Система и способ онлайнового анализа и сортировки свойств свертывания молока

Изображения

Изобретение относится к анализу свойств свертывания молока и заключается в способе сортировки молока в режиме онлайн на основании прогнозируемых свойств коагуляции. Способ включает отбор проб сырого молока из молочной линии от поста дойки до пункта сбора, выполнение спектрального анализа пробы сырого молока, прогнозирование по меньшей мере одного параметра коагуляции в режиме онлайн на основании спектрального анализа и направление молока во время протекания по молочной линии в одно из нескольких мест на основании по меньшей мере одного параметра коагуляции. Способ позволяет улучшить сортировку молока, облегчает сортировку молока в режиме онлайн, улучшает частоту разделения молока, повышает экономическую ценность среднего молока от стада. 3 н. и 20 з.п.ф-лы, 9 ил.

Область техники

Настоящее изобретение в некоторых вариантах его осуществления относится к области количественного анализа молока и, более конкретно, но не исключительно, к количественному анализа свойств свертывания молока.

Уровень техники

Свойства свертывания молока, поставляемого с молочных ферм, имеют большое значение для сыродельной промышленности. Молоко с подходящими характеристиками свертывания, например, коротким временем коагуляции и большой плотностью сырной массы, может обеспечивать более высокий выход сыра желательного состава по сравнению с молоком, имеющим менее подходящие свойства.

В статье О'Каллагана и др. (O'Callaghan et al.) "Обзор систем для контроля сырной массы при изготовлении сыра", опубликованной в Journal of Dairy Technology, Vol.55, No.2, May 2002, p.65-74, которая включена в настоящий документ в полном объеме путем ссылки, описаны известные способы определения свойств коагуляции молока. Описанные способы основаны на физико-химических изменениях, которые происходят в молоке во время коагуляции сычужным ферментом. Обычно сычужный фермент добавляют в пробы молока, взятые из общей емкости на молочной ферме, и измеряют свойства коагуляции молока.

В статье Кюбарсеппа и др. (Kübarsepp et al) "Сравнение способов определения свойств коагуляции молока сычужным ферментом", опубликованной в Acta Agriculturae Scand Section A, 2005; Vol.55: p.145-148, которая включена в настоящий документ в полном объеме путем ссылки, описаны два известных способа измерения свойств коагуляции: с помощью формаграфа и оптиграфа.

Согласно статьи Кюбарсеппа и др., формаграф измеряет очень малые силы, развиваемые маятником, когда пробы коагулирующего молока подвергают воздействию линейных колебаний. Регистрируются плотность и время. Плотность обычно определяется как сочетание характеристик вязкости и упругости коагулирующего молока.

Согласно статьи Кюбарсеппа и др., оптиграф измеряет затухание сигнала в ближней ИК-области спектра, который испускает коагулирующее молоко во время процесса коагуляции.

Оба способа требуют добавления фермента перед выполнением измерений и поэтому являются разрушающими. Продолжительность анализа этими способами может превышать время дойки, и поэтому его выполняют для оценки молока в общей емкости молочной фермы.

В опубликованной международной патентной заявке WO 03040704 "Спектроскопический анализатор жидкостей" которая включена в настоящий документ в полном объеме путем ссылки, описана система анализа жидкости путем спектроскопии в ближней ИК-области спектра для определения концентраций компонентов жидкости. В этой системе используются светодиоды для освещения пробы жидкости и фотодетекторы для измерения поглощательной способности при пропускании сигнала через пробу и отражательной способности или рассеяния пробой в диапазоне блин волн каждого светодиода. Концентрация компонентов пробы выражается в форме многочлена, который является функцией измеренной пропущенной и/или отраженной интенсивности, и эмпирических коэффициентов, которые получают в ходе предварительного статистического анализа измеренных интенсивностей на большом количестве контрольных проб, имеющих известные концентрации компонента. В WO 03040704 также описана камера для проб, которую можно использовать для выполнения измерений поглощения света проточной пробой жидкости.

Раскрытие изобретения

Согласно одному аспекту некоторых вариантов осуществления настоящего изобретения предложены способ и устройство для онлайнового анализа по меньшей мере одного свойства коагуляции сырого молока, собранного в молокоприемнике.

Согласно одному аспекту некоторых вариантов осуществления настоящего изобретения предложены способ и устройство для онлайнового направления молока на основании онлайнового определения по меньшей мере одного параметра коагуляции сырого молока в молокоприемнике.

Согласно одному аспекту некоторых вариантов осуществления настоящего изобретения предложен способ для онлайнового направления молока на основании прогнозируемых свойств коагуляции, причем способ включает отбор пробы сырого молока из молочной линии между постом дойки и пунктом сбора, выполнение специального анализа одного или больше из оптической пропускной способности, оптической отражательной способности, рассеяния и флюоресценции пробы сырого молока, онлайновое прогнозирование по меньшей мере одного параметра коагуляции на основании спектрального анализа и направление молока от поста дойки до одного из нескольких мест приема на основании такого по меньшей мере одного параметра коагуляции.

По выбору, спектральный анализ осуществляют с помощью спектроскопии в ближней ИК-области спектра.

По выбору, спектральный анализ осуществляют с помощью световой спектроскопии.

По выбору, спектральный анализ выполняют, используя несколько светодиодов, каждый из которых предназначен для освещения пробы сырого молока при различной длине волны в диапазоне, используемом для измерения.

По выбору, диапазон составляет 365 нм - 950 нм.

По выбору, спектральный анализ выполняют, используя один или несколько детекторов для детектирования света, пропускаемого через пробу сырого молока.

По выбору, спектральный анализ выполняют используя один или несколько детекторов для детектирования света, отражаемого пробой сырого молока.

По выбору, спектральный анализ выполняют используя один или несколько детекторов для детектирования света, рассеиваемого пробой сырого молока.

По выбору, спектральный анализ осуществляют с помощью флуоресцентной спектроскопии.

По выбору, спектральный анализ выполняют, используя несколько источников света, имеющих выбранные длины волн от 290 нм до 430 нм.

По выбору, способ включает детектирование света, рассеиваемого в сущности под углом 90 градусов.

По выбору, прогноз основан на сохраненных эмпирических данных.

По выбору, способ включает определение свойства коагуляции пробы сырого молока, на основании ранее определенного многочлена, включающего эмпирические коэффициенты, полученные при статистическом анализе большого количества контрольных проб от разных коров и из разных периодов после дойки с известным свойством коагуляции.

По выбору, известное свойство коагуляции определяют путем оптических измерений каждой из контрольных проб после добавления сычуга в контрольную пробу.

По выбору, отбор проб выполняют из пульсирующего потока молока.

По выбору, спектральный анализ выполняют несколько раз на каждой пробе.

