| 1 |
1
전원 장치; 시료 전처리 장치; 시료 측정 장치; 품질 판정 장치; 시스템 제어 장치; 및 화면 표시 장치로 구성되는 원유(raw milk)의 실시간 휴대용 품질 판정 시스템으로서,
시료 전처리 장치는 원유 공급 장치(1); 시약 공급 장치(2); 원유 공급 장치에 의해 입력된 원유 시료와 시약 공급 장치에 의해 입력된 반응 시약을 혼합하는 혼합 장치(3); 상기 혼합 시료의 온도를 유지하는 온도 조절 장치(4); 및 시료 측정 셀(7)에 혼합 시료를 공급하는 시료 공급 장치(5)로 구성되며,
시료 측정 장치는 시료 측정 셀(7); 가시광선 및 근적외선 영역의 빛을 방출할 수 있는 광원 장치(6); 광원에서부터 나온 빛을 시료 측정 셀(7)에 공급하고 시료를 통해 나온 빛을 다시 가시광선 및 근적외선 분광 검출 장치(8)에 전달하는 광 프로브(Fiber optics); 유성분의 함량에 따라 광원에 의해 조사(照射)된 원유의 체세포수, 지방, 단백질, 유당 및 무지고형분의 흡광도를 측정하는 가시광선 및 근적외선 분광 검출 장치; 및 데이터 수집 장치(9)로 구성되며,
시스템 제어 장치 및 품질 판정 장치(10)는 임베디드(embedded) 장치 및 측정 프로그램으로 구성되며,
품질 판정 장치는 측정된 시료의 원유 흡광도를 체세포수(SCC, Somatic cell count), 지방(Fat), 단백질(Protein), 유당(Lactose), 및 무지고형분(SNF, Solid Not Fat)의 기준값과 흡광도의 상관관계를 나타내는 부분 최소 자승법(PLS; Partial Least Squares) 검량식에 입력하여 가시광선 영역에서 예측된 체세포수, 근적외선 영역에서 예측된 지방, 단백질, 유당 및 무지고형분의 예측값을 화면 표시 장치(12)에 출력하도록 구성됨을 특징으로 하는 원유의 실시간 휴대용 품질 판정 시스템
|
| 2 |
2
제 1항에 있어서, 전원장치는 90~250 V의 교류를 이용하여 충전하며 DC 12V를 공급하는 충전가능한 리듐 이온 방식의 베터리 셀임을 특징으로 하는, 원유의 실시간 휴대용 품질 판정 시스템
|
| 3 |
3
제 1항에 있어서, 반응시약은 레사주린(Resazurin)임을 특징으로 하는, 원유의 실시간 휴대용 품질 판정 시스템
|
| 4 |
4
제 1항에 있어서, 온도 조절 장치(4)는 열전소자를 이용하여 혼합장치(3)를 가열하며, 혼합시료의 온도를 비례 미분적분 제어기(PID controller; Proportional-Integral-Derivative controller)에 의해 40℃로 유지함을 특징으로 하는 원유의 실시간 휴대용 품질 판정 시스템
|
| 5 |
5
제 1항에 있어서, 시료 측정 셀(7)은 광 투과거리 1 mm의 석영(Quartz) 셀임을 특징으로 하는 원유의 실시간 휴대용 품질 판정 시스템
|
| 6 |
6
제 1항에 있어서, 광원 장치(6)는 파장 범위 360~2,000 nm의 텅스텐-할로겐 램프임을 특징으로 하는 원유의 실시간 휴대용 품질 판정 시스템
|
| 7 |
7
제 1항에 있어서, 분광 검출 장치(8)는 400~1,000 nm의 파장 영역을 1 nm 간격으로 측정 가능한 가시광선 분광 장치 및 900~1,700 nm의 파장 영역을 2 nm 간격으로 측정 가능한 근적외선 분광 장치로 구성됨을 특징으로 하는 원유의 실시간 휴대용 품질 판정 시스템
