УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛАВИМОСТИ СЫРНОЙ МАССЫ

Полезная модель относится к области исследования физических свойств материалов, преимущественно молочных пищевых продуктов, таких как сыры, и может быть использована на предприятиях сыродельной отрасли, в частности для контроля технологических параметров сырной массы при производстве плавленых сыров.
Известно устройство для определения плавимости сырной массы, включающее термостат со стеклянной рабочей площадкой и переносной микрометр (см. Arnett D.R., Merris K.A., Comie W.B., "Effect of certain chemical of the melting quality of process cheese", Journal of Dairi Sciense, 1957, №8, p.957-963).
Известное устройство представляет собой набор отдельных установок и инструментов, процесс определения плавимости требует длительного времени и не обладает достаточной точностью.
Известно также устройство для определения плавимости сырной массы, включающее обогреваемый корпус, рабочую площадку, нагружающую систему и измерительное средство (см. а.с. СССР №789748, МПК G 01 N 33/04, заявлено 06.04.79, опубликовано 23.12.80)
Это техническое решение является наиболее близким к заявляемому по совокупности существенных признаков (прототип).
Известное устройство позволяет ускорить процесс определения плавимости и повысить его точность. Вместе с тем это устройство содержит источник горячей воды для нагрева корпуса, а в качестве нагружающей системы применен вращающийся индентор с приводом.
Указанные обстоятельства делают устройство сложным и не вполне удобным для эксплуатации.
Задачей настоящей полезной модели является упрощение устройства для определения плавимости сырной массы и повышение удобства в эксплуатации.
Для решения поставленной задачи в устройстве для определения плавимости сырной массы, включающем обогреваемый корпус, рабочую площадку, нагружающую систему и измерительное средство, обогреваемый корпус и рабочая площадка выполнены из электропроводного материала с высоким удельным сопротивлением, корпус подключен к источнику электрического тока и имеет переменное сечение в направлении, поперечном направлению тока, рабочая площадка съемно размещена в нижней части корпуса и имеет ряд калиброванных отверстий, нагружающая система выполнена в виде установленной над рабочей площадкой крышки с мембраной, образующими связанную с источником сжатого воздуха полость, а измерительное средство выполнено в виде измерительной термопары.
Изготовление корпуса и рабочей площадки из электропроводного материала с высоким удельным сопротивлением, подключение корпуса к источнику электрического тока, выполнение корпуса с переменным сечением в направлении, поперечном направлению тока, размещение рабочей площадки в нижней части корпуса и снабжение ее рядом калиброванных отверстий, выполнение нагружающей системы в виде установленной над рабочей площадкой крышки с мембраной, образующими связанную с источником сжатого воздуха полость, а также выполнение измерительного средства в виде измерительной термопары, позволяет отказаться от использования для нагрева корпуса горячей воды и устройства для ее нагрева, а также от вращающегося индентора с приводом в качестве нагружающей системы, и тем самым упростить устройство для определения плавимости сырной массы и сделать его более удобным в эксплуатации.
В дальнейшем полезная модель поясняется описанием конкретных вариантов ее осуществления и прилагаемым чертежом, котором схематично изображено устройство для определения плавимости сырной массы.
Устройство для определения плавимости сырной массы включает обогреваемый корпус 1, в нижней части которого съемно размещена рабочая площадка 2 с рядом калиброванных отверстий 3. Корпус 1 и рабочая площадка 2 выполнены из электропроводного материала с высоким удельным сопротивлением и подключены к источнику электрического тока 4. Корпус 1 имеет переменное сечение в направлении, поперечном направлению тока. Рабочая площадка 3, на которой размещается исследуемая сырная масса 5, закрыта сверху крышкой 6 с мембраной 7. Между мембраной 7 и крышкой 6 предусмотрена полость 8, связанная трубопроводом 9 с источником сжатого воздуха (не показан). Крышка 6 с мембраной 7 и трубопроводом 9 составляют нагружающую систему.
Устройство для определения плавимости сырной массы снабжено измерительной термопарой 10, имеющей возможность контактирования с корпусом 1.
Устройство для измерения плавимости сырной массы работает следующим образом.
Перед началом работы устройство калибруют, устанавливая максимальную температуру корпуса 1 регулировкой величины протекающего по нему электрического тока и измеряя термопарой 10 температуру в различных точках по длине его верхней части.
На охлажденной до температуры 20-25°С рабочей площадке 2 размещают исследуемый образец сырной массы 5, накрывают его крышкой 6 с мембраной 7 и все вместе устанавливают в нижней части корпуса 1. После этого в полость 8 через трубопровод 9 подают сжатый воздух с давлением 0,5 атм. Под давлением через мембрану 7 происходит уплотнение сырной массы 5 и обеспечивается хороший тепловой контакт с рабочей площадкой 2.
Через 3-5 мин давление в полости 8 сбрасывают и включают нагрев корпуса 1. За счет того, что корпус 1 имеет переменное сечение по длине, его нагрев характеризуется специальным распределением температуры с определенным перепадом по длине. Температура корпуса 1, а, следовательно, рабочей площадки 2 и исследуемой сырной массы 5 изменяется по длине корпуса
пропорционально выделяемому количеству тепла. Регулирование температуры производят со стороны наименьшего сечения корпуса 1, имеющего наибольшую температуру.
По истечении 5 мин нагрева (термостатирования) в полость 8 вновь подают сжатый воздух на 30 сек. Под влиянием температуры и давления происходит плавление сырной массы 5 и ее истечение через отверстия 3 в виде жгутов 11, причем количество истекшей сырной массы прямо пропорционально продолжительности воздействия, его величине и обратно пропорционально вязкости массы. Поскольку давление и продолжительность его воздействия на сырную массу во всех точках одинаковы, то количество истекшей сырной массы из каждого отверстия 3 однозначно характеризует ее вязкость в данной точке корпуса 1.
Зная распределение температуры, которое устанавливают в предварительных экспериментах, можно судить о вязкости сырной массы при различных значениях температур, а значит и о температуре ее плавления. В частности определение температуры плавления можно производить по калибровочному графику распределения температур вдоль корпуса 1 и наличию истечения расплавленной сырной массы из отверстий 3.
Дополнительно влияние температуры на вязкость сырной массы можно определить, измеряя длину истекших жгутов 11 или их массу.
Таким образом, изготовление корпуса и рабочей площадки устройства для определения сырной массы из электропроводного материала с высоким удельным сопротивлением, подключение корпуса к источнику электрического тока, выполнение корпуса с переменным сечением в направлении, поперечном направлению тока, размещение рабочей площадки в нижней части корпуса и снабжение ее рядом калиброванных отверстий, выполнение нагружающей системы в виде установленной над рабочей площадкой крышки с мембраной, образующими связанную с источником сжатого воздуха полость, а также выполнение измерительного средства в виде измерительной термопары, позволяет упростить устройство для определения плавимости сырной массы и сделать его более удобным в эксплуатации.