Aktuální vydání

celé číslo

08

2019

MSV 2019 v Brně

celé číslo

Měření obsahu bílkovin, tuku, laktózy a sušiny v mléce

Firma Krohne uvádí na světový trh nový měřicí systém pro spojité měření obsahu bílkovin, tuku, laktózy a sušiny v mléce. Jde o unikátní systém využívající optický měřicí princip, určený především pro mlékárny a sýrárny, který umožňuje optimalizovat výrobní proces od nákupu surovin až po sledování kvality výsledných výrobků.

Běžný způsob měření kvality mléka a řízení jeho zpracování využívá zejména výsledky laboratorní analýzy. Výsledky analýzy jsou k dispozici s poměrně značným zpožděním, což řízení výroby komplikuje a prodražuje.

Naproti tomu měřicí systém OPTIQUAD-M™ vyhodnocuje obsah základních složek určujících kvalitu mléka spojitě a bez nutnosti odběru vzorků – přímo v potrubí s proudícím mlékem.

Optiquad–M využívá optický měřicí princip. Základními používanými metodami měření jsou měření prostupu světla opticky aktivním prostředím, měření intenzity fluorescence a měření rozptylu a lomu světla na rozhraní optických prostředí. Světlo o různých vlnových délkách je vysíláno přes optické okénko do proudícího mléka, přijaté signály jsou bezprostředně vyhodnoceny a zpracovány a na jejich základě je stanoven obsah tuku, bílkovin, laktózy a sušiny v mléce. Provozovatel má tyto hodnoty k dispozici spojitě a okamžitě a může je plně využít k řízení a optimalizaci procesu výroby.

Výsledkem je trvalá vysoká kvalita mlékárenského výrobku a dokonalé využití vstupní suroviny.

Typickými úlohami pro Optiquad-M jsou např. standardizace obsahu tuku ve spotřebním mléce, cílené zvýšení obsahu bílkovin v mléce pro výrobu sýra nebo regulace konstantního poměru tuků a bílkovin v mléce pro výrobu sýra. 

Popis principu měření

Optiquad využívá několik zdrojů záření v rozsahu od infračerveného až po ultrafialové, v závislosti na úloze, až o dvanácti různých vlnových délkách v rozsahu 200 až 4 000 nm (obr. 1). Záření proniká od zdroje přes optické okénko do měřeného mléka. Využívána je unikátní kombinace až čtyř měřicích metod: fluorescence, rozptylu, průchodu světla optickým prostředím a lomu světla na rozhraní dvou prostředí (obr. 2). 

Konstrukce snímače

Snímač se skládá ze tří hlavních částí: měřicí sekce VARINLINE®, adaptéru pro chlazení analyzační jednotky a ofuk optického okénka a z vlastní analyzační jednotky (obr. 3, obr. 4).

Měřicí sekce Varinline se instaluje do již existujícího potrubí s proudícím mlékem. Vyrábí se v rozsahu jmenovitých světlostí DN40 až DN150. Obsahuje optické okénko a vzorkovací kohout a splňuje nejvyšší hygienické požadavky.

Adaptér zajišťuje chlazení analyzační jednotky při vysokých teplotách měřeného mléka nebo při zvýšené teplotě okolí. Optické okénko je ofukováno technickým vzduchem, a tím je zamezeno kondenzaci vzdušné vlhkosti na okénku při nízkých teplotách měřeného mléka.

Analyzační jednotka nemá žádné pohybující se části. Obsahuje zdroje světelného a tepelného záření a obvody pro vyhodnocení přijímaných signálů. 

Řídicí jednotka

Řídicí jednotka s dotykovým displejem je umístěna v krytu z korozivzdorné oceli (obr. 5). Jde o průmyslový osobní počítač, který zpracovává údaje z analyzační jednotky a převádí je na unifikované výstupní signály. Využívána je také ke kalibraci přístroje a nastavení rozsahů výstupních signálů (čtyři proudové výstupy 4 až 20 mA, čtyři binární výstupy). 

Provoz měřicího systému

Měřicí systém Optiquad je u výrobce předem zkalibrován. Po uvedení do provozu u zákazníka se kalibruje tak, že se vzorkovacím kohoutem odebere vzorek proudícího mléka a v okamžiku stisknutí vzorkovacího kohoutu řídicí jednotka zaznamená datum a čas odběru vzorku a po analýze vzorku v laboratoři se výsledek analýzy zadá prostřednictvím dotykového displeje do řídicí jednotky. Vlastní rekalibrace je automatická.

Na rozdíl od laboratorních metod nebo ve srovnání s měřicími systémy zařazenými v obtoku není nutná každodenní rekalibrace. Analyzační jednotka se vyznačuje velkou stabilitou, nemá pohybující se části a nevyžaduje periodickou údržbu. Pro svůj provoz nevyžaduje chemikálie, časově náročnou obsluhu ani periodický odběr vzorků a jejich dopravu do laboratoře.

Měření je spojité a každé tři sekundy má uživatel k dispozici nové měřené hodnoty pro řízení výrobního procesu. 

Další varianty měřicího systému Optiquad

Měřicí systém Optiquad je vyráběn ve třech variantách: mimo popsané provedení Optiquad-M pro použití při zpracování mléka také v provedení Optiquad-WW pro měření chemické spotřeby kyslíku v odpadních vodách z mlékáren a sýráren a Optiquad-FFA pro měření obsahu volných mastných kyselin ve fritovacím oleji při výrobě bramborových lupínků nebo dalších smažených potravin.  

Závěr

Měřicí systém Optiquad-M je určen pro měření obsahu bílkovin, tuků, laktózy a sušiny v mléce. Obsah těchto látek v proudícím mléce měří kontinuálně s okamžitými výsledky, které mohou být využity k optimalizaci výrobního procesu. Optiquad-M neobsahuje pohybující se části, instaluje se přímo do potrubí, nevyžaduje údržbu ani dodávky spotřebního materiálu. Kalibrace je snadná. Robustní konstrukce umožňuje montáž i v obtížných provozních podmínkách, standardizované výstupní signály usnadňují připojení k systému pro řízení výroby.

Podrobné technické informace o měřicím systému Krohne Optiquad-M naleznou zájemci na stránkách firmy Krohne nebo je získají v technických kancelářích firmy Krohne v České republice.

Prodej a servis měřicího systému Optiquad i dalších přístrojů firmy Krohne v České republice zajišťuje společnost Krohne CZ, spol. s r. o. (viz inzerát na předchozí straně). 

Petr Komp, KROHNE CZ, spol. s r. o.

Obr. 1. Schéma vlnových délek

Obr. 2. Optické metody měření

Obr. 3. Analyzátor Optiquad

Obr. 4. Konstrukce analyzátoru

Obr. 5. Řídicí jednotka OPTIQUAD