстояниях от источника колебаний.

В настоящее время разработаны и выпускаются лабораторные приборы, реализующие оценку распределения частиц в растворах, эмульсиях и дисперсиях после соответствующей тарировки или под определенные продукты. Примерами могут служить приборы Lactoscan компании МНкойошс (Болгария). Это серия анализаторов, которые могут быть использованы для измерения показате-

лей качества продукции: жирности, сухого обезжиренного остатка, белка, лактозы, наличия воды в процентах, температуры (°C), плотности в ареометрических градусах (°A) и pH одной и той же пробы, в производстве, при покупке и переработке молока [5]. Линейка ультразвуковых приборов состоит из Lactoscan™ FARM Eco, Lactoscan™ Standard, Lactoscan™ SH, Lactoscan™ MCC WS . Приборы отличаются габаритами, измеряемыми параметрами, скоростью работы и доступными дополнительными опциями. Новый анализатор молока Expert WLS/MCC компании Milkotronic (рис. 1) не имеет аналогов в своем классе по соотношению производительность/технические параметры и предназначен для крупных производителей и переработчиков молока [6].

Рис. 1 Анализатор молока Expert WLS/MCC компании Milkotronic

Анализатор позволяет определять более 11 показателей со скоростью и точностью инфракрасного метода измерения, а по некоторым параметрам (погрешность) превосходит модели компаний FOSS, Milcoscan, Bentley. Измеряемые показатели (таблица 1): содержание жира, белка, сухого обезжиренного молочного остатка, плотности, точка замерзания, процент добавленной воды (фальсификация молока), кислотность в РН и градусах Тернера (встроенный рН-метр), общее содержание солей (фальсификация, наличие моющих или ингибирующих веществ), лактозы, температура пробы, проводимость (фальсификация, в том числе повышенное содержание соматических клеток в молоке в результате заболевания вымени маститом), общее количество твердых веществ (фаль-

сификация содой, крахмалом и т.д.). Общее содержание солей и количество твердых веществ дает возможность оценить наличие в молоке посторонних веществ, таких, как соль, сода, крахмал и т. д.

Таблица 1. Техническая характеристика

Измеряемый показатель Диапазон Погрешности

измерения измерении

Массовая доля жира, % 0,01-25,0 (опционально до 45%) ±0,06

Массовая доля белка, % 2,0-15,0 ±0,10

Массовая доля СОМО, % 3,0-40,0 ±0,15

Плотность, г/см3 1000-1160 ±0,0005

Точка замерзания, °С от -0,400 до -0,700 ±0,005

Массовая доля воды, % 0-70 ±3

Массовая доля лактозы, % 0,01-20,0 ±0,2

Массовая доля солей, % 0,4-4,0 ±0,05

(фальсификация)

Кислотность, рН 0-14 ±0,05

Кислотность, градусы 10-30 ±1,5

Тернера

Проводимость, (мСм/см) (фальсификация) 2-20 ±0,05

Общее количество твер- 0-50 ±0,17

дых веществ, % (фальсификация)

Температура пробы, °С от 0 до +50 ±0,1

Величина удельной электропроводимости молока в среднем составляет 4,6 мСм/см с колебаниями от 4,00 до 6,00 мСм/см в зависимости от лактационного периода породы животных. Молоко, полученное от животных, больных маститом, имеет электропроводимость до 13 мСм/см. При добавлении в молоко ингибирующих веществ, солей, жиров не животного происхождения, повышении кислотности молока и т. д. электропроводимость повышается в несколько раз, а при добавлении посторонней воды в молоко электропроводимость понижается. В зависимости от комплектации анализатор выполняет одно измерение за 30-50 с, что позволяет в час проводить до 120 измерений.

Анализатор имеет полностью автоматическое управление рабочими процессами, оснащен встроенным компьютером, поэтому калибровка, корректировка и вся работа мо-

жет проходить автономно через сенсорное управление либо через беспроводную клавиатуру и мышку. Функция Wi-Fi позволяет в режиме on-line отправлять данные с анализатора на любой другой компьютер вне зависимости от его удаления через сеть Интернет; работать через удаленный доступ (оператор может находиться на любом расстоянии от анализатора). Система сбора данных в оперативном режиме позволяет сохранять до 800 измерений. Работает с пробой молока уже через 5 с без дополнительного подогрева. Базовая комплектация прибора имеет несколько калибровок, в том числе на молоко сырое, пастеризованное, обрат, сливки (молоко любых животных).