|
| 8 |
8
제 1항에 있어서, 시스템 제어 장치는 TCP/IP, 시리얼 및 USB 포트를 포함하여 현장에서 분석된 유성분의 흡광도 측정값을 프린터와 연결하여 인쇄가 가능하도록 구성됨을 특징으로 하는 원유의 실시간 휴대용 품질 판정 시스템
|
| 9 |
9
i) 제 1항의 원유의 실시간 휴대용 품질판정 시스템의 전원을 공급하는 단계;
ii) 전원장치를 키고 10분간 광원 장치(6) 및 혼합 장치(3)를 예열하는 시스템 준비 단계;
iii) 원유 공급장치(1)와 시약 공급장치(2)의 정량모터에 의해 원유와 반응시약을 혼합장치(3)에 입력하여 5분간 혼합하고 온도조절 장치와 비례 미분적분 제어기(PID controller; Proportional-Integral-Derivative controller)에 의해 혼합시료의 온도를 40 ℃로 유지한 후, 시료공급 장치에 의해 혼합시료를 시료 측정 셀(7)에 공급하는 시료 전처리 단계;
iv) 분광 검출 장치의 암 스펙트럼(dark spectrum) 및 기준 스펙트럼(reference spectrum)를 미리 측정하여 저장하는 단계;
v) 시료 측정 셀(7)에 공급된 원유 시료에 광원장치(6)에서 빛을 조사(照射)한 후, 400~1,000 nm의 파장 영역을 1 nm 간격으로 측정 가능한 가시광선 분광 장치 및 900~1,700 nm의 파장 영역을 2 nm 간격으로 측정 가능한 근적외선 분광 장치로 구성된 분광 검출 장치(8)로 유성분에 따른 원유의 흡광도를 측정하여 전기적 신호로 변환시키고, 이 전기적 신호를 데이터 수집장치(9)의 아날로그 입력 채널에 의해 디지털 신호로 바꾸어 내장 통신채널을 통하여 시스템 제어장치로 전송하는 시료 측정 단계; 및
vi) 측정된 시료의 원유 흡광도를 체세포수, 지방, 단백질, 유당 및 무지고형분의 기준값과 흡광도의 상관관계를 나타내는 부분최소자승법(PLS; Partial Least Squares) 검량식에 입력하여 가시광선 영역에서 예측된 체세포수, 근적외선 영역에서 예측된 지방, 단백질, 유당 및 무지고형분의 예측값을 화면 표시 장치(12)에 출력하여 원유의 품질을 판정하는 단계를 포함하는 원유의 실시간 휴대용 품질 판정 방법
|
| 10 |
10
제 9항에 있어서, ii) 단계에서 전원장치는 90~250 V의 교류를 이용하여 충전하며 DC 12V를 공급하는 충전가능한 리듐 이온 방식의 베터리 셀임을 특징으로 하는, 원유의 실시간 휴대용 품질 판정 방법
|
| 11 |
11
제 9항에 있어서, iii) 단계에서 반응시약은 레사주린(Resazurin)임을 특징으로 하는, 원유의 실시간 휴대용 품질 판정 방법
|
| 12 |
12
제 9항에 있어서, iii) 단계에서 시료 측정 셀(7)은 광 투과거리 1 mm의 석영(Quartz) 셀임을 특징으로 하는 원유의 실시간 휴대용 품질 판정 방법
|
| 13 |
13
제 9항에 있어서, v) 단계에서 광원 장치(6)는 파장 범위 360~2,000 nm의 텅스텐-할로겐 램프임을 특징으로 하는 원유의 실시간 휴대용 품질 판정 방법
|
| 14 |
14
제 9항에 있어서, vi) 단계에서 시스템 제어 장치는 TCP/IP, 시리얼 및 USB 포트를 포함하여 현장에서 분석된 유성분의 흡광도 측정값을 프린터와 연결하여 인쇄가 가능하도록 구성됨을 특징으로 하는 원유의 실시간 휴대용 품질 판정 방법
|
