Способ контроля качества зерен риса

Способ контроля качества зерен риса

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗО6РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик ()958924 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 30.12.80 (21) 3257220/28-13 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М.К .

G 01 N 21/34//

G 01 N 33/10

:Гэе дарстееннмй немнтет пе ланам нзебретеннй н юткрмтнй (53) УДК 543.42 (088.8) Опубликовано 15.09.82. Бюллетень № 34

Дата опубликования описания 25.09.82 (72) Авторы изобретения

В. А. Яковенко и В. Г. Морозов

«„;»

Одесский технологический институт пищевой пр ышленности им. М. В. Ломоносова (71) Заявитель (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ЗЕРЕН РИСА

Изобретение относится к оптическим способам контроля качества зерна и предназначено для объективной идентификации глютинозных и мучнистых зерен риса и может быть использовано на предприятиях по хранению и переработке зерна, а также в сельском хозяйстве.

Известны способы контроля качества зерна: химический, использующий эффект окрашивания зерновок, и органолептический, основанный на визуальной оценке внеш- 1о него вида поперечного среза зерна (1).

Однако данные способы длительны и вследствие субъективного характера недостаточно точны.

Наиболее близким к изобретению по тех- нической сущности является способ контроля качества зерен риса по их глютинозности и мучнистости, предусматривающий облучение анализируемой пробы и измерение величин пропускательной и отражательной го способностей с последующим установлением отношений измеренных величин. В этом способе используется инфракрасная часть спектра с длиной волны 0,9 — 1,3 мкм (2).

Однако, так как одновременное определение пропускательной и отражательной способностей зерна осуществляют в одном и том же спектральном диапазоне, а отражательные способности глютинозных и мучнистых зерен риса в инфракрасной части спектра идентичны, точность идентификации этих зерен сравнительно мала.

Целью изобретения является повышение точности.

Указанная цель достигается тем, что при осуществлении способа контроля качества зерен риса по их глютинозности и мучнистости, предусматривающего облучение анализируемой пробы и измерение величины пропускательной и отражательной способности с последующим установлением отношений измеренных величин, величину пропускательной способности измеряют в инфракрасной области спектра при длине волны 0,83 — 0,88 мкм, а отражательной— в видимой области сттектра при длине волны 0,4 — 0,55 мкм.

Приведенные данные обусловлены максимальными различиями оптических свойств глютинозных и мучнистых зерен именно в

958924

Если идентификацию зерен риса осуществлять по известному способу, т. е. по отношению отражатель (R) способности к пропускательной (Т), определяемых в области инфракрасной части спектра с длиной волны 0,9 — 1,3 мкм, то отношение этих величин (— T )к, составляет для глютинозных

<о

Результаты представлены в таблице.

Отражательная способность (R), 2, при длине волны (4), мкм верна риса

0,88 ГО 9

1,0 1,1

0,8 0,9

0,4

0,45

0,55 0,6

0,8 0,83

1 3

1,2

1,3

0,5

1,2

1,0 глюти79 78

77 80

83 85

45 60

9 8

7В

7В

37

1О 9,9

10,2

10,3 нов мучнистые

84 83

67 76

ВО

4,8

4,7

4,0 4,5

4,5

3,9

3 7

Максимальное отношение же этих поп и » 8 9 — — 2,6... 1,7 2. 2 ГЛ

Следовательно, рассмотренные показатели и, определяемые по известному способу, соизмеримы. Если же также принять во внимание тот факт, что при измерении малых величин пропускательной способности (Т(7...10%) абсолютная погрешность определения составляет не менее, 2 — 3% %, то практическое отношение (ф ) неустойчиво и сравнимость величин й„ и и„ „ неTl n контрастна, т. е. — - (2; — P- 1. пгл 7) ГЛ

Вследствие этого и с учетом «шумов», ха- з5 рактерных для фотоэлектрических методов инструментальная дифференция глютинозных и мучнистых зерен может быть выполнена ошибочно.

При определении глютинозных и мучнистых зерен согласно предложенному способу измерение пропускательной способности производят в .инфракрасной части спектра в интервале длин волн 0,83 — 0,88 мкм, а отражательной — в видимой части спектра в интервале длин волн 0,4 — 0,55 мкм 45

В этом случае для глютинозных зерен и,= — — = (10 - (0 -) = 0,39...0,23 а

Rrrp . Z6 " ?5 " тв, для мучнистых соответственно и„= м

Я " 67 (з ... Я) = 0,067...0,058. Отношение этих показателей, определяемых по данному способу составляет пгл (0 39 Оа23 50

6...4. 71 м 0,067 " 0,05о

Таким образом, при определении глютинозных и мучнистых зерен риса согласно предложенному способу различия отношений (и) увеличиваются более, чем в 3 раза в сравнении с известным способом, что исключает вероятность ошибки объективной идентификации. указанных спектральных областях. В частности, в инфракрасной области спектра в диапазоне длин волн 0,83 — 0,88 мкм глютинозные зерна обладают большей пропускательной способностью, чем мучнистые, зато в видимой области более интенсивно отражают излучение длиной волны 0,4 — 0,55 мкм мучнистые зерна по сравнению с глютинозными.

На чертеже представлены графики зависимости отражательной и пропускательной способностей от длины волны.

Пропускательная способность (Т), 2, при длине волны (Л), мкм

Суть предложенного метода заключается в следующем.