По выбору, параметр коагуляции выбирают из группы, включающей: Су(90), Су(60) и RCT.

По выбору, анализ пробы сырого молока не включает добавление коагулянта в молоко.

По выбору, направление выполняют автоматически и без вмешательства человека.

По выбору, направление выполняют для поста дойки отдельной коровы.

Согласно одному аспекту некоторых вариантов осуществления настоящего изобретения предложена система для онлайнового направления молока согласно прогнозируемому свойству коагуляции сырого молока, включающая молочную линию, предназначенную для подачи потока молока от поста дойки до пункта сбора, камера для проб, приспособленная для приема проб пульсирующего молока из молочной линии, анализатор, предназначенный для определения по меньшей мере одного оптического свойства пробы сырого молока, текущего по молочной линии, процессор, предназначенный для оценки свойства коагуляции молока на основании оптических данных, и контроллер, который принимает оценку от процессора и направляет молоко в проточной линии в место сбора в зависимости от оцененного свойства коагуляции.

По выбору, анализатор является анализатором спектроскопии в ближней ИК-области спектра.

По выбору, анализатор имеет анализатор световой спектроскопии.

По выбору, анализатор является анализатором флуоресцентной спектроскопии.

По выбору, система имеет блок памяти для хранения эмпирических коэффициентов, относящихся к выводу из анализатора по меньшей мере одного свойства коагуляции пробы на основании определенной многочленной функции.

По выбору, эмпирические коэффициенты получают по результатам статистического анализа большого количества контрольных проб от разных коров и за разные периоды времени после дойки для известного свойства коагуляции.

По выбору, свойства коагуляции определяют по параметру, выбираемому из группы, включающей: Су(90), Су(60) и RCT.

По выбору, контроллер предназначен для направления молока с определенной плотностью сырной массы ниже заданного предела для питья и направления молока с определенной плотностью сырной массы выше заданного предела для изготовления сыра.

По выбору, контроллер предназначен для направления молока с частотой проб пульсирующего молока.

По выбору, контроллер предназначен для направления молока с частотой приблизительно один раз в 2 секунды.

По выбору, анализатор предназначен для выполнения анализа пробы без добавления коагулянта к пробе сырого молока.

Согласно одному аспекту некоторых вариантов осуществления настоящего изобретения предложен способ прогнозирования свойств коагуляции сырого молока, причем способ включает выполнение спектрального анализа одного или нескольких из оптического пропускания, оптической отражательной способности, рассеяния и флуоресценции пробы сырого молока без добавления коагулянта и прогнозирование по меньшей мере одного параметра коагуляции на основании спектрального анализа.

По выбору, спектральный анализ осуществляют с помощью спектроскопии в ближней ИК-области спектра.

По выбору, спектральный анализ осуществляют с помощью световой спектроскопии.

По выбору, спектральный анализ осуществляют с помощью флуоресцентной спектроскопии.

По выбору, прогноз основан на хранящихся эмпирических данных.

По выбору, прогнозирование осуществляют на основании заранее определенного многочлена, включающего эмпирические коэффициенты, полученные по результатам статистического анализа большого количества контрольных проб от разных коров и за разные периоды времени после дойки для известного свойства коагуляции.

По выбору, известные свойства коагуляции определяют по результатам оптических измерений каждой контрольной пробы после добавления сычужного фермента к контрольной пробе.

По выбору, спектральный анализ выполняют несколько раз для каждой пробы. По выбору, параметр коагуляции выбирают из группы, включающей: Су(90), Су(60), и RCT.

Согласно одному аспекту некоторых вариантов осуществления настоящего изобретения предложена система для онлайнового анализа по меньшей мере одного свойства коагуляции молока, включающая камеру для проб, приспособленную для приема проб пульсирующего молока из молочной линии, анализатор, предназначенный для определения по меньшей мере одного свойства пробы молока в камере для проб, и процессор, предназначенный для онлайновой оценки свойства коагуляции пробы молока на основании по меньшей мере одного свойства и хранящихся эмпирических данных, относящихся к по меньшей мере одному свойству коагуляции молока.

По выбору, анализатор предназначен для выполнения анализа пробы без добавления коагулянта к пробе сырого молока.

По выбору, анализатор предназначен для определения по меньшей мере одного оптического свойства пробы молока.

По выбору, свойство коагуляции определяют по параметру, выбираемому из группы, включающей: Су(90), Су(60) и RCT.

По выбору, система имеет блок памяти для хранения эмпирических коэффициентов, относящихся к выводу из анализатора по меньшей мере одного свойства коагуляции пробы молока на основании определенной многочленной функции.

По выбору, эмпирические коэффициенты получают по результатам статистического анализа большого количества проб молока от разных коров и за разные периоды времени после дойки для известного свойства коагуляции.

Если не указано иное, все используемые здесь технические и/или научные термины имеют такое же значение, которое обычно понимает средний специалист в области, к которой относится изобретение. Хотя при осуществлении на практике или испытаниях вариантов осуществления изобретения могут быть использованы способы и материалы, подобные или эквивалентные, иллюстративные способы и/или материалы описаны ниже. В случае противоречия преимущество имеет описание изобретения, включая определения. Кроме того, материалы, способы и примеры являются только иллюстративными и не предназначены для того, чтобы быть ограничивающими.

Реализация способа и/или системы из вариантов осуществления изобретения может включать выполнение выбранных задач вручную, автоматически или в сочетании. Более того, исходя из фактических приборов и оборудования для вариантов осуществления способа и/или системы настоящего изобретения, некоторые выбранные задачи могут осуществляться аппаратным обеспечением, программным обеспечением, встроенным программным обеспечением или их сочетанием с использованием операционной системы.

Например, аппаратное обеспечение для выполнения выбранных задач согласно вариантам осуществления изобретения может быть реализовано как микрочип или микросхема. Программное обеспечение для выбранных задач согласно вариантам осуществления изобретения может быть реализовано как несколько программных команд, исполняемых компьютером с любой подходящей операционной системой. В иллюстративном варианте осуществления изобретения одну или несколько задач согласно описанным здесь вариантам осуществления способа и/или системы выполняет процессор, такой как вычислительная платформа для исполнения нескольких команд. По выбору, процессор имеет энергозависимую память для хранения команд и/или данных и/или энергонезависимую память, например, магнитный жесткий диск и/или съемные запоминающие устройства, для хранения команд и/или данных. По выбору, также предусмотрено сетевое соединение. Также по выбору предусмотрены монитор и/или пользовательское устройство ввода, такое как клавиатура или мышь.

