Визуальный способ мониторинга кислотности пастеризованного молока

Проект направлен на разработку способа визуального мониторинга кислотности пастеризованного молока с целью оценки его свежести. Объектом исследования является колориметрический сенсор, представленный в виде индикатора 2,6-дихлорфенолиндофенол, иммобилизованного в полиметакрилатную матрицу. Разрабатываемый способ основан на визуальном наблюдении изменения цветовых характеристик колориметрического сенсора, находящемся в постоянном контакте с молоком.

Введение ………………………………………………………………………………………………….. 17
1 Способы оценки качества молока ………………………………………………………….. 19
1.1 Интеллектуальная упаковка пищевой продукции ……………………………… 19
1.2 Традиционные методы оценки качества молока ……………………………….. 24
1.3 Новейшие разработки в области контроля качества молока ………………. 28
1.4 Процесс скисания молока ………………………………………………………………… 32
2 Экспериментальная часть ………………………………………………………………………. 34
2.1 Полиметакрилатная матрица ……………………………………………………………. 34
2.2 Реактивы и оборудование ………………………………………………………………… 34
2.2.1 Спектрофотометр Shimadzu UV-1800………………………………………….. 34
2.2.2 Иономер лабораторный И-160…………………………………………………….. 36
2.2.3 Спектрофотометр AvaSpec-2048 …………………………………………………. 37
2.2.4 Оборудование, необходимое для приготовления растворов …………. 38
2.2.5 Исходные вещества и реагенты …………………………………………………… 39
2.3 Изменение кислотно-основных свойств молока в течение хранения …. 39
2.4 Иммобилизация индикатора в матрицу …………………………………………….. 39
2.5 Влияние кислотности раствора на иммобилизованный реагент…………. 40
2.6 Влияние кислотности молока на иммобилизованный реагент …………… 40
3 Обработка и обсуждение результатов…………………………………………………….. 42
3.1 Выбор индикатора, иммобилизованого в матрицу…………………………….. 42
3.2 Влияние кислотности раствора на иммобилизованный реагент…………. 44
3.3 Оценка свежести молока с помощью полиметакрилатной матрицы при
комнатной температуре …………………………………………………………………………. 47
3.4 Оценка показателей точности, правильности, прецизионности …………. 52
4 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение … 55
4.1 Предпроектный анализ …………………………………………………………………….. 55
4.1.1 Потенциальные потребители результатов исследования ……………… 55
4.1.2 Анализ конкурентных технических решений ………………………………. 56
4.2 Инициация проекта ………………………………………………………………………….. 57
4.2.1 Цели и результат проекта ……………………………………………………………. 57
4.3 Планирование НИР ………………………………………………………………………….. 59
4.3.1 Планирование этапов и работ по выполнению НИР…………………….. 59
4.3.2 Определение трудоемкости выполнения работ ……………………………. 60
4.3.3 Разработка календарного плана работ …………………………………………. 61
4.4 Бюджет научно-технического исследования (НТИ) ………………………….. 63
4.4.1 Состав затрат, включаемых в себестоимость НТИ ………………………. 63
4.4.2 Расчет затрат НТИ ……………………………………………………………………… 64
4.4.2.1 Расчет материальных затрат НТИ ………………………………………….. 64
4.4.2.2 Основная заработная плата исполнителей темы …………………….. 64
4.4.2.3 Дополнительная заработная плата исполнителей темы ………….. 66
4.4.2.4 Отчисления во внебюджетные фонды (страховые отчисления) 67
4.4.2.5 Накладные расходы ………………………………………………………………. 68
4.4.2.6 Формирование бюджета затрат научно-исследовательского
проекта ……………………………………………………………………………………………. 68
4.5 Определение ресурсоэффективности исследования ………………………….. 69
4.6 Выводы по разделу «Финансовый менеджмент» ………………………………. 72
5 Социальная ответственность …………………………………………………………………. 73
5.1 Производственная безопасность ………………………………………………………. 73
5.1.1 Анализ вредных и опасных факторов, которые может создать объект
исследования ……………………………………………………………………………………… 73
5.1.2 Анализ вредных и опасных факторов, могут возникнуть на рабочем
месте при проведении исследований. ………………………………………………….. 73
5.1.3 Анализ выявленных вредных факторов при разработке и
эксплуатации проектируемого решения ………………………………………………. 74
5.1.3.1 Недостаточная освещённость рабочей зоны ………………………….. 74
5.1.3.2 Повышенный уровень электромагнитных излучений;
повышенная напряжённость электрического поля ……………………………. 76
5.1.3.3 Отклонения показателей микроклимата ………………………………… 77
5.1.3.4 Нервно-психические перегрузки……………………………………………. 78
5.1.4 Анализ выявленных опасных факторов при разработке и
эксплуатации проектируемого решения ………………………………………………. 79
5.1.4.1 Опасность поражения электрическим током ………………………….. 79
5.1.4.2 Короткое замыкание ……………………………………………………………… 80
5.1.4.3 Статическое электричество …………………………………………………… 80
5.2 Экологическая безопасность…………………………………………………………….. 81
5.2.1 Анализ влияния процесса исследования на окружающую среду. …. 81
5.2.2 Обоснование мероприятий по защите окружающей среды ………….. 82
5.3 Безопасность в чрезвычайных ситуациях …………………………………………. 83
5.4 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности …… 84
5.4.1 Организационные мероприятия при компоновке рабочей зоны
исследователя …………………………………………………………………………………….. 84
5.4.2 Специальные правовые нормы трудового законодательства ……….. 85
5.5 Выводы по разделу «Социальная ответственность» ………………………….. 85
Список использованных источников ………………………………………………………… 88
Приложение А …………………………………………………………………………………………. 92
Приложение Б ………………………………………………………………………………………… 100
Приложение В………………………………………………………………………………………… 101

В результате исследования разработан визуальный способ
мониторинга кислотности пастеризованного молока.
