Спосіб визначення марок горілчано-коньячних напоїв

Спосіб визначення марок горілчано-коньячних напоїв, що включає прикладання до проби досліджуваного напою змінного електричного струму та 3 19620 4 зультатів вимірювання. Недоліком запропонованосхильна до впливу температурних та електромагго способу є потреба в наявності коштовного спекнітних збурень навколишнього середовища, ніж в трометричного обладнання з фоточутливими елеобласті високих резонансних частот, як в прототиментами, чутливість яких керується за допомогою пі. Тому спосіб, що заявляється, більш точний, комп'ютера, що ускладнює спосіб і обмежує обдостовірний та експресний, бо не потребує виміласть його застосування. рювань величин, усереднених у часі. При цьому Найбільш близьким до способу, що заявляєтьвикористовується більш проста і дешева апаратуся, є метод ідентифікації змін у складі рідин, в тора з використанням низькочастотних схем генераму числі води та водно-спиртових напоїв [Пат. тора та аналізатора сигналів. США №6836123 МПК G01N27/02], що пов'язаний із Авторами були проведені вимірювання частовпливом змінюваного з часом вхідного сигналу тних залежностей компонент комплексної електзмінного електричного або електромагнітного поля ропровідності в широкому діапазоні частот (0,1Гц на досліджувану рідину в діапазоні частот, близь1МГц) для розчинів медичного спирту і дистильоких до резонансної частоти електричного кола, що ваної води, різних марок горілки і коньяку. Вони включає рідину, з подальшим вимірюванням знапоказали селективну залежність компонент електчення імпедансу як функції частоти та визначення ропровідності від якості і вмісту води та спирту: резонансної частоти електричного кола, що вклюякість і вміст спирту дає основній вклад в зміну чає рідину, в діапазоні високих резонансних часвеличини Х в області низьких частот (10-300Гц), а тот. Вимірюючи зміну величини імпедансу в облаякість води - в зміну R в області більш високих сті резонансної частоти, що відбувається після частот (10-200кГц) (Фіг.1-3). Наявність селективнозміни складу розчину, проводиться кореляція між сті цих залежностей від марок водно-спиртових цією зміною та змінами в композиції рідини. напоїв дає можливість їх ідентифікації по частотНедоліком цього способу є вимірювання в діаним залежностям електропровідності. Але найпазоні високих (1-10МГц) та надвисоких (>1ГГц) більш чутливим до зміни марки напою параметром частот та моніторинг цих резонансних частот у є відношення компонент електропровідності X/R. часі. Такі високочастотні вимірювання потребують На частотній залежності відношення X/R спостеріскладних коштовних аналізаторів та використання гається максимум в області 10-40кГц і мінімум - в спеціальних заходів для усунення електромагнітобласті 0,1-10Гц (Фіг.4-7). Частотне положення них перешкод. Недоліками способу є також його екстремумів і значення X/R в цих екстремумах довготривалість, оскільки значення імпедансу в залежить від марки напою і є їх основною характеобласті резонансної частоти треба визначити усеристикою. Для деяких напоїв частотні положення редненим по досить великому часу (резонансна екстремумів можуть бути досить близькі за своїми частота змінюється на протязі 9-21 годин). Крім значеннями і при ідентифікації марки може виниктого, оскільки резонансна частота є дуже чутлинути неоднозначність. Тому необхідно додатково вою до температури повітря, необхідно враховуврахувати значення X/R в характеристичних точвати таку залежність і це потребує додаткового ках частотної залежності. Враховуючи той факт, використання відповідного алгоритму для компенщо якість спирту дає основний вклад в величину сації температурної залежності. реактивної складової Х в області частот біля 2кГц, Таким чином, аналіз розглянутих відомих споа якість води дає основний вклад в значення актисобів контролю водно-спиртових напоїв показує, вної складової R в області 200кГц, доцільно додащо вони реалізуються або за рахунок складної і тково визначати значення X/R на цих частотах. коштовної апаратури, або за рахунок довготриваПриклад 1. Для вимірювання компонент елеклих та затратних фізико-хімічних аналізів. тропровідності водно-спиртових розчинів викорисВ основу корисної моделі, що