ЭлБиб

ХРАНЕНИЕ И ПЕРЕРАБОТКА СЕЛЬХОЗСЫРЬЯ, № 10, 2014

При производстве вина имеют место значитель-

ные изменения температRры и состава OонтролирR-

емоNо вещества в пределах объема технолоNичесOой

емOости. В частности, при производстве шампан-

сOих (иNристых) вин различие (Nрадиент) темпера-

тRры внRтри бродильноNо аппарата по еNо Oоорди-

натам (высоте, радиRсR) составляет от 2 до 6 °С. Кон-

центрация спирта и сахара в производимом вине

таOже значительно различаются в разных областях

внRтри аппарата. ТаO, Oонцентрация сахара может

быть в разных областях объема аппарата в пределах

1,3–2,2 N/дм

[1]. Для обеспечения Oачества произ-

водимоNо продROта необходимо с высоOой точнос-

тью определять содержание спирта и сахара в вине

(виноматериале) в различных точOах резервRаров на

разных стадиях полRчения OонечноNо продROта [2].

От температRры и состава в значительной степени

зависят элеOтрофизичесOие свойства веществ (воды,

этанола) в водно-спиртовых растворах, доминирRю-

щих в составе вина и виноматериалов [3]. ДрRNие

Oомпоненты вина и виноматериалов не оOазывают

сRщественноNо влияния на их элеOтрофизичесOие

свойства. Содержание сахара влияет на элеOтрофи-

зичесOие свойства лишь в определенных частотных

диапазонах [4].

Следовательно, элеOтрофизичесOие свойства про-

изводимоNо вина сRщественно отличаются внRтри

объема емOости. Для повышения точности опреде-

ления спирта и сахара в вине разработаны специаль-

ные метод и Rстройство, Oоторые рассматриваются в

данной статье.

МиOроволновый метод и основанное на нем Rст-

ройство моNRт быть использованы для высоOоточ-

ноNо определения Oонцентрации различных водо-

содержащих растворов, в частности Oонцентрации

спирта и сахара в вине.

Известны Rстройства для определения Oонцент-

рации, в частности влаNосодержания, жидOих ве-

ществ [5]. Эти Rстройства содержат радиоволновые

радиочастотные и миOроволновые (сверхвысоOочас-

тотные — СВЧ) чRвствительные элементы в виде ан-

тенн, волноводов, длинных линий, полосOовых ли-

ний, резонаторов. НедостаттоO таOих Oонцентрато-

меров — невысоOая точность измерения при Oон-

центратометрии мноNоOомпонентных веществ, в ча-

стности водосодержащих растворов, при наличии,

Oроме воды, двRх и более Oомпонентов. К числR та-

Oих веществ относятся вино и виноматериалы, явля-

ющиеся мноNоOомпонентными жидOостями.

Известны таOже миOроволновый метод и осно-

ванное на этом методе Rстройство [4]. Последнее со-

держит два чRвствительных элемента. Один из них -

совоORпность передающей и приемной сеOций по-

лоNо металличесOоNо волновода, междR отOрытыми

Oонцами OотороNо Rстановлена измерительная ячей-

Oа, заполняемая OонтролирRемой жидOостью. Вто-

рой чRвствительный элемент — в виде отрезOа Oо-

аOсиальной линии с Rстановленной на RчастOе еNо

длины (в пределах OотороNо отсRтствRет внRтренний

проводниO OоаOсиальной линии) измерительной

ячейOи. Каждый из чRвствительных элементов под-

Oлючен входом через элементы возбRждения и съе-

ма Oолебаний O соответствRющемR СВЧ-NенераторR

элеOтромаNнитных Oолебаний и выходом — O соот-

ветствRющемR блоOR реNистрации мощности про-

шедшей волны. Выходы первоNо и второNо чRвстви-

тельных элементов подOлючены соответственно O

первомR и второмR входам блоOа вычислений, под-

соединенноNо выходом O индиOаторR.

НедостатоO данноNо Rстройства — невысоOая точ-

ность измерения. ОбRсловлено это применением

двRх пространственно-разнесенных чRвствитель-

ных элементов, осRществляющих Oонтроль разных

образцов жидOости с различным содержанием оп-

ределяемых Oомпонент, что заведомо предопреде-

ляет снижение точности измерения. Кроме тоNо,

точность может быть снижена и вследствие раз-

личия температRры в OонтролирRемых областях, что

приводит O различию элеOтрофизичесOих пара-

метров жидOости.

На рис. 1 изображена фRнOциональная схема рас-

сматриваемоNо миOроволновоNо Rстройства. В дан-

ном Rстройстве для определения содержания спирта

и сахара в вине проводят, OаO и в вышеRпомянRтом

Rстройстве [4], измерения Oоэффициента прохожде-

ния по мощности

(отношения проходящей через

слой OонтролирRемой жидOости мощности O мощ-

ности элеOтромаNнитной волны, падающей на этот

слой) на двRх фиOсированных частотах в двRх раз-

ных частотных диапазонах.

Измерения на частоте ~8–10 ГГц (длина волны

~3,75–3,0 см) проводят с применением чRвствитель-

ноNо элемента в виде полоNо OрRNлоNо металличес-

OоNо волновода с возбRждаемой элеOтромаNнитной

УДК 621.372

МиWроволновые измерения

содержания спирта и сахара в вине:

повышение точности

Д-р техн. наRO, профессор М.В.ЖИРОВ; д-р техн. наRO, профессор А.С.СОВЛУКОВ;

Oанд. техн. наRO В.М.ЖИРОВ; Oанд. техн. наRO, профессор А.В.ВОРОБЬЕВА

МосOовсOий NосRдарственный Rниверситет технолоNий и Rправления имени К.Г.РазRмовсOоNо

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ХРАНЕНИЯ И ПЕРЕРАБОТКИ СЕЛЬХОЗПРОДУКЦИИ

Электронная Научная СельскоХозяйственная Библиотека