Спосіб визначення твердості сільськогосподарських продуктів

Реферат: Винахід належить до способу оцінювання параметрів якості сільськогосподарських продуктів фруктів та овочів та може бути використаний у сільському господарстві для видавання рекомендацій щодо оцінювання рівня стиглості свіжих плодів та овочів. Визначення твердості сільськогосподарських продуктів проводять за наступним способом: здійснюють втиснення плунжера в продукт під дією статичного навантаження та визначають максимальну силу, що характеризує твердість продукту, яку треба прикласти до плунжера, щоб він проникнув у продукт. Спочатку при втисненні використовують плунжери з різними площами перерізу S та UA 101733 C2 (12) UA 101733 C2 сталим периметром Р робочої частини, після чого будують графік залежності сили F від площі S, по нахилу кривої якого визначають величину коефіцієнта стискування Кст. Потім втискування проводять плунжерами з різними периметрами Р робочої частини та сталою площею перерізу S, після чого будують графік залежності сили F від периметра Р, по нахилу кривої якого визначають величину коефіцієнта зсуву Кзс. З перетину кривої F (S) або F (Р) з вертикальною віссю визначають сталу величину С. Потім через набір отриманих параметрів Кст, Кзс та С визначають максимальну силу, яку треба прикласти до плунжера, щоб він проникнув у продукт за формулою F = Kст.S + Кзс.Р + С, де F - максимальна сила, що прикладена до плунжера (Н); 2 Kст - коефіцієнт стискування (Н/ мм ); Кзс - коефіцієнт зсуву (Н/мм); 2 S - стала площа перерізу плунжера при змінному периметрі робочої частини (мм ); Р - сталий периметр робочої частини плунжера при змінній площі (мм); С - стала. Винахід дозволяє підвищити точність визначення твердості продуктів. UA 101733 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Винахід належить до техніки оцінювання параметрів якості сільськогосподарських продуктів - фруктів та овочів та може бути використаний у сільському господарстві для оцінювання рівня стиглості плодів та овочів. Відомий спосіб визначення твердості продуктів базується на органолептичному підході, за допомогою якого твердість оцінюється через легке промацування, натискання. Кожен продукт має властиву йому консистенцію, її перевіряють легким промацуванням, натисканням, надавлюванням [Органолептические и измерительные методы http://www.artvel.ru/fermenty/organolepticheskie-i-izmeritelnye-metody/]. Недоліком відомого способу є невисока точність результатів вимірювань, пов'язана з суб'єктивними факторами. Найбільш близьким до способу, що заявляється, є спосіб визначення твердості продуктів на основі вимірювання максимальної сили, яку треба прикласти до механічного плунжера, щоб він проникнув у продукт [Magness F.R., Taylor G.F.An improved type of pressure taster for determination of fruit maturity//USDA Circulat350,Washington, 1925]. Недоліком способу є те, що за він не враховує складного характеру залежності сили, що забезпечує проникнення плунжера, від відстані, яку проходить плунжер. Ця залежність характеризується певними характерними ділянками. Спочатку ця залежність має лінійний характер, доки не відбудеться проникнення плунжера у зразок; ця точка називається границею текучості. Далі крива залежності може зростати, як це спостерігається при тестуванні свіжих яблук (Фіг. 1, а), залишатися на постійному рівні для зрілих груш та персиків або яблук, що зберігалися довгий час при низькій температурі (Фіг. 1, б), спадати у більшості овочів (Фіг. 1, в), або плавно зростати (Фіг. 1, г, д). Отже, залежність сили, що забезпечує проникнення плунжера у продукт, від відстані, визначається твердістю продукту, його типом та умовами зберігання. Задачею винаходу, що пропонується, є підвищення точності вимірювань твердості продуктів. Поставлена винаходом задача вирішується тим, що у способі визначення твердості сільськогосподарських продуктів вимірюються коефіцієнти стискування та зсуву речовини