Краткое описание чертежей

Некоторые варианты осуществления изобретения описаны здесь только для примера со ссылками на прилагаемые чертежи. С конкретной ссылкой на эти чертежи мы указываем, что показанные на них детали даны только для примера и для целей иллюстративного описания вариантов осуществления изобретения. В этом отношении описание, взятое вместе с чертежами, дает четкие указания специалистам в данной области техники, как варианты осуществления изобретения могут быть осуществлены на практике.

На чертежах:

Фиг.1 - схематический чертеж системы для онлайнового анализа и направления сырого молока на основании свойств коагуляции согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения;

Фиг.2 - схема системы оптических измерений, которая может быть реализована для онлайнового анализа сырого молока, чтобы определить свойства коагуляции согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения;

Фиг.3 - упрощенная технологическая схема способа определения отношения между интенсивностями, определенными с помощью системы измерения с помощью спектроскопии в ближней ИК-области спектра, и по меньшей мере одним свойством коагуляции сырого молока согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения;

Фиг.4 - схема системы для флуоресцентных измерений, используемой для онлайнового анализа свойств коагуляции сырого молока согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения;

Фиг.5 - упрощенная технологическая схема способа определения отношения между излучениями, определенными с помощью системы для флуоресцентных измерений, и по меньшей мере одним свойством коагуляции сырого молока согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения;

Фиг.6 - упрощенная технологическая схема способа онлайнового анализа и направления сырого молока на основании свойств коагуляции согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения;

Фиг.7 - график, показывающий результаты проб, полученные с помощью трех разных многочленов, используемых для прогнозирования значений плотности сырной массы с использованием онлайновой системы спектроскопии в ближней ИК-области спектра согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения; и

Фиг.8A и 8B - графики, показывающие результаты проб, полученные путем сравнения измеренных и прогнозных значений плотности сырной массы и времени коагуляции сычужным ферментом, соответственно, для значений прогнозируемых с помощью онлайновой флуоресцентной системы согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения.

Описание конкретных вариантов осуществления изобретения

Настоящее изобретение в некоторых вариантах его осуществления относится к количественному анализу молока и, более конкретно, но не исключительно, к количественному анализу параметров коагуляции молока.

Существуют значительные различия в свойствах коагуляции молока среди разных коров и во время дойки отдельной коровы. Количественный анализ параметров коагуляции молока позволяет выбирать молоко по его пригодности для применения, например, в изготовлении сыра, или для питья. С помощью известных способов измерения параметров коагуляции молока свойства коагуляции могут быть определены для среднего удоя по ферме на основании анализа коагуляции молока. Молоко может быть распределено в разные пункты приема на основании свойств, определенных для среднего удоя.

Авторы настоящего изобретения обнаружили, что для улучшения сортировки молока по его свойствам коагуляции, может быть применен онлайновый анализ параметров коагуляции. Авторы обнаружили, что такой анализ облегчает онлайновое направление молока в разные цистерны, на основании свойств коагуляции молока от отдельных коров и/или на основании изменений в параметрах коагуляции во время дойки. Улучшение частоты, с которой разделяют молоко по его пригодности для получения желаемых продуктов, может повысить экономическую ценность среднего молока от стада. Используемый здесь термин "онлайновый" анализ параметров коагуляции относится к анализу, который выполняют во время дойки для своевременно получения результатов, влияющих на направление потока молока, обладающего определенными параметрами, в определенный пункт сбора, например, без задержки молока в молочных линиях.

Обычно содержание жира в молоке возрастает почти линейно во время дойки. Поскольку жир входит в состав твердых веществ, которые коагулируются, предполагается, что способность молока к коагуляции также возрастает во время дойки. Однако, при "чрезмерной дойке", например при продлении дойки за пределы требуемого периода, способность молока к коагуляции обычно снижается из-за усталости пустого соска.

Кроме того, известно, что обычно на какой-то момент времени в стаде есть одна или несколько коров, которые могут быть заражены бактериями, которые разрушают и/или ухудшают способность молока к коагуляции. Диагноз обычно может быть поставлен путем детектирования повышенных уровней соматических клеток в молоке коровы. Ранний диагноз инфицированной коровы может предотвратить распространение бактерий среди других коров в стаде. Авторы настоящего изобретения обнаружили, что он-лайновый анализ параметров коагуляции при сборе молока облегчает выявление инфицированных коров при каждой дойке, так что их можно сразу же подвергнуть лечению. Авторы настоящего изобретения обнаружили, что низкую способность молока к коагуляции из-за инфекции, например, из-за высокого уровня соматических клеток, обычно можно выявить в начале дойки, поскольку соматические клетки концентрируются внизу соска.

В одном аспекте некоторые варианты осуществления настоящего изобретения относятся к системе для онлайнового анализ свойств коагуляции сырого молока. Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения система включает по меньшей мере одну измерительную камеру для приема пробы жидкости, один или несколько источников инфракрасного света в ближней области спектра, предназначенных для освещения жидкости, протекающей через измерительную камеру, и один или несколько детекторов инфракрасного света в ближней области спектра, предназначенных для детектирования поглощательной способности, отражательной способности и/или рассеяния света у протекающей жидкости. Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения такие источники света включают последовательность светодиодов, каждый из которых имеет свою длину волны.

Согласно другим вариантам осуществления настоящего изобретения система включает по меньшей мере одну измерительную камеру, предназначенную для приема пробы жидкости, один или несколько источников света с предварительно выбранной длиной волны от 290 нм до 430 нм для возбуждения проб молока и спектрометр для регистрации спектров флуоресценции.

В одном аспекте некоторые варианты осуществления настоящего изобретения относятся к способу онлайнового анализа одного или нескольких свойств коагуляции сырого молока на основании спектроскопического анализа. В некоторых вариантах осуществления измеренные интенсивности пропущенного, отраженного, рассеянного и/или поглощенного инфракрасного света в ближней области спектра сравнивают с измеренными интенсивностями, полученными на большом количестве контрольных проб с известными свойствами коагуляции. В других вариантах осуществления спектры флуоресценции сравнивают с измеренными спектрами, полученными на большом количестве контрольных проб с известными свойствами коагуляции.

Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения одно или несколько свойств коагуляции сырого молока выражены в форме многочленных выражений, которые являются функциями измеренных излучений, интенсивностей пропускания, отражения, рассеяния и/или поглощения и эмпирических коэффициентов. Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения чтобы определить эмпирические коэффициенты, используют данные, полученные при измерениях поглощения и отражения проб молока от нескольких коров и в ходе дойки с использованием описанных здесь способов и системы. Кроме того, свойства коагуляции каждой пробы молока определяют отдельно, используя известные способы. Такие свойства коагуляции затем используют для извлечения эмпирических коэффициентов, применяя описанные здесь способы статистического анализа.

Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения эмпирические коэффициенты определяют для каждого источника света (каждый с различной длиной волны) и для каждого из фотодетекторов, измеряющих детектируемый свет, например, испускаемый, пропускаемый, отражаемый и/или рассеиваемый.

Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения эмпирические коэффициенты определяют, например выполняют путем регрессии методом частичных наименьших квадратов (PLS), методом главных компонент (РСА) и/или методом многомерного анализа компонентов на измеренных интенсивностях, полученных в результате измерений большого количества контрольных проб с известными свойствами коагуляции. После определения коэффициенты сохраняются в памяти вместе со свойствами коагуляции пробы, к которым они относятся, в качестве контрольной базы данных для использования при измерениях неизвестных проб. Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения измеренные значения сравнивают с содержанием базы данных, применяя способы, подобные способам хемометрического анализа, используемым в анализе динамики химических реакций компонентов.

Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения один или несколько параметров коагуляции включают плотность сырной массы, например, плотность сырной массы, ожидаемая через один час после добавления сычужного фермента Су(60) и/или через 90 минут после добавления сычужного фермента Су(90). В некоторых вариантах осуществления молоко с относительно высокой плотностью сырной массы направляется в емкость для изготовления твердого сыра. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения молоко с относительно низкой плотностью сырной массы направляется в емкость, откуда молоко будет расфасовано для питья.

Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения одно или несколько свойств коагуляции включают время коагуляции сычужным ферментом (RCT). В некоторых вариантах осуществления молоко с относительно коротким RCT направляется в емкость для изготовления твердого сыра, а молоко с относительно долгим RCT может быть направлено для питья.

В одном аспекте некоторых вариантов осуществления настоящего изобретения предложена система для направления молока в различные емкости для сбора на основании онлайнового анализа одного или нескольких параметров коагуляции сырого молока при сборе. Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения, система включает анализатор для выполнения онлайнового анализа проб собранного сырого молока и распределительный клапан для направления потока молока по выбранной молочной линии, ведущей к выбранной емкости для сбора молока. Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения распределительный клапан предназначен для направления молока по одной или нескольким молочным линиям во время дойки отдельной коровы. Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения, система включает контроллер, управляющий работой распределительного клапана на основании данных, полученных с помощью анализатора.

Теперь со ссылкой на Фиг.1, показывающую систему для онлайнового анализа коагуляции и направления сырого молока на основании определенных свойств коагуляции согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения. Согласно некоторым вариантам осуществления система 100 для анализа и направления молока расположена в доильном помещении и служит для анализа и направления молока от отдельных коров во время каждой дойки. Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения молоко от коровы 112 протекает через измеритель 122, анализатор 124 коагуляции и распределительный клапан 128, который направляет молоко по одной или нескольким молочным линиям 130 в емкости для сбора 132, например, емкости 132А, 132 В. Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения онлайновый анализ свойств коагуляции выполняют с помощью анализатора 124, и значения и/или сигналы передаются от анализатора 124 в контроллер 114. Обычно контроллер 114 управляет работой распределительного клапана 128 на основании полученных данных и управляет направлением потока молока в разные молочные линии 130 на основании одного или нескольких измеренных параметров.

Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения связь между контроллером 114 и дополнительным измерителем 122, анализатором коагуляции 124 и распределительным клапаном 128 может осуществляться по подвешенным линиям 120, 118 и 116, соответственно. По выбору, измеритель 122, анализатор коагуляции 124 и распределительный клапан 128 получают электропитание также по подвешенным линиям 120, 118 и 116. По выбору, связь и/или подача электропитания осуществляются беспроводным методом, например, по Bluetooth. По выбору, один или несколько из контроллера 114, измерителя 122, анализатора коагуляции 124 и распределительного клапана 128 объединены в один блок.

Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения анализатор коагуляции 124 является спектроскопическим анализатором в ближней ИК-области спектра. В некоторых вариантах осуществления анализатор коагуляции может быть подобным спектроскопическому анализатору молока, описанному в международной патентной заявке WO 03/040704. Согласно другим вариантам осуществления настоящего изобретения, анализатор коагуляции 124 является флуоресцентным анализатором, работающим на основании детектирования спектров флуоресценции проб молока. В одном варианте осуществления анализатор 124 имеет больше одного анализатора, например, спектроскопический анализатор в ближней ИК-области спектра и флуоресцентный анализатор.

Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения, анализатор коагуляции 124 используют для определения, отслеживания и/или измерения одного или нескольких параметров, относящихся к коагуляции, например, RCT, Су(60) и/или Су(90). В некоторых вариантах осуществления, анализатор коагуляции 124 также предназначен для определения других свойств молока, например, уровней содержания компонентов, как сказано в международной патентной заявке WO 03/040704.

Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения контроллер 114 включает память 1140, процессор 1145 и контроллер 1149. По выбору, система управления 114 сообщается с вычислительной системой так, что по меньшей мере часть функций обработки данных и сохранения в памяти осуществляет вычислительная система. Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения сигналы, данные и/или значения, полученные от анализатора 124 и/или измерителя могут быть по меньшей мере частично обработаны системой управления 114. По выбору, обработку данных выполняют с помощью анализатора 124 и/или измерителя 122. Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения память 1140 предназначена для сохранения одного или нескольких предельных значений, на основании который осуществляется выбор молочной линии для направления потока молока. Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения память 1140 предназначена для хранения нескольких коэффициентов, определяющих один или несколько многочленов, которые выражают свойства коагуляции сырого молока как функцию данных, полученных от анализатора 124. Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения анализатор 124 имеет способность обработки и/или сохранения данных для одного или нескольких многочленных коэффициентов и/или предельных значений.

Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения система управления 114 имеет рабочую станцию 1150 с дисплеем и пользовательским устройством ввода для взаимодействия пользователя с системой 100 для анализа и направления молока. В некоторых вариантах осуществления пользователь посредством взаимодействия с системой управления 114 может выбирать и/или корректировать количество подключенных молочных линий 130, по которым распределительный клапан 128 может направлять молоко, и/или конкретную линию и/или емкость для направления молока. В некоторых вариантах осуществления пользователь посредством взаимодействия с системой управления 114 может выбирать и/или корректировать одно или несколько значений параметров, используемых для определения емкости для сбора молока. Другие параметры могут быть выбраны и/или скорректированы пользователем посредством взаимодействия с системой управления 114, например, продолжительность дойки, частота отбора проб анализатором 124. Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения система управления 114 осуществляет прием информации о корове например, посредством рабочей станции. Информация о корове может включать идентификационные данные коровы, количество доек в сутки, данные по питательной ценности молока, состоянии здоровья коровы и т.д. Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения система управления 114 осуществляет составление отчета о дойке и измеренных параметрах. В общем, направление молока осуществляется автоматически. Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения система управления 114 заменена устройством ввода/вывода данных и/или интегрирована в центральную систему управления.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения распределительный клапан может быть любым из известных распределительных клапанов, применяющихся в молочной промышленности, в смысле материала, расхода и способности к самоочистке. В некоторых вариантах осуществления средний расход в молочной линии составляет приблизительно 5 л/мин молока и 10 л/мин воздуха с максимальным значением 15 л/мин потока молока.

