CC BY
227
УДК 637.073
ИОНОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД И ПРИБОРЫ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ПРОДУКЦИИ ЖИВОТНОВОДСТВА
Д.С. Буклагин, доктор технических наук ФГБНУ «Росинформагротех» E-mail: buklagin@rosinformagrotech.ru
Аннотация. Возрастающие требования к качеству и технологиям производства продукции животноводства обусловливают необходимость развития методов, приборов и оборудования для контроля оценочных показателей на всех этапах производства и переработки продукции. Так, отклонение показателя кислотности от оптимальной нормы оказывает влияние не только на качество продукции, но и на технологические свойства. Цель исследования - дать анализ современных приборов для измерения кислотности и других показателей, характеризующих качество продукции, животноводства с использованием ио-нометрического метода. Результаты и обсуждение показали, что одним из эффективных методов инструментального анализа является ионометрический метод, позволяющий получать информацию о таких показателях качества животноводческой продукции, как кислотность, содержание хлоридов, нитратов и др. компонентов. Определили, что новое поколение универсальных лабораторных рН-метров/ио-номеров имеют сенсорную панель управления, широкие функциональные возможности, интеллектуальные цифровые датчики. Характерной особенностью портативных рН-метров является работа в комплекте с планшетами или смартфонами, что позволяет использовать приложения для распознания типа применяемого электрода. Выявлено, что в связи с недостаточной конкуренцией со стороны отечественных приборов контроля качества сельскохозяйственной продукции российский рынок в значительной степени заполнен иностранными компаниями. Отечественные ионометрические приборы совместимы с электродами большинства зарубежных производителей, в том числе с комбинированными. В памяти прибора сохраняется до 200 результатов измерений. Развитие ионометрических приборов идет в направлении сокращения времени анализа, повышения точности измерения, расширения функциональных возможностей, для чего используются интеллектуальные датчики, ионоселективные электроды, встроенное программное обеспечение, позволяющее производить измерения показателей, характеризующих качество до 30 наименований продуктов питания.
Ключевые слова: ионометрический метод, кислотность, продукция, качество, контроль, измерение, градуировка, погрешность.
Введение. На основе вкусовых ощущений было установлено, что кислотность (щелочность) среды зависит от содержания в ней ионов водорода. В качестве основного показателя кислотности принят показатель рН, который характеризует качество большинства пищевых продуктов и применяется для контроля биохимических процессов, происходящих при переработке и хранении сельскохозяйственной и пищевой продукции. По определению рН = - ^ a[H+], где а[И+] - так называемая активность ионов водорода. Активность иона можно представить как концентрацию, учитывающую взаимодействие ионов между собой и растворителем, то есть «неидеальность» раствора [1]. Концентрацию водородных ионов можно определить по потенциалу, который возни-
кает на границе различных электродов, помещенных в исследуемый раствор. При погружении электрода в раствор на границе электрод-раствор возникает электрический потенциал, так как ионы электрода переходят в раствор. При этом электрод заряжается положительно, а пограничный слой раствора - отрицательно.
Возникающие пограничные потенциалы функционально связаны с активной концентрацией ионов водорода. Для измерения разности этих потенциалов приборы для измерения рН состоят из двух элементов или электродов. Потенциал одного из них прямо или косвенно зависит от концентрации определяемых ионов - его называют индикаторным электродом; второй электрод, относительно которого измеряется потенциал инди-
каторного электрода, называется электродом сравнения. Таким образом, при помощи рН-метра измеряют разность потенциалов между двумя электродами, помещенными в раствор. Основой такой системы является индикаторный электрод, потенциал которого зависит от рН.
Цель исследования. Дать анализ современных приборов для измерения кислотности и других показателей, характеризующих качество продукции животноводства, с использованием ионометрического метода.
Материалы и методы. В основу исследований положен метод информационно-логического анализа отечественной и зарубежной научно-технической информации, отражающей разработку новых измерительных приборов и систем, основанных на ио-нометрическом методе измерения таких показателей качества животноводческой продукции, как кислотность, содержание хлоридов, нитратов и др. В проведенных исследованиях использованы также материалы изучения рынка приборов и оборудования по избранному направлению, рассредоточенные в информационно-телекоммуникационной сети Интернет, материалы международных выставок и конференций.
