Способ определения количества клейковины в пшенице и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к физическим методам анализа клейковины. Техническим результатом является ускорение процесса измерения и устранение влияния качества размола на конечный результат. Способ заключается в измерении спектральных характеристик образцов пшеницы и последующем определении количества клейковины по их значениям с учетом градуировочных измерений. Устройство для осуществления данного способа состоит из источника излучения, кюветы, фотоприемника, измерительного устройства. В процессе реализации способа осуществляют измерение интегральных интенсивностей диффузного пропускания в двух спектральных интервалах 400 - 600 нм и 600 - 850 нм, а количество клейковины определяют по формуле где С - количество клейковины; А - градуировочный коэффициент; J_k - интенсивность интегрального пропускания в интервале 600 - 850 нм; J_o - интенсивность интегрального пропускания в интервале 400 - 300 нм. Введение дополнительно рассеивателя, двух фильтров и фотоприемника позволяет сократить время измерения и повысить достоверность получаемых данных. 2 с.п. ф-лы, 1 табл., 1 ил.

Изобретение относится к способам и устройствам для оценки показателей качества сельскохозяйственной продукции, а именно зерна и муки пшеницы, и могут быть использованы на селекционных станциях, в лабораториях научно-исследовательских институтов, лабораториях по сортоиспытанию, хлебоприемных пунктах и т.д.

Известен способ определения количества клейковины в пшенице (Крищенко В. П. и др. Анализ клейковины методом измерения интенсивности отражения инфракрасного излучения. - Агрохимия, N 7, 1980 г., стр. 103-107), заключающийся в том, что измеряют на нескольких длинах волн в инфракрасном диапазоне интенсивность отражения ИК-излучения размолотых образцов зерна пшеницы, математического вычисления и определения по градуировочной кривой зависимости искомого количества клейковины.

Данный способ осуществляется известным из того же источника устройством, состоящим из источника сплошного излучения, монохроматора, кюветного отделения, фотоприемника.

Недостатками известного способа и устройства являются: - зависимость показаний прибора от качества размола зерна и плотности укладки муки в кювету, при этом меняются отражательные характеристики измеряемого образца; - прибор сложен и требует серьезного математического обеспечения; - наличие монохроматора (сканирующего спектр) приводит к увеличению длительности анализа и невозможности работы в реальном масштабе времени.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является способ определения качества и количества клейковины (см. авт. св. N 1567977, приоритет от 04.01.87 г. , МКИ G 01 N 33/10, опубл. в БИ N 20, 30.05.90 г.).

Этот способ, состоящий в измерении относительного коэффициента диффузного отражения в ультрафиолетовой области оптического диапазона и последующего определения количества клейковины по значениям спектральных характеристик с учетом градуировочных измерений.

Недостатком данного способа является длительное время анализа (за счет необходимости последовательного измерения в нескольких спектральных точках), и низкая точность определения количества клейковины (± 5%), еще более зависящая от качества размола зерна.

В том же авторском свидетельстве N 1567977 описано устройство для осуществления способа, состоящее из источника света, монохроматора, кюветы, фотоприемника и фотометрического шара.

Недостатком этого устройства является необходимость применения для измерения в нескольких спектральных точках монохроматора (сканирующей системы), что приводит к увеличению времени анализа и невозможности использования прибора в реальном масштабе времени.

Изобретением решаются задачи как сохранения исследуемого зерна для селекционных целей путем исключения операции размола зерна и за счет этого ускорение процесса измерения, так и устранение влияния качества размола зерна на конечный результат измерения за счет определения диапазона измерений, где имеются спектральные особенности, связанные с количеством клейковины.

Постановленные задачи решают способ, заключающийся в измерении спектральных характеристик образцов пшеницы и последующем определении количества клейковины по значениям спектральных характеристик с учетом градуировочных измерений. Проводят измерение интегральных интенсивностей диффузного пропускания в двух спектральных интервалах 400-600 и 600-850 нм и определяют количество клейковины по формуле: где C - количество клейковины; A - градуировочный коэффициент; J_k - интенсивность интегрального диффузного пропускания в интервале 600-850 нм;
J_o - интенсивность интегрального диффузного пропускания в интервале 400-600 нм.

Устройство для определения предложенным способом количества клейковины состоит из источника света, кюветы, фотоприемника и измерительного устройства, дополнительно в которое введены диффузные рассеиватель и фотоприемник, а также два фильтра для пропускания излучения соответственно в области 400 - 600 нм и области 600 - 850 нм и регистрации фотоприемниками, а диффузный рассеиватель установлен с возможностью направления излучения от источника света на кювету.

На чертеже приведена схема устройства.

Устройство содержит источник 1 света, диффузный рассеиватель 2, кювету 3, светофильтры 4 и 5, пропускающие излучение соответственно в области 400 - 600 и 600 - 850 нм, фотоприемники 6 и 7, измерительное устройство 8.

Диффузный рассеиватель установлен с возможностью направления излучения от источника света на кювету.

Способ осуществляют в следующей последовательности. Зерна пшеницы или муку помещают в кювету 3. Излучение от источника 1 света направляют через диффузный рассеиватель 2 на кювету 3. Кювета 3 выполнена с окнами, прозрачными в видимой области спектра (400-850 нм).

Прошедшее через образцы излучение попадает на фильтры 4 и 5, пропускающие излучение один в области 400-600 нм, второй в области 600-850 нм, и регистрируется соответствующими фотоприемниками 6 и 7.

Фотоприемники измеряют интегральную интенсивность диффузного пропускания образцами в интервале 600-850 (J_k) и в интервале 400-600 нм (J₀).

Специальными экспериментами с образцами пшеницы, с содержанием клейковины, определенными по ГОСТ 13586.1-68, было показано, что интенсивность излучения (J_o) в области 400-600 нм, прошедшего через образец, не зависит от содержания клейковины и служит нормирующим показателем для второго диапазона, интенсивность излучения (J_k) в интервале 600-850 нм, как установлено в этих же экспериментах, связана с содержанием клейковины. Измерительное устройство вычисляет и по градуировочной зависимости
,
где C - количество клейковины, а A - градуировочный коэффициент, получаемый при калибровке прибора, по образцам с известным содержанием клейковины, определяет содержание клейковины.

Предложенные способ и устройство позволяют определить количество клейковины в реальном масштабе времени.

В таблице показано сравнение количества клейковины в образцах по ГОСТу и предложенным способом.

Измерения с использованием предложенного способа и устройства обеспечивают высокую экспресность и точность, полученная ошибка не превышает 1%.

Формула изобретения

1. Способ определения количества клейковины в пшенице, заключающийся в измерении спектральных характеристик образцов пшеницы и последующем и определении количества клейковины по значениям спектральных характеристик с учетом градуировочных измерений, отличающийся тем, что проводят измерение интегральных интенсивностей диффузного пропускания в двух спектральных интервалах 400 - 600 нм и 600 - 850 нм, а количество клейковины определяют по формуле
,
где С - количество клейковины;
А - градуировочный коэффициент;
J_k - интенсивность интегрального пропускания в интервале 600 - 850 нм;
J_о - интенсивность интегрального пропускания в интервале 400 - 600 нм.

2. Устройство для определения количества клейковины, состоящее из источника света, кюветы, фотоприемника и измерительного устройства, отличающееся тем, что в него дополнительно введены диффузный рассеиватель и фотоприемник, а также два фильтра для пропускания излучения соответственно в области 400 - 600 нм и области 600 - 850 нм и регистрации фотоприемниками, а диффузный рассеиватель установлен с возможностью направления излучения от источника света на кювету.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2