close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY10684

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2008.06.30
(12)
(51) МПК (2006)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
BY (11) 10684
(13) C1
(19)
C 08B 37/00
G 01N 33/02
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПРОЧНОСТИ ПЕКТИНОВОГО СТУДНЯ
И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
(21) Номер заявки: a 20051340
(22) 2005.12.30
(43) 2006.06.30
(71) Заявитель: Учреждение образования
"Могилевский государственный университет продовольствия" (BY)
(72) Авторы: Василенко Зоя Васильевна;
Пискун Татьяна Ивановна; Седаков
Евгений Владимирович; Седакова
Валентина Антоновна (BY)
(73) Патентообладатель: Учреждение образования "Могилевский государственный
университет продовольствия" (BY)
(56) ГОСТ 29186-91. Пектин. Технические
условия. - М.: Издательство стандартов, 1992. - С. 9-14.
RU 2142629 C1, 1999.
US 1540979, 1925.
US 2173260, 1939.
BY 10684 C1 2008.06.30
(57)
1. Способ определения прочности пектинового студня, приготовленного по методике
Тарр-Бейкера, путем пробивания поверхности студня при постепенном увеличении нагрузки и определения прочности студня по усилию пробивания, отличающийся тем, что
в качестве нагрузки используют сыпучий груз, а прочность студня X определяют по формуле:
Фиг. 1
BY 10684 C1 2008.06.30
X = 50,392·((m + m1 - 11) / 1,7488)0,4709, ° Т-Б,
где m - масса сыпучего груза в стакане для приемки груза, г;
m1 - суммарная масса подвижных частей устройства (штока, стакана для приемки груза и грибовидной насадки), г.
2. Устройство для определения прочности пектинового студня, приготовленного по
методике Тарр-Бейкера, содержащее штатив с основанием, кронштейн, в котором вертикально установлена направляющая втулка, в которой расположен шток с грибовидной насадкой, причем внутренний диаметр направляющей втулки в 1,3-1,5 раза, а ее длина в 3050 раз больше диаметра штока, воронку с сыпучим грузом и стакан для приемки груза,
закрепленный сверху штока посредством винта и пластмассовой втулки, при этом шток и
грибовидная насадка выполнены из алюминия, а шляпка грибовидной насадки выполнена
плоской с диаметром 18 мм.
Группа изобретений относится к способам измерения прочности пектинового студня и
устройствам для их осуществления и может использоваться в пищевой промышленности.
Известен способ измерения прочности пектинового студня, приготовленного по методике Тарр-Бейкера (ГОСТ 29186-91 Пектин. Технические условия, путем пробивания поверхности студня при постепенном увеличении нагрузки и определения прочности студня
по усилию пробивания. В этом способе пробивание поверхности студня осуществляют
при помощи давления столба жидкости, а определение усилия пробивания - с помощью
жидкостного манометра.
Недостатком способа и устройства является сложность аппаратурного оформления и
низкая сходимость результатов нескольких параллельных опытов, сделанных в одинаковых условиях.
Задача изобретения - создание способа измерения прочности пектинового студня и
устройства для его осуществления, позволяющего измерять прочность пектиновых студней, приготовленных по методике Тарр-Бейкера в расширенном диапазоне прочностей
студней, при этом получать результат в градусах Тарр-Бейкера с меньшей погрешностью
результатов измерений.
Технический результат достигается тем, что в способе определения прочности пектинового студня в качестве нагрузки используют сыпучий груз, а прочность студня X определяют по формуле:
X = 50,392⋅((m + m1 - 11)/1,7488)0,4709, ° Т-Б,
где m - масса сыпучего груза в стакане для приемки груза, г,
m1 - суммарная масса подвижных частей устройства (штока, стакана для приемки груза и грибовидной насадки), г.
Способ определения прочности пектинового студня, приготовленного по методике
Тарр-Бейкера, осуществляют с помощью устройства, содержащего штатив с основанием,
кронштейн, в котором вертикально установлена направляющая втулка, в которой расположен шток с грибовидной насадкой, причем внутренний диаметр направляющей втулки в
1,3-1,5 раза, а ее длина в 30-50 раз больше диаметра штока, воронку с сыпучим грузом и
стакан для приемки груза, закрепленный сверху штока посредством винта и пластмассовой втулки, при этом шток и грибовидная насадка выполнены из алюминия, а шляпка грибовидной насадки выполнена плоской с диаметром 18 мм.
Применение формулы для перехода от веса песка в стакане для приема груза к градусам Тарр-Бейкера основывается на следующем: при измерении прибором Тарр-Бейкера
определяют высоту столба четыреххлористого углерода, при которой произошло разрушение студня. Четыреххлористый углерод имеет плотность при 20 °С - 1,6 г/см3.
Это значит, что 1 см столба четыреххлористого углерода оказывает на поршень давление
2
BY 10684 C1 2008.06.30
1,6 г/см2. При диаметре поршня d = 11,8 мм площадь поршня в приборе Тарр-Бейкера
S = πd2/4 = 3,1415926-1,182/4 = 1,093 см2. Следовательно, 1 см столба четыреххлористого,
углерода давит на поршень с весом Р = 1,6 г/см2⋅1,093 см2 = 1,7488 г. Добавляют вес самого
поршня, равный 11 г, и получают вес, который воздействует на студень и вызывает его
прорыв:
M = Y⋅1,7488 + 11 г,
где Y - высота столба четыреххлористого углерода в сантиметрах.