Результаты и обсуждение. В настоящее время выпускаются комбинированные стеклянные электроды, представляющие собой измерительное устройство, объединяющее в одном корпусе стеклянный электрод и электрод сравнения. Такие электроды удобны в обращении и широко распространены в лабораторной практике во всем мире [2].
Имеются различные модификации стеклянных и комбинированных электродов -для общего назначения, применения в лабораториях, измерения в пробах малого объема, для измерения показателя кислотности конкретной сельскохозяйственной и пищевой продукции (молока, мяса, сыров, фруктов, овощей, масла, джемов и др.). В приборах для измерения рН в качестве измерительного электрода используют стеклянный рН-электрод, который селективен к ионам водорода, используются также электроды селективные к другим ионам, например, се-
лективные к ионам К+, №+, N03 (нитраты), N02 (нитриты), С1 (хлориды) и др. Применение эталонных растворов, так называемых буферных растворов, с точно известным значением рН позволяет использовать «инструментальный» метод измерений рН на основе калибровки приборов путем измерения потенциала электрода Е в буферном растворе с известным значением рН и в анализируемом растворе. Система буферных растворов, приготовленных из специально подобранных веществ, образует так называемую шкалу рН водных растворов по ГОСТ 8.134-2014 Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ). Метод измерений рН на основе ячеек Харнеда.
Буферные растворы используются довольно часто, так как измерения рН (активности ионов-рХ) относятся к косвенным измерениям, когда измеряется величина ЭДС, значение которой является функцией концентрации ионов, температуры раствора и изменений параметров измерительного электрода. Чтобы учесть эти зависимости, выполняется градуировка прибора, при которой устанавливается однозначная зависимость между значениями рН буферных растворов или значениями рХ растворов сравнения и показаниями прибора. При практическом анализе и измерении кислотности необходимо учитывать влияние примесей на потенциал ионоселективного электрода. Для этого применяется коэффициент селективности -количественная характеристика избирательности электрода. Чем меньше коэффициент селективности, тем выше избирательность электрода к ионам, для которых он предназначен. Например, при коэффициенте селективности К= 10- определяемый ион влияет на потенциал в 1000 раз сильнее, чем мешающий ион. Если коэффициент селективности К = 1, то мешающие и определяемые ионы вносят одинаковый вклад в электродный потенциал.
В современных приборах для измерения рН, как правило, измеряют потенциал в нескольких калибровочных буферных растворах (двух-трех). На основе полученных данных прибор определяет и запоминает дейст-
вительную крутизну водородной характеристики электрода. Затем измеряется потенциал электрода в анализируемом растворе и вычисляется значение рН. Для снижения погрешности измерения значений рН в современные рН-метры (иономеры) введены блоки автоматической термокомпенсации. Все приборы для измерения рН растворов имеют следующую примерную структурную схему: разность потенциалов от электродной системы (измерительного (стеклянного) электрода и электрода сравнения), а также сигнал от термодатчика поступают на соответствующие усилители. Далее сигналы с помощью коммутатора и микропроцессорного контроллера обрабатываются и подаются в аналого-во-цифровой преобразователь. Результаты измерений отображаются на дисплее. Выбор режима работы и настройка прибора проводятся с помощью клавиатуры управления.
В настоящее время рынок рН-метров представлен значительным количеством приборов отечественного и зарубежного производства. Для измерения активности ионов водорода рН, окислительно-восстановительного потенциала Eh (так называемый редокс-потенциал, характеризующий степень активности электронов в окислительно-восстановительных реакциях) и температуры в пищевой продукции и сырье, объектах окружающей среды и производственных систем контроля технологических процессов ЗАО «Аквилон» (Россия) выпускает рН-420 (рис. 1).
Рис. 1. Прибор для измерения активности ионов водорода рН-420
Это новое поколение профессиональных рН-метров, являющихся продолжением серии рН-метров рН-410 с новыми функциональными возможностями, которые имеют стационарные приборы ведущих зарубежных производителей [3].
Прибор рН-420 имеет автоматическую термокомпенсацию, упрощенный ввод координат изопотенциальной точки, удобную и быструю калибровку, значения рН стандартных буферных растворов уже внесены в память прибора, по окончании процесса калибровки на индикаторе отображается значение крутизны водородной характеристики электрода. Прибор совместим с электродами большинства отечественных и зарубежных производителей, в т.ч. с комбинированными. В памяти прибора сохраняется до 100 результатов измерений. В комплект оборудования входят: измерительный преобразователь, термодатчик, сетевой адаптер, комбинированный рН-электрод, стандарт-титры, а также специализированные рН-электроды [4].
