确定流质或半流质产品中细菌电荷(charge)的装置和方法制造方法及图纸

一种用于确定流质或半流质产品中的细菌含量的方法，包括：‑准备一定数量的待分析的流质或半流质产品；‑将该数量的流质或半流质产品保持在预设测量温度(Tm)并且推导表示预定时刻的流质或半流质产品的电阻抗角度的值(α)；‑根据表示电阻抗角度的值(α)的时间趋势来推导该流质或半流质产品中的细菌电荷的存在的指示。

【技术实现步骤摘要】
确定流质或半流质产品中细菌电荷(charge)的装置和方法本专利技术涉及用于确定流质或半流质食品中(尤其是牛奶和/或基于水的食品混合物中)的细菌电荷的装置和方法。确定和检查流质或半流质食品中的细菌电荷和/或微生物含量非常重要是众所周知的，因为这些产品是旨在作为食物来消耗的。事实上，过高的微生物浓度(若致病的话)可以对人类健康产生严重的威胁。因此，在食品行业中感觉尤其强烈的一种需要是能够直接在生产地点以极为简单和可靠的方式来测量流质或半流质食品中的细菌电荷量。因此，食品行业中感觉特别强烈的另一种需要是能够以快速而非昂贵的方式来测量细菌电荷量。因此，本专利技术的目标是通过提供用于确定流质或半流质食用产品中的细菌电荷的装置和方法来满足上述需要。更具体而言，本专利技术的目的是提供用于以极为简单和可靠的方式来确定流质或半流质食品中的细菌电荷的装置和方法。本专利技术的另一目的是提供用于以快速而非昂贵的方式来确定流质或半流质食品中的细菌电荷的装置和方法。这些和其他目的基本上是通过如所附权利要求中描述的用于确定流质或半流质产品中的细菌电荷的装置和方法来达成的。从本专利技术的优选因此是非限定的示例实施例的具体描述来看，进一步的特征和优点是明显的。参考上述目的，本专利技术的技术特征清楚地被描述于下述权利要求中，且参考解说了本专利技术的非限定性示例实施例的附图，本专利技术的优点通过后文的详细描述是更为明显的，其中：-图1和2是根据本专利技术的用于确定流质或半流质产品中的细菌电荷的装置和方法的实施例的相应示意图；-图3是示意性地表示在上述附图中的装置的容器中测试的流质或半流质产品中测得的所施加电压和结果所得电流的曲线图；-图4是示出电抗性阻抗Xc、电阻性阻抗R和阻抗角度Φ的阻抗图；-图5示意性地表示了具有不同细菌电荷的多个测试样本的随时间(横坐标轴)的阻抗角度(纵坐标轴)；-图6表示从图5的一些测试样本中提取的一些细菌电荷浓度值(纵坐标轴)和相关时间(横坐标轴)。参考附图，数字1表示根据本专利技术的用于确定流质或半流质产品中的细菌电荷的装置。优选地，用于测量流质或半流质产品中的细菌电荷的装置1包括：-支撑框架2；-容器3，其可从支撑框架2中移除且其内部容纳空间5被适配成用待测试的流质或半流质产品来填充；-加热装置6(或者加热器，优选地电加热器)，其与支撑框架2相关联且在使用中与可移除容器3处于热接触以加热待测试的流质或半流质产品；-控制单元15，其被配置成以此种方式控制加热装置6，从而将流质或半流质产品保持在预定测量温度(Tm)；-电子测量单元7，包括：-信号发生器8(电子)，其被适配成生成随时间可变的电压信号Vref；-测量电极9，其电连接到信号发生器8并安装在可移除容器3的内部容纳空间5内；-传感器10，其被适配成测量因电压信号Vref引起的流经测量电极9和流质或半流质产品的电流(Iout)；-计算器单元11，其被配置成基于由传感器10测得的电流Iout以及基于电压信号Vref来计算表示预定时刻的流质或半流质产品的电阻抗角度且对应于电流Iout与电压信号Vref之间的时间相移的值α。因此，应当注意，电子测量单元7被配置成基于表示正测试的流质或半流质产品的电阻抗角度的的值α(在不同时刻采集)的时间趋势来推导细菌电荷浓度的指示。优选地，可移除容器3是试管。优选地，可移除容器3包括用于容纳流质或半流质产品的容纳部分和盖子。优选地，控制单元15与支撑框架2相关联(驻留在其中)。优选地，电子测量单元7与支撑框架2相关联(驻留在其中)。