Определение стекловидности зерна методом оптико-компьютерной диагностики

В Российской Федерации по целому ряду причин сложился свой собственный подход к оценке качества сельскохозяйственных продуктов. Он отражает достижения советской и российской сельскохозяйственной научной школы и имеет исторические национальные корни, вобравшие народную мудрость и смекалку. Нормативно он закреплен в технических условиях на сельскохозяйственную продукцию, в ГОСТах и других документах.

Некоторые показатели качества продукции не имеют аналогов в зарубежных стандартах, но активно используются внутри страны. Поэтому волна гармонизации стандартов их не коснулась. Часть из этих показателей определяется по давно устаревшим стандартам.

По отношения к зерну пшеницы одним из таких показателей является стекловидность, а руководством к действию ГОСТ 10987-76 «Зерно. Методы определения стекловидности»

ООО «ЭКАН» разрабатывает и производит самое современное лабораторное оборудования для экспресс-анализа сельскохозяйственной продукции.

Специалисты компании много ездят по стране: устанавливают и запускают наше оборудование, осуществляют техническую поддержку и мониторинг приборов.

Мы создаем сети наших приборов и ищем новые точки приложения своих усилий.

Процесс определения стекловидности зерна в лабораториях не остался без нашего внимания, появились идеи, макеты и первые версии приборов. Процесс занял много лет. Мы начали делать это без чьей-либо поддержки, без грантов. Эта работа вызывала у нас прежде всего научный интерес и дала начало целому направлению деятельности фирмы – оптико-компьютерная диагностика.

Сейчас нам есть чем гордиться, мы добились впечатляющего результата, нашли отклик у работников различных лабораторий и создали сеть электронных диафаноскопов Янтарь в рамках ФГБУ «Россельхозцентр»

Понимая рекомендательный характер нормативных документов в рассматриваемой области, мы ценим законопослушность сотрудников российских лабораторий и хотим устранить сложившееся противоречие между действующим стандартом и современными подходами, реализованными в наших приборах.

Пришло время откорректировать законодательную базу. Данная статья является приглашением всех заинтересованных структур и организаций к совместной работе в этом направлении.

Рассмотрим процедуру определения стекловидности зерна более подробно. Она описана в ГОСТ 10987-76 «Зерно. Методы определения стекловидности» Если изучить документ и заняться анализом на практике, то быстро обнаружатся два основных недостатка метода – субъективность (обуславливает большую погрешность) и трудоемкость (обуславливает большую длительность) анализа. Для преодоления этих недостатков осуществляются попытки модернизировать методы определения и инструментальную базу. Причем эти попытки начались с 70-х годов прошлого века (например в [1], в описан химический способ увеличения контрастности между мучнистыми и стекловидными зернами). Также предлагались оптико-механические устройства (например, [2]) , которые, по замыслу авторов, должны были измерять прозрачность зерен фотоприемным устройством поштучно и, соответственно, обеспечить автоматическое разделение пробы на отдельные зерна. Существуют более современные способы связать показатель стекловидности со спектром отражения в видимой области, в ближней инфракрасной области. Также может быть применен анализ рентгеновских изображений [5] и техническое зрение в ближней инфракрасной области.

Все эти исследования говорят о том, что существующая инструментальная и методическая база имеют объективные недостатки. Это неудивительно, так как ГОСТ 10987 был принят в 1976 году. Мы со своей стороны, занимаясь разработкой и производством приборов экспресс анализа, обратили внимание на проблему в 2014 году. И результатом стал диафаноскоп ЯНТАРЬ.

С момента разработки прибор существенно изменился, расширился набор возможностей, повысилось удобство работы. История диафаноскопа Янтарь началась с простого повторения процедуры анализа в ГОСТе, за которым последовали:

  1. Реализация оценки стекловидности в полуавтоматическом режиме по трем эталонным зернам.
  2. Разработка кассеты без ячеек с увеличением количества оцениваемых зерен.
  3. Переход к полностью автоматическому анализу с возможностью калибровки по образцам зерна
  4. Разработка эталона на основе оптических фильтров для обеспечения единства измерений в разных лабораториях.

