Файл: Петров И.К. Технологические измерения и приборы в пищевой промышленности учебник.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.04.2024
Просмотров: 247
Скачиваний: 1
анализируемый раствор, сливаясь через патрубок. Выйдя из кю веты, свет проходит поляроидный анализатор и магнито-опти- ческий модулятор 2 и попадает на фотоприемник /, включенный на вход электронного усилителя,13.
|
При |
отсутствии в |
анализируемой жидкости оптически ак |
||||
тивных |
веществ |
по |
|
||||
ляризованный |
|
свет |
|
||||
полностью |
|
гасится |
|
||||
на |
анализаторе |
2 и |
|
||||
на |
фотоэлемент |
не |
|
||||
попадает. При |
появ |
|
|||||
лении в растворе оп |
|
||||||
тически |
|
активного |
|
||||
вещества |
плоскость |
|
|||||
поляризации |
пово |
|
|||||
рачивается |
|
на |
неко |
|
|||
торый угол, |
пропор |
|
|||||
циональный |
количе |
|
|||||
ству этого |
вещества, |
|
|||||
и |
на |
фотоэлемент |
|
||||
падает |
|
модулиро |
|
||||
ванный |
ПОТОК |
света, |
р и с 151 Принципиальная схема автоматического |
||||
вследствие |
|
чего |
на |
поляриметра, |
|||
входе |
в |
усилитель |
|
13 появляется сигнал разбаланса. Под воздействием уси ленного сигнала разбаланса начинает вращаться реверсивный двигатель 12 и перемещать через кулачок 9 поляризатор 5, вы полненный в виде сектора. Вращение происходит до тех пор, по ка не будет скомпенсирован возникший поворот плоскости поля ризации, вызванный наличием в анализируемой жидкости опти чески активных веществ. Таким образом, угол поворота поляри затора 5 прямо пропорционален содержанию анализируемого ве щества в растворе.
Кулачок 10 и ролик 11, насаженные на ось реверсивного электродвигателя, предназначены для передачи движения на по казывающее и записывающее устройства прибора.
По описанной схеме сконструированы приборы для анализа содержания сахара, например, в сахарной свекле (тип САП), имеющие пределы измерения 7—20° по международной сахар
ной |
шкале S. Предельно |
допустимая погрешность |
измерения |
± 1 ° |
S. Приборы снабжены |
специальным печатающим |
устройст |
вом, отбивающим содержание сахаристых веществ на чеке, вру чаемом сдатчику сахарной свеклы на свеклоприемных пунктах. Разработаны и применяются поляризационные анализаторы для определения кристалличности ирисных масс и некоторые другие.
Приборостроительной промышленностью выпускается ряд типов поляризационно-оптических анализаторов (СУ, ПАР, М.ОАЖ-3 и др.), однако в пищевой промышленности они не по лучили достаточно широкого распространения.
§ 6 . ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЕ АНАЛИЗАТОРЫ
В некоторых отраслях науки и техники для анализа состава и свойств веществ применяется люминесцентный метод контро ля, характеризующийся высокой чувствительностью, быстродей ствием и сравнительной простотой аппаратурного оформления. Люминесцентные приборы используются в дефектоскопии раз личных материалов, для контроля равномерности окраски по
верхностей (тканей и др.), при сор тировке некоторых видов сельско хозяйственного сырья (например, коконов шелкопряда), а также при контроле качества ряда пищевых продуктов (рыбы, мяса и пр.). Од нако в пищевой промышленности этот метод не нашел еще должного применения, что объясняется недо статочной изученностью поведения пищевых продуктов под воздействи ем различного вида излучений.
Рис. 152. Схема устройства для люминесцентного ана лиза.
Люминесценцией называется такое состояние вещества, при ко тором оно начинает светиться без выделения тепла. Известно несколь ко видов люминесценции. При ана лизе пищевых продуктов использу ется, как правило, флуоресценция — способность некоторых веществ светиться при облучении его посто ронним источником света. С прекра щением облучения флуоресценция исчезает.
