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Gerät zur Bestimmung des Fettgehaltes von Milch oder ähnlichen Fettemulsionen
Zur
Bestimmung des Fettgehaltes der Milch hat sich im praktischen Molkereibetrieb lediglich
das chemische Bestimmungsverfahren nach G erbe r eingebürgert, mit dem man ziemlich
genaue Resultate erhält. Dieses Verfahren ist jedoch umständlich und zeitraubend
und daher nicht geeignet, jede in den Molkereibetrieb eingelieferte Kanne Milch
auf ihren Fettgehalt zu prüfen, weshalb man sidl mit Stichproben begnügen muß. Außerdem
ist es bei diesem butyrometrischen Säureverfahren nach G e rb er nachteilig, daß
man mit konzentrierter Schwefelsäure arbeiten muß, denn diese bedeutet eine ständige
Gefahr für den Laboranten, hohen Verschleiß an Berufskleidung usw. Auch lassen sich
die gebrauchten Butyrometergläser nur sehr schwer reinigen. Andere als rein chemische
Untersuchungsmethoden haben sich bisher nicht einführen lassen.
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Man hat allerdings auch schon Milch zur Bestimmung ihres Fettgehaltes
durchstrahlt, eine lichtelektrische Zelle erregt sowie den so verursachten Ausschlag
des Meßgerätes dieser Aufgabe dienstbar gemacht. Jedoch haben diese Versuche nicht
zur IEntwicklung eines Gerätes geführt, mit dem auch der Laie in der Lage ist, Fettgehaltsbestimmungen
an unverdünnter Milch durchzuführen.
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Die Erfindung hat sich demgegenüber die Aufgabe gestellt, ein Gerät
dieser Art so durchzubilden, daß ein Laie mit seiner Hilfe den Fettgehalt der Milch
in einer jeden Milchkanne in wenigen Sekunden ohne Zuhilfenahme chemischer Untersuchungsmethoden
direkt an einer Skala ablesen kann, so daß die Fettgehaltsbestimmung der Milch mit
größter Beschleunigung schon bei ihrer Anlieferung durchgeführt werden kann.
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Gegenstand der Erfindung ist demnach ein handliches Gerät, bestehend
aus zwei miteinander verbundenen, flüssilgkeitsdichten Gefäßen, von denen das eine
die Lichtquelle, das andere die Photozelle aufnimmt und deren einander zugewendete
Lichtdurchlaßöffnungen durch je eine lichtdurchlässige Scheibe dicht abgeschlossen
sind, die nur so geringen Abstand (etwa 2 bis IO mm) haben, daß zwischen ihnen die
zu untersuchende Milch in Form einer dünnen zu durchleuchtenden schicht Zutritt
hat. Der durch das die Photozelle treffende Licht erzeugte stromfluß wird an einem
auf Fettgehaltsprozente geeichten Meßinstrument unmittelbar ablesbar.
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Ferner ist im oberen Gefäß im Strahlengang der Lichtquelle eine weitere
Photozelle angeordnet, die mit/der ersten über einen Umschalter parallel auf das
Meßinstrument geschaltet werden kann. Die zweite Photozelle kann durch einen verstellbaren
Schirm teilweise abgedeckt werden, um bei der Eichung des Gerätes den Nullpunkt
der Skala, also den Ausschlag, der dem Lichtdurchlaßwert von völlig entfetteter
Magermilch entspricht, genau zu bestimmen.
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Da jede lichtnetzabhängige Lichtquelle von Spannungsschwankungen
in ihrer Intensität verändert wird, bedarf es aus Gründen der Zuverlässigkeit der
Messung unbedingt einer genauen Einhaltung der Nullstellung des Meßzeigers vor jeder
Messung.
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Diese Regelung der Lichtquelle erfolgt durch einen Regeiwiderstand
od. dgl. je nach dem augenblicklichen iSpannungswert des Lichtnetzes. Infolgedessen
bedarf es dann nur einer kurzzeitigen Umschaltung des Meßinstrumentes auf die Photozelle
des unteren Gefäßes durch einen Tastdruckumschalter zur Feststellung des Fettgehaltes
der durchstrahlten M ilchschicht.
