СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТЕПЕНИ ПОВРЕЖДЕНИЯ КОРНЕКЛУБНЕПЛОДОВ Российский патент 2000 года по МПК G01N33/02 G01N9/10 A01D33/08 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к уборке корнеклубнеплодов, и может быть использовано для оперативного контроля их повреждений.

Известен способ сортировки биологических объектов, предусматривающий термообработку и мгновенное охлаждение с последующим поштучным пропуском корнеклублеплодов через зону контроля и сравнения типового потока здоровых и дефектных клубней [1].

Недостатком данного способа является невозможность контроля внутренних повреждений корнеклублеплодов (ушибы, трещины) вследствиe интенсивного теплообмена с соседними участками и искажения температурной картины. Небольшая трещина внутри корнеклублеплодов вызывает потемнение мякоти и исключает возможность использования корнеклублеплодов на продовольственные цели.

Наиболее близким по технической сущности является способ определения степени повреждения плодов машинной уборкой, включающий отбор пробы, замачиваниe плодов в растворе водного красителя, сортировку на основе визуального контроля, замер глубины повреждений и расчет коэффициента повреждения по результатам замера [2].

Недостаток данного способа связан с трудностью обнаружения внутренних ушибов и трещин, когда поверхность значительно не нарушена, а внутренние слои сильно повреждены (помяты).

Задача, на решение которой направлено изобретение, и технический результат от использования заключаются в сокращении времени обнаружения повреждений и определения степени повреждаемости корнеклубнеплодов на основе расчета коэффициента повреждения для последующей настройки машин для уборки и послеуборочной обработки корнеклубнеплодов.

Технический результат достигается тем, что в способе определения степени повреждений, включающем отбор пробы корнеклубнеплодов, погружение ее в жидкость и расчет коэффициента повреждения корнеклубнеплодов, количество отобранной пробы определяют по объему вытесненной жидкости из мерного баллона, который затем герметизируют, повышают в нем давление (до 0,3-0,4 МПа), выдерживают в течение времени релаксации (10-30 с), и по уменьшению уровня жидкости от первоначального значения раcсчитывают коэффициент повреждения по формуле

где П - коэффициент повреждений корнеклубнеплодов;
ΔV = S•Δl - уменьшение объема пробы корнеклубнеплодов;
Δl - уменьшение уровня жидкости;
S = πR² - площадь поперечного сечения мерного баллона;
R - радиус мерного баллона;
к - коэффициент, учитывающий влияние вида и сортовых особенностей корнеклубнеплодов;
V - объем пробы корнеклубнеплодов.

Отличительными признаками предложенного способа является то, что количество отобранной пробы оценивают объемом вытесненной жидкости из мерного баллона, а степень повреждения корнеклубнеплодов определяют по уменьшению уровня жидкости в мерном баллоне при давлении 0,3-0,4 МПа в течение времени релаксации. Полученный коэффициент повреждения является интегральным показателем, выражающим отношение поврежденного объема к общему объему пробы.

Предлагаемый способ поясняется чертежами, на которых на фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства для определения степени повреждения корнеклубнеплодов; на фиг. 2 - график изменения уровня жидкости в мерном баллоне в зависимости от давления.

На фиг. 1 представлен мерный баллон 1 с установленным уровнем 2 и переливным краном 3. На крышке 4 мерного баллона 1 установлены манометр 5 и воздушный штуцер 6 с клапаном, снизу установлен мерный стакан 7 для измерения объема вытесненной жидкости.

Способ осуществляется следующим образом. Реализация способа представлена на примере картофеля.

Отбирают пробу картофеля 8, например около 100 клубней. Заполняют мерный баллон 1 жидкостью до уровня открытого переливного крана 3.

Пробу картофеля погружают в мерный баллон 1 при открытом переливном кране 3. По количеству вытесненной жидкости в мерный стакан 7 судят об объеме пробы картофеля. Мерный баллон 1 герметично закрывают крышкой 4, закрывают переливной кран 3 и нагнетают воздух через воздушный штуцер 6 до давления 0,3-0,4 МПа. Выдерживают в течение времени релаксации (10-30 с). За время релаксации объем пробы корнеклубнеплодов уменьшается на величину ΔV, по которой рассчитывают коэффициент повреждения П по формуле

где П - коэффициент повреждений корнеклубнеплодов;
ΔV = S•Δl - уменьшение объема пробы корнеклубнеплодов;
Δl - уменьшение уровня жидкости;
S = πR² - площадь поперечного сечения мерного баллона;
R - радиус мерного баллона;
к - коэффициент, учитывающий влияние вида и сортовых особенностей корнеклубнеплодов;
V - объем пробы корнеклубнеплодов.