продукту. Коли плунжер проникає в продукт, відбувається стискування продукту, яке пропорційне площі плунжера, та зсув речовини продукту, пропорційне периметру плунжера. Ці процеси описуються таким рівнянням: F=KcтS+КзсР+С, (1) де F - максимальна сила, що прикладена до плунжера; 2 Кст - коефіцієнт стискування речовини (Н/мм ); Кзс - коефіцієнт зсуву речовини (Н/мм); 2 S - площа перерізу плунжера (мм ); Р - периметр робочої частини плунжера (мм); С - стала. Використовуючи плунжери з різними площами перерізу та сталим периметром робочої частини, можна отримати криву залежності сили F від площі S (Фіг. 2): нахил цієї кривої дорівнює величині коефіцієнта стискування Кст. Якщо використовувати плунжери сталої площі перерізу S, варіюючи периметр робочої частини плунжера, то крива залежності сили F від периметра Р (Фіг. 3) - дає можливість визначити величину коефіцієнта зсуву Кзс, а перетин кривої (так само як і кривої F(S)) з вертикальною віссю дає можливість визначити величину сталої С (Фіг. 2, 3). Таким чином було визначено коефіцієнти стискування та зсуву для ряду сільськогосподарських продуктів (табл. 1). Таблиця 1 Числові значення коефіцієнтів, що характеризують проникнення плунжера у продукт Продукт Яблуко Банан Морква Картопля Буряк Картопля Кст, Н/мм 0,737 0,0422 2,75 1,06 2,90 1,94 2 Кзс, Н/мм 0,157 0,0588 -0,0294 0,509 0,843 0,883 1 С, Н 0,294 -0,588 21,4 5,88 -1,47 3,43 UA 101733 C2 5 10 15 Спосіб містить такі операції: 1. Здійснюють втиснення плунжера в продукт під дією статичного навантаження; 2. Визначають залежність F(S), використовуючи плунжери з різними площами перерізу та сталим периметром робочої частини Р; 3. Визначають коефіцієнт стискування Кст з нахилу кривої залежності F(S); 4. Визначають залежність F(Р), використовуючи плунжери з різним периметром робочої частини Р та сталою площею перерізу S; 5. Визначають коефіцієнт зсуву Кзс з нахилу кривої залежності F(Р); 6. Перетин кривої F(S) або F(Р) з вертикальною віссю дає можливість визначити величину сталої С (перетин обох кривих з вертикальною віссю буде проходити в одній точці, тобто С для обох випадків однакове); 7. Через набір отриманих параметрів Кст, Кзс та С визначають максимальну силу F, яку треба прикласти до плунжера, щоб він проникнув у продукт а, отже, і твердість продукту. Таким чином, даний спосіб дає можливість підвищити точність вимірювань твердості сільськогосподарських продуктів. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 20 25 30 35 Спосіб визначення твердості сільськогосподарських продуктів, за яким здійснюють втиснення плунжера в продукт під дією статичного навантаження та визначають максимальну силу, що характеризує твердість продукту, яку треба прикласти до плунжера, щоб він проникнув у продукт, який відрізняється тим, що спочатку при втисненні використовують плунжери з різними площами перерізу S та сталим периметром Р робочої частини, після чого будують графік залежності сили F від площі S, по нахилу кривої якого визначають величину коефіцієнта стискування Кст, потім втискування проводять плунжерами з різними периметрами Р робочої частини та сталою площею перерізу S, після чого будують графік залежності сили F від периметра Р, по нахилу кривої якого визначають величину коефіцієнта зсуву Кзс, а з перетину кривої F (S) або F (Р) з вертикальною віссю визначають сталу величину С, потім через набір отриманих параметрів Кст, Кзс та С визначають максимальну силу, яку треба прикласти до плунжера, щоб він проникнув у продукт за формулою F = КстS + КзсР + С, де F - максимальна сила, що прикладена до плунжера (Н); 2 Кст - коефіцієнт стискування (Н/ мм ); Кзс - коефіцієнт зсуву (Н/мм); 2 S - стала площа перерізу плунжера при змінному периметрі робочої частини (мм ); Р - сталий периметр робочої частини плунжера при змінній площі (мм); С - стала. 2 UA 101733 C2 3 UA 101733 C2 Комп’ютерна верстка С. Чулій Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4