Fettgehalt in der Milch Messen

[lorenzo]

Ich moechte mit einer elektronischen Vorrichtung (mit IR oder Ultraschall) den Fettgehalt in der Milch messen.
Kann ich dies mit einem Atmega8 machen ?
Ist es sehr kompliziert so eine Vorrichtung zu bauen?

Gruesse

Lorenzo

[Besserwessi]

Der verwendete Controller ist erst mal nebensächlich. Vermutlich wäre der Mega8 in Ordnung. Was interessanter ist, wäre das Messverfahren.

Die Frage ist also was ändert sich mit dem Fettgehalt:
So ganz einfach ist das sicher nicht, denn es da können sich wohl auch noch andere Parameter ändern, z.B. Zuckergehalt, Eiweissgehalt, ggf. Größe der Fetttröpfchen, PH-wert, Alter.

Mit IR Licht sehe ich da keinen so einfachen Zusammenhang mit dem Fettgehalt. Möglich wäre es aber: die Fettröpfchen werden wohl zur Lichtstreuung beitragen, aber da geht sicher auch die Tröpchengröße ein.

Bei Ultraschall sollte man eine Effekt über die Dichte bekommen. Vermulich auch noch einen über die Dämpfung, denn ich würde mal schätzen das sich hier Fett auch anders als Wasser verhält. Eine einfache Dichtemessung wird vermultich auch nicht reichen, denn da haben auch andere Inhaltsstofe einen Einfluss.

So wie es aussieht ist das ein alles anderes als einfaches Problem. Ein erster schritt wäre man zu sehen was es schon an Fettsensoren gibt.

[vohopri]

Hallo Lorenzo,

die Dielektrizitätskonstante von Wasser und Fett unterscheidet sich schon einmal deutlich. Das wäre ein Ansatzpunkt für weiter Recherchen.

grüsse,
Hannes

[yaro]

Elektronisch wäre das wohl schwierig... und der Controller erstmal nebensächlich.
Ich habe mal im Chemieunterricht den Fettgehalt von Nüssen bestimmt, das war nicht ganz so einfach... Und hat schon ein Weilchen gedauert.
Informier dich mal im Internet, wie das elektronisch gehen soll, dann können wir dir auch helfen.

Gruß, Yaro

[Besserwessi]

Das ist eine gute Idee mit der DK. Das würde dann auch eine Kapazitätsmessung hinauslaufen und das läßt sich recht gut mit einem µC erledigen.

[lorenzo]

Hallo Leute,

Danke fuer Euer Interesse.

Ausser den normalen chemisch - physikalischen Tests gibt es 2 Arten von Schnelltests zur Messung
vom Fettgehalt:

1) Spektrometrische Messung:
Standardzusammensetzung der Kuhmilch:
Wasser 87,5% - Fett 3,5% - Laktose 4,7% - andere Elemente 4,3%

Frequenzband:
Homogeneisiertes Fett - 5730 nm
Nicht pastorisiertes Fett - 3450 nm
Laktose - 9600 nm
Proteine - 6640 nm

2) Akustische Messung
Wird nach folgender Formel durchgefuehrt:
V=1/SQR(D*K)
Die Messungen werden gleichzeitig in zwei Behaeltern mit 41°C und 65°C durchgefuehrt

Gruesse

Lorenzo

[oberallgeier]

... Spektrometrische Messung ... 5730 nm ... 3450 nm ... 9600 nm ... 6640 nm ...

Tiefstes Infrarot ? ? ? 9600 nm sind fast ein hunderstel Millimeter ! ! ! Was dient da als Sender und was als Empfänger ??

[Besserwessi]

Die Infrarotmessung habe ich auch kurz nachgeschlage. Das ist eine ziehmlich aufwendige Angelegenheit. Man mach dazu wirkliche IR Spektroskopie. Der Detektor könnte eine Thermosäule oder ein Halbleiter mit kleiner Bandlücke (ggf. auch gekühlt) sein. Der Sender ist dagegen einfach eine Heiße oberflächen (z.B. 1500°C)

Das Normale Verfahren ist da wohl Fourier Spektriskopie, auch wenn man hier wohl nicht die damit erreicht Auflösung braucht. Als fertiges Gerät würde ich mit Preisen von mehrerern 10000 EUR rechenen.
Die Auswertung erforder auch mehr einen PC und ein Menge Tabellendaten für die Kalibrierung. Dafür hat man als Ergebnis auch mehr als nur den Fettgehalt.

Die Akustische Messung sieht dagegen so aus als wäre das im Eigenbau machbar. Als einfache Ausführung sollen 2 Piezos an gegnüberliegenden Seiten eines eher dünnwandigen Rohres reichen. Man wird dann aber noch einiges an Experimenten und Test brauchen, um die Rohreigenschalten von denen der Flüssigkeit zu trennen.

Allerdings würde ich da nicht mit einer wirklich hohen Genauigkeit rechnen, denn auch die anderen Milchbestandteile werden die Schallgeschwindigkeit verändern.

Die Elektrische (Dielektrische) Messung wäre da eventuell eine sinnvolle Ergänzung. Wobei man da vermutlich zu relativ hohen Frequenzen (z.B. 100 MHz) gehen muss damit man nicht nur die Leitfähigkeit und damit im wesentlichen den PH Wert bestimmt.

Ich habe auch noch gefunden, das sich auch die Wärmeleitfähigkeit ein kleinwenig mit dem Fettgehalt ändern soll. Das wäre auch noch enfacher als die IR Messung.

[lorenzo]

Hallo,

kann man mit Ultraschall den Durchmesser von den Fettteilchen messen ?

Gruesse

Lorenzo

[Besserwessi]

Man könnte mit Ultiraschall eventuell auch was über die Größe der Fetteilchen rauskriegen, wenn man die Dämpfung oder Steurung als Funktion der Frequenz (Wellenlänge) betrachtet. Das sind dann aber schon eher hohe Frequenzen um mit der Wellenlänge in Größenbereich zu kommen. So ganz einfach ist es aber nicht, eher was für eine Abschlußarbeit an der Uni.