ПЧП-7 имеет два основных отличия: прибор использует технологию «Эталоник» — автоматическую систему расчета истинного числа падения, позволяющую работать с прибором вне зависимости от высоты над уровнем моря, изменений атмосферного давления или отклонения температуры кипения воды от 100°С. Второе отличие – встроенная система охлаждения, не требующая подключения к источнику воды и к сливу, что позволяет экономить воду в объёме до 1000 литров в день и делает прибор автономным в условиях сельскохозяйственных и метрологических лабораторий.
ПЧП-7 предназначен для контроля одного из показателей качества зерна, муки и других крахмалосодержащих продуктов путём определения активности альфа-амилазы. Прибор реализует метод, основанный на быстрой кластеризации водной суспензии муки в кипящей водяной бане и последующем измерении степени разжижения клейстера под действием альфа-амилазы содержащейся в пробе, по методике ГОСТ 27676-88 и ГОСТ ISO 3093-2016. В приборе ПЧП-7 внедрена система управления одной кнопкой «ПУСК/СТОП», избавляющая пользователя от выполнения лишних операций во время работы. Расчёт истинного числа падения также производится в автоматическом режиме. Полная автоматизация всех функций в аппаратах такого типа применена впервые и позволяет прерывать и возобновлять работу прибора на любом этапе проведения измерений.
Существует два способа определения активности альфа-амилазы
- Прямой (колориметрический) – сложный, требует обширного набора лабораторного оборудования, мерной посуды, реактивов, квалифицированного персонала. Метод длительный по времени (ГОСТ 51228-98).
- Косвенный (определение числа падения) – нужен всего один прибор + вискозиметрические пробирки и мельница лабораторная для размола (ГОСТ 30498-97).
Прибор способен измерять — число падения зерна пшеницы. Данным термином называют показатели активности альфа-амилазы, которая характеризует хлебопекарные свойства пшеничной муки. Число падения (ЧП) отражает количество крахмала и активность фермента гликозил-гидролаза. Ферменты амилазы входят в активное состояние только при соединении с водой. Показатель активности амилолитических ферментов возрастает при прорастании зерна, если оно хранится в плохих условиях или происходит послеуборочное дозревание. Процесс прорастания может начаться ещё в поле до сбора урожая, если есть высокая влажность воздуха, частые туманы и дожди. В результате повышения влажности зерна ухудшаются водопоглотительные свойства муки и её способность к газообразованию.
Шкала чисел падения является шкалой порядка, к которой не применимо понятие единицы измерения, поэтому результаты определения числа падения записываются в виде чисел без указания погрешности измерений. Область применения прибора – промышленность по переработке зерна, сельское хозяйство (лаборатории хлебоприемных предприятий, элеваторов, мукомольных заводов, научно-исследовательские институты). Прибор – изделие переносное и может эксплуатироваться при температуре окружающей среды (20±5)0С, относительной влажности воздуха до 80% и атмосферном давлении от 84 кПа до 106,7 кПа (от 630 мм рт. ст. до 800 мм рт. ст.).
Жидкокристаллический монитор ПЧП-7 отображает всю необходимую для пользователя информацию: температуру воды в водяной бане в режиме нагрева, режимы работы программы и инструкции по операциям. Кроме того, такие режимы как, «Начало работы», «Прерывание режима», «Большой разброс» и «Результат», сопровождаются соответствующими звуковыми сигналами. Крышка водяной бани ПЧП и эргономичная кассета для пробирок выполнены из специального пластика, защищающего руки от ожогов при работе с прибором.
Прибор состоит из трех блоков, расположенных в едином корпусе
- блок механического привода
- блок автономного охлаждения (охладитель)
- блок электронного управления с монитором вывода информации
Блок механического привода состоит из водяной бани, на кожухе которой, справа, установлен индикатор уровня для визуального контроля воды в бане, а сверху на крышке расположены гнезда для установки кассеты с пробирками. Над крышкой водяной бани располагается устройство прижима кассеты с пробирками. Устройство выдвигается и убирается автоматически по командам блока электронного управления. В центре устройства прижима имеются выступы, внутрь которых вмонтированы датчики нижнего положения шток-мешалок для фиксации момента достижения шток-мешалкой своего нижнего положения. Вверху, над водяной баней, располагается коромысло с двумя захватами, которое по командам блока электронного управления осуществляет колебательные движения вверх-вниз. Конструкция захватов обеспечивает автоматический захват шток-мешалок и их освобождение по команде блока электронного управления.