В ходе выполнения выпускной квалификационной работы:
– экспериментально определены кислотно-основные свойства
пастеризованного молока в течение его хранения;
– разработан колориметрический сенсор на основе полиметакрилатной
матрицы с иммобилизованным 2,6-дихлорфенолиндофенолом и предложен
способ определения кислотности пастеризованного упакованного молока с
его помощью;
– проведена оценка показателей качества предложенного способа в
соответствии с РМГ 61: показатель повторяемости предлагаемого способа
σr,m не превышает 0,16, показатель воспроизводимости σR,m не превышает
0,13, показатель правильности Δc, m = ±0,13, показатель точности Δm = ±0,29;
– проведена апробация способа на реальном объекте.
Поставленные цель и задачи выпускной квалификационной работы
выполнены в полном объеме.
Результаты работы предполагается использовать для создания
интеллектуальной упаковки пастеризованного молока.

1 Стратегия повышения качества пищевой продукции в Российской
Федерации до 2030 года (утвержденная распоряжением Правительства РФ от
29 июня 2016 г. № 1364-р) [Электронный ресурс]. – Режим доступа:
http://www.garant.ru/products/ipo/prime/doc/71335844/#1000,свободный.–
Загл. с экрана.
2 Родионов Д. А., Суворина И. В., Макеев П. В., Полушкин Д. Л.,
Устьян Е. В. Умная упаковка // Молодой ученый. — 2016. — №2. — С. 1066-
1069.[Электронныйресурс].–Режимдоступа:
https://moluch.ru/archive/106/24986/, свободный. – Загл. с экрана.
3 The Chemical Journal. Интеллектуальная упаковка. [Электронный
ресурс].–Режимдоступа:http://tcj.ru/wp-
content/uploads/2013/12/2002_9_43_ypakovka.pdf, свободный. – Загл. с экрана.
4 Мир этикетки. «Умная» этикетка показывает уровень свежести.
[Электронныйресурс].–Режимдоступа:
http://labelworld.ru/article.aspx?id=18821&iid=873, свободный. – Загл. с экрана.
5ГОСТ31450-2013Молокопитьевое.Техническиеусловия
[Электронный ресурс]. – URL: http://docs.cntd.ru/document/1200103303/ – Загл.
с экрана.
6 Кислотность молока. [Электронный ресурс]. – Режим доступа:
http://podvor.com/library/slovar/kislotnost-moloka/?letter[]=K,свободный.–
Загл. с экрана.
7 ГОСТ Р 54669-2011 Молоко и продукты переработки молока.
Методыопределениякислотности.[Электронныйресурс].–URL:
http://docs.cntd.ru/document/1200089267/ – Загл. с экрана.
8 ГОСТ 32892-2014 Молоко и молочная продукция. Метод измерения
активной кислотности.
9 Y.Wang, W. Ding, L. Kou, L. Li, C. Wang ,W. M. Jurick. A Non-
destructive method to assess freshness of raw bovine milk using FT-NIR
spectroscopy // Journal of Food Science and Technology. – 2015. – Volume
52, Issue 8, pages 5305–5310.
10 Michael Lu, Yvonne Shiau, Jacklyn Wong and others. Milk Spoilage:
Methods and Practices of Detecting Milk Quality // Food and Nutrition Sciences. –
2013. – Volume 4, pages 113-123.
11 Jesica A. Cavallo, Miriam C. Strumia, Cesar G. Gomez. Preparation of a
milk spoilage indicator adsorbed to a modified polypropylene film as an attempt to
build a smart packaging // Journal of Food Engineering. – 2014. – Volume
136, pages 48-55.
12 Ankita Jagannath Lakade, K. Sundar, Prathapkumar H. Shetty.
Nanomaterial-based sensor for the detection of milk spoilage // LWT – Food
Science and Technology. – 2017. – Volume 75, pages 702-709.
