При изготовлении продуктов питания, лекарств, средств косметики часто приходится иметь дело с эмульсиями и суспензиями, то есть со смесями нерастворимых друг в друге жидкостей или жидкостей и частиц твердого вещества. Например, молоко, которое мы каждый день пьем, представляет собой эмульсию из воды и жировых шариков.
В натуральном молоке жировые шарики имеют размеры 1-5 мкм. После дойки шарики начинают слипаться, становиться крупнее, и через несколько часов на поверхности образуется слой сливок. Чтобы молоко не расслаивалось, его гомогенизируют, размельчая жировые шарики. Естественно, молоко при этом остается молоком. После этого они перестают слипаться и структура молока сохраняется надолго.
Существует несколько способов гомогенизации. Самый простой заключается в том, что эмульсию под большим давлением прокачивают через отверстие маленького диаметра. Попадая в пространство с пониженным давлением, струя распыляется и частицы жира дробятся на части.
Специалисты российского предприятия "РАСТОН" представили на выставке "Прод-экспо -2004" в Экспоцентре на Красной Пресне гомогенизатор, основанный на иных принципах. Эмульсия под обычным давлением подается в резервуар, оборудованный ультразвуковым излучателем. Под действием ультразвуковых колебаний в объеме эмульсии образуются кавитационные пузырьки. При их схлопывании возникают ударные волны, интенсивно размельчающие жировые шарики.
Ультразвуковая гомогенизация обладает рядом достоинств, и главное из них - возможность управлять процессом, регулируя частоту и амплитуду колебаний. Кроме того, ультразвук избавляет молоко от находящихся в нем микроорганизмов, и оно при комнатной температуре "стерилизуется", а витамины и другие полезные вещества, которые разрушаются при нагревании, в нем сохраняются.
С помощью ультразвука можно получать и мелкодисперсные суспензии. Разрушение твердых частиц происходит в две стадии: сначала при соударениях в частицах возникают микротрещины, а затем кавитационные ударные волны расширяют и углубляют трещины, раскалывая частицу.
Ультразвуковые гомогенизаторы найдут применение в производстве плодовых соков и пюре, для извлечения растительных компонентов без использования органических растворителей, при изготовлении антибиотиков с повышенной антибактериальной активностью.
МОЖНО ИЗМЕРЯТЬ ТОК, НЕ РАЗРЫВАЯ ЦЕПИ
В сообщениях о пожарах часто упоминается короткое замыкание в электрической сети. Заранее обнаружить опасность - значит сохранить жизни людей и материальные ценности. Как не допустить аварии, если электрические линии, скажем в учреждении или в жилом здании, тянутся на сотни метров, а от сети работают десятки устройств?
Это действительно непросто, поскольку к поломке могут привести многие причины. Одна из распространенных - повреждение изоляции. На начальной стадии его можно заметить по росту тока утечки. С этой целью на московском предприятии ЗАО "ПриСТ" создали токоизмерительные клещи. С их помощью можно регистрировать ток, не разрывая цепи. Достаточно захватить провод губками клещей. Если по проводу течет ток, то вокруг возникает магнитное поле. В губках помещен чувствительный элемент - датчик Холла, кристалл полупроводника, электрические параметры которого зависят от величины магнитной индукции. Минимальное значение регистрируемого тока составляет 10 мкА.
Небольшой ток утечки существует и в исправных проводах. Но если его значение превышает норму, это уже сигнал тревоги. Сначала нужно отключить все потребители тока и проверить ток утечки непосредственно за предохранителями. Далее нужно так же обследовать участки цепи, постепенно двигаясь к периферии. Как только прибор покажет нормальный ток утечки, можно утверждать, что остальная проводка находится в нормальном состоянии.
С помощью прибора также измеряют напряжение (до 600 В), частоту переменного тока (до 1000 Гц) и электрическое сопротивление (до 1000 Ом), причем предел измерений прибор выбирает автоматически.
