NO127913B - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte og apparat for bestemmelse av tørrstoffinnholdet i næringsmidler, særlig melk.

Foreliggende oppfinnelse vedrører en

fremgangsmåte og et apparat for bestemmelse av tørrstoffinnholdet i organiske

næringsmidler.

Oppfinnelsen tar særlig sikte på å bestemme tørrstoffinnholdet i melk og melke-produkter, og i det følgende skal oppfinnelsen for enkelhets skyld beskrives i forbindelse med bestemmelse av tørrstoffinn-holdet i melk, men det tør være klart at

den også med fordel kan anvendes for bestemmelse av tørrstoffinnholdet i andre

organiske substanser, hvor det foreligger

behov for nøyaktig og samtidig hurtig bestemmelser av tørrstoffinnholdet i et stort

antall produkter som skal undersøkes.

Den vanlige fremgangsmåte for bestemmelse av tørrstoffinnholdet i melk består i at 2—3 ml melk inndampes i skåler

på vanndampbad, hvoretter melkestoffet

tørkes i et tørkeskap på ca. 100° C i tre

timer. Etter tørkingen må skålene avkjøles

i en eksikator før de veies igjen. Tørke-skapet blir ventilert, men temperaturen

og ventilasjonen varierer fra sted til sted

i skapet. Dette forårsaker variasjoner i resultatene. Videre må skålene vaskes og

tørkes før de brukes påny. Denne fremgangsmåte kan utføres fortere ved å bruke

lette aluminiumsskåler eller melkekapsler,

som kastes vekk etter bruk.

Det er utarbeidet mange forskjellige

variasjoner av denne fremgangsmåte,

f. eks. anvendelse av vakuum, men alle de

kjente fremgangsmåter er beheftet med

flere ulemper, således krever bestemmel-sene vanligvis relativt lang tid, og de re-

sultater som oppnås er ikke alltid pålite-lige. Tørrstoffet utsettes således ved vanlige metoder for en så sterk og samtidig langvarig oppheting at tørrstoffet forand-res, f. eks. oksyderes delvis, slik at det blir brunt i større eller mindre utstrekning, og resultatene blir som følge herav unøyak-tige.

Det foreligger som følge av det foran anførte er sterkt behov for en hurtig og nøyaktig fremgangsmåte, som gjør det mulig på en enkel måte å utføre et stort antall bestemmelser i løpet av relativt kort tid, samtidig som utførelsen av bestemmel-sene ikke krever særlige fagkunnskaper.

Oppfinnerne har tatt dette problem opp til grundig undersøkelse og er kommet frem til en løsning av problemet som er tilfredsstillende.

En av de store vanskeligheter ved ut-førelsen av tørrstoffbestemmelser i organiske materialer som melk er at der kre-ves en ganske sterk oppheting hvis man hurtig skal drive ut prøvens vanninnhold, og særlig for å drive ut de siste rester av vannet i prøven uten at der inntrer spalt-ning eller for sterk brenning av prøven. Ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen anvendes som i og for seg kjent, som opphetingsmiddel vanlig luft, som føres over prøvene som skal tørkes. Det er imid-lertid et karakteristisk trekk ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen at den varme tørkeluft ledes mot prøvene i skålene gjennom over disse sentralt anordnete rør, slik at tørkeluften strømmer fra skålens midtparti og ut mot skålens sider og bort. Tørkeluften vil ved denne arbeidsmåte stryke henover hele overflaten av den i et tynt, jevnt lag i skålen avveiete prøve og strømmer helt inn til skålens vegger, slik at hele prøveoverflaten med sik-kerhet utsettes for en jevn strøm av tørke-luften. Herved oppnås en jevn og hurtig tørking av hele den avveiete prøve.