Схема люминесцентного анализатора — устройства, основан ного на использовании явления флуоресценции, приведена на
рис. 152. Оно |
состоит из осветителя /, от которого поток излуче |
|
ния 5 падает |
на анализируемое вещество 6 и вызывает |
видимое |
свечение этого вещества. В свою очередь осветитель / |
состоит |
|
из источника |
излучения 2 (чаще всего ультрафиолетового, но |
|
может быть и другой длины волны), кожуха-отражателя |
3 и све |
|
тофильтра 4, |
пропускающего лучи света нужной длины |
волны. |
Каждому анализируемому веществу присущи определенная интенсивность и характерный цвет свечения, на основе которых может быть сделан вывод о качестве данного вещества и других его свойствах. Оценка флуоресцентного излучения может быть произведена как визуально, так и с помощью фотоэлектрических приборов (фотоэлементов, фотосопротивлений, фотоумножите лей), обладающих необходимой чувствительностью и селектив ностью к различным участкам видимого и невидимого излучений.
Однако автоматические люминесцентные производственные при боры для анализа пищевых продуктов в настоящее время прак тически отсутствуют. Проведены лишь отдельные работы, пока зывающие перспективность люминесцентного метода для конт роля качества пищевых продуктов. Результаты некоторых ра бот приведены в табл. 9.
Т А Б Л И Ц А 9
Продукт
Картофель в разрезе
Флуоресценция Возможность применения
Желтоватая с |
различны |
Установление доброкаче |
ми оттенками |
у разных |
ственности |
сортов |
|
|
подмороженный |
Беловатая |
|
|
Обнаружение ранней ста |
|||
|
|
|
|
|
дии |
обморожения |
|
лораженный |
|
Голубоватая, интенсив |
Обнаружение ранней ста |
||||
фитофлорой |
ная |
|
|
дии |
заболевания |
||
кольцевой |
гнилью |
Зеленоватая |
|
То |
же |
|
|
сухой гнилью |
Различных |
оттенков |
|
» |
|
|
|
вирусным |
заболева |
Различных |
оттенков |
по |
|
|
|
нием |
|
сосудистой части клубней |
|
|
|
||
Лук |
|
|
|
|
Установление |
доброкаче |
|
в разрезе |
|
Бледно-синяя |
|
||||
|
|
ственности |
|
||||
пораженный |
серой |
|
|
|
|
||
|
|
|
Обнаружение ранней ста |
||||
гнилью |
|
Желтовато-белая |
|
||||
Мандарины |
|
|
|
|
дии |
заболевания |
|
|
|
|
|
Установление |
доброкаче |
||
здоровые |
|
Темно-оранжевая с мато |
|||||
|
ственности |
|
|||||
|
|
вым фиолетовым оттен |
|
|
|
||
пораженные |
голубой |
ком |
|
|
Обнаружение ранней ста |
||
Темно-синие пятна с го |
|||||||
плесенью |
|
лубоватым |
ободком |
и |
дии |
заболевания |
|
|
|
желтым окаймлением |
|
|
|
|
|
Эссенции |
|
Различных |
оттенков |
|
Обнаружение |
примеси |
|
|
|
|
|
|
эссенции во |
фруктовых |
|
|
|
|
|
|
соках |
|
Некоторые продукты, слабо флуоресцирующие в ультрафио летовом свете, обладают заметной красной и инфракрасной
флуоресценцией в синем свете (табл. |
10). |
|
|
|
|
Особенно сильные изменения флуоресценции |
наблюдаются |
||
в |
огурцах, бобах, белой и красной |
капусте, картофеле, |
рыбе |
|
и |
мясных продуктах, когда они начинают портиться. |
|
||
|
Разработано и показало хорошие |
результаты |
устройство |
для |
определения степени свежести охлажденной трески и морского
окуня, представляющее |
собой |
ультрафиолетовый излучатель |
(см. рис. 152). Световой |
поток от |
него падает на анализируемый |
продукт, вызывая люминесцентное свечение, цвет и интенсивность которого зависят от степени свежести рыбы. Поток люминесцент-
|
|
|
Т А Б Л И Ц А 10 |
Продукт |
Флуоресценция, |
возбуждаемая |
синим светом |
красная |
|
инфракрасная |
|
|
|
||
Табак легкий |
Очень сильная |
Сильная |
|
Сахар-песок |
Отсутствует |
» |
|
Крахмал картофельный |
» |
Очень |
сильная |
Танин |
Сильная |
Средняя |
|
Листья растений зеленые |
Очень сильная |
Сильная |
ного излучения попадает на чувствительные фотосопротивления, сигнал от которых усиливается с помощью электронного усили теля и подается на измерительный прибор. С помощью послед него продукт делится на три сорта: первый, второй и нестан дартный.