Функции, реализованные в приборе рН-420, позволяют использовать их для проведения измерений показателей продукции животноводства в соответствии с нормативными документами (таблица 1). Другой прибор-иономер И-510 ЗАО «Аквилон» (рис. 2) предназначен для определения активности ионов водорода (рН), окислительно-восстановительного потенциала (Е^ и концентрации (активности) ионов: фторидов F бромидов Вг хлоридов С1 йодидов I нитратов N0;? , сульфидов S , калия К , натрия №+, серебра Ag+, аммония КН4+, кальция Са2+ и др., а также для потенциометрическо-го титрования при комплектации прибора дополнительными устройствами [3].
Основные особенности прибора те же, что у рН-420, хранение в памяти иономера до 200 результатов последних измерений, дополнительно поставляются ионоселектив-ные электроды на более чем 20 ионов с рабочим диапазоном, например, для нитратов -5 X 1 0 " 5 . . . 1 0 " 1 моль/л,
для нитритов -моль/л
(таблица 2). Примеры применения иономера И-510 при анализе качества сельхозпродукции и кормов приведены в таблице 3. Рис. 2. Иономер И-510
Таблица 1. Измерение кислотности сельскохозяйственной продукции и сырья прибором pH-420
Показатель Продукция Нормативный документ
рН Мясо и мясные продукты ГОСТ Р 51478-99 Контрольный метод определения концентрации водородных ионов (рН)
Активная кислотность Продукты молочные для детского питания ГОСТ 30648.5-99 Продукты молочные для детского питания. Метод определения активной кислотности
Кислотность плазмы Масло сливочное ГОСТ 33613-2015 Масло сливочное. Потенциометрический метод определения активной кислотности плазмы
Свободная кислотность Казенны ГОСТ Р 51468-99 Казеины. Метод определения свободной кислотности.
Кислотность Консервы молочные сгущенные и продукты молочные сухие ГОСТ 30305.3-95 Консервы молочные сгущенные и продукты молочные сухие. Титриметрические методики выполнения измерений кислотности.
Титруемая кислотность Йогурты ГОСТ 31976-2012 Йогурты и продукты йогуртные. Потенциометрический метод определения титруемой кислотности
Массовая доля хлоридов Мясо и мясные продукты ГОСТ ISO 1841-2-2013 Мясо и мясные продукты. Потенциометрический метод определения массовой доли хлоридов
Активность кислой фосфа-тазы Колбасы и продукты мясные вареные ГОСТ 23231-2016 Изделия колбасные вареные и продукты из мяса вареные. Метод определения остаточной активности кислой фосфатазы
Массовая доля добавленных цитратных эмульгаторов и регуляторов кислотности Сыры плавленые ГОСТ Р 51461-99 Сыры плавленые. Метод определения массовой доли добавленных цитратных эмульгаторов и регуляторов кислотности.
Определение раскисления Молоко ГОСТ 30637-99 Молоко. Методы определения раскисления.
Таблица 2. Сравн характеристика прибо ительная техническая ра pH-420 и иономера И-510
pH-420 Иономер И-510
Диапазон измерения ЭДС, мВ от -1999 до +1999 от -2000 до +2000
Диапазон измерения рН, ед. рН от -0,5 до 14
Измерение концентрации иона в растворе от 3-10-3 до 5-104 мг/л от 3-10-8 до 5-10-1 моль/л
Предел допуск. основной абсолютной погрешности измерения: рН, ед. рН ЭДС, мВ 0,01 1,0 0,01.; 0,7
Диапазон измерения температуры, °С от -10 до 100
Дискретность измерения температуры, °С 0.1
Предел допускаемой относительной погрешности измерения концентрации, % 2 - для одновалентных ионов; 5 - для двухвалентных ионов
Количество сохраняемых в памяти результатов измерений 100 200
Масса, г 400
Габариты, мм 240x100x51
Таблица 3. Измерение концентрации ионов в продукции животноводства иономером И-510
Показатель Продукция Нормативный документ
Cl- (хлорид) Мясные продукты, рассолы и посолочные смеси МВИ 001-101-00 ГП "ВНИИФТРИ" от 13.09.00. Методика выполнения измерений концентрации нитрита в мясных продуктах, а также рассолах и посолочных смесях
nh4+ (аммоний) Мясо и мясные продукты ГОСТ ISO 1841-2-2013. Мясо и мясные продукты. Потенциометрический метод определения массовой доли хлоридов
Молоко ВНИМИ-02-98. Методика количественного иономет-рического анализа молока на содержание ионов хлора, в том числе, для выявления анормального молока
МУК 4.4.1.008-93. Мет. указания по определению фторидов в молоке потенцио-метрическим методом
Приборы pH-420 и И-510 прошли государственные испытания и внесены в Государственный реестр средств измерений РФ.
