BR112016015438B1

BR112016015438B1 - Método e aparato para medir a suavidade dos grãos

Info

Publication number: BR112016015438B1
Application number: BR112016015438-0A
Authority: BR
Inventors: Jyoti Prakash Mishra; Manit KUMAR; Gopalakrishnan TRIKKUR; Bismillah KANI; Ye Aung
Original assignee: Buhler (India) Pvt. Ltd
Priority date: 2013-12-30
Filing date: 2014-02-24
Publication date: 2021-08-10
Also published as: WO2015102012A1; EP3090251B1; BR112016015438A2; EP3090251A1; US9909994B2; CN105899941A; CN113607642A; US20160327492A1

Abstract

método e esquema para medir a suavidade dos grãos, do presente pedido de patente de invenção se refere a um método e um esquema para medir a suavidade dos grãos (1); em uma aplicação, o esquema inclui um canal (3) para fornecer grãos, especialmente grãos de arroz, um obstáculo (7) disposto no canal (3) para desacelerar a queda dos grãos sobre o obstáculo (7), de modo que o fluxo de grãos forme uma pilha (9) sobre o obstáculo (7), e um dispositivo de captura de imagem (13) colocado voltado ao obstáculo (7); o dispositivo de captura de imagem (13) é disposto para capturar uma imagem da pilha (9), caracterizado pela área sob a curva (17) da imagem da pilha (9) capturada indicar o grau de suavidade dos grãos ou o percurso da curva (17) da imagem da pilha (9) capturada indicar o grau de suavidade dos grãos.

Description

CAMPO DE APLICAÇÃO

[0001] O presente pedido de patente de invenção refere-se a um aparato para medir a suavidade de grãos e um método para determinar a suavidade de grãos. ESTADO DA TÉCNICA

[0002] A suavidade do grão polido, especialmente arroz, é um parâmetro de qualidade importante na indústria da moagem de grãos. A superfície lisa obtida é uma expressão da qualidade alcançada de polimento. A avaliação da suavidade é comumente feita manualmente com base no toque e na sensação e se baseia, portanto, na percepção subjetiva do respectivo avaliador.

[0003] Em geral, é difícil julgar a qualidade do grão, especificamente arroz, que está disponível em número de variedades que são diferentes em qualidade, avaliado, por exemplo, como alta qualidade ou baixa qualidade. A avaliação da qualidade, ou seja, a suavidade do arroz, é determinada com base no julgamento pessoal que exige pelo menos duas amostras para serem comparadas. Na ausência de quaisquer métodos que são suportados a partir de um ponto de vista científico, o arroz produzido, assim, tem geralmente tendência para ser irregular na qualidade e isso tem sido frequentemente um assunto preocupante.

[0004] Dessa forma, há uma necessidade na técnica de um método para determinar a suavidade de grãos, especialmente grãos de arroz, objetivamente.

SUMÁRIO

[0005] De acordo com um aspecto do presente pedido de patente de invenção, é fornecido um aparato para medir a suavidade de grãos, compreendendo um canal para fornecer grãos, especialmente grãos de arroz, um obstáculo disposto no canal para desacelerar grãos caindo no obstáculo, de modo que o fluxo de grãos forme uma pilha no obstáculo, um dispositivo de captura de imagem colocado voltado ao obstáculo, caracterizado pelo dispositivo de captura de imagem ser disposto para capturar uma imagem da pilha, e em que a área sob a curva da imagem da pilha capturada indica o grau de suavidade dos grãos ou em que o curso da curva da imagem da pilha capturada indica o grau de suavidade dos grãos.

[0006] A seguir, o aparato e o método são, até certo ponto, descritos com foco em arroz, mas destina-se a ser aplicável para uma ampla variedade de tipos de grãos.

[0007] O obstáculo a ser disposto no fluxo de arroz produz um efeito que faz com que o arroz se mantenha sobre ele quando cai no obstáculo ou seja movimentado no obstáculo. Isso leva a uma pilha de arroz sobre o obstáculo. Quando essa pilha excede certa altura, os grãos de arroz começarão a deslizar da pilha e cair. O formato e a altura da pilha que resultam desse processo dependem, por exemplo, da suavidade, tamanho e umidade do arroz. Primeiramente, depende da suavidade do arroz. Portanto, um modelo de sistema pode ser feito, compreendendo uma dependência entre a suavidade do arroz e o formato da pilha no obstáculo.

