Михаил Владимирович Беляков, д-р техн. наук, доцент, главный научный сотрудник
109428, Москва, 1-й Институтский пр-д, д. 5
Mikhail V. Belyakov, D. Sc. (Engineering), Associate Professor, Chief Researcher
109428, Moscow, 1st Institutsky dr., 5
Игорь Юрьевич Ефременков, младший научный сотрудник
109428, Москва, 1-й Институтский пр-д, д. 5
Igor Yu. Efremenkov, Junior Researcher
109428, Moscow, 1st Institutsky dr., 5
Рассмотрен контроль качества молока и молочной продукции с применением инновационных методов диагностики. Показана актуальность применения для контроля качества молока и молочной продукции методов и средств неразрушающей бесконтактной экспресс-диагностики, например на основе эффекта фотолюминесценции. Подобраны оптимальные режимы работы (оптимальные временны́ е параметры) разработанного ранее авторами настоящей статьи люминесцентного лабораторного стенда для экспрессного определения оптических свойств молока. Стенд позволяет измерять фотолюминесценцию молока в спектральных диапазонах излучения белков, жиров и витаминов при возбуждении их светодиодами с центральной длиной волны излучения 320, 362 и 445 нм соответственно. Люминесценция регистрируется с помощью фотодиодов со спектральными диапазонами 420–675, 440–620, 480–660 нм, которые соответствуют спектральным диапазонам люминесценции молока. Экспериментально определено оптимальное значение длительностей импульсов излучения светодиодов 19 мкс, при котором получены наибольшие фотонапряжения люминесценции. Задержка включения фотодиодов составила около 1 мкс. При усреднении сигнала по 7000 циклам возбуждения и регистрации время измерения составило около 15 с, относительная погрешность не более 3 %. Полученные результаты можно использовать при исследовании интегральных потоков фотолюминесценции молока, построении зависимостей интегральных потоков фотолюминесценции от содержания в молоке белка, жира и других параметров, например водородного показателя pH или загрязнений в молоке, а также при разработке приборов неразрушающего фотолюминесцентного контроля молока, которые можно применять на фермах либо в лабораториях.
The quality control of milk and dairy products using innovative diagnostic methods is considered. The relevance of using methods and means of non-destructive/contactless rapid diagnostics for quality control of milk and dairy products, for example, based on the photoluminescence effect, is shown. The optimal operating modes of the luminescent laboratory bench developed earlier by the authors of this article for rapid determination of optical properties of milk have been selected. The stand allows measuring the photoluminescence of milk in the spectral ranges of protein, fat, and vitamin radiation when they are excited by LEDs with a central wavelength of 320, 362, and 445 nm, respectively. Luminescence is detected using photodiodes in the visible spectral range of 420–675 nm, 440–620 nm, and 480–660 nm, respectively. The optimal value of the pulse durations of LEDs, which is approximately 19 microseconds, has been experimentally determined, at which the highest photovoltaic luminescence is obtained. The photodiode switching delay value of about 1 microsecond was also obtained. When averaging the signal over 7000 excitation and registration cycles, the measurement time was about 15 seconds, with a relative error of no more than 3 %.
The results obtained can be used in the study of integral photoluminescence fluxes of milk, the construction of dependencies of integral photoluminescence fluxes on the content of protein, fat and other parameters in milk, for example, when conducting studies of the pH level or contamination in milk. The results obtained can provide the basis for the development of devices for non-destructive photoluminescent control of milk, which can be used on farms or in laboratories.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.