Рис. 3. рН-метр-термометр Нитрон-рН
Для измерения активности ионов водорода (рН), окислительно-восстановительного потенциала Eh и температуры водных растворов ООО «Аналит-Сервис» выпускается рН-метр-термометр Нитрон-рН (рис. 3, табл. 4) [5]. Прибор имеет удобный алфавитно-цифровой дисплей, энергонезависимую память, автоматическую калибровку, ручную или автоматическую термокомпенсацию. При измерении рН цельного молока осуществляется пересчет рН в значение титруемой кислотности молока °Т. Прибор Нитрон-рН зарегистрирован в Государственном реестре средств измерений РФ. Специализированная ионометрическая лаборатория "МИКОН-2" (Россия) предназначена для определения нитратов и нитритов в различных продуктах по имеющимся ГОСТам и утвержденным методикам выполнения измерений (рис. 4). Состоит из ионоселективного электрода серии "ЭЛИТ" в паре со вспомогательным электродом и модифицированного иономера "ЭКСПЕРТ-001" со встроенными програм-
мами выполнения измерений и обработки результатов. «Интеллектуальная» система иономера "ЭКСПЕРТ-001" контролирует температуру анализируемого раствора, сравнивает ее с температурой градуировки и самостоятельно выбирает оптимальный режим измерения - с термокомпенсацией или без нее. Алгоритм работы прибора автоматически уточняет изопотенциальную точку электрода и его реальную чувствительность. Поэтому такая «интеллектуальная» система гарантирует правильность результатов при любой температуре.
Комплекты "МИКОН" выпускаются в нескольких модификациях для измерения различных ионов (нитрата, калия, кальция, аммония, нитрита, фторида и др.) в разных средах, отличающихся только типами применяемых ионоселективных электродов, процедурами калибровки и измерений, а также методами пробоподготовки. Техническая характеристика прибора "Эксперт-001-3.01", входящего в состав комплекта МИКОН-2, представлена в таблице 5.
Рис. 4.
Специализированная ионометрическая лаборатория "МИКОН-2"
Таблица 5. Техническая характеристика прибора
"Экспе рт-001-3.01"
Диапазоны измерений 1-14 рН 0...20 рХ -3200 ...+3200 мВ
Погрешность измерений ±0,02 рН ±0,02 рХ ±1 мВ
Габаритные размеры, мм 60х200х110
Масса, кг, не более 0,95
В комплектах методик измерения, разработанных для "МИКОН-2" (всего более 20 методик) имеется методика выполнения измерений концентрации нитрита в мяс-
Таблица 4. Техническая характеристика
Диапазон измерений рН, ед. рН От 0 до 14
Диапазон измерений: ЭДС, мВ температуры, °С От -3600 до 3600 От 0 до 100
Погрешность измерения: pH, ед. pH ЭДС, мВ Температуры, ° С ±0,02 ±1 (в диапазоне ±999,9 мВ, в остальном- ± 2 ±(0, 3 - 0, 5 )
Диапазон температурной компенсации ° С От 0 до 100
Габаритные размеры, мм 178х98х45
Масса прибора, кг 0,5
ных продуктах, а также рассолах и посолочных смесях.
Нитрат-тестер СОЭКС (рис. 5) предназначен для измерения и оценки содержания нитратов в овощах, фруктах, в свежем мясе, а также в продуктах, применяемых для питания детей.