Ved fremgangsmåten anvendes videre et antall tørkeseksjonsrom. Prøvene føres fra seksjon til seksjon i motstrøm med tør-keluften, slik at i den siste tørkeseksjon utsettes den nesten helt tørkete prøve for innvirkningen av den varmeste og even-tuelt på forhånd tørkete luftstrøm, hvoretter den helt tørre prøve føres over i en avkjølingsavdeling, hvor prøven utsettes for på forhånd tørket koldluft, også ifølge motstandsprinsippet, for å avkjøle prøvene til romtemperatur før den avsluttende veining utføres.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen utføres i henhold til det foran anførte på den måte at skåler av passende art, fortrinnsvis aluminiumsskåler, tilføres en liten mengde av produktet som skal under-søkes, slik at prøven fordeles jevnt i et tynt lag over hele skålens bunnflate, idet den med produktet veiete skål derpå anbringes i et lukket tørkeapparat oppdelt i et antall tørkeseksjonsrom, hvor skålene med prøvene føres automatisk eller manuelt fra første tørkeseksjonsrom til det siste, og i hver av disse seksjoner utføres fjernelsen av vannet fra prøven ved at der gjennom ovenfra anordnete rør ledes en varm luft-strøm sentralt ned mot skålens midtparti, slik at tørkeluften strømmer fra midtpar-tiet og ut mot skålens sider og ut, og herunder ledes varmluften fortrinnsvis i mot-strøm mot skålene, som fra tid til annen beveges fra en tørkeseksjon til den neste, slik at i den siste tørkeseksjon utsettes prøven for den varmeste heteplate og luft-strøm, hvoretter skålene med den nå helt tørre prøve føres gjennom en fra tørkeav-delingen avdelt og isolert avkjølingssek-sjon, hvor skålene med tørrstoffet avkjø-les til romtemperatur ved hjelp av en kold og på forhånd tørret luftstrøm, hvoretter sluttelig skålene med tørrstoffet uttas fra avkjølingsseksjonen og veies.

Den foran angitte arbeidsmåte kan tenkes utført med forskjellige slags appa-rater, således kan de forskjellige tørke-seksjon er og avkjølingsseksjoner være anordnet i et langstrakt apparat, hvor prø-vene føres fra den ene ende av tørke-apparatet i rett linje mot den annen ende, men fortrinnsvis er tørkeseksj onene og avkjølingsseksj onene anordnet på den ytre perifere del av en sirkelformet plate.

Det er videre et vesentlig trekk ved en foretrukken utførelsesform for oppfinnelsen at også det hus og den skive hvor-på skålene hviler, opphetes resp. avkjøles fortrinnsvis ifølge et system analogt med den direkte termiske påvirkning av luften, slik at skålene med innhold opphetes og avkjøles også ved den direkte berøring med underlaget og som følge av stråling fra det omhyllende hus. Dette utføres ifølge oppfinnelsen ved at husets tak såvel som bunnen eller gulvet utføres med passasjer som gjennomstrømmes av luft. Luften gjennomstrømmer huset etter motstrøms-prinsippet slik at den hete luft i tørkesek-sjonen føres inn i den siste tørkeseksjon for deretter å strømme mot apparatets be-tjeningsåpning og videre slik at den kolde luft føres inn ved siste avkjølingsseksj on og gjennom kjøleseksjonene henimot før-ste kjøleseksjon, som altså vil være be-liggende etter den siste og varmeste tørke-seksjon.

For å lette forståelsen av oppfinnelsen er den i det følgende beskrevet i forbindelse med en særlig hensiktsmessig utfø-relsesform av et apparat til fremgangs-måtens utførelse:

På tegningen viser:

Fig. 1 et skjematisk vertikalt snitt av apparatet, dels gjennom varmluftseksjo-nen og dels gjennom koldluftseksjonen, fig. 2 et skjematisk grunnriss i noe mindre målestokk enn snittet vist på fig. 1. På fig. 1 er 1 et sylindrisk deksel som inneholder apparatet ifølge oppfinnelsen. Huset er forsynt med et tak 2 forsynt med en avtrekksåpning 3 og er innvendig forsynt med et oppstivende rammeverk som dog ikke er vist, bortsett fra underlagsplaten 4. På underlagsplaten er anbragt et ringformet hus 5 som er utstyrt med tak 6 og bunn 7, samt inner- og yttervegger 8 og 9. Huset kan inndeles i tre seksjoner, en øvre A, en midtre B, og en nedre C. Seksjonene A og C danner luftpassasjer og er forbundet med kanaler 10 og 10' som skal beskrives senere i detalj. I den midtre seksjon B plaseres og føres prøveskålene 11. 12 er et varmluftaggregat av i og for seg kjent type og kan bestå av en vifte 13 som blåser luft gjennom trådformete elek-triske varme-elementer 14. Varmluften strømmer fra aggregatet inn i seksjonen C gjennom bunnåpning 15 og strømmer videre gjennom kanalen 10 opp i seksjonen A og herfra til friluft gjennom utløpspas-sasjen 16, samt ned i seksjon B gjennom åpninger 18, som kan reguleres ved hjelp av ventilskruer 19. 17 er en termostat som automatisk kontrollerer og regulerer luft-strømmens temperatur. 20 betegner et koldluftsaggregat som hvis ønsket også kan tilføres luft fra viften 13. Luftstrøm-men kan avkjøles ved hjelp av varmeut-vekslerrør som gjennomstrømmes med koldt vann. 22 er en uttømningskran for kondensat. Fra koldluftaggregatet strøm-mer koldluften opp i seksjonen C gjennom kanalen 23. En skal her gjøre oppmerksom på at anbringelsen og orienteringen av de forskjellige kanaler og passasjer skal beskrives utførlig i forbindelse med fig. 2. Fra seksjon C strømmer koldluften opp gjennom kanaler 10' til seksjonen A' og herfra gjennom utløp 24 til friluft eller for eventuell resirkulering.