АВТОМАТИЧЕСКИЙ АРТЕРИАЛЬНЫЙ ТОНОГРАФ
Гипертоническая болезнь, которой страдает подавляющее число пожилых людей, относится к тяжелым недугам, чреватым самыми серьезными последствиями. Проверить артериальное давление на первый взгляд очень просто - любой проходил эту процедуру множество раз. Тем не менее отнюдь не всегда даже врач может сразу уверенно сказать, болен пациент или нет. Дело в том, что артериальное давление меняется в течение суток и в довольно больших пределах.
Чтобы надежно поставить диагноз, врачу нужно отследить эти колебания: когда давление повышается, насколько, в течение какого времени оно держится на высоком уровне. Более того, ряд заболеваний удается выявить не по значению артериального давления, а именно по его динамике. Если больной находится в стационаре, такая задача решаема. А вот получить суточный цикл измерений давления в домашних условиях до последнего времени было непросто.
Сейчас это делают, используя комплекс "BPLab", выпускаемый в Нижнем Новгороде. Устройство состоит из манжеты и связанного с ней шлангом небольшого блока, в котором находятся малошумный компрессор, измерительный прибор и электронная память. Больной надевает манжету на руку, а электронно-механический блок носит на ремешке через плечо.
Периодически в манжету подается сжатый воздух, и прибор автоматически фиксирует значения давления и частоты пульса. Данные хранятся в памяти устройства, пока больной не покажется врачу.
В кабинете поликлиники, подключив блок к компьютеру, на котором установлена специальная программа, можно получить на экране таблицу с результатами измерений, а также график изменения артериального давления и частоты пульса. Программа работает не только в Windows, но и в MS DOS, поэтому требования к компьютеру предъявляются самые незначительные.
Одна из модификаций устройства снабжена двухканальным электрокардиографом.
ТЕЛЕФОНИЯ ПО ЛИНИЯМ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ
Прокладка линий телефонной связи сопряжена с большими затратами. Можно сэкономить человеческий труд и деньги, если вести переговоры по уже существующим проводам, но предназначенным для других целей. В энергетических системах для служебной телефонной связи и для обмена телеметрическими данными используют высоковольтные ЛЭП. На Ульяновском механическом заводе выпускают устройства сопряжения "Связь-Л", позволяющие организовать связь с полосой частот 4 кГц на одном из 200 возможных каналов.
Устройство состоит из двух блоков - низкочастотного и высокочастотного. Низкочастотный блок, связанный с коммутатором или АТС, формирует сигнал телефонного канала с полосой частот 0,3-2,4 кГц, достаточной для разборчивого воспроизведения речи, и необходимым уровнем громкости; полоса частот канала телеметрии составляет 2,64-3,4 кГц. В передающем высокочастотном блоке происходят модуляция несущей частоты в диапазоне от 36 до 1000 кГц и регулировка уровня передачи. В приемном высокочастотном блоке сигнал детектируется и направляется абоненту.
Кстати, силовые линии и кабели теперь используются и для обмена информацией между пользователями Интернета и провайдерами.
НОВОЕ СРЕДСТВО БОРЬБЫ С ЗАГРЯЗНЕНИЕМ РТУТЬЮ
Ртуть представляет собой чрезвычайно токсическое вещество. Она попадает в организм с воздухом, водой и продуктами питания. Поэтому прибор, который быстро и точно измеряет концентрацию ртути в исследуемых образцах, окажется полезным в самых разных областях человеческой деятельности.
Традиционно для определения концентрации ртути на пути потока воздуха или жидкости помещали решетку из золота, играющего роль сорбента, поскольку ртуть легко образует с золотом раствор - амальгаму. Постепенно токсичный металл накапливается на решетке, и его массу можно измерить взвешиванием. Процесс занимает много времени и дает лишь усредненный результат.
На выставке "AnalyticaExpo 2004", прошедшей недавно в культурно-выставочном центре "Сокольники", был представлен портативный атомно-адсорбционный спектрометр "РА-915", позволяющий улавливать и регистрировать чрезвычайно малое количество ртути в режиме реального времени. В основу работы прибора положен принцип резонансного поглощения атомами ртути световой волны длиной 254 нм. Устройство комплектуется приставками, с помощью которых можно определять содержание ртути не только в воздухе или жидких средах, но и в волосах, в крови, на поверхностях фильтров, на спецодежде и в продуктах питания.