Хотя на Фиг.1 измеритель 122 показан перед анализатором 124, анализатор 124 может быть расположен перед измерителем 122 и/или может быть объединен с измерителем 122. Хотя система описана для направления молока от отдельной коровы, она может быть также применена для общей молочной линии от нескольких коров.

Теперь со ссылкой на Фиг.2, показывающую схему системы оптических измерений, которая может быть реализована для онлайнового анализа сырого молока, чтобы определять свойства коагуляции согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения. Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения система оптического анализа, показанная на Фиг.2, подобна системе оптического анализа, описанной в международной патентной заявке W003 040704, но включает систему вычислений и управления 232, подходящую для вычисления параметров, относящихся к коагуляции.

Согласно варианты осуществления настоящего изобретения анализатор 124 интегрирован в молокопровод или трубу 210 между постом дойки 212 и пунктом сбора 214. Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения, анализатор 124 имеет камеру для проб 216, в которой молоко из трубы 210 поступает в полость 218 для пробы и анализируется. В некоторых вариантах осуществления камера 216 для проб имеет углубленную полость 218, предпочтительно рядом с главным молокопроводом, и направленную вниз, так что она наполняется постоянно изменяющейся пробой протекающего молока. Это позволяет выполнять измерения оптического пропускания на пульсирующем потоке молока без пульсаций и турбулентности, значительно влияющих на точность измерений.

Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения измерения оптического пропускания выполняют с использованием матрицы 220 светодиодов, которая содержит ряд отдельных светодиодов 221, каждый из которых испускает свет отличной от других длины волны в диапазоне, используемом для измерения. Согласно одному варианту осуществления длины волн светодиодов 221 находятся в диапазоне от 365 нм до 950 нм, охватывая видимые участки инфракрасного света в ближней области спектра. По выбору, свет каждого светодиода 221 передается по оптоволокну 222 в розетку 223, где все волокна 222 объединены в жгут для формирования компактного источника, который испускает свет с длиной волны включенного светодиода или светодиодов 221. В некоторых вариантах осуществления детектор 224 расположен в центре розетки 223 для детектирования отраженного и/или рассеянного света от светодиодной матрицы 220.

Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения свет, пропускаемый от розетки 223, входит через входной канал и проходит через полость 218 для пробы, выходя через один или несколько выходных каналов 231, и детектируется, по выбору, кремниевым фотодетектором 227, расположенным рядом с выходным каналом 231. В некоторых вариантах осуществления детектируемый сигнал 228, соответствующий интенсивности луча, вводится в систему 230 усиления и обработки сигнала система 230 усиления и обработки сигнала. Сигнал интенсивности с выхода системы детектирования может быть подан в систему 232 вычисления и управления, где полученные спектры анализируются описанным здесь способами. В некоторых вариантах осуществления система 232 вычисления и управления передает информацию управления 235 в светодиодные источники 221 для подачи частоты модуляции, если она используется, которая также вводится по линии 236 управления в фазочувствительный детектор в системе 230 усиления и обработки сигнала. Система 232 вычисления и управления также может быть предназначена для переключения порядка и времени включения и светодиодных источников 221 для сканирования полного спектрального диапазона измерений.

Согласно одному варианту осуществления каждый светодиод 221 включается на несколько миллисекунд, и измерения поглощения и/или рассеяния выполняются на этой длине волны. Для более быстрого выполнения измерений сигнал поглощающей способности пропускания на детекторе 227 и сигнал обратного рассеяния на детекторе 224 могут быть измерены одновременно. Согласно некоторым вариантам осуществления поперечный детектор 229 используется для измерения света, рассеиваемого под углом 90 градусов, (или установлен под некоторым другим углом от 0 до 180 градусов к направлению лазерного луча, чтобы измерять рассеяние в этом направлении), и его сигнал измеряется также одновременно с сигналами на детекторах 224 и 227.

Обычно частота импульсов потока молока в камере 216 во время дойки не быстрее чем один импульс каждые две секунды. Поскольку эта частота обычно значительно больше частоты сканирования и измерений, измерения поглощения/рассеяния могут быть повторены несколько раз для каждой пробы молока в полости 218 для пробы и затем усреднены для каждой пробы, этим снижая уровень вариантности измерений и повышая точность вычисления концентраций.

Теперь со ссылкой на Фиг.3, на которой показана упрощенная технологическая схема способа определения отношений между детектируемыми интенсивностями от спектроскопической системы измерений в ближней ИК-области и по меньшей мере одним свойством коагуляции сырого молока согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения. Согласно некоторым вариантам осуществления пробы сырого молока берут от большого количества коров и в различные моменты времени во время дойки (блок 310). Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения спектроскопию в ближней ИК-области осуществляют описанными здесь способами и/или способами, описанными в международной патентной заявке W003040704 (блок 320). Детектируют одну или несколько интенсивностей путем спектроскопии в ближней ИК-области, например, интенсивности отражения, интенсивности пропускания, интенсивности обратного рассеяния (блок 330). В некоторых вариантах осуществления коагулянт, например, сычужный фермент, добавляют в каждую пробу (блок 340). Могут быть определены один или несколько известных способов определения одного или нескольких свойств коагулянта (блок 350). В одном примере параметр плотности сырной массы определяют, используя оптиграф. Например, определяют плотность сырной массы через 90 минут, Су(90). В одном примере параметр RCT определяют, используя известные способы. Может быть определено более одного параметра, и для определения каждого из параметров можно использовать более одного известного способа.

Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения свойства коагуляции сырого молока определяют путем подгонки интенсивности луча света, пропускаемого через жидкость, и луча, отраженного и/или рассеянного жидкостью, к многочленному выражению для параметра коагуляции в смысле детектированных интенсивностей и одного или нескольких эмпирических коэффициентов (блок 360). Согласно варианты осуществления настоящего изобретения эмпирические коэффициенты определяют статистическим анализом интенсивностей пропускаемого, отраженного и/или рассеянного света, полученных на нескольких пробах жидкости с известными параметрами коагуляции. После определения эмпирические коэффициенты предпочтительно хранятся в базе данных (блок 370) и могут использоваться для определения параметров коагуляции проб сырого молока в реальном времени в будущем.

Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения многочленное выражение относится к измеренным интенсивностям пропускаемого, отраженного и/или рассеянного света для каждого светодиода. В одном варианте осуществления каждое значение интенсивности имеет эмпирический коэффициент, так что многочлен может иметь следующий вид:

где:

j=1-10, представляет 10 дискретных источников света в ближней ИК-области видимого спектра;

Itj=интенсивность света от источника j, детектируемого фото детектором;

Irj=интенсивность света от источника j, детектируемого фотодетектором отражения;

СР=параметр коагуляции, например, Су(90), RCT, Су(60); и

axtj , bxtj, cxtj, axrj, bxrj, cxrj,=эмпирические коэффициенты, относящиеся к интенсивностям детектируемого света для свойств коагуляции СР.

Согласно одному варианту осуществления используется многочлен третьего порядка, и используются только коэффициенты до cxtj и cxrj.

Обычно значения эмпирических коэффициентов сначала определяют экспериментально, предпочтительно используя статистический анализ, такой как регрессия методом наименьших квадратов, анализ методом главных компонент и/или многомерный анализ компонентов на большом количестве проб, где плотность сырной массы и/или время коагуляции сычужным ферментом известны из стандартных способов детектирования. Для создания достаточно обширной базы данных пробы обычно получают от нескольких сотен коров.

После определения этих коэффициентов их вводят в память вместе с значением параметра коагуляции пробы, к которой они относятся, для использования в качестве контрольной базы данных при измерениях неизвестных проб. В одном варианте осуществления настоящего изобретения определение параметра коагуляции для неизвестной пробы молока выполняют с помощью еще одного способа статистического анализа, сравнивая измеренные интенсивности с базой данных, которые, например, могут быть получены путем хемометрического анализа, используемого для анализа динамики химических реакций множественных компонентов. Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения в анализаторе используются 16 светодиодных источников 221, так что для каждой неизвестной пробы молока получают 32 сигнала измерений, 16 для пропускания от каждого из 16 светодиодов 221 и 16 для отражения или обратного рассеяния, по одному от каждого из 16 светодиодов 21. Эти 32 сигнала измерений, каждый с известной длиной волны, затем соотносят способами статистического анализа хемометрического типа с большой базой данных спектральных кривых, относящихся к свойствам коагуляции молока. Этот способ калибровки и анализа позволяет использовать недорогие светодиоды 221 с их разными спектральными диапазонами в качестве источников света вместо более дискретного и монохромного источника света, такого как лазер, который используется в некоторых известных оптических анализаторах жидкостей.

Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения помимо многочленного способа используются и другие математические и/или статистические способы определения отношений между измерениями и свойствами коагуляции пробы сырого молока. В одном варианте осуществления настоящего изобретения используют многомерный анализ. В другом варианте осуществления используют регрессию методом наименьших квадратов. В еще одном варианте осуществления используют анализ методом главных компонент. По выбору, могут быть применены и другие способы, включая, например, схемы нейронных сетей, генетические алгоритмы, нелинейный метод главных компонент, множественный регрессионный анализ (MLR) и кластерный анализ. Один или несколько алгоритмов могут быть выбраны на основании точности, стабильности и степени и/или времени обработки, требуемых для выполнения.

Согласно некоторым вариантам осуществления используют более одного способа анализа, и результаты сравнивают. Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения для прогнозирования разных свойств молока могут быть применены разные алгоритмы и/или способы анализа.

Хотя варианты осуществления настоящего изобретения были описаны для 16 светодиодов, описанные здесь система и способы не ограничены использованием 16 светодиодов и могут быть реализованы с использованием большего или меньшего числа светодиодов. Кроме того, описанные здесь система и способы не ограничены использованием светодиодов с указанными выше длинами волн. Кроме того, в определяемом многочленном выражении могут быть использованы больше или меньше чем 32 сигнала измерений. Например, можно использовать 48 сигналов, 16 для пропускания, 16 для отражения и 16 от обратного рассеяния.

Результаты этих анализов концентрации всех компонентов молока могут быть распечатаны или отображены на устройстве вывода 234 и переданы руководству молочной фермы для анализа. Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения устройство вывода 234 интегрировано в систему управления 114.

Теперь со ссылкой на Фиг.4, на которой показана схема системы для измерения флуоресценции, используемая для онлайнового анализа свойств коагуляции сырого молока согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения. Один или несколько дискретных источников света 412 последовательно освещают пробу молока в камере 416 для проб через световод 414. Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения источники света 412 включаются на предварительно выбранных длинах волн от 290 нм до 430 нм. В некоторых вариантах осуществления камера 416 может быть подобна камере 218 для проб. Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения флуоресцентный свет, излучаемый под углом 90 градусов, собирается в световоде 418, и решетка и/или спектрометр 424 регистрирует спектры излучения. Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения данные спектров, например, данные спектров 420, используют для вычисления свойств коагуляции с помощью вычислительного блока 422. Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения функции вычислительного блока 422 могут быть введены в систему управления 114 и/или анализатор 124.

Обычно в молоке есть много флуоресцирующих веществ, таких как триптофан и другие ароматические аминокислоты, витамин А, флавина адениннуклеотид, FADH, никотинамида адениннуклеотид, ксантиноксидаза и другие. На спектр флуоресценции для каждой длины волны излучения влияют компоненты и характеристики каждой конкретной проба сырого молока. Авторы настоящего изобретения обнаружили, что эти спектры флуоресценции можно использовать для определения свойств коагуляции сырого молока, а также других компонентов молока, таких как жир, белок, казеин и соматические клетки.

Теперь со ссылкой на Фиг.5, на которой показана упрощенная технологическая схема способа определения отношения между интенсивностями, детектируемыми системой измерения флуоресценции, и по меньшей мере одним свойством коагуляции сырого молока согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения. Пробы сырого молока берут от большого количества коров и в разные моменты времени во время дойки (блок 510). Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения флуоресценцию определяют согласно флуоресцентным излучениям собранных проб (блок 520). Детектируемые флуоресцентные излучения проб вводят в память (блок 530). В некоторых вариантах осуществления коагулянт, например, сычужный фермент, добавляют в каждую взятую пробу (блок 540). Для определения одного или нескольких свойств коагуляции (блок 550) можно использовать один или несколько известных способов. В одном примере, параметр плотности сырной массы определяют с помощью оптиграфа. Например, определяют плотность сырной массы через 90 минут, Су(90). В одном примере параметр RCT определяют с использованием известных способов. Можно определять несколько параметров и применять больше одного известного способа для определения каждого из параметров.

Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения свойства коагуляции сырого молока определяют путем подгонки флуоресцентных излучений от каждого из источников света к многочленному выражению для конкретного параметра коагуляции в форме детектируемых флуоресцентных излучений и одного или нескольких эмпирических коэффициентов (блок 560). Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения эмпирические коэффициенты определяют путем статистического анализа флуоресцентных излучений каждого из источников света 412 и на нескольких пробах жидкости с известными параметрами коагуляции. После определения эмпирические коэффициенты предпочтительно хранятся в базе данных (блок 570) и могут использоваться для определения параметров коагуляции проб сырого молока в реальном времени в будущем. Согласно вариантов осуществления настоящего изобретения статистический анализ, выполняемый для построения многочлена, может быть подобен анализу, описанному в отношении спектроскопии в ближней ИК-области. Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения многомерный анализ, регрессию методом наименьших квадратов и/или метод главных компонент используют для определения свойств коагуляции молока по спектроскопии в ближней ИК-области.

Теперь со ссылкой на Фиг.6, на которой показана упрощенная технологическая схема способа онлайнового анализа и направления сырого молока на основании свойств коагуляции согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения. Системы для оптического анализа, такие как описаны в отношении Фиг.2 и 4, могут быть применены для выполнения онлайнового анализа и направления сырого молока на основании его свойств коагуляции. Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения во время дойки проба сырого молока поступает в камеру для проб (блок 610). Выполняют спектральный анализ в ближней ИК-области и/или анализ спектров флуоресценции (блок 620). Детектируются интенсивности и/или излучения (блок 630). Одно или несколько свойств коагуляции определяют на основании предварительно определенного многочленного выражения, включающего несколько заранее определенных эмпирических коэффициентов. Проба молока смывается в главную молочную линию и/или заменяется новой пробой (блок 650), и направление распределительного клапана устанавливается на направление данного потока молока в выбранное место, например, молочную линию и/или емкость для молока (блок 660). Данные по свойствам коагуляции, а также другие данные по выбору вводят в память (блок 670).

В одном варианте осуществления прогнозируемым параметром коагуляции является Су(90), и на основании этого прогноза поток молока распределяют по трем линиям. Например, Су(90)<4 будет направлен по одной линии и/или в емкость для питья; 4>Су(90)<10 будет направлен для изготовления мягкого сыра, например, творога, и йогурта, Су(90)>10 будет направлен для изготовления твердого сыра, например, чеддера и т.д.

Обычно Су(90) увеличивается после дойки из-за увеличения жирности молока в течение дойки. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения и в зависимости от свойств коагуляции молока от отдельных коров, первая часть молока, полученного во время дойки, направляется по одной линии и/или в емкость для питья, средняя часть молока направляется по другой линии и/или в емкость для изготовления мягкого сыра и последняя часть молока направляется по еще одной линии и/или в емкость для изготовления твердого сыра. Часть молока, используемая для изготовления конкретных продуктов, зависит от онлайнового прогнозирования свойств коагуляции молока, например, прогнозирования Су(90). В одном варианте осуществления молоко от коров с относительно высокой способностью к коагуляции используется только для изготовления сыра, а молоко с относительно низкой способностью к коагуляции используется только для питья и/или изготовления мягкого сыра. Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения молок от коров с повышенным количеством соматических клеток, определенным, например, на основании онлайнового прогноза Су(90), направляется в отдельную линию и/или емкость.

Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения детектирование снижения значения одного или нескольких свойств коагуляции используют как указание прекратить дойку. Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения дойка заканчивается автоматически на основании анализа одного или нескольких параметров, зарегистрированных во время дойки.

Теперь со ссылкой на Фиг.7, на которой показан график результатов по нескольким пробам, полученным из трех разных многочленов, используемых для прогнозирования значений плотности сырной массы с использованием системы онлайновой спектроскопии в ближней ИК-области согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения. Измеряемым свойством коагуляции является плотность сырной массы через 90 минут Су(90). Ось Х представляет результаты измерений с помощью оптиграфа, а ось Y представляет прогнозируемые значения Су(90) на основании результатов, измеренных в течение суток с помощью системы спектроскопии в ближней ИК-области спектра, описанной, помимо прочего, со ссылками на Фиг.2-3. Каждая из линий на Фиг.7 представляет результаты модели, созданной из одного набора данных, полученных в течение суток и применяемых для прогнозирования параметров коагуляции, полученных в течение двух других суток. Например, линейная кривая 710 показывает измеренные и прогнозируемые значения Су(90) для проб, взятых в течение Суток 2 и Суток 3, на основании многочлена, определенного для проб, взятых в Сутки 1. Подобным же образом, линейная кривая 720 показывает измеренные и прогнозируемые значения Су(90) для проб, взятых в Сутки 1 и Сутки 3 на основании многочлена, определенного для проб, взятых в Сутки 2. Линейная кривая 730 показывает измеренные и прогнозируемые значения Су(90) для проб, взятых в Сутки 1 и Сутки 2 на основании многочлена, определенного для проб, взятых в Сутки 3. Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения, стабильная модель определяется, когда практически все линии, например, три линии 710, 720 и 730, перекрываются, и/или когда стандартное отклонение между разными моделями меньше стандартного отклонения между разными пробами одной модели. Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения, количество проб, например, от коров, используемое для определения модели, возрастает до определения стабильной модели. В некоторых вариантах осуществления для определения статистической модели для прогнозирования параметра Су(90) обычно используют пробы от 500 коров или больше чем от 500-2000 доек, например, 1000 доек.

Теперь со ссылкой на Фиг.8A и 8B, на которых показаны результаты для проб, полученные при сравнении измеренных и прогнозируемых значений плотности сырной массы и времени коагуляции сычужным ферментом, соответственно, для значений, прогнозируемых с помощью онлайновой флуоресцентной системы согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения. На Фиг.8X измеренным свойством является плотность сырной массы через 90 минут Су(90), и на Фиг.8B измеренным свойством является RCT. Ось X представляет результаты, измеренные с помощью оптиграфа, а ось Y представляет результаты, прогнозируемые по спектральной модели флуоресцентного излучения триптофана (возбуждение на 290 нм), описанной, помимо прочего, со ссылками на Фиг.4-5.

Хотя варианты осуществления настоящего изобретения были описаны на основании выполнения спектрального анализа для прогнозирования свойств коагуляции молока в онлайновом режиме, также могут быть применены и другие способы измерения, включая ультразвук, удельную электропроводность и хемосенсоры.

Термины "содержит", "содержащий", "включает", "включающий", "имеющий" и их производные означают "включая, но без ограничения".

Термин "состоящий из" означает "включающий и ограниченный".

Термин "состоящий в сущности из" означает, что состав, способ или конструкция могут включать дополнительные ингредиенты, этапы и/или детали, но только если такие дополнительные ингредиенты, этапы и/или детали существенно не изменяют основные и новые характеристики заявленного состава, способа или конструкции.