[0008] O dispositivo de captura de imagem tira uma foto ou várias fotos em momentos diferentes daquela pilha. A foto é tirada, por exemplo, a partir da lateral da pilha de modo que a imagem obtida mostre uma elevação lateral da pilha. A superfície superior da pilha se projeta na elevação lateral como curva. Pela projeção, o formato 3D da pilha é reduzido para uma vista 2D compreendendo a curva que mostra a superfície superior da pilha. A área sob a curva indica o grau de suavidade dos grãos. O formato da curva mostra o grau de suavidade também. Se a curva tem mais seções íngremes, ela indica menos suavidade dos grãos e se tem mais seções íngremes, indica mais suavidade dos grãos. Então, a suavidade pode ser determinada pelo aparato avaliando a inclinação das seções da curva. Assim a inclinação média do curso da curva pode ser determinada e a suavidade derivada da mesma. Um curso da inclinação da curva ou seções mais inclinadas indica menor suavidade dos grãos de arroz.

[0009] Para determinar a suavidade do arroz, o aparato é capaz de analisar a curva. O modelo de sistema compreendendo a dependência entre a curva e o grau de suavidade pode ser utilizado para essa análise. Por exemplo, a área sob a curva pode ser determinada e ser utilizada para determinar o grau de suavidade do arroz. Como ponto de início e de término da curva para determinar a área sob a curva, os pontos laterais da curva podem ser utilizados que tenham uma distância máxima para cada um. Para determinar a área acima, uma linha entre os pontos e a curva entre esses pontos podem ser utilizados.

[0010] É também possível utilizar os pontos de contato laterais da curva com o obstáculo para essa finalidade. A área sob a curva pode então ser determinada como a área que é determinada pela curva entre esses dois pontos e uma linha de conexão direta entre esses dois pontos.

[0011] Para quaisquer desses métodos de determinação do aparato, o modelo de sistema pode ser utilizado para determinar o grau de suavidade a partir da área sob a curva. Para essa finalidade, os dados e restrições relevantes são representados no modelo do sistema.

[0012] De acordo com uma aplicação, o obstáculo tem uma porta de descarga, especialmente um furo, como saída para os grãos. Isso permite a coleta de arroz no obstáculo deixando o obstáculo através da porta de descarga. Por essa medição, a pilha de arroz pode ser constantemente regenerada não somente a partir da lateral superior com arroz caindo sobre ele, mas também a partir da lateral de baixo. Assim, se a suavidade de grãos de arroz muda, o formato da pilha se adapta mais rápido à suavidade alterada. Isso permite uma adaptação mais rápida às mudanças da suavidade do arroz. Além disso, a precisão da medição de suavidade é melhorada, visto que menos arroz é deixado no obstáculo. A pilha de arroz é renovada de maneira mais rápida e mais completa.

[0013] É possível ter o tamanho da porta de descarga alterável de modo que a velocidade do arroz em descarga pode ser alterada. Isso pode ser realizado, por exemplo, por limitadores. É também possível ter mais que uma porta de descarga. Uma ou várias portas de descargas podem então ser fornecidas como parcialmente ou completamente possíveis de fechamento.

[0014] De acordo com uma modalidade, o obstáculo é formado como um recipiente, especialmente como um funil, para coletar grãos. Isso permite construir uma pilha muito estável sobre o obstáculo. A porta de descarga pode então ser construída na parte inferior do recipiente, especialmente o funil. Além disso, o obstáculo como recipiente permite coletar mais arroz no obstáculo e, portanto, descarregar arroz a partir da pilha sem afetar a superfície da pilha, ou seja, a curva da pilha.

[0015] De acordo com uma aplicação, a imagem capturada da pilha é proporcional ao grau de suavidade dos grãos, quanto maior a área sob a curva à qual a pilha se relaciona menor o grau de suavidade e quanto menor a área sob a curva à qual a pilha se relaciona maior o grau de suavidade. Grãos mais lisos, por exemplo, grãos de arroz, descem mais facilmente a pilha sobre o obstáculo. Portanto, arroz liso produz uma pilha sobre o obstáculo que tem altura menor que a de uma pilha construída de arroz menos liso.

[0016] De acordo com uma aplicação, o dispositivo de captura de imagem é um dispositivo de captura de imagem digital. Um dispositivo de captura de imagem digital, por exemplo, uma câmera digital, fornece uma boa integração no processamento digital da foto da pilha. Além disso, soluções padrão baratas podem ser utilizadas.