заявляється, потовувалась комірка з двома платиновими або ставлена задача розробки більш простого та скляними з шаром ІТО пластинами в якості електбільш експресного способу визначення марок городів з площею 1см2. Відстань між електродами рілчано-коньячних виробів з використанням менш становила біля 2мм. Електроди на підставці, яка складної та більш дешевої апаратури без зменодночасно була герметичною кришкою для скляшення точності їх визначення. ного стакану, занурювались на певну глибину в Вирішення поставленої задачі досягається розчин. Об'єм рідини становив 10-15мл. Для зметим, що в способі ідентифікації марок напоїв, що ншення впливу електромагнітних збурень, особливключає прикладання до проби досліджуваного во в області малих частот (де активний та реактинапою змінного електричного струму та вимірювний опір водного розчину є великими) стакан з вання залежності компонент імпедансу розчину від електродами вміщувався в металевий корпус. Акчастоти, використовується змінний електричний тивна R та реактивна складова Х комплексної елеструм в області низьких частот від 0,1Гц до 200кГц ктропровідності розчину визначались осцилоскопіта вимірюється залежність відношення реактивної чним методом у частотному діапазоні 10-1-106Гц Х та активної R складової електропровідності на[Ковальчук О.В. Вплив наявності різних іонів на пою X/R від частоти змінного електричного струму електропровідність води та приелектродні релакі визначають частоти мінімуму і максимуму частосаційні процеси в ній. // УФЖ. – 2002. - Т.47 - №5 тної залежності X/R та значення X/R в цих екстреС.464-468; Koval'chuk A.V. Low frequency мумах, а також значення X/R на частотах 2 та spectroscopy as investigation method of the 200кГц, потім шляхом порівняння цих параметрів з electrode-liquid interface // Functional Materials еталонними значеннями визначають марку напою. 1998 - V.5 - N3 - P.428-430; Koval'chuk A.V. NearАвторами виявлено, що в області низьких часelectrode adsorption in isotropic dielectric liquids and тот 0,1Гц - 200кГц залежність X/R значно менше liquid crystals study: method, experimental results, 5 19620 6 the model // Functional Materials - 2001 - V.8 - N3 ність вимірюваних частотних кривих X/R для кожP.543-547]. Для вимірювання на структури поданого з напоїв відповідає похибці їх вимірювання, вали зовнішню напругу 50мВ. Оцінки показали, що яка складала не більше 3%. В той же час різниця в навіть на найбільших частотах за час проведення значеннях відношення X/R для різних марок наподосліджень температура води може змінюватися їв як мінімум на порядок більша (див. Фіг.5). Тому не більше ніж на 0,1°С. При визначенні компонент можна вважати, що достовірність ідентифікації електропровідності водно-спиртового розчину марки горілки за описаним вище способом складає припускали, що еквівалентною схемою зразка є майже 100%. паралельно з'єднані опір та ємність. Приклад 2. Об'єктами для досліджень були Авторами експериментально перевірено, що вибрані марки коньяків "Хеннесі", "Таврія" і "Закавикористання запропонованого способу ідентифірпатський". Отримані частотні залежності віднокації марок горілчано-коньячних виробів дозволяє шення X/R для трьох марок коньяку приведені на значно спростити та здешевити процес визначенФіг.7. Частотне положення максимуму X/R заленя його марки та зробити його більш експресним, жить від марки коньяку і знаходиться в області 20при цьому надійність отримуваного висновку про 30кГц. Максимальне значення X/R складає 27-34 і ідентифікацію марки напою є дуже високою. в цих межах теж залежить від марки коньяку. ДоОб'єктами для досліджень були вибрані горілдаткове врахування значень X/R ще в двох точках ки марок "Медова з перцем" (Nemiroff) (далі "Мекривої при частоті 2 та 200кГц дають можливість дова"), "Пшенична" (Nemiroff), "Житомирська на відрізнити ті марки коньяку, для яких частотні побруньках" (далі "Житомирська") і "М'ягков клюква" ложення максимуму можуть бути близькі за своїми ("Клюквена"). Для демонстрації способу визначензначеннями. ня марок напоїв, що заявляється, виміряні частотФіг.1 - Частотні залежності компонент комплені залежності компонент електропровідності вкаксної діелектричної проникності ε' і ε" для суміші заних марок горілки та розглянуто їх відношення медичного спирту і дистильованої води з процентX/R в залежності від частоти змінного струму в ним вмістом спирту 0,60% і 100%. (Значення актидіапазоні частот від 0,1Гц до 1МГц (Фіг.5). Вимірювної R та реактивної Х складової опору розчину вання проводились таким чином, як описано вище. тут перераховані в компоненти діелектричної проЯк видно з малюнку, на частотній залежності X/R никності ε' і ε" за наступними формулами [Челидзе максимум спостерігається в області 10-40кГц, а Т.