Соответственно высота столба четыреххлористого углерода, полученная при помощи
прибора Тарр-Бейкера, соответствует массе сыпучего груза в стакане предложенного прибора:
(1)
Y = (m + m1 - 11)/1,7488, см
где m - масса сыпучего груза в стакане, г;
m1 - суммарная масса подвижных частей предложенного устройства (штока, стакана
для приемки груза и грибовидной насадки), г.
В табл. 1 приведено соотношение между высотой столба четыреххлористого углерода
и градусами Тарр-Бейкера.
Таблица 1
Зависимость прочности пектинового студня в ° Тарр-Бейкера от высоты столба
четыреххлористого углерода в жидкостном манометре прибора Тарр-Бейкера
Высота столба
Четыреххлористый
углерод, см
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
° ТБ
83
96
107
117
125
133
142
149
156
162
168
175
180
186
192
197
202
207
212
217
221
225
Высота столба
Высота столба
Высота столба
ЧетырехЧетырехЧетырех° Т-Б
° Т-Б
хлористый
хлористый
хлористый
углерод, см
углерод, см
углерод, см
25
229
50
318
75
26
233
51
321
76
27
237
52
324
77
28
241
53
327
78
29
246
54
329
79
30
250
55
332
80
31
254
56
335
81
32
258
57
338
82
33
262
58
341
83
34
265
59
344
84
35
268
60
347
85
36
272
61
350
86
37
276
62
352
87
38
280
63
354
88
39
284
64
357
89
40
287
65
360
90
41
290
66
363
91
42
293
67
365
92
43
296
68
368
93
44
299
69
370
94
45
302
70
372
95
46
305
71
375
96
47
308
72
378
97
48
311
73
381
98
49
314
74
383
99
3
° Т-Б
386
388
390
392
394
396
398
401
404
406
408
410
412
414
417
419
421
424
426
428
430
431
433
436
438
BY 10684 C1 2008.06.30
На основании данных таблицы с помощью программного обеспечения Microsoft Office
Exell 2003 строят график
и получили выражение:
X = 50,392⋅Y0,4709, ° Т-Б.
Подставив в это выражение полученное ранее соотношение между массой груза в стакане и соответствующей ей высоте столба четыреххлористого углерода в приборе ТаррБейкера Y = (m + m1 - 11)/1,7488, см, получают прочность пектинового студня в зависимости от массы песка в стакане предложенного прибора:
X = 50,392⋅((m + m1 - 11)/1,7488)0,4709, ° Т-Б,
где m - масса сыпучего груза в стакане, г,
m1 - суммарная масса подвижных частей предложенного устройства (штока, стакана
для приемки груза и грибовидной насадки), г.
Подставив полученное ранее соотношение между массой груза в стакане и соответствующей ей высоте столба четыреххлористого углерода в приборе Тарр-Бейкера, получают
прочность пектинового студня в зависимости от массы песка в стакане предложенного
прибора:
X = 50,392⋅((m + m1 - 11)/1,7488)0,4709, ° Т-Б.
Сущность устройства для определения прочности студня поясняется чертежами: на
фиг. 1 изображено предлагаемое устройство для измерения прочности пектинового студня, на фиг. 2 - грибовидная насадка к устройству. Устройство содержит штатив 1 с основанием 2, кронштейн 3 с установленной в нем вертикально направляющей втулкой 4 с
внутренним диаметром в 1,3-1,5 раза и длиной в 30-50 раз больше диаметра штока 5.
Шток 5 снабжен снизу плоской грибовидной насадкой 6 с диаметром 18 мм, а сверху стаканом для приемки груза 7. Стакан для приемки груза 7 закреплен сверху штока посредством винта 8 и пластмассовой втулки 9. На основании 2 штатива 1 установлен стакан
для студня 10. На штативе 1 над стаканом для приемки груза 7 закреплена воронка с сыпучим грузом 11.
Способ с помощью устройства осуществляют следующим образом. Приготавливается
проба пектинового студня по методу Тарр-Бейкера. Для этого навеску пектина массой
3,600 г переносят в сухую или ополоснутую спиртом мерную колбу на 500 см3, увлажняют 3-4 см3 спирта и растворяют в теплой (30-40 °С) воде при интенсивном перемешива4
BY 10684 C1 2008.06.30
нии. Затем колбу с содержимым охлаждают до 20 °С, доливают водой до метки и встряхивают. Отбирают пипеткой 50 см3 пектинового раствора и переносят его в стакан для варки
студня. Пипетку ополаскивают 25 см 3 воды, собирая ее в стакан для варки студня. После
этого вносят 108,0 г взвешенного заранее сахара. Смесь нагревают до кипения, вносят
требуемое количество раствора винной кислоты и продолжают варить при постоянном
перемешивании до содержания сухих веществ по рефрактометру 65 %. Продолжительность варки не должна превышать 5 минут после закипания смеси, что достигается регулированием нагрева.