При этом понимается, что определенные признаки изобретения, которые для ясности описаны в контексте отдельных вариантов осуществления, также могут быть представлены в сочетании в одном варианте осуществления. И наоборот, различные признаки изобретения, которые для краткости описаны в контексте одного варианта осуществления, также могут быть представлены отдельно или в любом подходящем меньшем сочетании или согласно любому другому описанному варианту осуществления изобретения. Определенные признаки, описанные в контексте разных вариантов осуществления, не должны считаться существенными признаками таких вариантов осуществления, если только такой вариант осуществления не действует без этих признаков.

Формула изобретения

1. Способ сортировки молока в режиме онлайн на основании прогнозируемых будущих свойств коагуляции, причем способ включает:отбор сырого молока для получения проб сырого молока во время протекания сырого молока в молочной линии между постом дойки для доения животного и множеством пунктов сбора для сбора молока, полученного от этого животного;выполнение анализа пробы сырого молока; прогнозирование по меньшей мере одного будущего параметра коагуляции в онлайновом режиме во время протекания по молочной линии на основании анализа; и направление сырого молока во время протекания по молочной линии в одно из множества пунктов сбора на основании по меньшей мере одного будущего параметра коагуляции.

2. Способ по п.1, включающий смыв пробы сырого молока вместе с сырым молоком в одно из множества пунктов сбора на основании по меньшей мере одного прогнозируемого будущего параметра коагуляции.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что анализ основан на по меньшей мере одном из спектрального анализа, ультразвуке и электропроводности.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что спектральный анализ выполняют на основе по меньшей мере одной из спектроскопии в ближней ИК-области, световой спектроскопии и флуоресцентной спектроскопии.

5. Способ по п.3, отличающийся тем, что спектральный анализ выполняют с использованием нескольких светодиодов, каждый из которых предназначен для освещения пробы сырого молока на различной длине волны в диапазоне от 365 нм до 950 нм.

6. Способ по п.3, отличающийся тем, что спектральный анализ выполняют, используя один или несколько детекторов для детектирования по меньшей мере одного из света, пропускаемого через пробу сырого молока, света, отражаемого пробой сырого молока, и света, рассеиваемого пробой сырого молока.

7. Способ по п.3, отличающийся тем, что спектральный анализ выполняют, используя несколько источников света, имеющих предварительно выбранные длины волн в диапазоне от 290 нм до 430 нм, и включающий детектирование света, рассеиваемого под углом в сущности 90°.

8. Способ по п.1 или 2, включающий определение свойства коагуляции пробы сырого молока на основании предварительно определенного многочлена, включающего эмпирические коэффициенты, полученные по результатам статистического анализа большого количества контрольных проб от разных коров и за разные периоды времени после дойки для известного свойства коагуляции, причем это известное свойство коагуляции определяют путем измерений каждой из контрольных проб после добавления сычужного фермента к контрольной пробе.

9. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что отбор проб выполняют из пульсирующего потока молока.

10. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что параметр коагуляции выбирают из группы, включающей: Су(90), Су(60) и RCT, и отличающийся тем, что анализ пробы сырого молока не включает добавление коагулянта в молоко.

11. Система для сортировки молока в режиме онлайн на основании прогнозируемого свойства коагуляции сырого молока, содержащая: молочную линию, предназначенную для подачи потока молока от поста дойки для доения животного во множество пунктов сбора для сбора молока после его получения от животного;камеру для проб, приспособленную для приема проб пульсирующего молока от поста дойки;анализатор, предназначенный для определения по меньшей мере одного свойства проб сырого молока, текущего по молочной линии, причем анализатор объединен с проточной линией между постом дойки и множеством пунктов сбора;процессор, предназначенный для прогнозирования будущего свойства коагуляции молока на основании по меньшей мере одного определенного свойства; иконтроллер, который принимает прогноз от процессора и направляет молоко в проточной линии в одно из множества пунктов сбора в ответ на прогнозируемое будущее свойство коагуляции.

12. Система по п.11, отличающаяся тем, что камера для проб конфигурирована для смыва проб молока в молочную линию.

13. Система по п.11 или 12, отличающаяся тем, что анализатор является спектроскопическим анализатором в ближней РЖ-области или флуоресцентным спектроскопическим анализатором.

14. Система по п.11 или 12, содержащая блок памяти для хранения эмпирических коэффициентов, относящихся к выводу из анализатора по меньшей мере одного будущего свойства коагуляции молочных проб на основании определенной многочленной функции, отличающаяся тем, что эмпирические коэффициенты получают по результатам статистического анализа большого количества контрольных молочных проб от разных коров и за разные периоды времени после дойки для известного свойства коагуляции, и тем, что будущее свойство коагуляции определяют по параметру, выбираемому из группы, включающей Су(90), Су(60) и RCT.

15. Система по п.11 или 12, отличающаяся тем, что контроллер предназначен для направления молока с частотой каждой пульсирующей пробы молока или с частотой приблизительно один раз в каждые 2 с.

16. Система для онлайнового анализа по меньшей мере одного свойства коагуляции молока, содержащая: камеру для проб, предназначенную для приема проб пульсирующего молока в онлайновом режиме во время дойки животного из молочной линии, соединенной с постом дойки во время дойки;анализатор, предназначенный для определения по меньшей мере одного свойства пробы молока из проб пульсирующего молока в камере для проб во время дойки животного, причем анализатор объединен с молочной линией; ипроцессор, предназначенный для онлайнового прогнозирования во время дойки будущего свойства коагуляции, которым проба сырого молока будет обладать после добавления коагулянта в пробу молока, на основании по меньшей мере одного свойства и хранящихся эмпирических данных, относящихся по меньшей мере к одному свойству коагуляции молока.

17. Система по п.16, отличающаяся тем, что камера для проб приспособлена для смыва проб молока в молочную линию.

18. Система по п.16, отличающаяся тем, что анализатор предназначен для выполнения анализа проб молока без добавления коагулянта к пробе сырого молока.

19. Система по п.16, отличающаяся тем, что анализатор предназначен для определения по меньшей мере одного оптического свойства пробы молока.

20. Система по любому из пп.16-19, отличающаяся тем, что свойство коагуляции определяют по параметру, выбираемому из группы, включающей Су(90), Су(60) и RCT.

21. Система по любому из пп.16-19, содержащая блок памяти для хранения эмпирических коэффициентов, относящихся к выводу из анализатора по меньшей мере одного свойства коагуляции пробы молока на основании определенной многочленной функции.

22. Система по п.21, отличающаяся тем, что эмпирические коэффициенты получают по результатам статистического анализа большого количества проб молока от разных коров и за разные периоды времени после дойки для известного свойства коагуляции.

23. Система по любому из пп.16-18, отличающаяся тем, что анализатор предназначен для определения по меньшей мере одного из ультразвукового и электропроводящего свойств пробы молока.