Л., Деревянко А.И., Кириленко О.Д. Электричесмінімум - в області 0,1-10Гц. Як бачимо, частоти кая спектроскопия гетерогенных систем. - К.: Наук. максимумів горілок "Житомирська" (40кГц), "Медодумка, 1977. - 231с.]: ва" (15кГц), "Клюквена" (30кГц) і "Пшенична" d d та " , ' (27кГц) значно різняться, так само, як і амплітудні 2 0 fSX 2 0 fSR значення цих максимумів. Теж саме ми бачимо і де d тa S - відстань між електродами та площа для мінімумів на частотах 0,3-2Гц (Фіг.6). Додатковимірювальної комірки, відповідно, f - частота во для ідентифікації марки напою розглянемо хід змінного струму. частотних кривих X/R в області підйому та спаду Фіг.2 - Частотні залежності компонент комплецієї залежності. Як можна бачити, на частотах ксної діелектричної проникності ε' і ε" для горілки 200кГц значення X/R для різних напоїв суттєво марок "Житомирська" і "Медова". відрізняються. Це обумовлено, головним чином, Фіг.3. Частотні залежності компонент комплекрізною якістю води, яка використовується для висної діелектричної проникності ε' і ε" для коньяків готовлення напоїв. Крім того, значення X/R на часмарок "Хеннесі" та "Закарпатський". тоті 2кГц також значно відрізняються, що обумовФіг.4 - Частотні залежності відношення комполено головним чином властивостями спирту нент електропровідності X/R для суміші медичного (вмістом і якістю), який використовується для вигоспирту і дистильованої води з процентним вмістом товлення різних марок напоїв. Таким чином, часспирту 0,40% і 100%. тотне положення екстремумів разом з їх амплітудФіг.5 - Частотні залежності відношення компоними значеннями дають можливість встановити нент електропровідності X/R для чотирьох марок марку горілки серед чотирьох обраних. Врахувангорілок: "Медова", "Пшенична", "Житомирська", ня додаткових значень X/R ще в двох точках кри"Клюквена". вої при 2 та 200кГц дають можливість відрізнити Фіг.6 - фрагмент Фіг.5, де в більшому масштабі навіть ті марки горілки, де частотні положення експоказана низькочастотна область від 0,1 до 4Гц тремумів близькі за своїми значеннями. Вибір цих для всіх наведених кривих. значень частот обумовлений тим, що як було заФіг.7 - Частотні залежності відношення композначено вище, в області одиниць кГц якість спирту нент електропровідності X/R для трьох марок кодає основний вклад в величину реактивної скланьяків: "Хеннесі", "Таврія" і "Закарпатський". дової X, а в області сотень кГц вже якість води дає Таким чином, з наведених прикладів можна основний вклад в значення активної складової R. бачити, що для реалізації запропонованого вище А це, в свою чергу, безпосередньо позначається способу достатньо використати досить простий і на величині X/R на цих частотах та дозволяє продешевий аналізатор компонент імпедансу дослівести за цією ознакою додаткове розпізнавання. джуваного розчину та провести вимірювання часТаким чином, для визначення марки горілки необтотної залежності X/R в області низьких частот від хідно і достатньо виміряти частоти мінімуму (в 0,1Гц до 200кГц. Далі розраховуються значення області 0,1-10Гц) і максимуму (10-50кГц) та знавище наведених параметрів досліджуваного начення X/R на частотах цих екстремумів та при 2 і пою та проводиться автоматичне порівняння па200кГц. Як показали експерименти, відтворюва 7 19620 8 раметрів досліджуваного розчину з еталонними з Така процедура дозволить на протязі 3-5 хвилин бази даних, що попередньо сформована шляхом надійно ідентифікувати марку досліджуваного назберігання форми або параметрів частотних залепою. жностей X/R, отриманих для певного ряду напоїв. 9 Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська 19620 Підписне 10 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601