Способ определения степени шлифования крупяных культур Советский патент 1992 года по МПК G01N33/10 

Изобретение относится к зерноперера- батывающей промышленности и может быть использовано для оценки степени шлифования зерен при производстве крупы: рисовой, перловой и пшена.

Известен метод определения степени шлифования, основанный на различии коэффициентов отражения шлифованных и нешлифованных зерен 1.

Недостатком известного метода является низкая точность определений, обусловленная тем. что естественный цвет зерен не

стабилен в товарных партиях, поступающих в переработку на крупозаводы, он изменяется от светло-желтого до темно-коричневого, а при наличии дефектных зерен, к числу которых относятся зерна с красной, розовой и зеленой окраской оболочек, а также желтой окраской эндосперма, объективно оценить степень шлифования невозможно, так как вышеперечисленные категории зерен имеют неодинаковые значения коэффициентов отражения.

Ч СЛ О 45 СЛ

W

Известен комплексный метод определения степени шлифования 2 путем окрашивания рисовых зерен раствором Конго красного или раствором метиленового синего с последующим экстрагированием ад- сорбировавшегосякрасителя.

Сравнительную оценку интенсивности окраски экстракта из адсорбента определяют на фотоэлектрическом калориметре.

Недостатком этого метода является то, что данный метод основан на различии адсорбционной способности анатомических частей зерновки, которая меняется в значительных пределах от исходного качества окрашиваемых зерен, в частности сортовых различий: стекловидное™, влажности, особенности микроструктуры.

Другим недостатком предлагаемого метода является его низкая точность при оценке степени шлифования товарных партий, имеющих в наличии дефектные зерна - красные, зеленые, пожелтевшие), так как экстрагирование Конго красного и метиленового синего пиридином и смесью равных объемов метанола и 0,5 N соляной кислоты, в экстракт попадают пигменты этих зерен, изменяя световой фон.

При оценке степени шлифования различных сортов зерновых культур даже без наличия дефектных зерен имеют также вы- сокую погрешность, так так последние могут иметь различное окрашивание оболочек от светло-желтого до темно-коричневого.

Наиболее близким является метод определения степени шлифования по окраши- ванию зерен красителями Конго красный и метиленовым синим, которые давали наилучшую отличительную окраску оставшихся при шлифовке оболочек и эндосперма 3. Зерна риса последовательно окрашивают 0,025%-ный раствором метиленового синего и 0,5%-ным раствором Конго красного с промывкой водой после каждого окрашивания. Оболочки зерен становятся окрашенными в голубой цвет, а эндосперм - в красный.

Недостатки данного способа заключаются в следующем. 8 каждой партии риса присутствуют зерна с красной, розовой и коричневой окраской оболочки. При окра- шивании шлифованного риса известным способом эндосперм также окрашивается в красный цвет и сливается с оставшейся после шлифования оболочкой этих темных зерен, что снижает точность анализа,

При окрашивании зерен метиленовым синим и Конго красным алейроновый слой, оставшийся после шлифования, не выделяется, а окрашивается, как и эндосперм,

Невозможно определение степени шлифования спектрофотометрическим методом, так как установлено, что спектры поглощения Конго красного и метиленового синего близки, поэтому при использовании фотометров не улавливается различие коэффициентов отражения частично шлифованного риса и рисовой крупы.

Целью изобретения является повышение точности определения степени шлифования крупяных культур.

Поставленная цель достигается тем, что в способе определения степени шлифования крупяных культур, предусматривается двухстадийное окрашивание анатомических частей зерновки с использованием в качестве красителя на одной из стадий метиленового синего и последующим промыванием, установление показателя, коррелирующего со степенью шлифования крупяных культур, в качестве другого красителя на второй стадии окрашивания используют 0,2 - 0,25%-ный водный раствор метилоранжа и окрашивание им производят в течение 1,5-2 мин. Метиленовый синий берут в виде 0,05 - 0,1%-ного водного раствора и окрашивание им ведут в течение 8 - 10 с. После каждой стадии окрашивания зерновок осуществляют промывание водой с рН 7,8 с последующим высушиванием до равновесной влажности 12 - 14%. В качестве показателя, коррелирующего со степенью шлифования, используют значения коэффициентов отражения этих оерен, измеряемые в диапазоне длин волн, равном 570 - 582 им, а определение степени шлифования осуществляют по формуле

Е АО + AiX + А2Х2 + АзХ3, где Е - степень шлифования;

АО, AI, Аа, Аз - коэффициенты, рассчитанные экспериментально;

X - коэффициент отражения.

Предложенный способ определения степени шлифования позволяет получить окрашенные зерна с четким цветовым разделением эндосперма и оставшихся оболочек зерна. При этом эндосперм окрашен в желтый цвет, а оболочки - в зеленый. Четкое разделение цветов позволяет при определении степени шлифования использовать спектрофотометрический метод в отличие, в частности, от прототипа, где получается при окрашивании зерна общий темный фон, который затрудняет даже визуальное определение и делает невозможным применение спектрофотометрического метода.