[0017] De acordo com uma aplicação, o aparato compreende, ainda, uma fonte de luz para irradiar luz sobre os grãos, especialmente os grãos parados sobre o obstáculo. A fonte de luz pode ajudar a melhorar as condições de luz para capturar a imagem da pilha. Luz focada pode ajudar a realizar alto contraste para capturar a imagem. A fonte de luz é, por exemplo, uma fonte de luz de LED para minimizar a entrada de energia no grão pela fonte de luz. Preferivelmente, a fonte de luz tem pequenas dimensões externas tornando sua integração fácil.

[0018] De acordo com uma aplicação, o aparato compreende, ainda, um elemento de coleta, especialmente um funil, com uma porta de descarga posicionada sobre o obstáculo. O elemento de coleta permite que ele forneça o grão, especialmente arroz, mais controlado ao obstáculo. Por exemplo, o elemento de coleta pode reduzir a velocidade dos grãos em queda e prevenir dessa forma que os grãos rápidos saltem do obstáculo ou danifiquem a pilha de grãos sobre o obstáculo. Um funil com uma porta de descarga permite coletar os grãos e descarta-los através de uma porta de descarga central. Isso tem a vantagem de que o funil cobre uma área abaixo do funil e pode prevenir os grãos de caírem diretamente no obstáculo na área coberta.

[0019] De acordo com uma aplicação, o canal é construído como evasão de um canal principal para transportar os grãos. A evasão é para uma construção exemplar como canal conectado ao canal principal através de uma entrada para grãos e uma saída para grãos. O obstáculo é então disposto, por exemplo, a jusante da entrada e a montante da saída. A evasão permite trazer o grão em uma condição que é ideal para medir a suavidade. O fluxo de grãos na evasão pode ser mais lento que aquele no canal principal. O fluxo de grãos no canal principal pode permanecer quase não afetado. Portanto, para medir a suavidade dos grãos a capacidade de transporte do canal principal não precisa ser reduzida.

[0020] Um método para medir a suavidade dos grãos, compreende as etapas: fornecer grãos, especialmente grãos de arroz, através de um canal, desacelerar a queda dos grãos por um obstáculo, de modo que o fluxo dos grãos forme uma pilha sobre o obstáculo, capturar uma imagem da pilha com um dispositivo de captura de imagem; determinar a área sob a curva da imagem da pilha capturada, caracterizado pela área da curva ser utilizada para indicar o grau de suavidade dos grãos, quanto maior a área sob a curva à qual a pilha se relaciona menor o grau de suavidade e quanto menor a área sob a curva à qual a pilha se relaciona maior o grau de suavidade ou analisar a forma da curva, caracterizado pelo percurso da curva ser utilizado para indicar o grau de suavidade dos grãos, as seções mais íngremes da curva indicam um menor grau de suavidade e as seções menos íngremes indicam um grau mais alto de suavidade do grão.

[0021] O aparato e o método para determinar a suavidade dos grãos, especialmente grãos de arroz, fornece uma avaliação objetiva do valor econômico e brilho dos grãos de arroz polidos. Ainda, o método é rápido e permite uma avaliação de qualidade online contínua dos grãos enquanto os grãos são transportados. As variações de qualidade dos grãos podem, assim, ser imediatamente detectadas e as medidas de direção necessárias do sistema de polimento do grão podem ser tomadas. Assim, as variações de qualidade dos grãos podem ser reduzidas e uma qualidade melhorada do grão pode ser entregue. Isso permite um valor de mercado melhor do grão.

[0022] De acordo com uma aplicação, a área coberta pela curva é determinada por uma CPU conectada ao dispositivo de captura de imagem. A CPU realiza as operações matemáticas úteis para determinar, por exemplo, a área sob a curva ou para extrair e analisar os padrões da forma da curva. Ainda é possível ter o aparato conectado ao controle de um dispositivo de polimento de grão. Isso permite adaptar o processo de polimento com base nos resultados da suavidade ou dos grãos. Ainda é possível separar automaticamente os grãos de diferentes qualidades com base na medição do resultado da suavidade.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0023] As características, vantagens e outros aspectos acima indicados de determinadas aplicações exemplares do presente pedido de patente de invenção serão mais aparentes a partir da descrição a seguir, tomada em conjunto com os desenhos anexos, nos quais:A figura 1 é uma visualização esquemática, mostrando um aparato para medir a suavidade dos grãos de acordo com uma primeira aplicação do presente pedido de patente de invenção.A figura 2 é uma visualização esquemática, mostrando um aparato para medir a suavidade dos grãos de acordo com uma segunda aplicação do presente pedido de patente de invenção.