Весь этот путь подробно освещался на страницах журнала Хлебопродукты. Если же говорить по сути, то сейчас диафаноскоп Янтарь перешел из вспомогательного оборудования в разряд анализаторов. Диафаноскоп Янтарь определяет стекловидность по внесенной заранее калибровке, исключая субъективные факторы. Также прибор отличается от предшественников устройством, методикой работы, возможностями настройки, легкостью освоения. За прошедшие годы прибор доказал свою эффективность в лабораториях для осуществления рутинных измерений. В 14 филиалах ФГБУ «Россельхозцентр» были проведены межлабораторные сличительные испытания, результаты которых позволяют нам выступать с предложением о разработке нового национального стандарта.

Сейчас оснащенность рабочих мест компьютерной техникой позволяет использовать диафаноскоп Янтарь практически в любой лаборатории. Кроме того, использование данного оборудования – это задел на будущее. Очевидно, что метод оптико-компьютерной диагностики не исчерпывается задачей определения стекловидности. Потенциально он позволит определять другие органолептические показатели качества зерна.

Таким образом, внедряя метод оптико-компьютерной диагностики, мы осуществляем постепенную замену субъективных органолептических методов анализа объективными инструментальными процедурами. Это дает очевидные преимущества в измерительных характеристиках оборудования, улучшает удобство работы персонала, упрощает организационные работы по обучению процедуре анализа.

Мы считаем насущной задачей разработку нового стандарта для определения стекловидности зерна

Мы рассматриваем диафаноскоп Янтарь с разработанными методиками анализа стекловидности, калибровки, построения измерительных сетей в качестве новой инструментальной и методической базы для быстрого, объективного определения стекловидности зерна.

Всем заинтересованным организациям и лицам предлагаем сотрудничество в деле совершенствования современной инструментальной базы и ищем поддержки в области разработки новой нормативной базы для оценки качества зерна.

 

Литература:

  1. Авторское свидетельство SU 393972 A1. Способ визуального определения стекловидности зерна. Авторы: Ерман А.С., Файбушевич Г.З. Заявка: 1812983/30-15. Дата подачи: 21.07.1972. Дата публикации: 22.03.1973. Бюллетень №34. Страниц: 2.
  2. Авторское свидетельство SU 1293582 A1. Устройство для определения стекловидности зерна. Авторы: Торонджадзе Г.И., Майсурадзе Г.В., Чаруев Н.Г., Арчвадзе Ш.А., Глурджидзе Ш.А. Заявка: 3868466/30-25. Дата подачи: 18.0.1985. Дата публикации: 28.02.1987. Бюллетень №8. Страниц: 3.
  3. Патент RU 2708159 C1 B07C 5/342. Способ разделения зерна мукомольно-крупяных культур по показателю стекловидности. Авторы: Зайцев В.Б., Зверев С.В. Заявка: 2018143686. Дата подачи: 10.12.2018. Дата публикации: 04.12.2019. Бюллетень №34. Страниц: 18.
  4. Dowell, F. E. Differentiating vitreous and non-vitreous durum wheat kernels by using near-infrared spectroscopy, 2000. Cereal Chemistry. 77(2): P. 155–158.
  5. Neethirajan, C. Karunakaran, S. Symons, D.S. Jayas. Classification of vitreousness in durum wheat using soft X-rays and transmitted light images. Computers and Electronics in Agriculture. 53, 2006. P. 71–78
  6. Трошкин Д.Е., Горбунова Е.В., Чертов А.Н., Сычева Е.А., Алёхин А.А., Лоскутов И.Г., Зуев Е.В. Определение стекловидности пшеницы методом технического зрения в ближнем ИК диапазоне длин волн. Известия высших учебных заведений. Приборостроение. 2020. Т. 63. № 7. С. 666-672
  7. Антонов Р.Ю. Экспресс-анализатор стекловидности пшеницы – диафаноскоп «Янтарь». Хлебопродукты, 2019. №5. С. 36-38.
  8. Антонов Р.Ю., Рутковская Т.С. Измерительная сеть на основе электронного диафаноскопа «Янтарь». Хлебопродукты, 2019. №11. С. 34-36.Антонов Р.Ю. Инженер-исследователь ООО «ЭКАН»Печатные источники:

1. Антонов Р.Ю. Определение стекловидности зерна методом оптико-компьютерной диагностики // Хлебопродукты. 2020 №12 с.26-27,
скачать в формате .PDF

Опубликовано: 22 декабря 2020
Читайте нас в Telegram

Узнавайте первыми все актуальные новости компании, читайте наши статьи