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Beide miteinander eine Baueinheit bildenden Gefäße sind völlig flüssigkeitsdicht,
und das obere setzt sich in einem die elektrischen Zuleitungen aufnehmenden Rohr
bis zu einem Handgriffkörper fort, der den Regelwiderstand für die Lichtquelle und
den Tastdruckumschalter, gegebenenfalls auch noch das Meßinstrument und einen Umformer
für die Niederspannungslichtquelle trägt.
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Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, zwischen der Lichtquelle und
dem benachbarten Fenster des oberen -Gefäßes ein Selektionsfilter im Bereich von
550 bis 650 mjt anzuordnen. Auf diese Weise wird die Verbreiterung des spektralen
Lichtdurchlasses nach beiden Seiten hin, also nach rot und violett, beseitigt, die
auf Reflexion und Brechung des Lichtes an und in den Milchfettkügelchen zurückzuführen
ist. Durch ein Selektionsfilter von gelbgrüner Farbe lassen sich diese unerwünschten
Wirkungen beseitigen, also die das Meßergebnis verschleiernden Spektrumteile ausscheiden.
Durch die Verlagerung der Messung der Strahlungsintensität im Bereich von etwa 550
bis 650 mH ist es möglich, sehr genaue Durchlaßwerte zu erhalten.
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Man kann das Gerät ohne weiteres zur Durchführung der .Messung in
jede Milchkanne einsetzen und ohne Schwierigkeiten sofort feststellen, ob die Milch
hinsichtlich ihres Fettgehaltes verdächtig ist.
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In einem solchen Fall zu entnehmende Proben können dann nach der
Methode Gerber noch genauer untersucht werden. Das Gerät läßt sich auch im Arbeitsbereich
der Milchwaage, also bei der Gewichtsbestimmung, einordnen. Fehler- und Verlustquelien
im Molkereibetrieb werden auf diese Weise weitgehendst ausgeschaltet und der Milcherzeuger
zur Ablieferung einwandfreier Vollmilch veranlaßt.
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In der Zeichnung ist ein Ausffihrungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
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Fig. I zeigt ein solches Meßgerät schematisch im Schnitt, Fig. 2
dasselbe in seiner körperlichen Ausführungsform in Ansicht, jedoch ohne das Meßinstrument,
welches mit dem Umformer zusammen aufgebaut und durch ein bewegliches Kabel angeschlossen
zu denken ist.
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Das in den Milchbehälter I einzusetzende Meßgerät besteht aus einem
oberen Gefäß 2 und einem unteren Gefäß 3, die miteinander durch niedrige Stege 4
in einem bestimmten Abstand fest zu einer Baueinheit verbunden sind. Das untere
Gefäß 3 ist an seinem oberen Fenster durch eine lichtdurchlässige Scheibe 5 und
das obere Gefäß 2 an seinem unteren Fenster durch eine lichtdurchlässige Scheibe
6 flüssigkeitsdicht geschlossen, so daß sich zwischen beiden Scheiben ein schmaler
Spalt 7 bildet, in den die zu untersuchendc-Milch 8 eindringt. Die zu durchstrahlende
Spaltfläche 7 kann eine Ringfläche, aber auch einen Kanal darstellen.
