Автоматизация контроля качества гомогенизации молока методами ультразвуковой спектроскопии

В работе рассмотрена возможность определения степени гомогенизации молока и молочных продуктов с использованием спектров поглощения ультразвуковых колебаний. Рассмотрены преимущества данного метода при его использовании в автоматизированных системах на производстве. Обоснованы теоретические предпосылки данного метода, а также возможность определения распределения жировых шариков в молоке в зависимости от их размеров. Осуществлен вывод математических зависимостей, показывающих связь между степенью гомогенизации молочных продуктов и акустическими свойствами среды, такими как скорость распространения ультразвуковых колебаний в исследуемой среде и коэффициента поглощения в среде, при определенной частоте ультразвукового воздействия и температуре среды. Показано, что измерение распределения акустических свойств молока по частоте, оценка по ним функции плотности спектра времен релаксации, а затем переход от времен релаксации к массам частиц позволяют осуществлять оперативный контроль распределения масс жировых шариков по фракциям. Теоретические обоснования подтверждены проведением экспериментальных исследований, по результатам которых отчетливо прослеживается зависимость степени поглощения ультразвуковых колебаний от степени гомогенизации молока. Рассмотрена зависимость между оценками релаксационных спектров и первых двух моментов статистического распределения жировых шариков молока, которая показала их взаимосвязь. Предложены возможные направления совершенствования рассматриваемого метода для повышения достоверности получаемых результатов.