一个单块光散射牛奶脂肪百分比和体细胞计数传感器,用于奶制系统
Alexey V Shkirin1,2, Maxim E Astashev1, Dmitry N Ignatenko1
1Prokhorov General Physics Institute of the Russian Academy of Sciences, Vavilova st. 38, Moscow 119991, Russia.
Sensors (Basel, Switzerland)
|October 28, 2023
概括
一个新的光散射传感器精确测量牛奶脂肪含量,并实时检测高体细胞计数 (SCC). 这种乳制品传感器通过分析光散射模式来确保牛奶质量,以改善农场管理.
科学领域:
- 农业工程 农业工程
- 乳制品科学 乳制品科学
- 光学传感技术的技术.
背景情况:
- 精确的实时监测牛奶质量参数,如脂肪含量和体细胞计数 (SCC),对于奶牛场管理至关重要.
- 现有的SCC和脂肪含量分析方法可能耗时或需要实验室设置,限制了立即反.
- 将线式传感器集成到乳制品系统中可以提供持续的数据,以改善群体健康和牛奶加工.
研究的目的:
- 开发和评估一个单块光散射传感器,用于同时测量牛奶脂肪含量和体细胞计数 (SCC).
- 设计一个流通单元,确保稳定的牛奶流量,并消除气泡,以确保可靠的传感器操作.
- 在实用的乳制品系统设置中验证传感器的性能.
主要方法:
- 使用半导体激光器 (650nm) 作为光源来测量牛奶中散射光的角强度分布 (散射指标).
- 采用轴光二极管阵列来记录散射指示器.
- 根据分散指标 (72-162°) 的平均斜率确定牛奶脂肪含量.
- 通过分析与未感染牛奶相比,前向向后传播强度的相对偏差来估计SCC水平.
主要成果:
- 开发的传感器成功地根据散射指示器测量了牛奶脂肪含量.
- 传感器可以通过分析散射强度偏差来估计体细胞计数 (SCC) 水平.
- 该传感器在Yolochka型奶机中进行了测试并证明了它的功能.
结论:
- 一个新的光散射传感器系统已成功开发,用于在乳制品系统中直线监测牛奶脂肪和SCC.
- 传感器的设计,包括一个流通单元,使得可靠的测量,即使在挤奶过程中.
- 这项技术为实时质量控制和改善乳牛群管理提供了潜力.