На базе ультразвуковых методов созданы отечественные лабораторные анализаторы, использующиеся в молочной отрасли; например, КЛЕВЕР-2М (усовершенствованная модель КЛЕВЕР-2) производства ООО НПП «Биомер» и серия приборов Лактан 1-4 (Лак-тан 1-4 Мини, Лактан 1-4 исп.220,230,220У, 600, Лактан 1-4 М исп.600 УЛЬТРАМАКС) производства компании «Сибагроприбор» (рис. 2, таблица 2, 3).

Анализатор качества молока Лактан 1-4М исп. 600 УЛЬТРАМАКС зарегистрирован в Государственном реестре средств измерений РФ под № 46032-10. Анализатор Клевер-2М также зарегистрирован в Государственном реестре средств измерений и допущен к применению Госстандартом России.

а) б)

Рис. 2 Анализаторы молока Клевер-2М (а) и Лактан 1-4М исп. 600 УЛЬТРАМАКС (б)

Таблица 2. Сравнительная характеристика анализаторов молока Клевер-2М и Лактан 1-4М исп. 600 УЛЬТРАМАКС

Клевер-2М Лактан 1-4М исп. 600 УЛЬТРАМАКС

Определяе- жир, белок, СО- жир, белок, СОМО,

мые пара- МО, лактоза, лактоза, плотность,

метры плотность, добав- добавленная вода,

ленная вода, точ- точка замерзания,

ка замерзания, общий белок, мине-

массовая доля ральные соли, кало-

СМО, степень рийность, темпера-

гомогенизации, тура

температура, мас-

совой доли мине-

ральных солеи

Время изме- 3,5 ; 5,5 с (в зави- 40-50 с

рения симости от режима работы)

Виды молока свежее цельное, цельное коровье мо-

консервирован- локо (по доп. заказу

ное молока или другие виды моло-

сливки ка)

Пробоподго- анализ молока от анализ молока от

товка молока 20+2°С 5°С

Промывка ручной режим автоматическая, интеллектуальная

Подключе- есть через USB-порт

ние к ком-

пьютеру

Подключе- есть есть

ние к порта-

тивному

принтеру

Масса, кг до 1

Для измерения массовой доли жира, белка, лактозы, минеральных солей, плотности и других показателей качества молока и сливок ООО «Компания Энилаб» (Россия) выпускает ультразвуковые анализаторы Ул-трасоник А33 и Ультрасоник А37 (рис. 3), зарегистрированные в Государственном реестре средств измерений РФ, регистрационный № 57864-14. Приборы имеют по три измерительных канала: сырое молоко, пастеризованное молоко и сливки (45%), определяют добавленную воду от 0 до 70%. Время анализа - 60 с, приборы могут работать от аккумулятора напряжением 12 В.

Измеряемые показатели, характеризующие качество молока, диапазон и точность измерения представлены в таблице 4 [7].

а)

б)

Рис. 3 Ультразвуковые анализаторы молока УЛЬТРАСОНИК моделей А 33 (а) и А 37 (б)

Таблица 3. Техническая характеристика анализатора качества молока Лактан 1-4М исп. 600 УЛЬТРАМАКС

Таблица 4. Показатели качества молока, измеряемые ультразвуковыми анализаторами молока УЛЬТРАСОНИК

Параметры качества молока Диапазон измерения Предел допускаемой основной абсолютной погрешности

Массовая доля жира, % 0-5 ±0,05

5-10 ±0,1

Массовая доля СОМО, % 6-12 ±0,1

Массовая доля белка, % 1,5-3,5 ±0,1

Плотность, кг/м3 1000-1040 ±0,3

Лактоза, % 3,3-6,6 ±0,06

Массовая доля добавленной воды, % 0-100 ±1

Точка замерзания, °С от 0 до -0,529 ±0,005

Общий белок, % 2,2-4,4 ±0,037

Минеральные соли, % 0,5-0,996 ±0,008

Калорийность 0-135 ±1,6

Температура, °С 5-45 ±1

Параметр Диапазон, точность измерения

Жир, % 0-25 (±0,1) (для модели А33); 0-45 (±0,1) (для модели А37)

