УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА СВЕРТЫВАНИЯ МОЛОКА

Полезная модель относится к области исследования свойств текучих сред и может быть использована, например, в сыроделии для измерения скорости свертывания молока и других его реологических характеристик.
Известно устройство для исследования процесса свертывания молока, включающее термостатируемую емкость с размещенным внутри нее и связанным с приводом цилиндром для исследуемого образца и измерительную систему (см. книгу Брусиловский Л.П., Вайнберг А.Я. «Приборы технологического контроля в молочной промышленности», М., ВО «Агропромиздат», 1990, стр.154-156).
В известном устройстве цилиндр для исследуемого образца связан с приводом, обеспечивающим его вращение вокруг измерительного цилиндра. По величине крутящего момента, переданного через исследуемый продукт на измерительную систему, судят о его реологических характеристиках.
Такая конструкция проста в изготовлении и эксплуатации, позволяет проводить исследования вязкости и других реологических характеристик.
Однако данное устройство включает измерительную систему механического типа, состоящую из большого числа отдельных элементов (пружины, валики, шестерни подшипники). При этом точность и надежность измерения во многом зависят от состояния этих элементов.
Известно также устройство для исследования процесса свертывания молока, включающее термостатируемую емкость с установленной в верхней ее части с возможностью принудительного качания в вертикальной плоскости на горизонтально закрепленной оси кюветой для исследуемого образца и измерительную систему, содержащую направленный на кювету источник лазерного излучения и приемник отраженного луча (см. ПМ РФ №85653, MПK G01N 11/00, заявлено 24.02.2009, опубликовано 10.08.2009).
Это техническое решение является наиболее близким к заявляемому по совокупности существенных признаков (прототип).
Согласно прототипу приемник отраженного луча выполнен в виде экрана со шкалой, воспринимающего колебания отраженного от поверхности исследуемого образца луча лазера. Устройство не содержит большое количество механических элементов, позволяет точнее производить измерения. Однако, при его использовании возможно только визуальное наблюдение результатов измерения, без фиксации. Кроме того, описанное в прототипе устройство, позволяет проводить исследование характеристик молока только в конкретный момент времени, без учета их изменения в динамике.
Задачей настоящей полезной модели является создание такого устройства для исследования процесса свертывания молока, которое позволило бы обеспечить контроль изменений характеристик молока в динамике и фиксировать результаты измерений.
Для решения поставленной задачи в устройстве для исследования процесса свертывания молока, включающем термостатируемую емкость с установленной в верхней ее части с возможностью принудительного качания в вертикальной плоскости на горизонтально закрепленной оси кюветой для исследуемого образца и измерительную систему, содержащую направленный на кювету источник лазерного излучения и приемник отраженного луча, согласно предлагаемой полезной модели приемник отраженного луча выполнен в виде стержня из светорассеивающего материала, на торцах которого размещены фотоприемники, подключенные к регистрирующему устройству.
Выполнение приемника отраженного луча в виде стержня из светорассеивающего материала, на торцах которого размещены фотоприемники, подключенные к регистрирующему устройству, позволяет обеспечить контроль изменений характеристик молока в динамике и фиксировать результаты измерения.
В дальнейшем полезная модель поясняется описанием конкретных вариантов ее осуществления и прилагаемым чертежом, на котором схематично изображено устройство для исследования процесса свертывания молока.
Устройство для исследования процесса свертывания молока включает термостатируемую емкость 1 с диаметрально расположенной в верхней части осью 2. На оси 2 внутри емкости 1 с возможностью принудительного качания в вертикальной плоскости от привода (не показан) установлена кювета 3 для исследуемого образца.
Устройство снабжено измерительной системой, которая включает направленный на кювету 3 источник лазерного излучения 4 и приемник отраженного луча в виде стержня 5 с расположенными на его торцах фотоприемниками 6 и 7. Стержень 5 выполнен из светорассеивающего материала (матовых полистирола, стекла, полиакриламида и т.п.). В качестве фотоприемников 6 и 7 использованы фоторезисторы (фототранзисторы и т.п.). Фотоприемники 6 и 7 имеют электрическую связь по известной мостовой схеме, а выход мостовой схемы соединен со входом регистрирующего устройства 8. В качестве регистрирующего устройства 8 может быть использован электронный бумажный самописец с одним пером.
Устройство для исследования процесса свертывания молока работает следующим образом.
В термостатируемой емкости 1 создают необходимую температуру и в кювету 3 заливают исследуемый образец молока. Включают источник лазерного излучения 4 и его луч 9 направляют на поверхность образца молока под некоторым углом. Отраженный от поверхности молока луч 10 попадает на центральную часть стержня 5. В это время включают самописец 8. При неподвижном луче 10 его перо чертит на бумаге прямую линию.
После этого от привода (не показан) кювете 3 сообщают равномерное покачивание из стороны в сторону. В исходном состоянии у свежего молока в этой ситуации поверхность остается практически горизонтальной и положение отраженного луча не меняется. Перо самописца 8 продолжает чертить практически прямую линию. Далее под воздействием внешней среды или введенных в исследуемое молоко ингредиентов реологические характеристики молока (например, вязкость), меняются. Поверхность молока при покачивании кюветы 3 начинает отклоняться от горизонтали. Очевидно, что чем больше вязкость, тем больше угол наклона поверхности молока. При изменении угла наклона поверхности молока на такую же величину меняется угол наклона отраженного луча 10. При этом луч 10 перемещается вдоль оси стержня 5, меняя освещение фотоприемников 6 и 7 и, тем самым, вызывая изменения напряжения на выходе мостовой схемы. Указанные изменения напряжения вызывают соответствующие перемещения пера самописца 8, отражающиеся на движущейся бумаге в виде некоторой кривой. Указанная кривая характеризует процесс свертывания молока в динамике и может быть исследована известными способами.
Таким образом, предлагаемое устройство для исследования процесса свертывания молока даст возможность обеспечить контроль изменений характеристик молока в динамике и фиксировать результаты измерения.