Экспериментальные работы показали перспективность .ис пользования методов люминесцентного анализа для контроля процессов сушки. Выявлено, например, что при сушке картофе ля его красная люминесценция возрастает с повышением содер жания сухих веществ и не зависит от скорости сушки. Аналогич ное явление наблюдается также при сушке лука, моркови и свеклы. Присущая подсолнечному маслу красная и инфра красная люминесценция изменяется в зависимости от числа об жарок, что связано с изменением кислотности масла.
Одним из перспективных направлений использования люми несценции является создание на ее основе устройств для авто матизированного контроля качества мойки стеклянной и жестя ной тары. В основе таких устройств лежит свойство жирных кис лот, жиров, белковых веществ и других загрязнений сильно люминесцировать при облучении, особенно ультрафиолетовыми лучами. На базе таких устройств могут быть созданы бракераж ные автоматы.
§ 7. ОСОБЕННОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ОПТИЧЕСКИХ АНАЛИЗАТОРОВ В ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
При использовании оптических анализаторов для контроля качества и состава пищевых продуктов необходимо учитывать многочисленные факторы, связанные с особенностями оптиче ских измерений. В первую очередь к ним относятся требования безусловной чистоты оптических элементов, входящих в измери тельные схемы, а также отсутствие побочных, загрязняющих примесей в виде взвешенных частиц, пузырьков газов и воз духа, наличие которых в анализируемой среде всегда воз можно.
При установке и эксплуатации оптических анализаторов сле дует иметь в виду, что точность измерения в большой степени зависит от чистоты стенок измерительных кювет, через которые протекают анализируемые жидкости. Если имеется опасность оседания на стенках кюветы загрязняющих частичек или пузырьков газов, необходимо предусмотреть возможность очистки и промывки кювет или быстрой их смены в процессе эксплуатации измерительного устройства. В некоторых конст рукциях оптических приборов промывка и очистка измеритель ных кювет производится автоматически по заданной про грамме.
С целью уменьшения оседания взвешенных частиц иногда оказывается целесообразным направлять поток анализируемой жидкости снизу вверх, повышать скорость ее протекания в кю вете и т. п.
В большинстве случаев для обеспечения необходимой точно сти измерения стабилизируется расход анализируемой жидко сти, проходящей через измерительные тракты. В ряде случаев устанавливаются специальные устройства (нагревательные, ва куумные и др.) для дегазирования анализируемых жидкостей; однако подобные устройства громоздки и часто оказываются малоэффективными.
Следует отметить, что оптические анализаторы жидкостей не получили еще того распространения в отраслях пищевой про мышленности, какого они заслуживают. Так, например, имеется принципиальная возможность точного и надежного контроля практически всех стадий сахарного производства с помощью оп тических анализаторов, начиная от приемки сырья и кончая вы пуском готовой продукции. Однако такой полный контроль не осуществляется.
Оптические анализаторы, очевидно, являются единственны ми, с помощью которых возможен автоматический контроль ка чества мойки стеклянной тары и чистоты ее поверхности. Как показали опыты, проведенные рядом научно-исследовательских и конструкторских организаций, применение оптических методов может оказаться перспективным для обнаружения посторонних загрязняющих включений (осколков стекла, взвешенных частиц) в жидких продуктах, находящихся в закупоренной таре, а также для контроля качества консервов в процессе их хранения без от купоривания стеклянных банок.
Однако использование оптических методов и приборов в пи щевой промышленности как и многих других методов анализа состава и свойств веществ сдерживается малой изученностью зависимости оптических свойств пищевых продуктов от их соста ва и характеристик, определяющих вкусовые качества, спо
собность к длительному |
хранению, внешний вид продукта |
и т. п. |
. . . |