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Wesentlich ist nur, daß sie eine dünne MeßfRüssigkeitsschicht bildet,
sich durch bloßes Durchspülen od. dgl. gut reinigen läßt und daß die durchleuchtete
Fläche so groß ist, daß auch gelegentlich vorhandene größere Fettkügelchen, die
nach Wiegner, Zeitschrift für die Untersuchung der Nahrungs- und Genußmittel 27,
425 (I9I4), im Durchmesserbereich o,ooIG bis O,OIO mm liegen, einen hinreichend
genauen Mittelwert zustande kommen lassen. Oberhalb der Scheibe 6 befindet sich
ein Selektionsfilter 9, welches aus dem Spektrum der darüber angeordneten Lichtquelle
10 die unerwünschten Spelttralbereiche ausscheidet und nur diejenigen durchläßt,
die der Magermilchfärbung entsprechen. Im unteren Gefäß 3 unterhalb der Scheibe
5 befindet sich eine Photozelle II, die durch Leitungen <1> e e an das Meßinstrument
I2, ein Mikroamperemeter, angeschlossen ist. Außerdem ist im oberen Gefäß 2 eine
weitere Photozelle 13 angeofdnet, die ebenfalls von den Lichtstrahlen 10 getroffen
wird. Ihr ist eine Abblendvorrichtung 14 vorgeschaltet, die der Abschirmung eines
Teils der Photozelle dient, also zur Eichung des Gerätes auf den Lichtdurdllaßweft
völlig entfetteter Magermilch einstellbar ist. Diese Photozelle 13 mit der Abblendvorrichtung
14 ist der Photozelle 11 parallel geschaltet, d. h. an die Leitung e angeschlossen
und über eine Leitung c dem Meßgerät I2 zugeführt. Beide Photozellen II, I3 können
durch einen Tastdruckumschalter 15 an das Meßinstrument 12 wahlweise angeschlossen
werden.
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Die Lìchtquelle IO steht durch die Leitungen a, b mit der Stromquelle
I6 in Verbindung, und ihre Lichtintensität kann durch einen Regler I7 geändert werden.
Als Stromquelle dient vorteilhaft ein Transformator, der an das Netz angeschlossen
ist, so daß als Glühlampe IO eine Nielderspannungslampe verwendet werden kann. Das
obere Gefäß 2 stellt mit dem unteren Gefäß 3 durch einen durchbohrten Steg 4 in
Verbindung, der die Zuleitungen d, e aufnimmt. Am oberen Teil des Gefäßes 2 schließt
ein Rohr 2a an, welches die Leitungen a bis e aufnimmt und durch einen Griffkörper
I8 angeschlossen wird, der den Regler I7 und den Tastdruckumschalter I5, gegebenenfalls
auch noch das Meßgerät 12 und den Transformator I6 tragen kann.
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Dieses Gerät, dessen Gefäße 2, 3 flüssigkeitsdicht bis oben zum Griff
18 des Rohres 2a ausgebildet sind, kann daher unmittelbar in den Milchbehälter I
eingestellt werden. Zur Messung wird nach Einschaltung des Stromes für die Lichtquelle
10 der Regler I7 bei der in Fig. I dargestellten Stellung des Umschälters I5, bei
der das Meßinstrument 12 an die Photozelle I3 angeschlossen ist, derart eingestellt,
daß der Zeiger genau auf Null zeigt.
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Darauf wird durch kurzzeitiges Niederdrücken des Tastdruckschalters
15 die Photozelle II eingeschaltet, so daß der Fettgehalt der Milch durch den Zeigerausschlag
sofort abgelesen werden kann.
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Ändert sich durch Belastungsstöße oder eine Über- oder Unterspannung
des Versorgungsnetzes dessen Spannung und damit die Intensität der Lichtquelle IO,
SO wird dies durch einen veränderten Ausschlag des Zeigers des Meßinstrumentes 12
gegenüber dem Nullwert sofort deutlich und unmittelbar vor der Messung sichtbar,
so daß diese Zustandsänderung durch entsprechende Änderung der Reglerstellung I7
ausgeglichen und die Intensität der Lichtquelle Io auf den Normal'wert gebracht
werden kann. Würde das Meßinstrument 12 umgekehrt stets auf die Photozelle 11 eingestellt
sein, so würde eine Erhöhung der Netzspannung und damit der Intensität der Lichtquelle
IIO leicht unbeobachtet bleiben, was zu falschen Meßergeibnissen führen würde.