При достижении содержания сухих веществ 65 % смесь выливают в стандартный стакан. Стакан заполняют на высоту 65 мм, отмеченную чертой. Через 1 мин ложкой осторожно снимают с поверхности студня образовавшуюся тонкую пленку, а еще через 10 мин
поверхность студня покрывают тонким слоем жидкого вазелинового масла. Пробу охлаждают, помещая стакан в ванну с водой температурой 20-25 °С, и оставляют при этой температуре не менее чем на 20 ч.
Для нахождения максимальной студнеобразующей способности готовят 5-6 проб, сваренных с различным количеством винной кислоты с интервалом рН 2,6-3,4.
Стакан 10 с готовым пектиновым студнем помещают на основание 2 штатива 1. При
этом шток 5 должен находиться в верхнем положении. Плавно опускают шток 5 до тех
пор, пока грибовидная насадка 6 не установится по центру стакана 10. Открывают подачу
сыпучего груза из воронки 11, и сыпучий груз начинает плавно пересыпаться в стакан для
приемки груза 7, увеличивая вес, с которым грибовидная насадка 6 давит на студень. В
момент прорыва студня немедленно останавливают поступление сыпучего груза из воронки 8. Взвешивают пересыпавшийся груз и определяют прочность пектинового студня
по формуле:
X = 50,392⋅((m + m1 - 11)/1,7488)0,4709, ° Т-Б.
Установка в кронштейне вертикальной направляющей втулки 4 с внутренним диаметром в 1,3-1,5 раза и длиной в 30-50 раз больше диаметра штока 5 избавляет шток 5 от собственного усилия перемещения, т.е. позволяет штоку 5 свободно перемещаться за счет
большого диаметра втулки 4 и при этом сохранять строго вертикальное положение за счет
значительной длины втулки 4.
Если внутренний диаметр втулки 4 меньше, чем в 1,3 раза превышает диаметр штока 5
и / или длина втулки 4 превышает 50 диаметров штока 5, то даже незначительные искривления штока 5 приводят к заеданию штока 5 и к остановке процесса измерения. В случае,
когда диаметр втулки 4 больше, чем в 1,5 раза превышает диаметр штока 5 и / или длина
втулки 4 менее, чем в 30 раз превышает диаметр штока 5, шток 5 получает возможность
отклоняться от вертикальной оси, что в конечном итоге приводит к искажению результатов измерения.
Выполнение штока 5 и грибовидной насадки 6 из алюминия и присоединение стакана
для приемки груза 7 к штоку 5 с помощью винта 8 и пластмассовой втулки 9 позволяет
снизить вес подвижных частей устройства и, тем самым, расширить диапазон измерения
прочностей пектиновых студней в области малых значений прочности.
Выполнение грибовидной насадки 6 плоской с диаметром 18 мм позволяет получить
результаты измерения прочности пектинового студня в градусах Тарр-Бейкера, поскольку
она выполнена в соответствии с размерами грибовидной насадки поршня в приборе ТаррБейкера.
В процессе практического использования предложенного способа и устройства параллельно с прибором Тарр-Бейкера и Валента получены результаты, приведенные в табл. 2.
Данное сравнение было произведено для пятнадцати одинаковых проб студня, приготовленных из одной партии пектина.
5
BY 10684 C1 2008.06.30
Таблица 2
Сравнительные измерения прочности пектинового студня
Прочность по Средняя
Прочность Прочность по Средняя
№
Отприбору Тарр- прочпо прибору предложеннопрочопыклонеБейкера,
ность,
Валента, му устройству, ность,
та
ние, %
° Т-Б
°Т-Б
Вал
°Т-Б
° Т-Б
1
229
16,51
-*
258,1
2
237
12,57
-*
261
266,8
260,5
3
296
-9,86
-*
259,4
4
254
5,04
-*
262,3
5
318
-16,10
-*
261,9
Отклонение,%
0,95
-0,18
0,44
-0,67
-0,52
* - Прочность не установлена, поскольку при помощи прибора Валента не удалось измерить такую низкую прочность пектинового студня.
Из табл. 2 видно, что при большом числе измерений средняя прочность пектинового
студня, полученная по способу Тарр-Бейкера и по предложенному способу, отличается
незначительно, однако при малом числе измерений разброс значений достигал 16,5 %.
Разница между наибольшим и наименьшим измерениями достигала 38,9 %. Такая разбежка измерений недопустима ни для промышленных, ни, тем более, для научных измерений.
В предложенном способе разброс значений не достигал и 1 %, а разница между наибольшим и наименьшим значением составила 1,6 %.
Использование предлагаемого способа измерения прочности пектинового студня и
устройства для его осуществления позволяет получить технический результат - расширить
диапазон и повысить сходимость полученных измерений и, тем самым, повысить их качество, а также существенно упростить и удешевить изготовление и эксплуатацию необходимого для измерений устройства, появляется возможность его транспортировки.
Фиг. 2
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
6
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
311 Кб
Теги
by10684, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа