Експрес-метод визначення вологості хмелю

Експрес-метод визначення вологості хмелю, що передбачає вимірювання інтенсивності спектра дифузного відбивання, який відрізняється тим, що визначення здійснюють в інтервалі довжин хвиль 1,85-2,01 мкм з попереднім подрібненням зразка та просіюванням часток хмелю крізь сито з розмірами отворів 0,294-1 мм Винахід відноситься до харчової промисловості, а саме, до пивоварного виробництва Стандартним методом визначення вологості харчової та сільськогосподарської продукції є один з прямих методів - метод висушування, що також відомий як термогравіметричний Він полягає у повітряно-тепловому сушінні зразка матеріалу до досягнення рівноваги з навколишнім середовищем Ця рівновага умовно вважається рівнозначною повному видаленню вологи Так, для сушіння хмелю застосовується сушіння до сталої маси, тобто наважку розмеленого хмелю висушують у сушильній шафі при температурі 105°С протягом 2 годин [Идструкция по технохимичесакому контролю пивоваренного производства / Под ред А И Ковалевской - М Пищ пром-сть, 1967 - с 236] Метод висушування є найбільш розповсюдженим, але далеко не універсальним, оскільки на процес видалення вологи із зразка впливають тривалість, температура, відносна вологість повітря, стан вологи у зразку, структура зразка та ш Застосування традиційного методу випаровування вологи з відібраного зразка до постійної маси потребує багато часу для проведення аналізу, а також є трудомістким і вимагає ретельності проведення вимірювань Використання високотемпературного теплоносія під час випаровування вологи з продуктів біологічного походження в деяких випадках призводить до зміни самого продукту, зокрема внаслідок окислення, денатурації, виведення летких речовин тощо, а також до зміни його структурно механічних властивостей спектра Це недеструктивний, експресний, екологічно безпечний метод, що полягає у здатності молекул води поглинати електромагнітні коливання в ІЧ-області спектра Цю властивість покладено в основу роботи ІЧ-вологомірів [Федоткин И М , Клочков В П Физико-технические основы влагометрии в пищевой промышленности - К Техніка, 1974 с 308] В основу винаходу поставлено задачу створення експрес-методу визначення вологості хмелю без зміни його фізико-хімічних властивостей та показників якості, а також прискорення швидкості аналізу шляхом вимірювання інтенсивності спектрів дифузного відбивання подрібненого хмелю Поставлена задача вирішується тим, що експрес-метод визначення вологості хмелю передбачає вимірювання інтенсивності спектра дифузного відбивання Згідно винаходу, визначення здійснюється в інтервалі довжин хвиль 1,85-2,01 мкм з попереднім подрібненням зразка та просіюванням часток хмелю крізь сито з розмірами отворів 0,2941мм Причинно-наслідковий зв'язок між запропонованими ознаками і очікуваним технічним результатом буде в наступному Основною вимогою до підготовки зразків є однаковий ступінь їх подрібнення, що легко досягається при використанні одного і того ж помелочного пристрою та сита Принцип вимірювання має порівняльний характер, тому потребує в калібруванні за допомогою стандартних методів Після вимірювання калібрувальної серії зразків та задавши відсоткову величину даного компонента в кожній пробі, розраховується лінійна регресія, по закінченні якої прилад автома За прототип винаходу прийнятий метод інфрачервоної (ІЧ) спектроскопії в ближній області 1 О (О (О 62607 за результатами яких визначали вологість хмелю тично видає константи, а також статистичні параІнтенсивність відбитого світла, а тому і точметри, що характеризують калібрування Однією ність аналізу, залежить від дисперсності подрібненастройкою прилад забезпечує