Автоматизація транзитного калориметра для комплексного вимірювання основних теплофізичних характеристик молочних продуктів

Abstract

Застосування методу транзитної калориметрії дає змогу поглибити знання про нечіткий фазовий перехід в молочних продуктах, уточнити інформацію про технологічні та теплофізичні характеристики продуктів, встановити зв’язки між ними, зменшити енергетичні та матеріальні ресурси на одиницю готової продукції. Автоматизація транзитного калориметра, що належить до теплометричних калориметрів та працює в скануючому режимі дає можливість не тільки підвищити точність комплексного вимірювання теплофізичних характеристик лабільних матеріалів, а й одержати принципово нову інформацію – встановити функціональний зв’язок між жирністю і теплопровідністю вершків, гістерезис теплоємності молочного жиру тощо. Різке зменшення випадкових похибок за рахунок автоматизації калориметра призвело не тільки до підвищення точності визначення TФХ, а й до отримання нової інформації. Таким чином, в результаті досліджень вдалося вирішити «зворотну» задачу – встановити залежність жиру від теплопроводності, близьку до функціональної. Це важливо для молочної промисловості, оскільки теплопровідність можна визначити набагато швидше, ніж жир. Також встановлено, що теплоємність молочного жиру в інтервалі температур активних фазових перетворень залежить від того, чи нагрівається, чи охолоджується молочний жир. Це може призвести до виправлення довідкових даних. Порівняно проста схема автоматизації калориметричних установок полегшила роботу оператора, підвищивши точність вимірювань, дозволила отримати принципово нову інформацію. Її можна використовувати в інших пристроях, коли первинні перетворювачі виробляють невеликі сигнали постійного струму. The application of the transit calorimetry method makes it possible to deepen knowledge about the unclear phase transition in dairy products, clarify information about the technological and thermophysical characteristics of products, establish connections between them, and reduce energy and material resources per unit of finished products. The automation of the transit calorimeter, which belongs to the thermometric calorimeters and works in scanning mode, makes it possible not only to increase the accuracy of the complex measurement of the thermophysical characteristics of labile materials, but also to obtain fundamentally new information - to establish a functional relationship between the fat content and thermal conductivity of cream, the hysteresis of the heat capacity of milk fat, etc. . A sharp reduction of random errors due to the automation of the calorimeter led not only to an increase in the accuracy of TFC determination, but also to obtaining new information. Thus, as a result of research, it was possible to solve the "inverse" problem - to establish the dependence of fat on thermal conductivity, which is close to the functional one. This is important for the dairy industry because thermal conductivity can be determined much faster than fat. It was also established that the heat capacity of milk fat in the temperature range of active phase transformations depends on whether the milk fat is heated or cooled. This may cause the reference data to be corrected. A relatively simple scheme of automation of calorimetric installations facilitated the operator's work, increased the accuracy of measurements, and allowed to obtain fundamentally new information. It can be used in other devices where the primary converters produce small DC signals.