Электропривод коромысла и электропривод прижима смонтированы на задней стороне вертикальной панели под кожухом корпуса прибора. Здесь же установлен электромагнит управления захватами с датчиком верхнего положения шток-мешалок. Блок автономного охлаждения (охладитель), расположенный в задней части прибора, состоит из радиатора с вентиляторами, насоса-помпы не погружного типа, обеспечивающей циркуляцию дистиллированной воды в замкнутом контуре, имеющем расширительный бачок (22).
Блок электронного управления состоит из платы с электронными элементами и радиатором расположенной в нижней части корпуса прибора, монитора предназначенного для вывода информации и лицевой панели с кнопкой управления «ПУСК/СТОП», расположенной справа от монитора. На задней стенке прибора располагаются держатель сетевого шнура, кнопка включения прибора и предохранители.
Принцип действия и применение
Принцип работы прибора основан на реализации методики определения числа падения по ГОСТ 27676-88, ГОСТ 30498-97, согласно которой, перемешанная водная суспензия из навески молотого зерна или муки в двух вискозиметрических пробирках помещается в кипящую водяную баню. С этого момента начинается отсчет времени для определения числа падения. Первые 5 с пробирки прогреваются в водяной бане и находящаяся в них суспензия клейстеризуется. Затем в течение 55 сек. содержимое перемешивается шток-мешалками. На шестидесятой секунде шток-мешалки останавливаются в верхнем положении, освобождаются из захватов и под собственным весом опускаются вниз. Длительность падения шток-мешалок на заданную глубину зависит от вязкости клейстера, который разжижается за счет активности альфа-амилазы.
Для каждой из двух пробирок измеряются интервалы времени Т1 и Т2 от момента опускания их в водяную баню до окончания падения соответствующих шток-мешалок на заданную глубину. Отклонение интервалов времени Т1 и Т2 не должно превышать 10 % от их среднего арифметического значения. В этом случае среднее арифметическое значение интервалов времени, выраженное в секундах, принимается за «число падения». Результаты измерений отображаются на двух трехразрядных цифровых индикаторах измерения интервалов времени. Устройство отличается современным дизайном, возможностью проведения одновременно двух анализов (2 шток-мешалки) и выполнено в полном соответствии с требованиями стандарта. Важное преимущество – встроенная замкнутая система охлаждения водяной бани, что позволяет во-первых, экономить до 1000 литров воды в день, а во-вторых, размещать оборудование в лабораториях, в которых затруднено подключение к системах водопровода и канализации. 2 параллельных теста позволяет усреднить показания и повысить точность определения активности альфа-амилазы.
- Перед началом работы, необходимо разогреть водяную баню и произвести размол отобранной пробы зерна (ручным или автоматическим пробоотборником) при помощи лабораторной мельницы с последующим просеиванием на ситах.
- От влажности гомогенизированного образца, которая может колебаться в значительных пределах, зависит масса муки, помещаемой в вискозиметрическую пробирку.
- Поэтому необходимо предварительное измерение влажности влагомером для зерновых, и в зависимости от полученного результата, точно взвесить измельченное зерно и поместить нужное количество в пробирку.
- После добавления дистиллированной воды от лабораторного дистиллятора, производится взбалтывание, после чего две пробирки с суспензией помещаются в водяную баню и прибор ПЧП автоматически запускает шток-мешалки, осуществляющие возвратно-поступательные движения с частотой 2 раза в секунду.
- После этого шток-мешалки опускаются под действием силы тяжести. Чем более плотный раствор (низкая активность альфа-амилазы), чем медленнее происходит опускание и больше число падения (измеряется в секундах).
- После срабатывания датчика выдаётся результат.
Поскольку температура воды в бане приближается к точке кипения, для конденсации пара и охлаждения крышки бани, используется встроенная система охлаждения, которая размещенная в задней части корпуса. По внешнему виду прибор с системой охлаждения идентифицируется по наличию вентиляционных отверстий, для отвода вентиляторами горячего воздуха. Устройство управляется одной кнопкой «ПУСК/СТОП». Предусмотрена возможность прерывать и возобновлять работу на всех этапах.
Нормативные и технические документы, устанавливающие требования к приборам для определения числа падения ПЧП-3:
- ТУ 4215-029-88425664-2013 «Прибор для определения числа падения ПЧП-3»;
- ГОСТ 30498-97 «Зерновые культуры. Определение числа падения»;
- ГОСТ 27676-88 «Зерно и продукты его переработки. Метод определения числа падения».
