Файл: Петров И.К. Технологические измерения и приборы в пищевой промышленности учебник.pdf

ных интегральных параметров осуществляется с помощью дат­

тического устройства для периодического контроля содержания сахара и спирта в продуктах первичного виноделия, определения несахаров в виноградном соке, проверки степени очистки виноматериалов. Следует ожидать, что в ближайшие годы в применении многопараметрического метода будет достигнут значительный прогресс на основе широкого использования принципов построе­ ния, элементной базы, блоков, узлов и устройств ГСП.

§ 3. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ СОДЕРЖАНИЯ ЖИРА И БЕЛКОВ

Контроль содержания жира и белков представляет исключи­ тельный интерес для пищевой промышленности при установле­ нии качества исходного сырья, полуфабрикатов и готовой про­ дукции. Однако точные и надежные методы, на основе которых можно было бы создать автоматические приборы и устройства, отвечающие требованиям конкретных производств или автома­ тизированного лабораторного контроля, отсутствуют.

МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ СОДЕРЖАНИЯ ЖИРА

В настоящее время для контроля содержания жира приме­ няются бутирометрический, фотоэлектрический, высокочастот­ ный, ультразвуковой, флуориметрический и некоторые другие методы, а также метод инфракрасной спектроскопии, но ни один из них не отвечает в полной мере требованиям автоматизиро­ ванного контроля.

Бутирометрический метод. Этот метод является наиболее точным и заключается в том, что жир, содержащийся в продук­ те (молоко, сливки, жировые суспензии и т. п.), выделяется из продукта кислотным способом. Для растворения белковой обо­ лочки, в которой находятся жировые шарики, чаще всего при­ меняется серная кислота, а для выделения жира — амиловый спирт. Реакции ведутся на специальных центрифугах с подогре­ вом анализируемой пробы. После отделения жировой фракции прямым измерением (взвешиванием) определяется ее масса или объем.

Установки для контроля жирности, действие которых осно­ вано на бутирометрическом принципе, представляют собой сложные неавтоматизированные устройства и требуют постоян­ ного контроля и непосредственного участия в анализе обслужи­ вающего персонала. Предпринимались попытки автоматизиро­ вать этот процесс с помощью специального распределительного управляющего механизма, который в свою очередь управляется кинофотосъемочным устройством. Однако такие установки сложны, мало надежны и широкого распространения не полу­ чили.

Фотоэлектрический метод. Более перспективными являются жиромеры, основанные на использовании фотоэлектрического метода анализа. Их принцип действия основан на использова­ нии зависимости степени поглощения и рассеивания пучка све­ та, проходящего через слой анализируемого продукта, от содер­ жания в нем жира.

Простейшими приборами этой группы являются жиромеры, в которых содержание жира определяется по степени пропуска­ ния света анализируемым продуктом. В таких приборах анало­ гичных по схеме прибору, приведенному на рис. 144, световой пучок проходит через слой продукта и падает на измеритель­ ный фотоэлемент, э. д. с. которого пропорциональна содержа­ нию жира в просвечиваемом продукте. С целью повышения точ­

влияние оказывают размеры жировых шариков, окраска отдель­ ных фракций анализируемого продукта, наличие посторонних взвешенных частиц и т. п. Высокая точность измерения при фо­ тоэлектрическом методе не достигается, но на его основе воз­ можно построение автоматических приборов, могущих быть ис­ пользованными как для лабораторных исследований, так и для непрерывного контроля и автоматизации технологических про­ цессов.

Ультразвуковой метод. Принцип действия жиромеров, ис­ пользующих ультразвуковой метод, основан на изменении ско­ рости распространения ультразвука или степени его поглощения при облучении им анализируемого продукта. Упрощенная струк-

турная схема ультразвукового жиромера аналогична схеме, приведенной на рис. 161. Источник ультразвуковых колебаний через специальный датчик (погружного или проточного типа) посылает в анализируемый продукт импульсно ультразвуковые волны.

Приемник ультразвуковых колебаний воспринимает ослаб­ ленный импульс ультразвука, который затем усиливается и по­ дается на измерительный прибор, отградуированный в единицах содержания жира.

Однако на результаты измерения содержания жира сущест­ венное влияние оказывает наличие практически всех других фракций, содержащихся в анализируемом продукте.

держание жира определяется путем измерения диэлектрической проницаемости пробы продукта, находящейся между обкладка­ ми высокочастотного конденсаторного датчика. Указанный жиромер работает на частоте около 5 кГц, продолжительность одно­ го измерения 4—5 мин. Высокочастотный жиромер типа ЛТИХП для высокожирных сливок является прибором непрерывного действия и используется для автоматического измерения жирно­ сти в потоке.