Рис. 5. Нитрат-тестер СОЭКС
В приборе запрограммировано около 30 наименований продуктов, включая мясо. Проверка на содержание и количество нитратов в анализируемом продукте производится путем прокалывания проверяемого продукта зондом, расположенным в нижней части прибора. Для каждого продукта задана своя норма предельно допустимой концентрации нитратов. В результате измерения на дисплее указывается точное количество содержания нитратов в проверяемом продукте с индикацией зеленого, желтого или красного цвета. Габариты - 50 х 150 х 20 мм, вес -105 г. [6].
К новому поколению универсальных лабораторных рН-метров/иономеров с сенсорной панелью управления и широкими функциональными возможностями относится российский рН-метр/иономер Итан (рис. 6).
Рис. 6. рН-метр/ иономер Итан
В корпус рН-метра/иономера встроены магнитная мешалка и штатив для установки электродов и термодатчика. Прибор предназначен для измерений водородного показа-
теля (рН), молярной и массовой концентрации ионов в воде, водных растворах проб почв, пищевых продуктов, продовольственного сырья методом потенциометрии [7].
В состав прибора входят измерительный преобразователь, жидкокристаллический дисплей с сенсорной панелью управления, магнитная мешалка, термодатчик и держатель электродов. Управление прибором осуществляют с помощью системного меню, отображаемого на дисплее прибора. Управление перемешиванием с помощью магнитной мешалки осуществляется в автоматическом режиме путем задания соответствующих команд в соответствии с методикой.
В автономном режиме прибор управляется с помощью сенсорной панели, расположенной на жидкокристаллическом графическом дисплее, благодаря которому оператор может просмотреть рассчитанное уравнение градуировочной зависимости, а также саму зависимость в виде графика или таблицы.
В автоматическом режиме оценивается линейность градуировочного графика, отбрасываются "выпавшие" точки и проводится сравнение крутизны электродной функции с ее паспортным значением для используемого электрода. Тип используемого электрода и его характеристики вводятся и сохраняются в памяти анализатора. Имеется возможность построения градуировочного графика по 2-7 точкам или по 2-15 точкам (при подключении к ПК). В памяти прибора сохраняется 50 результатов анализа и до 50 методик анализа. С помощью прибора ИТАН могут быть определены массовая доля хлоридов (в мясе и мясных продуктах) и концентрация водородных ионов рН (в мясной и молочной продукции). Он работает с любыми типами ионселективных электродов, включая комбинированные, включен в Госреестр РФ (регистрационный номер №3767508), соответствует требованиям безопасности технических регламентов Таможенного союза ТР ТС 004/2011 и ТР ТС 020/2011.
Аналогичное назначение имеют лабораторные иономеры И-160М (страна-производитель Беларусь) и И-160МИ, выпускаемые в России (рис. 7), предназначенные для
прямого и косвенного потенциометрическо-го измерения: активности ионов водорода (рН), активности и концентрации других одновалентных и двухвалентных анионов и катионов (рХ), окислительно-восстановительных потенциалов (Е^, температуры в водных растворах с представлением результатов в цифровой форме и в виде аналогового сигнала напряжения постоянного тока.
Приборы совместимы с любыми электродами, производящимися в странах СНГ и за рубежом, используются в лабораториях предприятий и научно-исследовательских учреждений химической, металлургической, фармацевтической промышленности, в сельском хозяйстве, медицине, биологии, а также в других отраслях народного хозяйства. Имеется возможность подключения к компьютерам.
а б
Рис. 7. Лабораторные иономеры И-160М (а) и И-160МИ (б)
Прибор И-160М сертифицирован и внесен в Государственный реестр средств измерений РФ №56566 до 28.08.2019 г. Иономер И-160МИ зарегистрирован в Госреестре средств измерений РФ под номером 3027205. Для анализа качества продукции животноводства с помощью иономера И-160МИ разработаны соответствующие методы и методики [8]:
- методика количественного ионометри-ческого анализа молока на содержание ионов кальция;
- методика количественного ионометри-ческого анализа молока на содержание ионов натрия, в том числе для выявления фальсификации содой;
- методика количественного ионометри-ческого анализа молока на содержание ионов аммония, в том числе для выявления фальсификации его гидроокисью аммония;
- метод определения рН в консервах мясных и мясорастительных по ГОСТ 261882016;
- методика количественного ионометри-ческого анализа молока на содержание ионов хлора, в том числе для выявления анормального молока;
- методика выполнения измерений рН молока и молочных продуктов и др.