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Белок, % 2-7 (±0,2)

СОМО, % 3-15 (±0,15)

Плотность кг/м3 1015-1040 (± 0.3)

Лактоза, % 0-6 (±0,15)

Минеральные соли, % 0,4-1,5 (± 0.05)

Температура пробы, °С 1-40 (±1,0)

Проводимость, мСм/см 3-10 (±0,05)

Точка замерзания, °С от -0,450 до -0,600 (± 0,05)

Кислотность, pH 0-14 (±0,05) (для модели А37)

Широкий модельный ряд ультразвуковых анализаторов качества молока ЕкотПк (Эко-милк) выпускает фирма Bulteh (Болгария).

Приборы этой серии обладают следующими возможностями: подключение рН-электрода для измерения активности ионов водорода в исследуемой пробе (отображение как в рН, так и в значениях титруемой кислотности молока °Т), контроль фальсификации исследуемого цельного молока по параметру «проводимость», коррекция градуировки анализатора путем введения поправочных величин.

Кроме того, анализаторы молока Ekomilk оснащены системой самодиагностики с выводом соответствующих ошибок на дисплей, имеют разъем для подключения к персональному компьютеру и возможность подключения компактного термопринтера. Приборы оснащены системой автоматического забора пробы и промывки с использованием помпового насоса (предусмотрена возможность работы в ручном режиме).

Базовой моделью данной линейки приборов является Ekomilk (рис. 3). Этот анализатор определяет 6 основных качественных показателей молока (белок, плотность, СОМО, жир, добавленная вода, температура замерзания). Время одного измерения составляет 180 с. По отдельному заказу его функционал может быть расширен подключением дополнительных опций. По набору измеряемых параметров анализатор Ekomilk аналогичен прибору Лактан 1-4М исп. 230. Фирмой Bulteh выпускаются также анализаторы молока Экомилк Стандарт, Экомилк М, Эко-милк Ultra, Экомилк Total (рисунок 4, таблица 5) [8, 9].

а) б)

Рис. 4. Анализаторы молока Экомилк (а), Экомилк Total (б)

Таблица 5. Сравнительная техническая характеристика Экомилк и Экомилк Total

Измеряемый показатель Диапазон измерения

Экомилк Экомилк Total

Массовая доля жира, % 0-10,0 0,02-9,00

Массовая доля белка, % 2,0-6,0

Массовая доля СОМО, % 6,0-15,0 6,0-12

Массовая доля воды, % 1-60 0,00-60

Точка замерзания, оС от 0 до -1,000 от - 0,40 до -0,65

Плотность, кг/м3 1000-1160 1020-1040

Кислотность, pH - 0,00-14,00

Кислотность Тернера, ^ - 10-30

Лактоза, % - 0,50-7,00

Температура, оС - 2-50

Электропроводимость, мСм/см - 2-20

Анализаторы молока Экомилк могут оснащаться дополнительными опциями: для анализа сливок, измерения лактозы, проводимости, кислотности и др. Для разработанных анализаторов создаются соответствующие методики выполнения измерений. Так, для измерений и индикации массовой доли жира, массовой доли белка, массовой доли сухого обезжиренного молочного остатка (СОМО), точки замерзания, кислотности (pH), титрируемой кислотности, плотности в молоке и сливках ультразвуковым методом с использованием анализаторов Экомилк разработана методика, которая распространяется на заготавливаемое сырое, цельное, нормализованное молоко, прошедшее тепловую обработку, нормализованное, восстановленное, сухое, консервированное, обезжиренное и концентрированное молоко. Методика не распространяется на кисломолочные продукты [10]. В основу метода положено измерение скорости ультразвука в молоке при двух различных температурах (40-43°С и 60-63°С) и степень затухания ультразвуковых колебаний при прохождении их через продукт. При проведении анализа сухого молока, сливок, мороженного и концентрированного молока пробы этих молочных продуктов должны быть подготовлены к измерениям в соответствии с данной МВИ. Ультразвуковые анализаторы молока моделей Mi1ky Lab и Speedy Lab (рис. 5) выпускаются также фирмой "Astori Тестса^^х " (Италия) [11].