应当注意，被适配成测量因电压信号Vref引起的流经测量电极9和流质或半流质产品的电流Iout的传感器10可以是任何类型的传感器(电压传感器、电流传感器、等等)。实际上，如所公知的，可以使用任意多个传感器以任意多种不同方式来测量电流。根据一个方面，装置1包括在使用中与可移除容器3相关联以测量流质或半流质产品的温度的第一温度传感器12，并且控制单元15被配置成根据由第一温度传感器12测得的温度来控制加热装置6(即，优选地电加热器)。优选地，控制单元15被配置成基于由第一温度传感器12测得的温度和参考温度Tm以闭环(通过反馈)来控制加热装置6。参考温度Tm对应于用于反馈控制的参考温度(控制单元15被配置成以此种方式控制加热装置6以将流质或半流质产品保持在预定参考温度Tm±某个公差)。应当注意，参考温度优选地对应于范围在30℃和45℃之间的温度，并且更为优选地在35℃与45℃之间。根据另一方面，装置1进一步包括用于测量环境温度的第二温度传感器13，并且控制单元15被配置成还根据由第二温度传感器13测得的环境温度控制加热装置6。控制还基于对环境温度的测量使得防止容器3内部的产品温度的测量受温度的突然变化的(特别是正变化，即，由于外部的热源)影响(改变)成为可能。实际上，知晓环境温度允许尤其是通过控制加热装置6的热功率来进行加热装置6的最优控制。根据一个方面，加热装置6被配置成释放可变热功率，并且控制单元15调节由加热装置6释放的热功率。根据另一方面，控制单元15和电子测量单元7彼此(电子)独立。根据另一方面，装置1进一步包括总线，并且控制单元15和电子测量单元7连接到总线16。优选地，控制单元15和电子测量单元7被配置为“从”单元。总线16优选是modbus。根据另一方面，计算器单元11被配置成根据以下公式来推导表示阻抗角度的值α：α＝T0–T1，其中T0是电压信号Vref为零(具有正导数或负导数)的时刻，而T1是电流Iout为零(具有正导数或负导数，并且在任何情况中具有与用来计算T0的电信号Vref的导数相同的符号)的时刻。应当注意，计算器单元11优选地包括被适配成生成可被用来在时域中标识时刻T0和T1的时间信号的设备(计数器，即，周期信号发生器)。图3解说了该方面。应当注意，通过T0和T1的时间测量，其后进行差运算来推导表示流质或半流质产品的电阻抗角度的值α的事实有利地意味着该值可以相当准确和精确地推导；实际上，电子设备(例如，微处理器)可以被用来以高精确度来测量时间。由此，测量表示流质或半流质产品的电阻抗角度的值α是特别快速和可靠的。加热装置6优选地包括帕尔贴单元。优选地，装置1包括电源20，其可连接到电源干线并被适配成对上文描述的一个或多个电设备或单元供电。根据另一方面，装置1可以包括电池(未解说)。根据另一方面，如图3中所解说的，电信号(Vref)是正弦信号。根据另一方面，信号是具有在150与300Hz之间的频率的周期性信号。更为优选地，频率在180Hz与220Hz之间。图5的曲线图示出了表示针对不同的初始细菌电荷值(C1＝没有细菌、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、C10)的根据时间(横坐标轴)的流质或半流质产品的电阻抗角度的值α(在纵坐标轴上)。图5的曲线图是针对不同的细菌电荷浓度值执行的实验测试的结果。在曲线图中，C1＝没有细菌、C2＝10cfu/ml、C3＝10^2cfu/ml、C4＝5*10^2cfu/ml、C5＝7,5*10^2cfu/ml、C6＝3*10^4cfu/ml、C7＝2*10^5cfu/ml、C8＝5*10^7cfu/ml、C9＝10^10cfu/ml根据另一方面，计算器单元11被配置成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于确定流质或半流质产品中的细菌电荷的方法，包括：‑准备一定数量的待分析的流质或半流质产品；‑将所述数量的流质或半流质产品保持在预设测量温度(Tm)并且推导表示预定时刻的所述流质或半流质产品的电阻抗角度的值(α)；‑根据表示电阻抗角度的值(α)的时间趋势来推导所述流质或半流质产品中的细菌电荷浓度。