Для измерения значений рН многие зарубежные фирмы выпускают приборы, конструкция которых и принцип работы мало различаются. Отличие связано, в основном, с различной степенью интеллектуализации, количеством градуировочных точек, буферных растворов и применяемых методик измерения.
Таблица 6. Техническая характеристика
Наименование параметра Значение
Количество каналов измерения 9
Диапазон рХ (рН) -20,000 ... 20,000
шУ -3000,0 ... 2000,0
температура -20,0 ... 150,0 °С
концентрация 10-6 ... 102 г/л (г/кг) 10-6 ... 1 моль/л (моль/л экв.)
Основная погрешность рХ (рН) ±0,020 для одновалентных ионов
рХ ±0,040 для двухвалентных ионов
шУ ±1.0
температура ±0,5 °С
концентрация ±2,5 % для одновалентных ионов ±5 % для двухвалентных ионов
Температурная компенсация рН ручная /автоматическая -20 ... 150 °С
Настройка рН ручная /автоматическая по любым двум из буферных р-в рН: 1,65; 4,00; 6,86; 9,18 рН
Выход Аналоговый и цифровой
Питание (220±22) В; 50-60 Гц
Потребление 20 В-А
Габаритные размеры 230x220x90 мм
Масса 2,5 кг
Так, компания WTW (Германия) выпускает лабораторные pH-метры трех моделей: ino-Lab pH-7110 (1-3 точки калибровки, два буферных раствора), inoLab pH-7310 (1-5 точек калибровки, 22 буферных раствора), inoLab pH-9310 (рис. 8) - это многопараметро-вый прибор, в котором используются интеллектуальные цифровые датчики, результаты измерения могут быть переданы в формате Excel) [9-10]. Стационарные pH-метры/ионо-метры выпускают также швейцарские компании Met-tler Toledo - модели EL20, FE20, FEP20, S220 и S400 (рис. 9, таблица 7) и Ohaus - модели Starter 2100, Starter 3100, Starter 3100С и др.
8,4QB I
го. si: 1
а б
Рис. 8 . Лабораторные рН-метр inoLab pH-9310 (а) и inoLab рН-7310 (б) компании WTW
а б
Рис. 9. Стационарные рН-метр/ионометры моделей EL20 (а) и S400 (б)
Для измерения величины pH в пищевой продукции, в том числе в молочной и мясной продукции, многие зарубежные фирмы выпускают портативные приборы (таблица 8). Характерной особенностью таких приборов является работа в комплекте с планшетами или смартфонами, что позволяет использовать приложения для распознания типа электрода, калибровочные настройки, экспортировать в Excel результаты измерения для дальнейшей обработки [11-12].
Таблица 7. Техническая характеристика стационарных рН-метров/ионометров моделей EL20 S400 (а) и S400 (б) компании Mettler Toledo
Модель EL20 FE20 FEP20 S220 S400
Диапазон pH 0-14 -2.20
Относительная погрешность pH ± 0,01 ± 0,002
Диапазон mV -1999.. .1999 -2000.2000
Относительная погрешность mV ± 1 ± 0,2
Температурный диапазон От 0 до 100°С 5.130 °С -30.130 °С
Точность ± 0,5°С ± 0,5°С ± 0,1°С
Калибровка По 2 точкам По 2 точкам По 3 точкам
Портативные pH-метры выпускают также многие другие зарубежные фирмы. Среди них pH-метр F2-Standard, pH-метр S2-Stan-dard Kit Seven2Go (Mettler Toledo), прибор для измерения pH/°C TESTO 205, TESTO 206 pH1 и TESTO 206 pH2 (концерн Testo AG, Германия), Checker® pH Tester HI 98103 (HANNA Instruments, Германия), портативные pH-метры Multi 3410, ProfiLine 3110/ 3210/3310 фирмы WTW (WissenschaftlifeTechnische Werstatten GmbH, Германия), pH-метр Starter 300 (Швейцария) и др.
Выводы. Проведенный анализ показал, что кислотность среды (показатель рН) является одним из показателей, характеризующих качество большинства пищевых продуктов животного происхождения, применяется для контроля биохимических процессов, происходящих при переработке и хранении сельскохозяйственной и пищевой продукции.
