Способ контроля качества зерен риса

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик и)958924:Гэедарстеенный кемнтет по Флам нзебретеннй н юткрытнй(72) Авторы изобретения В. А. Яковенко и В. Г. Морозов Одесский технологический институт пищевой пр ышленности им. М, В. Ломоносова(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 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 2 о 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 нри 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 сдектра при длине волны 0,4 - 0,55 мкм.Приведенные данные обусловлены максимальными различиями оптических свойств глютинозных и мучнистых зерен именно в958924 Если идентификацию зерен риса осуществлять по известному способу, т. е. по отношению отражатель (К) способности к пропускательной (Т), определяемых в области инфракрасной части спектра с длиной волны 0,9 - 1,3 мкм, то отношение этих величин ( )к,составляет для глютинозных 10Результаты представлены в таблице. Отражательная способность (8), 2, при длине волны (Л), мкм вернариса 0,88 ГО 8 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 глюти 79 78 77 80 83 85 45 60 26 9 8 7 В 7 В 1 О 99 10,2 10,3 нов мучнистые 84 83 67 76 60 ВО 4,В 4,7 4,0 4,5 82 4,5 37 55 Максимальное отношение же этих поиказателей ф = 8" = 2,6 1,7"2ГЛСледовательно, рассмотренные показатели и, определяемые по известному способу, соизмеримы, Если же также принять во внимание тот факт, что при измерении малых величин пропускательной способности (Т(710%) абсолютная погрешность оп( ределения составляет не менее, 2 - 3% %, то практическое отношение ( ф ) неустойчиво и сравнимость величин й и и неТ) иконтрастна, т. е. - - ( 2; - л)- - 1,игл Т) глВследствие этого и с учетом шумов, ха- з 5 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,=тгл ( Ю,2 ф Ъ.) = 0,390,23 а26 " 5" тв,для мучнистых соответственно и=Б " 67(фЯ) = 0,0670,058. Отношениеэтих показателей, определяемых по данному способу, составляет игл = (ОЖ Ь 23 5 6 4 им 0067 " О 05 вТаким 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 пропуска- тельной 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), Ф, при длине волны (Л), мкм Суть предложенного метода заключаетсяв следующем.Из обрушенных зерен, оставшихся послеопределения пленчатости (из двух навесок,каждая по 5 г), выделяют зерна риса дляопределения глютинозных и мучнистых. Затем в одной из длин волн спектральногодиапазона 0,83 - 0,88 мкм определяют пропускательную (Т) способность этих зерени при определенной длине, спектральногодиапазона 0,4 - 0,55 мкм - их отражательную (К) способность. Для определения Ти К можно использовать любой серийныйфото метр (спектрофотометр), предназначенный для определения коэффициентовпропускания и отражения крупнодисперсныхсветорассеивающих объектов в видимом икоротковолновом инфракрасном излучении.После этого для каждой исследуемой группы зерен определяют отношение пропускательной способности к отражательнойи = - и по большей величине п идентифиТ.цируют глютинозные зерна, а по меньшей -мучнистые, т. е. или,.Пример, С помощью фотометра фМШ 56и с интегрирующей еферой в соответствиис его штатной методикой, при фиксированной длине волны 0,83 мкм определяют пропускательную (Т) и длине волны 0,5 мкм -отражательную (К) способности исследуемых групп зерен риса. В частности, длязерен одной группы Т 1 = 10,2%, К 1= 37%и отношение этих оптических характеристики 12 и 2 027637Аналогично для других идентифицируемых зеен определяют Т 2 -- 4%, йв = 65%,и = - = 0,061,Так как зерна первой группы характеризуются большей величиной (и, ) отношения их пропускательной (Т ) способности к отражательной (К), то их идентифицируют как глютинозные, а зерна, которым соответствует меньшая величина этого отношения - пг,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 - часть спектра. Причем, как видно из приведенных графиков, Ь Т - 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 точкахЛ = 0,83 мкм является локальным минимумом (Тю) для мучнистых зерен, а = 0,88 мкм - это максимум пропускательной способности для глютинозных зерен (Тпм), А поскольку для получения максимальной точности идентификации зерен различного качества следует использовать максимум различий по носителю информации 1 в данном случае - оптическим свойствам) об их качестве, то в данном случае для этого необходимо использовать именно область, соответствующую разности (Трах-Т т. е. участок спектрального диапазона, ограниченного точками А = 0,83 мкм и= 0,88 мкм.Отражательную способность (К) 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 К как для мучнистых, так и для глютинозных зерен риса и, естественно, при этом резко уменьшается и Л К, Правее точки Л = 0,55 мкм также происходит резкое уменьшение различий по К для мучнистых и глютинозных зерен, поскольку точка Л = 0,55 мкм является точкой излома графика зависимости К = 1( Х) для мучнистых зерен. В частности, для А== 0,55 мкм величина Ьйо 5 = Км - 1 гя= 5 = 67 - 45 = 22 мкм, а уже при 1= 0,6 мкмзначение ЛК,6 -- 76 - 60 = 16 мкм, относительная разйица по точности контроля в этом случае - р Й -- = 1,4 очевидна.ДРьйо,еСледовательо,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 разрешаю щей способностью, поскольку различие величин и /п,пг/ достигает 5 кратной величины. Для рассмотренного примера оно составляет - " = 4,5, Это исключает вегроятность 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 в20 раз.Формула изобретенияЗО Способ контроля качества зерен риса поих 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 отражательной - в 40 видимой области спектра при длине волны0,4 - 0,55 мкм.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Зерновые, бобовые и масличные культуры. М., Стандартиздат, 1980, с. 297.2. Авторское свидетельство СССРМо 431431, кл. б 01 М 21/34, 1972.958924 нозный ыбашеваКорректор Ю. МакаренкоПодписноеитета СССРоткрытийя наб., д. 4/5ул. Проектная, 4 Редактор М. ДылЗаказ 6175/58 Составитель Н. Ар ын Техред А. Бойкас Тираж в 87 ВНИИПИ Государственного к по делам изобретений и 113035, Москва, Ж - 35, Раушс илиад ППП Патент, г. УжгородИучнистыйрис куисаюи ри ютинознбlй