Из обрушенных зерен, оставшихся после определения пленчатости (из двух навесок, каждая по 5 г), выделяют зерна риса для определения глютинозных и мучнистых. Затем в одной из длин волн спектрального диапазона 0,83 — 0,88 мкм определяют пропускательную (Т) способность этих зерен и при определенной длине, спектрального диапазона 0,4 — 0,55 мкм — их отражательную (R) способность. Для определения Т и R можно использовать любой серийный фото метр (спектрофотометр), предназначенный для определения коэффициентов пропускания и отражения крупнодисперсных светорассеивающих объектов в видимом и коротковолновом инфракрасном излучении.

После этого для каждой исследуемой группы зерен определяют отношение пропускательной способности к отражательной и = - и по большей величине п идентифиТцируют глютинозные зерна, а по меньшей— мучнистые, т. е. п„л п,„.

Пример, С помощью фотометра ФМШ56 и с интегрирующей сферой в соответствии с его штатной методикой, при фиксированной длине волны 0,83 мкм определяют пропускательную (Т) и длине волны 0,5 мкм— отражательную (R) способности исследуемых групп зерен риса. В частности, для зерен одной группы T(= 10,2%, R(= 37% и отношение этих оптических характеристик

n,= «т 10г 0276

37

Аналогично для других идентифицируемых зе(3ен определяют Т = 4%, Кв —— 65%, п — — - = 0,061.

Так как зерна первой группы характеризуются большей величиной (n ) отноше958924 ния их пропускательной (Т ) способности к отражательной (R<), то их идентифицируют как глютинозные, а зерна, которым соответствует меньшая величина этого отношения — nz,следовательно, соответствуют мучнистым.

Выбор в данном способе указанных длин волн обусловлен тем, что область наибольших различий по пропускательной способности между глютинозными и мучнистыми зернами приходится на ИК вЂ” часть спектра. Причем, как видно из приведенных графиков, Ь Т вЂ” пропускательная способность в интервале длин волн Л= 0,9 — 1,3 мкм (как в известном техническом решении) меньше, чем в интервале Л = 0,83 — 0,88 мкм.

Это связано с тем, что при точках

Л = 0,83 мкм является локальным минимумом (min) для мучнистых зерен, а

= 0,88 мкм — это максимум пропускательной способности для глютинозных зерен (Т«х). А поскольку для получения максимальной точности идентификации зерен различного качества следует использовать максимум различий по носителю информации (в данном случае — оптическим свойствам) об их качестве, то в данном случае для этого необходимо использовать именно область, соответствующую разности (Трах dmin) т. е. участок спектрального диапазона, ограниченного точками Л = 0,83 мкм и

0,88 мкм.

Отражательную способность (R) использовать в ИК-спектре для идентификации зерен нецелесообразно, так как (как видно из приведенных графиков и таблицы) в этом случае различия по отражательной способности между глютинозными и мучнистыми зернами весьма незначительны и находятся на уровне так называемого «шума».

Поэтому для оценки качества риса по отражательной способности следует использовать именно видимую область спектра.

Выбор точки Л= 0,4 мкм обоснован тем, что левее, т. е. в ближней ультрафиолетовой (УФ) области спектра, происходит резкое уменьшение значений R как для мучнистых, так и для глютинозных зерен риса и, естественно, при этом резко уменьшается и Л R, Правее точки Л = 0 55 мкм также происходит резкое уменьшение различий по R для мучнистых и глютинозных зерен, поскольку точка Л = =0,55 мкм является точкой излома графика зависимости R = f(Л) для мучнистых зерен. В частности, для А=

= 0,55 мкм величина ЛКц55 — — R„— R„„=

= 67 — 45 = 22 мкм, а уже при Л = 0,6 мкм значение ЛК,д — — 76 — 60 = 16 мкм, относительная разйица по точности контроля в этом случае — ф 5 — — = 1,4 очевидна.

ДР ° 1о,е

Следователь о, именно спектральные интервалы 0,4 — 0,55 мкм и 0,83 — 0,88 мкм являются обоснованными целесообразными областями идентификации глютинозных и мучнистых зерен риса. Данный способ опре(.деления глютинозных и мучнистых зерен риса характеризуется высокой разрешаюi5 щей способностью, поскольку различие величин и /п, )) п / достигает 5 кратной величины. Для рассмотренного примера оно составляет — " - = 4,5..Это исключает ве р роятность ошибки идентификации и обеспечивает максимальную достоверность определения качества зерна риса.

Предложенный способ не требует разработки специальных уникальных приборов, реализуется на базе серийных общепромышленных фотометров (спектрофотометров)

25 и позволяет повысить точность контроля в

20 раз.

Формула изобретения

Способ контроля качества зерен риса по их глютинозности и мучнистости, предусматривающий облучение анализируемой пробы и измерение величин пропускательной и отражательной способностей с последующим установлением отношения измеренных величин, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, величину пропускательной способности измеряют в инфракрасной области спектра при длине волны 0,83 — 0,88 мкм, а отра жател ь ной — в

4п видимой области спектра при длине волны

0,4 — 0,55 мкм.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Зерновые, бобовые и масличные куль45 туры. М., Стандартиздат, 1980, с. 297.

2. Авторское свидетельство СССР

Хо 431431, кл. G 01 N 21/34, 1972.

958924 нозный мучнистый рис

own к исаг и рис ютинознб и

Составитель Н. Арцыбашева

Редактор М. Дылын Техред А. Бойкас Корректор Ю. Макаренко

Заказ 6775/58 Тираж 88 F Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4