Спосіб визначення фізико-хімічних показників молока

Винахід відноситься до молочної промисловості і може бути використаний для визначення фізикохімічних показників молока, а саме вмісту жиру, сухого знежиреного молочного залишку в молоці та еквіваленту розведення молока водою. Відомий спосіб визначення жиру і сухого знежиреного молочного залишку в молоці (А.с. СССР №1661642, кл. G01N33/04, 07.07.91). Спосіб передбачає визначення діелектричної проникливості та додаткове визначення масової густини проб молока. За попередньо побудованою номограмою, яка характеризує залежність діелектричної проникливості і масової густини від вмісту жиру, визначають цей показник в дослідній пробі. Вимірювання діелектричної проникливості здійснюється на частотах від 9 до 10ГГц. Недоліки відомого способу: вимірювання можуть бути виконані тільки в лабораторних умовах; потребує додаткових витрат часу на визначення масової густини продукту; не дозволяє одночасно мати інформацію про еквівалент розведення молока водою. Найбільш близьким до заявляемого являється спосіб визначення вмісту жиру в молочних продуктах (А.с. СССР №1797708, кл. A3 G01N33/02, 23.02.93). Спосіб передбачає пропускання електромагнітного сигналу через дослідний зразок, вимірювання електромагнітних параметрів, встановлення залежності визначених параметрів, а саме функціональної залежності модуля коефіцієнта передачі електромагнітного сигналу, який пропускають через кювету з молочним продуктом від частоти сигналу і вмісту жиру, вимірювання модуля коефіцієнта передачі електромагнітного сигналу, який пропускають через кювету із зразком молочного продукту, на фіксованій частоті, і визначення вмісту жиру з використанням попередньо встановленої функціональної залежності. При цьому додатково вимірюють фазу коефіцієнта передачі електромагнітного сигналу, вимірювання здійснюють в діапазоні частот 100 400МГц і 1 - 1,5ГГц, а визначення вмісту жиру здійснюють з використанням встановленої залежності модуля з урахуванням фази коефіцієнта передачі електромагнітного сигналу від частоти сигналу і вмісту жиру. Недоліками відомого способу являється складність його здійснення, особливо в промислових умовах, використання громізткого обладнання, яке є дорогим, потребує спеціального налагодження та обслуговування. Не дозволяє одночасно з вмістом жиру визначати вміст сухого знежиреного молочного залишку в молоці, значення якого потрібно знати при виробництві багатьох молочних продуктів, особливо згущених молочних консервів та сирів. В основу винаходу поставлена задача створення способу визначення фізико-хімічних показників молока, шляхом вимірювання електропровідності, визначення жиру, сухого знежиреного молочного залишку, коефіцієнта еквівалентності розведення молока водою, забезпечити скорочення витрат хімічних реактивів і часу на проведення дослідів при визначенні жиру та сухого знежиреного молочного залишку в молоці. Поставлена задача вирішується тим, що в способі передбачається пропускання електромагнітного сигналу через дослідний зразок молока, вимірювання електромагнітних параметрів, встановлення залежності визначених параметрів. Згідно з винаходом в якості електромагнітного параметра вимірюють електропровідність і визначають коефіцієнт еквівалентності розведення молока водою, вміст жиру, сухого знежиреного молочного залишку в молоці за формулою K1 = (1/Ж) × (X - 10,1 × СЗМЗ), де K1 - коефіцієнт еквівалентності розведення молока водою; X - електропровідність, 10-4(Ом × см)-1; 10,1 - постійний коефіцієнт, отриманий шляхом статистичної обробки; Ж - масова частка жиру в молоці, %, Ж = (1/K2) × X, де K2 - 16 - 18 × 10-4(Ом × см)-1; СЗМЗ - масова частка сухого знежиреного молочного залишку в молоці, %; СЗМЗ = (1/K3) × X, де K3 - 7 - 8 × 10-4(% × Ом × см)-1; потім визначають еквівалент розведення молока водою за попередньо встановленою залежністю від коефіцієнта еквівалентності розведення молока водою. Причинно-наслідковий зв'язок між запропонованими ознаками та очікуваним технічним результатом полягає в наступному. В якості електромагнітного параметра вимірюють електропровідність, яка, як відомо з літературних джерел та даних експериментів, залежить від масових часток жиру та сухого знежиреного молочного залишку, та також чутливо реагує на збільшення вологи в молоці. Це дало можливість визначити масову частку жиру та сухого знежиреного молочного залишку через їх залежність від виміряної, електропровідності. Так, вміст жиру в молоці визначають за формулою: Ж = (1/K3) × X, де Ж - масова частка жиру в молоці, %; X - електропровідність, яка визначається в процесі досліду, 10-4(% × Ом × см)-1; K3 - коефіцієнт, отриманий після статистичної обробки експериментальних даних. Під час дослідження 42 дослідних зразків незбираного та фальсифікованого водою молока, вимірювання електропровідності та