En del av koldluften føres ut gjennom et rør 25 til en tørker 26, f. eks. innehol-dende kalsiumklorid eller silikagel, og herfra gjennom seksjon A' slik at røret munner ut i seksjonen B rett over en av prøve-skålene 11. 27 er et rør som fører fra varmluftaggregatet til en treveisventil 28 i røret 25 og som muliggjør at varmluft kan føres gjennom lufttørkeren 26 for regenerering av tørkemediet. 30 er en skiveformet rotor som er opp-lagret sentrisk i forhold til det ringformete hus 5 på en akseltapp 31. Rotoren er forsynt med en sylinderformet ring som stort sett dekker åpningene i husets 5 in-nervegger og er dessuten forsynt med 12 radielle skillevegger 33 som hver er forsynt med to støtstenger 34 som ligger an mot skålene 11. 35 angir isolasjon som omgir huset 5 såvel som varmluftaggregatet.

Fig. 2 er et skjematisk grunnriss av apparatet som viser arrangementet og orienteringen av de forskjellige kanaler, rør og deler.

Apparatet er, som det fremgår, bygget for tolv prøveskåler 11. Apparatet betje-nes ved 40, idet seksjonen A og ytterveggen her er skåret ut i en bredde omtrent lik en tolvtedel av husets omkrets. Følgelig kan prøveskåler 11 settes direkte på toppen eller taket av seksjonen C. Rotoren 32 er forsynt med tolv armer 33 og videre er hver av disse armer forsynt med 2 stenger 34 og 34' som ligger an mot prøveskålene og kan skyve disse når rotoren beveges.

Seksjonen fra D til E i urviserens retning utgjør varmluft- eller tørkeseksjonen, mens resten fra E tilbake til D utgjør koldluft eller kjøleseksjonen.

Ved stasjonene D og E er seksjonene A og C av det ringformete hus 5 utført med radielle, vertikale vegger 41 og 42 resp., som hindrer luftstrøm fra varmluft-seksjonen til koldluftseksjonen og vice verca.

Varmluftinnløpet 15 med kanalen 10 anbringes ved varmluftlufseksjonens ende mens utløpet 16 anbringes nær betjenings-stasjonen D. Ved utløpet er også anordnet en passasje 10 slik at varmluft kan strøm-me fra seksjonen C opp i seksjonen A og ut.

Som tidligere nevnt utgjør seksjonen fra D til E i urviserens retning koldluft-eller avkjølingsseksj onen. Koldluft strøm-mer inn gjennom røret eller kanalen 23 inn i seksjonen C rett under apparatets betjeningsstasjon 40. Koldluften strømmer opp i seksjonen B gjennom kanalen 10' og all den innførte koldluft forlater apparatet gjennom utløpskanalen eller røret 24.

Den delen av koldluften som føres ut gjennom røret 25 og gjennom tørkeren 26 føres videre ned gjennom grenrørene 29a, 29b og 29c rett gjennom det ringformete hus 5 slik at disse rør munner ut i midtseksjonen B hvor prøveskålene 11 er pla-sert. Koldluften gjennom disse grenrør kontrolleres ved hjelp av ventilene 36a, 36b og 36c.

Rotoren 30 som er apparatets eneste bevegelige del kan roteres ved hånden eller ved tilknytning til en passende motor som ikke er vist. Ved det viste apparat roteres rotoren i urviserens retning. 39 antyder en kippanordning som kan monteres på akseltappen 31. Hylsen 45 for-synes med en fjær som trykker en kule 46 e. 1. ned mot rotoren sentrale skiveformete del 38. Langs den sirkelbane som kulen 46 beskriver på rotoren når denne roteres anordnes 12 fordypninger 48 slik at rotoren får 12 markerte stopposisjoner idet kulen 46 presses ned i fordypningene.

Når apparatet skal brukes igangsettes viften 13 og likeledes varmeapparatet 12 og kjøleaggregatet 20.