При механическом повреждении клубня разрушаются наиболее прочный верхний слой, а также внутренняя структура.

Клетка разрушается и ее содержимое вытекает в соседние полости. Крахмалистые зерна смещаются, разрушая соседние клетки. Сосудистый слой также разрушается.

При механическом воздействии повреждаются практически все слои, из-за чего поврежденный участок теряет свою упругость. Поэтому под давлением воздуха поверхность клубня деформируется вовнутрь. Жидкость проникает в полости разрушенной структуры клубня. У поврежденного клубня поверхность соприкосновения с жидкостью увеличивается, поэтому жидкость не только заполняет пустоты в деформированной части, но и проникает в открывшиеся ей сосуды и рыхлые слои паренхимы. Вследствие этого идет уменьшение уровня жидкости в мерном баллоне 1. Изменение уровня жидкости определяется по уровнемеру 2.

В диапазоне давления 0,3-0,4 МПа происходит наиболее интенсивное уменьшение уровня жидкости в мерном баллоне. Затем наступает стабилизация уровня по причине прекращения деформации наружной поверхности клубней и насыщения поврежденных участков жидкостью. При дальнейшем повышении давления измерение уровня жидкости происходит незначительно. Кривая, характеризующая падение давления, показывает наличие остаточной деформации.

Полученное изменение объема жидкости будет интегральным показателем повреждаемости корнеклубнеплодов, что позволяет обеспечить оперативный контроль качества работы машины для уборки и послеуборочной обработки корнеклубнеплодов.

Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР N 657800, кл. A 23 N 15/00, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР N 1183049, кл. A 23 N 15/00, 1985.

Изобретение может быть использовано для оперативного контроля повреждений корнеклубнеплодов в комбайнах. Способ включает отбор определенного количества корнеклубнеплодов в виде пробы с последующим погружением ее в жидкость и расчет коэффициента повреждения. При этом количество отобранной пробы определяют по объему вытесненной жидкости из мерного баллона, который затем герметизируют и повышают в нем давление. После этого выдерживают при этом давлении в течение времени релаксации и по уменьшению уровня жидкости от первоначального значения рассчитывают коэффициент повреждения по формуле где ΔV = SΔl - уменьшение объема пробы корнеклубнеплодов; Δl - уменьшение уровня жидкости; S = πR² - площадь поперечного сечения мерного баллона; R - радиус мерного баллона; к - коэффициент, учитывающий влияние вида и сортовых особенностей корнеклубнеплодов; V - объем пробы корнеклубнеплодов. Давление в мерном баллоне составляет 0,3-0,4 МПа, время релаксации - 10-30 с. Это позволяет сократить время обнаружения повреждений и степень повреждаемости корнеклубнеплодов для последующей настройки машин для их уборки и обработки. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. Способ определения степени повреждения корнеклубнеплодов, включающий отбор определенного количества корнеклубнеплодов в виде пробы, погружение ее в жидкость и расчет коэффициента повреждения, отличающийся тем, что количество отобранной пробы определяют по объему вытесненной жидкости из мерного баллона, который затем герметизируют, повышают давление, выдерживают в течение времени релаксации и по уменьшению уровня жидкости от первоначального значения рассчитывают коэффициент повреждения по формуле

где П - коэффициент повреждений корнеклубнеплодов;
ΔV = SΔl - уменьшение объема пробы корнеклубнеплодов;
Δl - уменьшение уровня жидкости;
S = πR² - площадь поперечного сечения мерного баллона;
R - радиус мерного баллона;
К - коэффициент, учитывающий влияние вида и сортовых особенностей корнеклубнеплодов;
V - объем пробы корнеклубнеплодов. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что корнеклубнеплоды выдерживают в жидкости в герметичном баллоне при давлении 0,3 - 0,4 МПа в течение 10 - 30 с.