Результат интеллектуальной деятельности: Способ разделения зерна белого люпина по содержанию алкалоидов

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для выделения из товарного зерна белого люпина фракции с высоким содержанием алкалоидов и поврежденных зерен.

Способ заключается в пропускании зерна через фотосепаратор и выделении отдельных зерен по заданному уровню спектральной плотности потока энергии отраженного излучения в диапазоне длин волн λ=0,40±0,05 мкм, характерных для зерен, содержащих алкалоиды.

Известно, что устройства для сортировки зерна по цвету (фотосепараторы) проводят выделение некондиционных включений из зерна и круп (например, патенты США №6784996, 00113/50, 2004; №5779058, В07С 5/342, 1998; Японии JP, №2005180958, 2005; фотосепаратор Ф 5.1, htt://www.vselmash.ru; htt://www.alaipress-altai.ru; фотосепаратор SS-B AG, htt://www.csort.ru). Однако применение их для разделения зерна люпина на фракции, различающиеся содержанием алкалоидов, не известно.

Для определения содержания алкалоидов в зерне существуют стандартные методы, основанные, например, на биохимических реакциях [Антипитательные вещества зернобобовых, зерновых, масличных капустных культур и методы их определения (Методические указания) - М.: ВНИИ кормов им. В.Р. Вильямса, 2007, - 62 с].

Однако известные методы являются аналитическими и не позволяют сортировать зерно в масштабе реального времени в зависимости от содержания алкалоидов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому способу является способ разделения зерна по содержанию, например, белков, заключающийся в том, что зерна пропускают через фотосепаратор, оснащенный оптической системой, и проводят сепарацию отдельных зерен. Цветосепаратор (фотосепаратор) оснащен видеокамерами с высоким цветовым разрешением, а сепарацию отдельных зерен проводят по цветовому оттенку, характерному для содержания белков в каждом зерне, при этом разделение зерен по цветовому оттенку проводят в зависимости от порога разделения по интенсивности отраженного света [Патент РФ 2400313, МПК В07С 5/342, опубл. 27.09.2010]. Способ предлагает метод оценки содержания белка в зерне пшеницы.

Недостатком известного способа является то, что разделение зерна происходит по интенсивности света в красной (длина волны 0,64-0,77 мкм) не самой эффективной области спектра.

Технической задачей предполагаемого изобретения является снижение содержания алкалоидов в массе товарного зерна белого люпина.

Поставленная техническая задача достигается тем, что в способе разделения зерна белого люпина по содержанию алкалоидов, заключающемся в том, что зерна пропускают через фотосепаратор, оснащенный оптической системой, и проводят сепарацию отдельных зерен, согласно изобретению, фотосепаратор разделяет зерно на две фракции по заданному уровню спектральной плотности потока энергии отраженного излучения в диапазоне длин волн λ=0,40±0,05 мкм. Кроме того, зерно белого люпина подвергают мойке.

Изобретение поясняется чертежом, на котором представлена отражательная способность (в относительных единицах) зерна белого люпина сорта «Дега»: 1 - низкоалкалоидных, 2 -высокоалкалоидных.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Предварительно очищенное от инородных включений, при необходимости вымытое, пропускают через фотосепаратор, оснащенный фотометрической системой. Сепарацию отдельных зерен производят по заданному уровню спектральной плотности потока энергии отраженного излучения (или коррелированной с ней величине) в диапазоне длин волн λ=0,40±0,05 мкм, характерному для содержания алкалоидов в каждом зерне.

Порог сепарации определяется предварительными экспериментами. Он зависит от сорта зерна, климатических условий его произрастания, особенностей почвы и др.

Зерна, содержащиеся в ворохе зерна, полученного после его уборки и послеуборочной обработки, обладают разным содержанием алкалоидов. Это происходит в силу того, что в ворохе содержатся зерна от разных растений, условия созревания которых, могут отличаться, вследствие неоднородности распределения удобрений по посевной площади, генетическими отличиями различных экземпляров и др.

В результате спектрального анализа в отраженном свете было установлено, что в качестве диагностического признака при оценке содержания алкалоидов в зерне белого люпина может являться уровень спектральной плотности потока энергии отраженного излучения (или коррелированной с ней величине) в диапазоне длин волн λ=0,40±0,05 мкм.

Сравнительный анализ отраженного излучения от слоя «белого» и «розового» зерна белого люпина сорта «Дега» в различных областях видимого спектра показал возможность их идентификации.

Как видно из графика, наибольшее различие между средними значениями имеет место в «синей» (λ≈0,40 мкм) области спектра, что позволяет надеяться на возможность выделения высокоалкалоидных зерен на фотоэлектронных сепараторах.

Часто зерно после уборки покрыто загрязнениями, снижающими эффект разделения. В этих случаях, возможно, потребуется мойка.

Для проверки положений на фотоэлектронном сепараторе мод. «Зоркий» была рассортирована навеска зерна белого люпина сорта «Дега» (урожая 2015 г., Тамбовская обл.) массой около 4 кг.

Получили две навески по 50% «белого» и 50% «розового» зерна при визуальной оценке явно отличающиеся по цвету. Последующий химический анализ показал, что «белые» зерна содержали 0,07% алкалоидов, «розовые» - 0,13%.

Таким образом, использование способа разделения зерна белого люпина по содержанию алкалоидов позволяет значительно снизить содержание алкалоидов в зерне белого люпина.