4.7.1. Методы и средства измерений структуры компонентов продукта

Для получения масс-спектра соединения его молекулы в газо­образном состоянии подвергают в масс-спектрометре ионизации, после которой проводят разделение и анализ полученных ионов по их массам. Разнообразие получающихся ионов определяется структурой и устойчивостью (потенциальной энергией) как ис­ходной молекулы, так и образующихся заряженных и незаряжен­ных ее осколков. Поэтому масс-спектр, показывающий относи­тельные интенсивности и значения молекулярного веса и заряда (т/е) для ионов и молекулярных осколков, содержит существен­ную информацию о различных частях исследуемой молекулы. Эту информацию можно использовать для того, чтобы логиче­ским путем «восстановить» структуру молекулы анализируемого соединения.

Магнитный масс-спектрометр состоит из пяти зон иониза­ции, при последовательном прохождении которых молекулы и ионы контролируемого соединения подвергаются воздействиям электромагнитного поля и потока электронов. Молекулы анали­зируемого вещества при диффузии через зоны ионизации иони­зируются при столкновении с потоком электронов. Положитель­но заряженные ионы вытягиваются из зоны ионизации и ускоря­ются электрическим полем. Далее ионы поступают в зону магнитного поля, в котором происходит разделение по массам, так как ионы приобретают определенную кинетическую энергию и имеют различные скорости в соответствии с их массами. По массам, образующимся в результате этих преобразований, можно судить о том, какие атомы или группы атомов входили в состав молекул пищевого продукта. Важным параметром, определяю­щим качество масс-спектров, является разрешающая способность масс-спектрометра. Чем выше разрешающая способность, тем легче и надежнее можно определить массы различных ионов. Большинство современных масс-спектрометров высокого разре­шения имеют разрешающую способность более 25 ООО. Для них характерна достаточно высокая точность измерения ~10^-3 ат. ед. массы.

4.7.2. Методы и средства измерений количества ядер 'элементов продукта

Метод ядерного магнитного резонанса (ЯМР) основан на из­бирательном поглощении веществом энергии электромагнитного поля на фиксированной частоте в результате переориентации ядерных спинов при определенных условиях. Резонансная часто­та, на которой наступает поглощение, зависит от свойств ядер и внешнего магнитного поля, воздействующего на это вещество. Количество поглощаемой энергии пропорционально числу ядер, содержащихся в образце, например, пропорционально числу про­тонов, входящих в состав молекул воды. Таким образом, по ин­тенсивности поглощения энергии протонами определяют влаж­ность материала.ЯМР-влагомер представляет собой измерительный преобразо­ватель — резонансный контур с размещенным в нем контроли­руемым веществом, расположенным в поле постоянного магнита, характеризующемся определенной напряженностью. Этот преоб­разователь находится во внутренней полости катушки, входящей в параллельный резонансный контур, который питается током высокой частоты от задающего высокочастотного генератора. Его радиосигнал усиливается и детектируется. При генерировании энергии частоты, соответствующей резонансной частоте ядер во­дорода, наступает поглощение энергии, резко изменяющее экви­валентные параметры резонансного измерительного контура. При этом детектор преобразует этот сигнал в выходное напряжение, которое затем усиливается и подается на измерительное устрой­ство, отградуированное в величинах относительной влажности. Диапазон измерений составляет 0+100%, класс точности 1,0. Ре­зультаты измерений не зависят от гранулометрического и хими­ческого состава материала.

Подключение анализаторов свойств пищевых продуктов с ана­логовыми выходными сигналами к микропроцессорным системам контроля и управления следует осуществлять с помощью АЦП (т. е. модулей ввода аналоговых сигналов серий АДАМ-4000 и АДАМ-5000), а именно посредством АДАМ-4012, АДАМ-4017, АДАМ-4080Д, АДАМ-4080, АДАМ-5017, АДАМ-5017Н, АДАМ-5080.