【技术特征摘要】
2017.04.21 IT 1020170000441031.一种用于确定流质或半流质产品中的细菌电荷的方法，包括：-准备一定数量的待分析的流质或半流质产品；-将所述数量的流质或半流质产品保持在预设测量温度(Tm)并且推导表示预定时刻的所述流质或半流质产品的电阻抗角度的值(α)；-根据表示电阻抗角度的值(α)的时间趋势来推导所述流质或半流质产品中的细菌电荷浓度。2.如前述权利要求所述的方法，其特征在于，所述推导电阻抗角度的值(α)的步骤包括生成所述流质或半流质产品中的时变电压信号(Vref)的步骤以及在所述流质或半流质产品中测量因所述电压信号(Vref)而导致的电流(Iout)的步骤。3.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述推导在相继时刻所述流质或半流质产品的所述电阻抗角度的值(α)的步骤包括以下步骤，对于每个时刻：-检测其中所述电压信号(Vref)为零的时刻(T0)；-检测其中因所述电压信号(Vref)而导致的所述电流信号(Iout)为零的时刻(T1)；-根据以下公式计算所述时刻的所述流质或半流质产品的所述电阻抗角度的值(α)：α＝T0–T1,其中T0是其中所述电压信号(Vref)为零的时刻，而T1是所述电流(Iout)为零的时刻。4.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述推导表示预定时刻的所述流质或半流质产品的所述电阻抗角度的值(α)的步骤包括以下步骤：-测量待分析的所述流质或半流质产品的温度的步骤，-以及基于所述流质或半流质产品的温度信号来加热待分析的所述流质或半流质产品从而将其保持在预设测量温度(Tm)的步骤。5.如前述权利要求所述的方法，其特征在于，将所述数量的流质或半流质产品保持在预设测量温度(Tm)并推导表示预定时刻的所述流质或半流质产品的电阻抗角度的值(α)的步骤还包括测量外部环境温度的步骤，并且其中基于所述流质或半流质产品的所述温度信号来加热待分析的所述流质或半流质产品从而将其保持在预设测量温度(Tm)的步骤包括基于所述流质或半流质产品的所述温度信号以及还基于所述外部环境温度信号来加热所述流质或半流质产品到预设测量温度(Tm)。6.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述根据表示所述电阻抗角度的值(α)的时间趋势来推导所述流质或半流质产品中的细菌电荷浓度的步骤包括以下步骤：-计算在相继时刻所述流质或半流质产品的所述电阻抗角度的值(α)的时间导数；-对于所述相继时刻中的每个时刻，将所述导数与预定参考值作比较以检查所述导数是否大于所述所述预定参考值；-若对于所述时刻中的一个时刻而言，所述导数大于所述预定参考值，则针对所述时刻使用细菌电荷浓度与时间之间的预定关系来计算对应于所述时刻的细菌电荷浓度值。7.如权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于，所述根据表示所述电阻抗角度的值(α)的所述时间趋势来推导所述流质或半流质产品中的细菌电荷浓度的步骤包括以下步骤：-对于每个时刻，将表示所述电阻抗角度的值(α)与预定参考值作比较以检查表示所述电阻抗的推导角度的所述值(α)是否大于所述预定参考值；-若表示所述电阻抗的推导角度的所述值(α)大于所述预定参考值，则针对所述时刻使用细菌电荷浓度与时间之间的预定关系来计算对应于所述时刻的细菌电荷浓度值。8.如前述权利要求所述的方法，其特征在于，所述细菌电荷浓度与时间之间的关系是所述细菌电荷浓度相对于所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·库奇，R·拉扎里尼，
申请(专利权)人：艾力集团有限责任公司卡皮贾尼，
类型：发明
国别省市：意大利,IT