визначення масової частки жиру для цих зразків методом Гербера, було встановлено, що для Xi, Жi, K2i = (15,7, 16,4, ..., 17,5), де 1 < i < 42. Це дає змогу встановити для K2 інтервал значень від 16 до 18. Вміст сухого знежиреного молочного залишку в молоці визначають за формулою СЗМЗ = (1/K3) × X, де СЗМЗ - масова частка сухого знежиреного молочного залишку в молоці, %; X - електропровідність, яка визначається в процесі досліду, 10-4(% × Ом × см)-1; K3 - коефіцієнт, отриманий після статистичної обробки експериментальних даних. Під час дослідження 42 дослідних зразків незбираного та фальсифікованого водою молока, вимірювання електропровідності та визначення сухого знежиреного молочного залишку згідно ГОСТу, було встановлено, що для Xi, СЗМЗi, K3i = (7,3, 7,6, ..., 7,8), де 1 < i < 42. Це дає змогу встановити для K2 інтервал значень від 7 до 8. За результатами дослідів було встановлено рівняння регресії X = 10,1 × СЗМЗ - K1 × Ж, де X - електропровідність, 10-4(% × Ом × см)-1; Ж - масова частка жиру в молоці, розрахована за формулою, що наведена вище, %; СЗМЗ - масова частка сухого знежиреного молочного залишку в молоці, розрахована за формулою, що наведена вище, %; 10,1 - постійний коефіцієнт, отриманий шляхом статистичної обробки; K1 - коефіцієнт, який залежить від вмісту жиру та еквіваленту розведення молока водою. Вимірюючи електропровідності та розраховуючи за вище наведеними формулами вміст жиру та сухого знежиреного молочного залишку, із рівняння регресії знаходимо K1: K1 = (1/Ж) × (X - 10,1 × СЗМЗ). Потім будуємо графік залежності (фіг.) K1 від масової частки жиру та еквіваленту розведення молока водою. Згідно отриманого графіку знаходимо еквівалент розведення молока водою. На кресленні зображено графік залежності коефіцієнта еквівалентності розведення молока водою від еквіваленту розведення молока водою. Спосіб здійснюється таким чином. У прилад для вимірювання електропровідності відбирають дослідний зразок молока. За допомогою моста змінного струму вимірюють електромагнітний параметр, тобто електропровідність, шляхом пропускання електромагнітного сигналу. Вимірюючи електропровідність та розраховуючи вміст жиру та сухого знежиреного молочного залишку в молоці, визначають коефіцієнт еквівалентності розведення молока водою, який залежить від вмісту жиру та еквіваленту розведення молока водою, із рівняння регресії: K1 = (1/Ж) × (X - 10,1 × СЗМЗ), де K1 - коефіцієнт еквівалентності розведення молока водою; X - електропровідність, яка визначається в процесі досліду, 10-4(% × Ом × см)-1; Ж - масова частка жиру в молоці, розрахована за формулою, що наведена нижче, %; СЗМЗ - масова частка сухого знежиреного молочного залишку в молоці, розрахована за формулою, що наведена нижче, %; 10,1 - постійний коефіцієнт, отриманий шляхом статистичної обробки. Масову частку жиру та сухого знежиреного молочного залишку визначають через їх залежність від виміряної електропровідності. Так, вміст жиру в молоці визначають за формулою Ж = (1/K2) × X, де Ж - масова частка жиру в молоці, %; K2 - коефіцієнт, отриманий після статистичної обробки експериментальних даних, знаходиться в інтервалі значень від 16 до 18 × 10-4(% × Ом × см)-1; X - електропровідність, яка визначається в процесі досліду, 10-4(% × Ом × см)-1. Вміст сухого знежиреного молочного залишку в молоці визначають за формулою СЗМЗ = (1/K3) × X, де СЗМЗ - масова частка сухого знежиреного молочного залишку в молоці, %; K3 - коефіцієнт, отриманий після статистичної обробки експериментальних даних, знаходиться в інтервалі значень від 7 до 8 × 10-4(% × Ом × см)-1; X - електропровідність, яка визначається в процесі досліду, 10-4(% × Ом × см)-1. Потім визначають еквівалент розведення молока водою за попередньо встановленою залежністю (фіг.) від коефіцієнта розведення молока водою. Приклади здійснення способу. При дослідженні зразка молока отримали, наприклад, значення електропровідності 50,5 × 10-4(Ом × см)1 . За вище наведеними формулами визначають: коефіцієнт еквівалентності розведення молока водою: K1 = (1/3,06) - (50,5 - 10,1 × 7,11) = -6,96, де X - 50,5 - значення електропровідності, отримане в результаті вимірювань, 10-4(Ом × см)-1; 10,1 - постійний коефіцієнт, отриманий шляхом статистичної обробки; Ж = 3,06 - масова частка жиру, %, розрахована за формулою: Ж = (1/16,5) × 50,5 = 3,06, де K2 - коефіцієнт, отриманий після статистичної обробки експериментальних даних, 16,5 - найбільш імовірне значення коефіцієнта K2; СЗМЗ = 7,11 - масова частка сухого знежиреного молочного залишку, %, розрахована за формулою: СЗМЗ = (1/7,1) × 50,5 = 7,11, де K3 - коефіцієнт, отриманий після статистичної обробки експериментальних даних, 7,1 - найбільш імовірне значення коефіцієнта K3. За графіком у відповідності до значення K1 знаходять еквівалент розведення молока водою, який складає 11%.