При этом предложено определенное сочетание красителей - метиленовой сини и метилоранжа со споей концентрацией. Поэтому и данное техническое решение обладает существенными отличиями.

Проведена окраска риса по прототипу метиленовым синим и Конго красным, при этом оболочки окрашивались в светло-голубой цвет, а эндосперм в светло-красный.

При определении коэффициента отражения (Ко) на шаровом фотометре ФМШ-56 М явного различия данных частично шлифованного риса и готовой крупы не улавливалось.

Осуществляя данный способ, предвари- тельно были найдены коэффициенты А0; AI; А2;Аз из эмпирического выражения, описанного полиномом 3-й степени.

Для этого была использована партия зерна риса, прошлифованная известным методом (Правила организации и ведения технологического процесса на крупяных предприятиях. ЦНИТИ и Мингаза СССР, М., 1981). В лабораторных условиях по времени с интервалом 20 с зафиксировано соответствующее им значение выхода мучки. Затем, зная степень шлифования по выходу мучки, были определены коэффициенты отражения, после этого данные были заложены в ЭВМ и по методу наименьших квадратов получены коэффициенты

риса -Ао -119,162; AI 15,8665; А2 - ,665481; Аз 0,00946212; проса - Ас 152,522; AI -21,7786; А2 1,01476; АЗ -0,5148; ячменя - А0 72,6267; AI -9,7115; А2 0,42485; Аз -0,005156.

Пример1.15г шлифованного зерна помещают в чашку Петри, приливают 20 мл 0,1%-ного раствора метиленового синего, смешивают до равномерного увлажнения всех зерен в течение 8 с, после чего окрашивающее вещество сливают, а зерна промывают водой при рН 8.

После этого зерна, окрашенные в голубой цвет, погружают в 20 мл 0,25%-ного раствора метилоранжа и перемешивают в течение 1,5 мин, затем окрашивающий раствор сливают и зерна промывают водой при рН 7.

Окрашенные зерна высушивают в сушильном шкафу при 40°С до влагосодержа- ния 13%, Влажность определяют по разности в массе образцов до и после сушки в сушильном шкафу СЭШ-ЗМ.

Перед определением коэффициента отражения окрашенных зерен предварительно устанавливают длину световой волны 582 нм и прогревают прибор.

Окрашенные зерна помещают в держатель образцов и определяют коэффициент отражения Ко 26,4%.

После этого определяют степень шлифования (Е) окрашенных зерен риса по эмпирическому выражению, описанному полиномом 3-степени

Е АО + AiX + A2X2 + АзХ3, где АО -119,162; AI 15,8665; А2 - 0,009462; Аз -0,665481 (коэффициенты рассчитанные экспериментально); X 26,4%; Е -119,162 + 15,8665 26,4 + (-0,665481) 26,42 + 0,009462.

26,43 10,00%.

0 Вывод. Известно, что содержание оболочек в зерновке составляет около 10%, а остальное - крахмалистый эндосперм, то можно сказать, что на 10,00% удалены оболочки, значит, рис хорошо шлифован, т.е. 5 это крупа.

Пример 2. 15 г шлифованного зерна помещают в чашку Петри, приливают 20 мл 0,1%-ного раствора метиленового синего, смешивают до равномерного увлажнения 0 всех зерен в течение 10 с, после чего окрашивающее вещество сливают, а зерна промывают водой при рН- 7.

После этого зерна, окрашенные в голубой цвет, погружают в 20 мл 0,25%-ного 5 раствора метилоранжа и перемешивают в течение 2 мин затем окрашивающий раствор сливают и зерна промывают водой при рН-7.

Окрашенные зерна высушивают в су0 шильном шкафу при 40° С до влагосодержания 14%. Влажность определяют по

разности в массе образцов до и после сушки

в сушильном шкафу СЭШ-ЗМ.

Перед определением коэффициента от- 5 ражения окрашенных зерен предварительно устанавливают длину световой волны 582 нм и прогревают прибор.

Окрашенные зерна помещают в держатель образцов и определяют коэффициент 0 отражения Ко 26,5%.

После этого определяют степень шлифования (Е) окрашенных зерен риса по эмпирическому выражению, описанному полиномом 3-й степени 5

Е АО + А-iX + А2Х2 + АзХ3, где Е - степень шлифования, %:

АО -119,162; AI 15,8665; А2 - 0,665481; Аз 0,009462; X 26,5%; Е 0 -119,162 + 15,8665 26,5 + (-0,665481) 26,52 + 0,00946226,53 10.08%.

Вывод. Известно, что содержание оболочек в зерновке составляет около 10%, а остальное крахмалистый эндосперм, то 5 можно сказать, что на 10,08% удалены оболочки, значит, рис хорошо шлифован, т.е. это крупа.