13 Bin Liua, Han Xua, Huiying Zhao, Wei Liub, Liyun Zhaoa, Yuan L.
Preparation and characterization of intelligent starch/PVA films for simultaneous
colorimetric indication and antimicrobial activity for food packaging applications //
Carbohydrate Polymers. – 2017. – Volume 157, pages 842-849.
14 Valdir Aniceto Pereira Jr., Iza Natalia Queiroz de Arruda, Ricardo
Stefani. Active chitosan/PVA films with anthocyanins from Brassica oleraceae
(Red Cabbage) as TimeeTemperature Indicators for application in intelligent food
packaging // Food Hydrocolloids. – 2015. – Volume 43, pages 180-188.
15 Кот Шрёдингера. Живой научно-популярный журнал. Правильно
скисшеемолоко.[Электронныйресурс].–Режимдоступа:
https://kot.sh/statya/211/pravilno-skisshee-moloko, свободный. – Загл. с экрана.
16 MEL Science. Почему скисает молоко? [Электронный ресурс]. –
Режимдоступа:https://melscience.com/ru/articles/pochemu-skisaet-moloko/,
свободный. – Загл. с экрана.
17Индикаторныйчувствительныйматериалдляопределения
микроколичеств веществ: пат. 2272284 Рос. Федерация, № 2004125304/04;
заявл. 18.08.2004; опубл. 20.03.2006. Бюл. № 8.
18 Бишоп Э. / Пер с англ.; Под ред. И. Н. Марова. Индикаторы -М.:
Мир, 1976. – 496 с.
19 Мирзаева Х.А., Ахмедова Р.И. Получение модифицированных 2,6-
дихлорфенолиндофенолом и метиленовым синим сорбентов на основе
пенополиуретана // Научный форум: Медицина, биология и химия: сб. ст. по
материалам I междунар. науч.-практ. конф. — № 1(1). — М., Изд. «МЦНО»,
2016. — С. 59-64.
20 ГОСТ 12.0.003-2015. Система стандартов безопасности труда
(ССБТ). Опасные и вредные производственные факторы. Классификация
[Электронный ресурс]. – URL: http://docs.cntd.ru/document/1200136071 – Загл.
с экрана.
21 СП 52.13330.2016 Свод правил. Естественное и искусственное
освещение[Электронныйресурс].–URL:
http://docs.cntd.ru/document/456054197 – Загл. с экрана.
22 СН 2.2.4/2.1.8.562 – 96. Шум на рабочих местах, в помещениях
жилых, общественных зданий и на территории застройки [Электронный
ресурс]. – URL: http://base.garant.ru/4174553/ – Загл. с экрана.
23 СанПиН 2.2.2/2.4.1340 – 03. Санитарно – эпидемиологические
правилаинормативы«Гигиеническиетребованиякперсональным
электронно-вычислительным машинам и организации работы [Электронный
ресурс]. – URL: http://www.rosteplo.ru/Npb_files/npb_shablon.php?id=707 –
Загл. с экрана.
24 СанПиН 2.2.4.548 – 96. Гигиенические требования к микроклимату
производственныхпомещений[Электронныйресурс].–URL:
https://www.ntm.ru/control/37/6956 – Загл. с экрана.
25 ГОСТ 12.1.038-82 Система стандартов безопасности труда.
Электробезопасность. [Электронный ресурс]. – URL: http://www.internet-
law.ru/gosts/gost/21681/ – Загл. с экрана.
26Мероприятияпоустранениюопасныхивредных
производственныхфакторов.[Электронныйресурс].–
URL:https://studfiles.net/preview/2652579/page:20/- Загл. с экрана.
27 СНиП 2.04.03-85 Строительные нормы и правила. Канализация.
Наружныесетиисооружения[Электронныйресурс].–URL:
http://www.vashdom.ru/snip/2.04.03-85/ – Загл. с экрана.
28 Монотонность труда. Условия труда. [Электронный ресурс]. –
URL:https://cribs.me/psikhologiya-truda/monotonnost-truda-usloviya-truda-
plyusy-i-minusy-mashin-na-proizvodstve – Загл. с экрана.
29 НПБ 105-03. Нормы пожарной безопасности. Определение
категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и
пожарной опасности. [Электронный ресурс]. – URL: http://ockc.ru/wp-
content/standart/105-03.pdf – Загл. с экрана.
30 Технический регламент «О требованиях пожарной безопасности»
[Электронный ресурс]. – URL: http://docs.cntd.ru/document/902111644 – Загл. с
экрана.
31 Трудовой кодекс Российской Федерации от 30.12.2001 N 197-ФЗ.
[Электронный ресурс]. – URL: http://docs.cntd.ru/document/trudovoj-kodeks-rf-
tk-rf – Загл. с экрана.