Рис. 5. Ультразвуковые анализаторы молока моделей Mi1ky Lab и Speedy Lab

Предназначены для одновременного измерения массовой доли жира, белка, лактозы, сухого обезжиренного молочного остатка, остатка минеральных веществ в молоке и сливках и определения плотности и температуры молока. Область применения - предприятия молочной промышленности, пункты приема молока, сельскохозяйственное производство, лаборатории научно-исследовательских институтов. Milky Lab и Sрееdу Lab представляют собой стационарные настольные автоматизированные приборы. Принцип действия анализаторов основан на регистрации изменения параметров ультразвукового сигнала, проходящего через кювету с исследуемым образцом, в зависимости от массовой доли компонентов молока (сливок). Прибор имеет три измерительных канала, которые можно откалибровать на различные типы молока или на отдельные диапазоны жирности. Подача образца на анализ выполняется автоматически. Имеется ручная и автоматическая промывка прибора. Модели отличаются представлением информации, выводимой на внешний принтер. Техническая характеристика анализаторов Milky Lab и Sрееdу Lab представлена в таблице 6.

Выводы. Проведенные исследования показали, что для анализа молока-сырья в условиях производственных лабораторий широкое распространение получили различные разновидности ультразвуковых анализаторов. К наиболее известным моделям в настоящее время относятся отечественные ультразвуковые анализаторы Лактан, Клевер и другие различного исполнения, а также зарубежные - Лактоскан, Экомилк (Болгария) и другие.

Таблица 6. Техническая характеристика анализаторов Milky Lab и Sрееdу Lab

Наименование характеристики Значение характеристики

Диапазон измерений массовой доли компонентов, %: - жир - белок - сухой обезжиренный молочный остаток (СОМО) - лактоза - остаток минеральных веществ 0-20 2-7 3-15 0-6 0,4-1,5

Пределы допускаемой абсолютной погрешности анализатора при измерении массовой доли компонентов, %: от ±0,1 до ±0,3

Диапазон измерений плотности молока, кг/м 1015-1040

Пределы допускаемой абсолютной погрешности анализатора при измерении плотности молока, кг/м ±0,3

Диапазон измерений температуры молока, °С 1-40

Пределы допускаемой абсолютной погрешности анализатора при измерении температуры молока, °С ±1,0

Время выполнения анализа, с, не более 90

Напряжение питания: -переменного тока частотой 50± 1Гц, В постоянного тока, В 220 12 (±10%)

Потребляемая мощность, Вт, не более 50

Габаритные размеры, мм 230х230x205

Масса, кг, не более 4,5

Основное отличие приборов разных фирм - программное обеспечение. От его качества во многом зависит технический уровень самого прибора, в том числе точность определения количества того или иного компонента. Ультразвуковые анализаторы молока и молочной продукции лишены таких недостатков, как длительность определения показателей, использование дорогостоящих реактивов, повышенная опасность для обслуживающего персонала. С помощью ультразвуковых анализаторов можно без применения химических реактивов одновременно измерять до 11 показателей, характеризующих качество молочной продукции: содержание массовой доли жира, сухого обезжиренного молочного остатка (СОМО), плотность, белок, количество добавленной воды, температуру пробы и другие показатели. Результаты

анализа могут быть получены в течение 1-2 минут при более высокой точности измерения показателей.

Литература:

1. Федоренко В.Ф., Буклагин Д.С. Методы и инструменты контроля качества сельскохозяйственной продукции. М., 2017. 292 с.

2. Viviani E. Milk quality analysis based on a novel ultrasound spectroscopy method // Conference documents. Italy, 2016. № 7479889. Р. 451-455.

3. Melo W. Ultrasound spectroscopy as an alternative method to measure the physical-chemical constituents of buffalo milk // Ciencia Rural. 2018. Vol. 48. Р. 26-31.

4. Ультразвуковой метод. URL:http://masters.donntu. org/2008/kita/lazarenko/library/index3.html

5. Мерзликин В.Е. Автоматизация ультразвукового контроля массового распределения жировой фазы в процессе гомогенизации молока: дис. к.т.н. Воронеж, 2015. 159 с.