ПримерЗ. Шлифованное зерно окрашивают по примеру 1, После сушки определяют коэффициент отражения К0 18,0%.

Степень шлифования (Е) окрашенных зерен риса определяется по эмпирическому выражению, описанному полиномом 3-й степени.

Е АО + AiX + A2X2 + АзХ3,

АО -119,162; AI - 15,8665; Аа - 0,665481; Аз 0,009462; X 18,0%.

Ј - -119.162 + 15,8665 18 + (-0.665481) 182 +0,009462 183 6,00%.

Вывод: на 6% удалены оболочки, значит, рис плохо шлифован.

П р и м е р 4. Шлифованное зерно окрашивают по примеру 1. После сушки определяют коэффициент отражения К0 28%.

Степень шлифования (Е) окрашенных зерен риса определяют по эмпирическому выражению, описанному полиномом 3-й степени

Е АО + AiX + A2X2 + АзХ3, где АО - -119,162; AI - 15,8665; А2 - - 0,665481; Аз - 0,009462; X - 28%.

Е -119,162 + 15,8665 28 + (-0,665481) 282 +0,00946228s 11,07%.

Вывод. На 11,7% сошлифованы зерновки риса, значит, рис перешлифован, что приводит к усиленному дроблению ядер.

В табл. 1-4 даны показатели анализа частично шлифованного риса, рисовой крупы, проса, ячменя соответственно.

Таким образом, при коэффициенте отражения Ко 18-25% степень шлифования Е 6 -8%, значит, рис не дошлифован.

При К0 26 - 27% степень шлифования Е 10-10,5 %, значит рис хорошо шлифован и соответствует крупе.

При коэффициенте отражения К0 28% и больше степень шлифования Е -11,07% и больше, значит pi с перешлифован, что приводит к снижению выхода целого ядра и увеличению выхода дробленого ядра.

При использовании методов по прототипу точность определений степени шлифования по коэффициенту отражения (Ко) снижается за счет низких значений у дефектных зерен (красных, желтых, зеленых), в

сравнении с К0 крахмалистого эндосперма. образующего крупу, что, как следствие, для доведения значений этого показателя зерновой массы до необходимой белизны требуется ин-тенсивное шлифование дефектных зерен, что приводит к перешлифовке нормальных зерен и уменьшению выхода крупы за счет увеличения выхода мучки.

Экономический эффект может быть получен за счет увеличения выхода целой крупы и соответствующего снижения выхода мучки, разности стоимости от реализации целой крупы и мучки.

Ф о р м у л а и з о б р е те н и я

Способ определения степени шлифования крупяных культур, предусматривающий двустадийное окрашивание анатомических частей зерновки с использованием в качестве красителя на одной из стадий метиленового синего и последующее промывание водой, установление показателя, коррелирующего со степенью шлифования крупяных культур, отличаю

щ и и с я тем, что целью повышения точности, в качестве красителя на другой стадии окрашивания используют 0,2 - 0,25%-ный водный раствор метилоранжа, а метилено- вый синий берут в виде 0,05 - 0,1%-ного

водного раствора, причем окрашивание последним ведут в течение 8 -10 с, метилоранжем - 1,5-2 мин, для промывания после каждой из стадий окрашивания используют воду с рН 7 - 8, окрашенные зерна высушива ют до равно вес ной влажности 12-14, при этом в качестве показателя, коррелирующе- «го со степенью шлифования, используют значение коэффициента отражения этих зерен, измеренное в диапазоне длин волн 570

- 582 нм, а определение степени шлифования осуществляют по формуле

Е АО + AiX - АаХ2 + АзХ , где Е - степень шлифования, АО - Аз - коэффициенты, рассчитанные экспериментально, X - коэффициент отражения.

Показатели анализа частично шлифованного риса

Т а б л и ц а 1

Использование, зерноперерабатываю- щая промышленность и может быть использовано для оценки степени шлифования зерен при производстве крупы: рисовой, перловой, пшена и других. Сущностьюкра- шивают анатомические части зерновки ме- тиленовым синим и вторым красителем. Промывают водой зерна после каждого окрашивания. Определяют степень шлифования по окраске зерен. В качестве второго красителя используют 0,2 - 0,25%-ный водный раствор метилоранжа, а метиленовый синий применяют в виде 0,05 - 0,1%-ного водного раствора После окрашивания зерна высушивают. Определяют коэффициент отражения этих зерен спектрофотометриче- ским методом при длинах световых волн 570 - 582 нм, а степень шлифования рассчитывают по эмпирическому выражению. Окрашивание метиленовым синим проводят в течение 8 - 10 с, метилоранжем 1,2 - 2 мин После окрашивания зерна промывают водой с рН 7 - 8 и затем высушивают до равновесной влажности 12 - 14% 4 табл СО с

Показатели анализа рисовой крупы

Таблица2

Показатели анализа проса

Показатели анализа ячменя

ТаблицаЗ

Таблица4