надійні результати ного хмелю та рівномірності його розподілу по відтривалий час Тривалість аналізу (протягом 2 хвибиваючій поверхні Для проведення аналізу лин) включає в себе зняття спектра еталону, який необхідно використовувати один і той же подрібє в приладі (зразка порівняння), зняття спектра нювальний пристрій та сита В прикладі викорисзразка, що аналізується, та обробку отриманих товували систему сит, які розділяють наважку на оптичних даних шість фракцій на п'яти ситах ВІДПОВІДНО ДО даних, В даний час існує велика КІЛЬКІСТЬ 14наведених у таблиці аналізаторів, серед яких є складні ДОСЛІДНИЦЬКІ прилади та більш прості - для масових аналізів Таблиця До останнього класу належить ІЧ-аналізатор "Інфрапід-61", за допомогою якого можна аналізувати Результати ситового аналізу подрібненого грануяк тверді, так і рідкі та пастоподібні продукти льованого хмелю сорту "Клон 18" На основі проведеного аналізу літератури для оцінки якості хмелю пропонуємо використати ексСхід ва прес-метод аналізу, який базується на дослідженРозмір Маса Номер даному нях спектрів дифузного відбивання хмелю в ближВид сита отворів, фракції сита СИТІ, ній ІЧ-області в діапазоні довжин хвиль MM (сходу), г %(мас) X = 1,33 -2 37 мкм Досліди проводили на ІЧ2 Металічні 2 12,134 24,268 аналізаторі "Інфрапід-61" при автоматичному репробивні 1 1 14,414 28,828 жимі реєстрації повного розсіяного спектру відби25 0,294 17 089 34,178 вання хмелю Капронові 0,219 35 3,055 6,110 Експериментально встановлено, що для про43 0,165 3,306 6,612 сіювання часток хмелю оптимальними розмірами Днище 0,002 0,004 отворів сита є 0,294-1 мм, тому що крізь зазначені сита проходить більша масова частина подрібненого хмелю, а його дисперсність забезпечує рівЯк видно з таблиці, раціональніше користуваномірну інтенсивність відбитого ІЧ-світла тися ситами з розмірами отворів 0,294-1 мм, оскіВ інтервалі довжин хвиль 1,85-2,01 мкм оптичльки саме крізь ці сита проходить максимальна на густина ІЧ-спектру згідно закону БугераКІЛЬКІСТЬ подрібненого хмелю Ламберта-Бера ЛІНІЙНО залежить від концентрації Розглянемо кількісне визначення вологості вологи в хмелі Максимум поглинання ІЧхмелю Для цього вищезазначеним способом підвипромінювання припадає на довжину хвилі готуємо зразки гранульованого хмелю сорту "Клон X = 1,93 мкм , саме ця область довжин хвиль вико18" із різним вмістом вологи та виміряємо інтенсиристовується для аналізу вмісту вологи в харчових вність спектру дифузного відбивання в інтервалі продуктах довжин хвиль 1,85-2,01 мкм Після зняття спектру Сукупність всіх ознак методу, що заявляється, розраховується оптична густина при довжині хвилі дозволяє досягти суттєвого результату - проводиЛ =1,93 мкм, на яку припадає максимум поглити визначення вологості хмелю всього за 2 хвилинання ІЧ-випромінювання Для контролю вологості ни замість трьохгодинного висушування При цьохміль висушували (за класичним методом) му не відбуваються зміни фізико-хімічних Побудову градуювальної кривої здійснюємо по властивостей зразка залежності оптичної густини від концентрації волоСпосіб, що пропонується, полягає в наступноги в хмелі (Фіг) Ця залежність має лінійний харакму Зразки хмелю розмелювали на дробарці та тер та описується рівнянням у=0,012бх+0,1913 з просіювали крізь відповідне сито Отриману пробу величиною достовірності апроксимації R2=0,9824, завантажували в кювете відділення та за допомокористуючись яким можна визначити вміст вологи гою відповідної команди вимірювали оптичні дані, досліджуваного зразка хмелю 62607 їсть оптичнії грліши еід виїсте шше-гії и хтмт Комп'ютерна верстка А Ярославцева Підписне Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119