Например, кислотность молока, обусловленная наличием в нем белков, фосфорнокислых солей, молочной и лимонной кислот, определяемая величиной рН, у свежевыдо-енного сборного натурального коровьего молока равна 6,73-6,64. Отклонение естественной кислотности молока от физиологической нормы оказывает влияние на технологические свойства.
Таблица 8. Портативные измерители pH
Модель, страна-изготовитель
Назначение
Примечание
Модель: SAM1-1750 Производство: Sensorex (США) Вес-0,6 кг
Для измерения рН пищевых продуктов: молоко, мясо, сыр, фрукты и овощи, а также почвы, кожи и гелей.
При подключении к смартфону или планшету SAM-1™ мгновенно распознается приложением. Программное обеспечение распознает тип электрода и его калибровочные настройки. Результаты измерения вместе с необходимыми данными (Время/Дата и GPS местоположение) автоматически записываются в память. Результаты также могут быть экспортированы в Excel для дальнейшего анализа и обработки.
pH/Temp метр SAM1-2900 Производство: Sensorex (США)
Дополнительно измеряет температуру
Модель: B-712 Производство: HORIBA (Япония) Вес-0,1 кг
Твердые вещества, продукты питания, порошки и др.
Точное измерение уровня рН по одной капле за несколько секунд. Можно выбрать способ измерения (капельный, погружение, зачерпывание) в зависимости от образца
Модель: MW102-E Производитель: Milwaukee Electronics (США) Вес-0,427 кг
Предназначен для измерения кислотности и температуры пищевых продуктов: молоко, молочные продукты, мясо, сыр, вино, фрукты и овощи, листья и даже полуфабрикаты (например, тесто)_
Диапазон измерений иономера от -2,00 до 16,00 рН, возможностью калибровки по двум точкам с использование буферных растворов.
Автоматическая калибровка и температурная компенсация. Шаг измерений (цену деления) 0,01 рН._
Модель: AMT16M Производитель: Amtast USA Inc. (Китай) Вес-0,626 кг
Предназначен для измерения уровня рН, ОВП и температуры в полутвердых продуктах: мясо и сыр, овощи и фрукты. Имеет проникающий щуп из нержавеющей стали для мяса и сыра_
Имеет автоматическое распознавание буферных калибровочных растворов, память на 25 измерений, автоматическую температурную компенсацию, Погрешность измерения рН: ±0,01рН. Калибровка: автоматическая по 3-м точкам
Производитель:НАМЫ a instruments (Германия) Модель Hanna HI 99161 Вес-205 г
Специально разработан для молочной промышленности для обеспечения качества молочных продуктов. рН-элек-трод FC202D имеет прочный, легко очищаемый корпус из поливинилиденфторида с коническим наконечником, что делает его идеальным для проведения измерений в полутвердых материалах, таких, как мясо и сыры._
Автоматическая температурная компенсация и калибровка по одной или двум точкам, диапазон рН - от 2,0 до16,00, точность рН - ±0,02
Производитель:НАМЫа instruments (Германия) Модель Hanna HI 99163N Вес-210 г
Портативный микропроцессорный рН-метр/термометр для мяса
Диапазон от -2,00 до 16,00 pH
Разрешение 0,01 pH
Погрешность ±0,02 pH;
Калибровка pH автоматическая, по 1 или 2
точкам; Термокомпенсация автоматическая
- 5-105°C
Так, молоко с пониженной кислотностью нецелесообразно перерабатывать в сыры, т. к. оно медленно свертывается сычужным ферментом, а образующийся сгусток плохо
обрабатывается. Поэтому разработка и применение современных ионометрических приборов для контроля качества молочной и мясной продукции является важной задачей,
от решения которой зависит не только реализация и контроль технологий производства продукции животноводства, но и здоровье человека.
Новое поколение универсальных лабораторных рН-метров/иономеров имеет сенсорную панель управления, широкие функциональные возможности, интеллектуальные цифровые датчики. Характерной особенностью портативных pH-метров является работа в комплекте с планшетами или смартфонами, что позволяет использовать приложения для распознания типа электрода. Многие зарубежные фирмы выпускают приборы для измерения значений pH, конструкция которых и принцип работы мало различаются. Отличие, в основном, состоит в степени интеллектуализации, количестве градуировоч-ных точек, буферных растворов и применяемых методик измерения.
