Автор: Мищенков А.А.

Первые публикации по применению ультразвуковых колебаний при исследовании молока появились в 1961 году в зарубежных научных журналах в США, а в 1963 году и в СССР, где это направление развивал Дикарев Лев Алексеевич выпускник МГУ 1958 года. В 1971 году Дикарев Л.А. защитил кандидатскую диссертацию «Исследования ультразвукового метода определения содержания жира и сухого обезжиренного остатка в молоке». Работа выполнена во Всесоюзном научно-исследовательском институте молочной промышленности (ВНИМИ).

В этой работе проведены теоретические и экспериментальные исследования по выявлению зависимости скорости ультразвука от содержанием жира и СОМО в молоке. Трудно переоценить значение этой работы. В ней теоретически выявлены зависимости скорости ультразвука в трёхкомпонентных системах от концентрации компонентов. Эти зависимости подтверждены экспериментально. Исследованию было подвергнуто большое количестве образцов молока цельного и гомогенизированного, полученных из разных регионов страны в широких диапазонах содержания жира и СОМО. На графике показана зависимость скорости ультразвука в воде от температуры (кривая 2) и скорость в молочном жире за вычетом скорости в воде (прямая 1). Точка пересечения соответствует температуре 13.9 гр.С, называемой характеристической температурой. При этой температуре скорость не зависит от концентрации жира в молоке. 

Обоснованно определены значения температур (41 и 65 гр.С), на которых необходимо производить измерения для получения максимальной точности. При температуре ниже 41 гр.С начинается кристаллизация части триглицеридов молочного жира, выше 65 гр.С начинается денатурация некоторых белков молока. Расчитаны и экспериментально проверены требования к точности установки температуры при термостатировании молока и к точности измерения скорости ультразвука и получены формулы со всеми коэффициентами, необходимыми для расчёта концентраций жира и СОМО в молоке. Вот эти формулы – бери и делай.

Автором было разработано техническое задание на проектирование прибора для определения молочного жира и СОМО по скорости ультразвука в молоке. И был сделан прибор ПАН-3, но он был очень большой и не подходил для массового производства потому, что в те далёкие времена вычислительная техника была ещё не достаточно развита для применения в таких устройствах. 

Но обратимся снова к диссертации в которой был сделан очень важный вывод, как никогда актуальный в наше время – время развитой электроники. Мы специально его опубликовали в виде фрагмента из работы Дикарева Л.А.

Итак, есть «устройство, измеряющее скорость ультразвука в системе при выбранных температурах» и есть ЭВМ (по современному микропроцессор), который выполняет вычисления, а метод назван вычислительным, в работе он ещё называется инструментальным. Этот вывод неопровержим и имеет прямое отношение к области метрологии.

В этой системе «измерение-вычисление» уязвимым местом с точки зрения погрешности  конечного результата является измерение, когда осуществляется воздействие на объект и измеряется его отклик, здесь влияют и помехи из внешней среды, возникающие в процессе измерения, и, самое главное, проявляется нестабильность, вызванная старением и износом измерительного устройства. В то же время процесс вычисления в микропроцессоре таким влияниям не подвержен, он конечно может выйти из строя, но тогда он просто не работает, а не искажает конечный результат. На основании этого вывода может быть разработан подход к контролю (поверке) погрешностей инструментальных средств измерения, предназначенных для контроля продуктов, для которых невозможно получить стандартный образец со стабильными метрологическими характеристиками. К таким продуктам относится молоко и многие другие биологические объекты. Но этому будет посвящена отдельная публикация.

Работа Дикарева Л.А.  является основополагающей в области разработки ультразвуковых методов анализа молока, но конечно же не исчерпывающей. Дальнейшее развитие этой темы  в следующих публикациях.

 

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Яндекс.Метрика