Varmluften strømmer opp gjennom kanalen 15 til seksjon C og videre til seksjon A gjennom åpningen 10. Luftstrøm-men vil gå mot urviserens retning og varme opp hele det ringformete hus 5. For å øke varmeoverføringen til huset 5 ut-styres de vegger som vender mot midtseksjonen B fortrinnsvis med ribber 47. Endel av varmluftstrømmen strømmer ned i midtseksjonen B gjennom åtte hull 18 som anordnes slik at luftstrømmen treffer prøveskålens sentrale del idet rotoren står i en av de tolv av kippanordningen forut-bestemte stillinger.

Varmluften som strømmer ned i seksjonen B vil strømme fra denne over og under kanten av den periferiske ringfor-

mete vegg 32 og ut av apparatets tak 2

gjennom åpningen 3.

Luftstrømmen ned i seksjonen B regu-

leres ved hjelp av 8 ventilskruer 19.

Koldluftstrømmen strømmer inn i den

under ringseksjon C gjennom røret 23 rett under betjeningsåpningen 40 og strømmer herfra mot utviseren gjennom seksjonen C og også opp gjennom åpningene 10' og

gjennom seksjonen A' for tilslutt å forlate apparatet gjennom røret 24.

Den del av koldluften som tørkes i tør-

keren 26 føres direkte ned i midtseksjonen B gjennom rør 29a, 29b og 29c, slik at den

tørre, kolde luftstrøm treffer skålene på

lignende måte som varmluftstrømmen gjennom åpningene 18.

Både varmluftutløpet 16 og koldluft-

utløpet 24 er forsynt med regulerbare ven-

tiler 50 og 51 resp. Disse kraner er nød-

vendige idet de sørger for et passende ar-

beidstrykk i kanalene samt at utvendig luft ikke siger inn i apparatet.

Som det fremgår av ovenstående be-

skrivelse består apparatet således av to ad-

skilte avdelinger, nemlig en varmluft- eller tørkeavdeling og en koldluft- eller kjøle-

avdeling. Såvel tørke som kjøleavdelingen av apparatets midtseksjon B står under indirekte termisk påvirkning av luften som strømmer gjennom kanalene A og C

og A' og C samt direkte termisk påvirk-

ning av luften som strømmer ned gjennom åpningene 18 og rørene 29a, 29b og 29c.

Den eneste prinsippielle forskjell mellom varmluftavdelingen og koldluftavdelingen er at en del av koldluften gis en særskilt tørkebehandling og deretter føres direkte ned i apparatets midtseksjon B.

Som det vil forståes, tjener ovenstå-

ende beskrivelse utelukkende til å klar-

gjøre prinsippet ved en foretrukken ut-

førlsesform for apparatet, idet de forskjel-

lige ledninger m. v. kan anordnes og kon-

strueres på forskjellig måte. Således kan tørkingen utføres utelukkende med den varme luftstrøm som føres ned i midten av skålene, idet det dog er funnet hensikts-

messig å oppvarme skålene også ved at den ringformede plate i tørkeavdelingen er oppvarmet f. eks. til ca. 100—150° C på

den beskrevne måte eller f. eks. ved elek-

trisk strøm eller ved andre måter.

Arbeidsmåten i apparatets bruk er i

korthet som følger: Der brukes lette alu-miniumskåler av ca. 6 cm diameter og 1,5

cm høye, og skålene forutsettes kastet bort etter hver analyseprøve. Det brukes en ana-

lysevekt med tilstrekkelig nøyaktighet og hurtighet. Først veies den tomme skål, og vekten noteres.. Derpå innføres i skålen ca.

1 ml vel blandet melkeprøve, og skålen

pluss melk veies så hurtig som mulig, og vekten noteres. Skålen med melkeprøve løftes av vekten med tang, og melken spres jevnt utover bunnen av skålen med hen-siktsmessige hellinger av skålen. Skålen med melkeprøven settes på den åpne plass 4 i rundtørkeren, og ca. hvert annet mi-

nutt flyttes rotoren en plass frem i klokke-

retning. Når den tolvte skål med melke-

prøve er blitt avveiet og satt i tørkeappa-

ratet, vil den første skål komme ut på

den åpne plass 4 med tørket melkestoff med romtemperatur. Denne skål veies straks, og vekten noteres. I et apparat av den angitte art kan man i løpet av fire ti-

mer bestemme tørrstoffet i over 100 prøver av melk.

Apparatet opptrer som en dobbelt varmeutveksler av motstrømtypen idet skå-

lene i de første 8 sektorer trinnvis oppvar-

mes til f. eks. 125° C eller den temperatur som finnes mest hensiktsmessig, for der-

etter å avkjøles uten opptak av fuktighet til skålene med innhold pånytt har romtemperatur.