Метод инфракрасной спектроскопии. Принцип действия жи­ ромеров, в которых используется метод инфракрасной спектро­ скопии, основан на использовании зависимости степени погло­ щения инфракрасного излучения от содержания жира в продук­ те при пропускании через него пучка инфракрасных лучей. На точность измерения этими жиромерами, так же как и фотоэлек­ трическими, большое влияние оказывает состав содержащихся в анализируемом продукте фракций.

Флуориметрический метод. При использовании флуориметрического метода анализируемый продукт чаще всего предвари­ тельно обрабатывается специальными флуоресцирующими рас­ творами. Например, в молоко и молочные продукты добавляет­ ся краситель (фосфин). Затем проба анализируется в свете ртутно-кварцевой лампы на спектрофотометре. Имеются

ет непрерывного автоматического измерения жирности про­ дуктов.

Известны также методы контроля содержания жира,

МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ СОДЕРЖАНИЯ БЕЛКОВ

Содержание белков в пищевых продуктах определяется с по­ мощью колориметрических, рефрактометрических и флуориметрических белкомеров.

Белкомеры представляют собой устройства, в которых ана­ лизируется специально подготовленная и обработанная проба продукта. Поскольку контроль содержания жира и белков в пи­ щевых продуктах приобретает все большее значение, следует ожидать, что в ближайшее время будут найдены соответствую­ щие методы и созданы приборы для автоматического анализа этих показателей, которые в настоящее время практически от­ сутствуют.

Колориметрический метод. Принцип действия колориметри­ ческих белкомеров основан на свойстве белковых веществ свя­ зывать некоторые органические красители. В пробу анализируе­ мого материала добавляется раствор красителя, который связы­ вается белками и осаждается с помощью специального интенсифицирующего фильтра. Фильтрат же анализируется на фотоэлектрическом колориметре. Многие процессы анализа мо­ гут быть автоматизированы, например отбор проб, добавление

же процессы колориметрирования и выдачи результатов из­ мерения.

гревом. Рефрактометрические устройства очень трудно авто­ матизировать.

Флуориметрический метод. Принцип действия флуориметрических белкомеров основан на свойстве белков флуоресциро­ вать при облучении светом определенной длины волны (например, для белков молока 280—290 нм). Энергия этого излучения зависит от содержания белков. Однако перед анализом проба должна быть разведена раствором моче­ вины и специально обработана, что усложняет устройство белкомера.

ГЛАВА XVI

НЕКОТОРЫЕ МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ СПЕЦИАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ

§ 1. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ГЕРМЕТИЧНОСТИ ЗАКУПОРКИ КОНСЕРВНОЙ ТАРЫ

При расфасовке консервов в жестяную и стеклянную тару большое значение имеет герметичность укупорки, которая обес­ печивает длительность хранения продукта. Нарушение герме­ тичности приводит к развитию болезнетворных микроорганиз­ мов и порче продукта.

Герметичность жестяной консервной тары контролируется выборочно на специальных пневматических машинах карусель­ ного типа (системы Ж а д а н а ) . Проверяемая банка помещается в измерительную камеру, где поддерживается повышенное дав­ ление воздуха. При нарушении герметичности воздух проникает внутрь банки и давление в ней повышается. При этом дно бан­ ки, находящееся вне камеры под атмосферным давлением, взду­ вается и действует на электрические контакты, включенные в соответствующие сигнальные и управляющие цепи, с помощью которых производится автоматическая выборка негерметичных банок. Машина имеет 20 контрольных камер; ее производитель­ ность 50 банок в минуту.

Вместо устройств с электрическими контактами можно ис­ пользовать бесконтактные устройства, действие которых основа­ но на том, что при изменении положения торца (дна) банки относительно катушки индуктивности или обкладки измеритель­ ного конденсатора меняются их электрические параметры. Из­ менение параметров воспринимается электронно-усилительными устройствами, управляющими сигнальными и другими цепями, которые обеспечивают автоматическую работу машины.

Герметичность стеклянной тары проверяется, как правило, путем визуального осмотра положения закупоривающих кры­ шек, но с этой целью может быть использован и люминесцент­ ный метод, который -заключается в следующем. В автоклав перед началом стерилизации добавляется небольшое количество люминофора, чаще всего флуоресцеина, который в процессе стерилизации проникает в негерметичные банки. После мойки и сушки прошедшие стерилизацию банки поступают в контроль­ ные камеры, где под воздействием облучения происходит свече­ ние попавшего в них люминофора. Свечение воспринимается фотоэлектронным устройством, настроенным на соответствую­ щую длину волны излучения используемого люминофора, и пре­ образуется в сигнал, который после усиления поступает в сиг­ нальные и управляющие цепи контролирующего и бракеражно­ го устройства. ^