Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ОЦЕНКИ СТЕПЕНИ ЗАГРЯЗНЕННОСТИ ПОВЕРХНОСТИ ЗЕРНА

Изобретение относится к послеуборочной обработке зерна и может быть использовано на мукомольных предприятиях при подготовке зерна к помолу.

Известен способ определения степени повреждения поверхности зерен, описанный в методике, взятой в качестве аналога в патенте №2536061. Степень повреждения поверхности зерен определяют при помощи измерительного микроскопа, которым замеряют площадь нарушенной поверхности зерна. Степень травмирования выражают в процентах поврежденной площади к суммарной площади зерна средней исходной пробы.

Недостатком способа является низкая точность измерения площади единичных участков загрязнений.

Прототипом является способ, описанный в методике определения загрязнений зерна (статья Рудика Ф.Я., Моргуновой Н.Л., Савельева И.Ф. «Методика определения загрязнений зерна исследованием состояния микроплощадей» в сборнике Технология и продукты здорового питания: Материалы VII Международной научно-практической конференции. - Саратов, Буква, 2013. - С. 107-109). В известном способе площади участков загрязнений вычислялись, исходя из периметров их контура, полученных с помощью компьютерной программы трехмерного моделирования Компас V9, по снимкам, сделанным электронным микроскопом.

Недостатком прототипа является то, что он не позволяет объективно оценить степень загрязненности поверхности зерна, которая рассчитывалась, только исходя из количественного соотношения суммарных площадей загрязнений на поверхности зерна до и после очистки, без учета глубины залегания загрязнений в бороздке и толщины слоя единичных участков загрязнений.

Технической задачей изобретения является уменьшение трудоемкости процесса измерений и повышение точности определения степени загрязненности поверхности зерна.

Техническим результатом является повышение точности определения поверхностной загрязненности зерна за счет учета толщины слоя единичных участков загрязнений, полученной аппроксимацией.

Техническая задача решается, а технический результат достигается тем, что в известном способе оценки степени поверхностной загрязненности зерна, включающем выявление дислокаций единичных участков загрязнений, залегающих в бороздках зерен, измерение площадей микрозагрязнений зерна при помощи измерительного цифрового микроскопа, определение суммарной площади единичных участков поверхностных загрязнений у пробной выборки зерен, исходя из периметров их контура, и определение отношения загрязненной площади к суммарной поверхностной площади зерен средней исходной пробы, согласно изобретению дополнительно определяют толщину слоя единичных участков загрязнений, а степень загрязненности поверхности зерна выражают процентным отношением произведения суммарной площади единичных участков на среднее значение толщины слоя поверхностных загрязнений к объему зерен средней исходной пробы, при этом среднее значение толщины слоя единичных участков загрязнений рассчитывают по формуле:

,

где - среднее значение толщины слоя единичных участков загрязнений, мм;

- суммарная площадь единичных i-х участков поверхностных загрязнений, залегающих в бороздке зерна, мм²;

a и b - коэффициенты корреляции.

Отличием предлагаемого способа от прототипа является то, что степень поверхностной загрязненности зерна выражают процентным отношением произведения суммарной площади единичных участков на среднее значение толщины слоя поверхностных загрязнений зерен к объему зерен средней исходной пробы, при этом среднее значение толщины слоя единичных участков загрязнений рассчитывают по формуле:

,

где - среднее значение толщины слоя единичных участков загрязнений, мм;

- суммарная площадь единичных i-х участков поверхностных загрязнений, залегающих в бороздке зерна, мм²;

a и b - коэффициенты корреляции.

Способ осуществляют следующим образом.

При подготовке зерна к помолу выборка в виде средней исходной пробы из 25 зерен пшеницы сорта «Саратовская 29» подвергалась визуальному анализу загрязненности в труднодоступных биологических зонах при 10-ти кратном увеличении на цифровом микроскопе с дисплеем Bresser Junior DM400. Площади выявленных микроскопом единичных участков загрязнений определялись оцифровыванием, исходя из параметров их контура, выведенных типовой компьютерной программой трехмерного моделирования Компас 3D V15 с использованием цифрового аппаратного комплекса. Выведенные на монитор численные значения всех находящихся на поверхности зерна единичных участков загрязнений суммировались. Затем расчетным путем без трудоемких замеров, связанных с необходимостью получения поперечного шлифа зерна в месте залегания минеральных загрязнений, по эмпирической формуле (1) определялось среднее значение толщины слоя единичных участков загрязнений. Коэффициенты корреляции, полученные методом аппроксимации, исходя из предположения, что толщина слоя связана с площадью поверхности загрязнения обратно пропорциональной линейной зависимостью, принимались равными: a=69,64; b=1,1714. Далее путем умножения суммарной площади единичных участков загрязнений на среднее значение толщины слоя поверхностных загрязнений определялся объем загрязнений, который определялся как частное от деления массы на плотность зерен средней исходной пробы. Таким образом, определялась в процентах уточненная по сравнению с известной методикой, основанной на учете только поврежденных площадей, степень поверхностной загрязненности. Если полученное численное значение степени поверхностной загрязненности превышало допустимые 5%, то принималось решение о дополнительной очистке партии зерна.

Пример. Способ осуществляли на аппаратном комплексе микроскоп-компьютер в условиях кафедры «Технологии продуктов питания» Саратовского государственного аграрного университета им. Н.И. Вавилова. Степень загрязненности зерна определялась с учетом толщины слоя загрязнений (согласно изобретению) и без ее учета (согласно прототипу).

Результаты сравнительных оценок степеней загрязненности по известной и предлагаемой методикам приведены в таблице.

Результаты, приведенные в таблице, показали, что значения, полученные, исходя из объемов загрязнений, более объективные. Так, доля загрязнений, полученная согласно рекомендациям прототипа, исходя из соотношения площадей засоренных участков бороздки и поверхности зерна, находится для опытной партии в интервале 2,982…3,976%, что меньше рекомендуемого допустимого значения в 5%, т.е. необходимость в дополнительной очистке отпадает. Однако согласно предлагаемой в способе методике, основанной на соотношении объемов загрязнений и зерна, уточненная степень загрязненности той же партии зерна составила 4,643…6,19%, т.е. верхнее значение интервала превышает критическое, поэтому зерно перед помолом необходимо подвергнуть дополнительной очистке.

Применение математического инструментария в сочетании с типовой компьютерной программой трехмерного моделирования позволит исключить риски в принятии необоснованных решений при подготовке зерна к помолу.