Claims (10)

1. Fremgangsmåte for bestemmelse av tørrstoffinnhold i næringsmidler, sær-

lig melk, omfattende avveiing, inntørking og deretter fornyet avveiing av prøver av næringsmidlet, som anbringes i egnete åpne prøveskåler, karakterisert ved at prø-veskålene med næringsmidlet etter den første avveiing utsettes for trinnvis opp-hetning i en rekke tørkerom, idet prøvene føres gjennom en varmeutveksler av mot-strømstypen, idet temperaturen øker trinnvis fra det første tørkerom til det siste tør-kerom, hvor temperaturen er høyest, og opphetningen utføres ved at en het luft-strøm strømmer direkte ned i den åpne sentrale del av prøveskålene og bestryker den i skålene anbragte næringsmiddel-prøve, idet luftstrømmen stråler radielt utover og deretter oppover over skålenes ytterkant.

2. Fremgangsmåte som angitt i påstand 1, karakterisert ved at næringsmid-delprøvene, etter å ha forlatt siste opp-hetnings- eller tørkerom, utsettes for en analog trinnvis avkjøling i en rekke tørke-rom, som avkjøler prøvene til den temperatur prøvene hadde før innføringen i første tørkerom.

3. Fremgangsmåte som angitt i påstand 1 og 2, karakterisert ved at tørke-rommene i tillegg til den direkte opphet-ning resp. avkjøling som følge av den ned-strømmende luft gis en særskilt opphet-ning resp. avkjøling, slik at tørkerommenes vegger, tak og gulv holder en temperatur stort sett lik temperaturen til den inn-strømmende luft.

4. Fremgangsmåte som angitt i påstand 2 eller 3, karakterisert ved at den innstrømmende kolde luft i kjølerommene er fullstendig tørr og hindrer annen luft i å berøre det inntørkete næringsmiddel i skålene, slik at ingen fuktighet opptas av prøven under avkjølingen.

5. Apparat for utførelse av fremgangsmåten ifølge påstand 1, karakterisert ved at det omfatter et antall etter hverandre anordnete tørkerom, som hver er forsynt med overliggende innløp for varm luft, idet skålene innsettes ved det første tørkerom og føres gjennom tørke-rommene til det siste tørkerom ved hjelp av et organ som kan beveges gjennom tør-kerommene og herunder medbringer prøve-skålene og samtidig danner skillevegger mellom tørkerommene.

6. Apparat som angitt i påstand 5, karakterisert ved at tørkerommene har form av et lukket, ringformet hus (5) forsynt med et antall periferiske anordnete varmluftinnløp (18) og en åpen, utskå-ret seksjon (40) for for innsetning og ut-tagning av prøveskålene (11), som kan beveges gjennom det ringformete hus ved hjelp av et skiveformet, roterbart organ (30) forsynt med et antall radielle armer (33), som deler det ringformete hus i et tilsvarende antall seksjoner og samtidig er forsynt med passende medbringere (34, 34') for skålene.

7. Apparat som angitt i påstand 6, karakterisert ved at en seksjon (D—E) av det ringformete hus (5) utgjør opphet- nings eller tørkerommene, mens resten (E—D) av det ringformete hus utgjør av-kjølingsrom.

8. Apparat som angitt i påstand 5, 6 eller 7, karakterisert ved at det ringformete hus (5) er forsynt med overliggende og underliggende luftpassasjer (A resp. C), idet varmluft innføres gjennom innløp (15) ved det siste tørkerom og utføres gjennom utløp (16) ved det første tørke-rom, idet de ringformete luftpassasjer (A, C) er forsynt med radielle vegger (41, 42) som avstenger den del (A', C) av det ringformete hus (5) som utgjør koldluft- eller avkjølingsseksjonen (E—D), idet passasjen (A' C) gjennomstrømmes av koldluft som innføres gjennom innløp (23) ved apparatets betjeningsstasjon (4) og utføres ved utløp (24) ved det første avkjølingsrom.

9. Apparat som angitt i påstand 8, karakterisert ved at bunnen i den overliggende varmluftpassasje (A) er forsynt med et antall åpninger (18) anordnet slik at en del av varmluften i passasjen A kan strømme ned stort sett i den sentrale del av skålene (11) som befinner seg i det underliggende ringformete rom (B).

10. Apparat som angitt i hvilken som helst av påstandene 8—9, karakterisert ved at avkjølingsrommet B' i avkjølingsseksjo-nen (E—D) gjennomstrømmes av koldluft, som er tørket i en egnet tørker (26) og deretter ført gjennom rør (29) direkte ned i rommet B' på en slik måte at luften stort sett føres sentralt ned i de deri befinnende skåler (11).