ЭлБиб

МасложироваЯ промышленность

№ 6-2010

пальмовое масло

тема номера: методы контроля

Рис. 1. Эластичности для проб масла различного состава

Эластичность оптосигнала рафинированного масла

на участке распределения

100

–40 –35 –30 –25 –20 –15 –10 –5 0

Температура, °С

Эластичность оптосигнала пробы с содержанием

нерафинированного масла 80% на участке расстеклования

длительности расстеклования проб

масла показало хорошую сходимость

результатов. Здесь уместно провести

аналогию с подготовкой (термостати-

рованием) испытуемых проб в работе

[6], только в нашем случае она занима-

ет 15 мин.

Метод реализуется с помощью раз-

работанного аппаратно-программно-

го комплекса (АПК) ИРЭН 2.4. [8]. На-

помним, что АПК представляет собой

устройство, состоящее из автоматизи-

рованного высокоточного вибровиско-

зиметра с возможностью управления

скоростью нагрева–охлаждения пробы

жидкости и возможностью контроля

величины оптического прохождения

через кювету с испытуемой жидкостью

излучения с длиной волны 0,83 мкм.

Относительная инструментальная по-

грешность измерения выходных сиг-

налов вибродатчика, оптодатчика, тем-

ператур кюветы и зонда не превышает

2·10

–4

. Скорость опроса датчиков со-

ставляет четыре измерения в секунду

по каждому из указанных выше кана-

лов. Объем пробы 0,2 см

. Конструкция

и назначение основных узлов АПК под-

робно описаны в работе [8].

В данной работе для оценки дли-

тельности процесса расстеклования

было использовано изменение ве-

личины оптического прохождения

в пробе растительного масла при ее

охлаждении с заданной скоростью.

Под оптическим прохождением здесь

и далее понимается величина опти-

ческого сигнала с фотоприемника во-

локонно-оптического датчика АПК при

постоянстве мощности излучателя. Од-

нако изменение величины оптического

сигнала для проб с различным содер-

жанием восков оказалось недостаточ-

ным для использования ее в качестве

критерия количественной оценки со-

держания восков в масле. Поэтому

потребовалась дополнительная углу-

бленная математическая обработка

результатов эксперимента, которая за-

ключается в следующем. При исполь-

зовании оптического канала в памяти

ЭВМ сохранялись зависимости изме-

нения температуры пробы T

(t) и опти-

ческого прохождения F (t) от времени

при ее охлаждении и нагреве. Далее

предварительно полученные экспери-

ментальные данные с помощью соот-

ветствующего программного обеспе-

чения пересчитывались в зависимости

температуры пробы и оптического

Эластичность, отн. ед.

прохождения от температуры кюветы:

(

) и

(

). Длительность расстекло-

вания пробы масла регистрировалась

по изменениям относительной произ-

водной (эластичности) перечисленных

выше функциональных зависимостей

по температуре кюветы

. Использо-

вание эластичностей связано с удоб-

ством их взаимного сравнения как без-

размерных величин, в дальнейшем из-

меряемых в относительных единицах.

(1)

где

– величина оптического прохож-

дения пробы;

– абсолютная текущая

температура кюветы с пробой расти-

тельного масла, град. К;

, δ

– отно-

сительные дифференциалы оптическо-

го прохождения и температуры кюве-

ты, соответственно.

Относительные производные берут-

ся во всем температурном интервале

проведения испытания растительного

масла.

Фактически эластичности

(

)

представляют собой динамические

функции подобия наблюдаемой пере-

менной

при заданном температурном

темпе (скорости охлаждния)

Типичные примеры поведения эла-

стичностей для проб растительного

масла различного состава приведе-

ны на рис 1. Обращаем внимание,

что нижняя граница температурного

интервала исследования составля-

ет – 40°С, что соответствует переходу

пробы из жидкого в квазитвердое со-

стояние. По нашей гипотезе физиче-

ский смысл эластичности оптического

прохождения по температуре отража-

ет относительную скорость процесса

стеклования дисперсионной среды

от изменения температуры масла и ее

максимум

(

)

max

соответствует наи-

большей скорости этого процесса.

Эксперимент показал, что расхожде-

ние в значениях

(

)

max

между испы-

таниями одной и той же пробы состав-

ляет не более 5%. Зависимость эла-

стичностей оптического прохождения

от температуры пробы существенно

отличается для проб растительного

масла различного состава.

Для упрощения процедуры оценки

количества восков в пробах различно-

го состава мы использовали интеграл

нормированной эластичности оптиче-

ского прохождения в температурном

диапазоне расстеклования, показан-

ный ниже в виде выражения (2):

(2)

где

(

) – эластичность оптического

прохождения;

(

)

max

– максимум эла-

стичности оптического прохождения;

– температурные границы суще-

Электронная Научная СельскоХозяйственная Библиотека