Литература:
1. URL: http://www.tdanion.ru/tech/tdocs/Rykovodstvo _ po_potentsiametri4eskomy-analizy.pdf
2. Федоренко В.Ф., Буклагин Д.С. Методы и инструменты контроля качества с.-х. продукции. М., 2017.
3. Производство аналитического и лабораторного оборудования. М., 2017.
4. pH-метр pH-420. М., б.г.
5. URL: http://www.analitsv.ru/php/index.php?item=133
6. URL: http://www.analit-sv.ru/php/index.php?item=543
7. URL: http://tomanalyt.ru/ru/catalog/ph-metry-ionome-ry -/280-rn-metr-iono mer-itan/
8. URL: http ://techob.ru/katalo g/katalo g-priborov/electro-ximicheskij -analiz/8.3. -rn-metryi-i-ionomeryi/rnmetryi -gomelskij -zip/ionomer-i-16
9. URL:http://www.ecoinstrument.ru/upload/iblock/0c1/ 110824_inoLabBroschuere_RU_A4_PC_ECÜINSTRUM
10. URL: http://dv-expert.org/proizvoditeli/wtw/labora-tornyy-ph-metr-inolab--ph-7310?utm source
11. URL: sa-hanna-hi-99163n?utm_source=yandex&utm _medium=cpc&utm_campaign=cid|25335844| search
12. URL: https://znaytovar.ru/new138.html
Literatura:
1. URL: http://www.tdanion.ru/tech/tdocs/Rykovodstvo _ po_potentsiametri4eskomy-analizy.pdf
2. Fedorenko V.F., Buklagin D.S. Metody i instrumenty kontrolya kachestva s.-h. produkcii. M., 2017.
3. Proizvodstvo analiticheskogo i laboratornogo oborudo-vaniya. M., 2017.
4. pH-metr pH-420. M., b.g.
5. URL: http://www.analitsv.ru/php/index.php?item=133
6. URL: http://www.analit-sv.ru/php/index.php?item=543
7. URL: http://tomanalyt.ru/ru/catalog/ph-metry-ionome-ry-/280-rn-metr-ionomer-itan/
8. URL: http://techob.ru/katalog/katalog-priborov/ elect-roximicheskij-analiz/8.3.-rn-metryi-i-ionomeryi/rnmetryi -gomelskij -zip/ionomer-i-16
9. URL:http://www.ecoinstrument.ru/upload/iblock/0c1/ 110824_inoLabBroschuere_RU_A4_PC_ECÜINSTRUM
10. URL: http://dv-expert.org/proizvoditeli/wtw/labora-tornyy-ph-metr-inolab--ph-7310?utm_source
11. URL: sa-hanna-hi-99163n?utm_source=yandex&utm _medium=cpc&utm_campaign=cid|25335844| search
12. URL: https://znaytovar.ru/new138.html
THE IONOMETRIC METHOD AND OF LIVESTOCK PRODUCTS' QUALITY CONTROL DEVICES D.S. Baklagin, doctor of technical sciences FGBNY "Rosinformagrotekh"
Abstract. The livestock products' quality and technology demands increasing make necessitate the methods, devices and equipment development for monitoring performance indicators at all stages of production and processing. Thus, the acidity index deviation from the optimal norm affects not only the products' quality, but also the technological properties. The purpose of study is modern devices for acidity measuring and other indicators characterizing the products quality, at ionometric method using in livestock breeding to analyze. The results and the judgment had showed that one of the instrumental analysis' effective methods is the ionometric one that allows to obtain information about such indicators of acidity livestock products' quality, chlorides' content, nitrates and other components' content. It was determined that a new generation of pH-meters/ionometers' universal laboratory it have a touch control panel, extensive functionality, intelligent digital sensors. A characteristic feature of portable pH- meters is the work complete with touch pads or smart phones, which makes it possible to use applications for the electrode used type recognition. It is revealed that due to the lack of competition from the agricultural products quality control domestic devices, the Russian market is largely filled with foreign companies. Domestic ionometric devices are compatible with the most manufacturers' power electrodes, including combined. Up to 200 measurement's results in the instrument memory are stored. The ionometric instrument development goes in the direction of analysis time reducing, accuracy improving, functionality increasing, smart sensors, ion-selective electrodes, built-in software using that allows to measure the indicators' quality up to 30 items of food. Keywords: ionometric method, acidity, products, quality, control, measurement, calibration, error.