6. Lactoscan Expert WLS/MCC. URL:http://www.anali-zator-moloka. ru/expert/

7. Анализатор молока «УЛЬТРАСОНИК» А33, А37: проспект ООО «КОМПАНИЯ ЭНИЛАБ»

8. Анализаторы молока. URL :http ://petrolab spb. ru/ana-lizatory-moloka

9. Анализаторы молока: проспект ООО «АТЛ»

10. Методика выполнения измерений показателей состава и плотности молока и других молочных продуктов ультразвуковым методом. URL: http ://partnerufo. ru/doc/109-instruktsii/287-metodika-vypolneniya-izme-renij -mvi-pokazatelej so

11. Ультразвуковой анализатор молока МПку Lab URL: http://rkvrn.ru/prbcp/pribanmol/ultrazvukovoi-ana-lizator-moloka-milky-lab/

Literatura:

1. Fedorenko V.F., Buklagin D.S. Metody i instrumenty kontrolya kachestva sel'skohozyajstvennoj produkcii. M., 2017. 292 s.

2. Viviani E. Milk quality analysis based on a novel ultrasound spectroscopy method // Conference documents. Italy, 2016. № 7479889. R. 451-455.

3. Melo W. Ultrasound spectroscopy as an alternative method to measure the physical-chemical constituents of buffalo milk // Ciencia Rural. 2018. Vol. 48. R. 26-31.

4. Ul'trazvukovoj metod. URL:http://masters.donntu.org/ 2008/kita/lazarenko/library/index3.html

5. Merzlikin V.E. Avtomatizaciya ul'trazvukovogo kontrolya massovogo raspredeleniya zhirovoj fazy v processe gomogenizacii moloka: dis. k.t.n. Voronezh, 2015. 159 s.

6. Lactoscan Expert WLS/MCC. URL:http://www.anali-zator-moloka.ru/expert/

7. Analizator moloka «UL'TRASONIK» A33, А37: prospekt OOO «KOMPANIYA EHNILAB»

8. Analizatory moloka. URL:http://petrolabspb.ru/anali-zatory-moloka

9. Analizatory moloka: prospekt OOO «ATL»

10. Metodika vypolneniya izmerenij pokazatelej sostava i plotnosti moloka i drugih molochnyh produktov ul'trazvu-kovym metodom. URL: http://partner-ufo.ru/doc/109-in-struktsii/287-metodika-vypolneniya-izmerenij-mvi-poka-zatelejso

11. Ul'trazvukovoj analizator moloka Milky Lab URL: http://rkvrn.ru/prbcp/pribanmol/ultrazvukovoj-analizator-moloka-milky-lab/

THE ULTRASOUND DEVICES OF MILK QUALITY AND DAIRY PRODUCTS' CONTROL D.S. Buklagin, doctor of technical sciences FGBNY "Rosinformagrotekh"

Abstract. The agricultural industry intensification, these products' competitiveness increasing the elevated demands on animal products' quality and safety are imposed. This, in turn, requires the measurement information's obtaining methods development and application, giving milk and dairy products quality and safety objective assessment. Measuring instruments also play an important role at sold products' market fair competition achieving. Therefore, the identification, analysis and development by industry the high-performance, with necessary accuracy devices for dairy products' quality control is an actual task. The analysis of milk and dairy products quality indic ators characterizing measurement by ultrasonic methods is given. The domestic and foreign scientific and technical information the method of informational-and-logical analysis was used, as well as the research materials of the instrument base market created on the ultrasonic methods base for these purposes. It is shown that one of the effective methods and the instrument base for carry out analytical work and determining of the indicators characterizing the dairy products quality are ultrasonic analyzers with up to 120 measurements per hour's capacity, allowing simultaneously up to 11 indicators to determine. Compared with the other methods, milk and dairy products' ultrasonic analyzers are devoid of such disadvantages as the indicators determination duration, expensive reagents using, increased danger to maintenance personnel. Without the chemical reagents using, milk ultrasonic analyzers can measure simultaneously the fat mass fraction, dry skim milk residue (SOMO), density, protein's contents, the added water amount, sample's temperature, etc. The analysis's results can be obtained within 1-2 minutes, the ultrasonic method's (0,1%) accuracy allow milk and dairy products quality measuring error to reduce. Keywords: ultrasonic method, measurement, analyzer, milk, dairy products, error, indicator, quality.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.