Способ контроля качества зерен риса Советский патент 1982 года по МПК G01N21/31 G01N33/10 

(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 окращивания зерновок, и органолептический, основанный на визуальной оценке внещнего вида поперечного среза зерна 1. Однако данные способы длительны и вследствие субъективного характера недостаточно точны. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ контроля качества зерен риса по их глютинозности и мучнистости, предусматривающий облучение анализируемой пробы и измерение величин пропускательиой и отражательной 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 повыщение 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 сдектра при длине волны 0,4-0,55 мкм. Приведенные данные обусловлены максимальными различиями оптических свойств глютинозных и мучнистых зерен именно в 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 зериа по сравнению с глютинозными. На чертеже представлены графики зависимости отражательной и пропускательной способностей от длины волны.

Максимальное отношение же этих по21. 16 -OR

Пм

1,.

казателей d

8Т:9

Следовательно, рассмотренные показатели п , определяемые по известному способу, соизмеримы. Если же также принять во внимание тот факт, что при измерении малых величин пропускательной способности (...10/о) абсолютная погрешность определения составляет не менее, 2-3% %, то практическое отношение ( ) неустойИгл

чиво и сравнимость величин п;, и п

П1

гл нет. е. -5 2; К - 1.

контрастна Пгл1гл

Вследствие этого и с учетом «шумов, характерных 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 В этом случае для глютинозных зерен Пр1

() 0,39...0,23, а для мучнистых соответственно Пм -s ( ... ) 0,067...0,058. Отношение этих показателей, определяемых по данному способу, составляет (- -f Й о...4.

Таким образом, при определении глютинозных и мучнистых зерен риса согласно предложенному способу различия отношений (п) увеличиваются более, чем в 3 раза в сравнении с известным способом, что исключает вероятность ошибки объективной идентификации.

Суть предложенного метода заключается в следуюшем.

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

0 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

5 фотометр (спектрофотометр), предназначенный для определения коэффициентов пропускания и отражения крупноднсперсных светорассеиваюшнх объектов в видимом и коротковолновом инфракрасном излучении. После этого для каждой исследуемой группы зерен определяют отношение пропускательной способности к отражательной п - и по большей величине п идентифицируют глютинозные зерна, а по меньшей- мучнистые, т. е. nj. .

5 Пример, С помощью фотометра ФМШ 56 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 Т| 10,2°/о, R, 370/0 и отношение этих оптических характеристик . , 0,276.

Аналогично для других идентифицируемых зерен определяк)т Т, 4%, Rg 650/й,

2 % 0061.

Так как зерна первой группы характеризуются большей величиной (п,) отношеЕсли 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 (L, составляет для глютинозных fe (t; g; ; ) о; 8; 8; 9; 9, -а для мучнистых -п 45 ( ; ; |f Г) 21; 19; 18; 17; 16. Результаты представлены в таблице. ния их пропускательной (Т, ) способности к отражательной (Ri), то их идентифицируют как глютинозные, а зерна, которым соответствует меньшая величина этого отношения - П2,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, AT - пропускательная способность в интервале длин волнЛ 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 (Tmin) для мучнистых зерен, а Х 0,88 мкм - это максимум пропускательной способности для глютинозных зерен (Ттах)- 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, соответствуюшую разности (Tmay-Tmin) т. е. участок спектрального диапазона, ограниченного точками А 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 «щума. Поэтому для оценки качества риса по отражательной способности следует использовать именно видимую область спектра. Выбор точки А 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 А R. Правее точки А 0,55 мкм также происходит резкое уменьшение различий по R для мучнистых и глютинозных зерен, поскольку точка А. 0,55 мкм является точкой излома графика зависимости R f( X) для мучнистых зерен. В частности, для Л. 0,55 мкм величина RM- Rrji 67-45 22 мкм, а уже при 0,6 мкм значение AR(,g 76-60 16 мкм, относительная разница по точности контроля в 1,4 очевидна. этом случае Следовательно° 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 определения глютинозных и мучнистых зерен риса характеризуется высокой разрешаюшей способностью, поскольку различие величин п /П1 Пг/ достигает 5 кратной величины. Для рассмотренного примера оно составляет 4,5. Это исключает вероятность идентификации и обеспечивает максимальную достоверность определения качества зерна риса. Предложенный способ не требует разработки специальных уникальных приборов, реализуется на базе серийных обшепромышленных фотометров (спектрофотометров) 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 отражательной - в видимой области спектра при длине волны 0,4-0,55 мкм. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Зерновые, бобовые и масличные культуры. М., Стандартиздат, 1980, с. 297. 2.Авторское свидетельство СССР № 431431, кл. G 01 N 21/34, 1972.