[0024] Aqueles especialistas na técnica reconhecerão que os elementos nas figuras são ilustrados para simplificação e esclarecimento e podem não ter sido desenhados de forma dimensionada. Por exemplo, as dimensões de alguns dos elementos na figura podem ser exageradas em relação a outros elementos para proporcionar uma melhor compreensão das várias aplicações exemplares da presente divulgação.

[0025] Ao longo dos desenhos, deve-se notar que números de referências semelhantes são utilizados para representar elementos, características e estruturas iguais ou similares.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0026] A figura 1 é uma visualização esquemática que mostra um aparato para medir a suavidade dos grãos 1, de acordo com uma primeira aplicação do presente pedido de patente de invenção. Um canal 3 é fornecido para alimentar os grãos 5, especialmente grãos de arroz. O canal 3 tem uma orientação vertical na figura 1 com o grão 5 fornecido do lado superior através do canal 3. A direção de movimento dos grãos 5 é esquematicamente indicada pelas setas A. Um obstáculo 7 está disposto no canal 3. O obstáculo 7 tem a forma de um funil nessa aplicação. Grãos 5 que caem sobre o obstáculo 7 desacelerarão de modo que o fluxo de grãos 5 forme uma pilha 9 sobre o obstáculo 7. O obstáculo 7 nessa aplicação tem uma saída 11 para permitir que os grãos 5 passem pelo obstáculo 7. A saída 11 é formada como um furo na base do obstáculo 7, que é criada como um funil de acordo com a primeira aplicação. Os grãos 5 podem passar continuamente através da saída 11. Assim, a pilha 9 dos grãos 5 é prontamente renovada pelo fornecimento de grãos 5 do lado superior do obstáculo 7 e descarregamento dos grãos 5 através da saída 11.

[0027] Um dispositivo de captura de imagem 13 é disposto voltado ao obstáculo 7. Na figura 1 está localizado no lado esquerdo do obstáculo 7. O dispositivo de captura de imagem 13 de acordo com a primeira aplicação é uma câmera digital. O dispositivo de captura de imagem 13 está disposto para capturar uma imagem da pilha 9. Visto do lado como projeção como na imagem capturada, a pilha 9 forma com sua superfície superior uma curva 17. A área sob a curva 17 indica o grau de suavidade dos grãos. A maior área sob a curva 17 se refere ao menor grau de suavidade e a menor área sob a curva 17 se refere ao grau mais alto de suavidade. A forma da curva 17 pode ser adequadamente analisada mostrando o grau de suavidade, também. Se a curva 17 tem seções mais íngremes, ela indica menos suavidade dos grãos 5. Uma fonte de luz 15 é fornecida para irradiar a luz nos grãos 5, especialmente a pilha 9. Assim, a fonte de luz 15 pode ajudar a melhorar as condições de captura da imagem para o dispositivo de captura de imagem 13.

[0028] A figura 2 é uma visualização esquemática que mostra um aparato para medir a suavidade dos grãos 1 de acordo com uma segunda aplicação do presente pedido de patente de invenção. Como na primeira aplicação um canal 3 para fornecer grãos 5, especialmente grãos de arroz, é fornecido. Um obstáculo 7 formado como um funil é disposto no canal 3. O obstáculo 7 tem uma saída para descarregar grãos 5 do obstáculo 7. Os grãos 5, que caem sobre o obstáculo 7, formam uma pilha 9 sobre o obstáculo 7. A pilha 9 dos grãos 5 não excederá uma altura limitada por causa dos grãos 5 que percorrem a pilha 9. A forma e o tamanho da pilha 9 indicam a suavidade dos grãos 5. Se os grãos 5 são mais lisos eles percorrem mais facilmente a pilha 9. Assim, a pilha 9 é impedida de exceder uma altura que depende da suavidade dos grãos 5. Se os grãos 5 são menos lisos eles destinam-se a grudar mais devido à sua fricção e a pilha 5 será criada mais alta.

[0029] Como na primeira aplicação, um dispositivo de captura de imagem 13 é fornecido ao lado da pilha 9 para capturar uma imagem da pilha 9. A curva 17 da pilha 9 vista como elevação lateral indica a suavidade dos grãos 5 conforme descrito com relação à primeira aplicação. Uma fonte de luz 15 está disposta para melhorar as condições de luz no canal para capturar a imagem da pilha 9.

[0030] Adicional à primeira aplicação na segunda aplicação, um elemento de coleta 19, de acordo com essa aplicação formada como um funil, é disposto acima do obstáculo 7. O elemento de coleta 19 coleta grãos 5 do canal 3 e leva aos grãos 5 sobre o obstáculo 7. Por essa medição, os grãos 5 podem ser levados ao obstáculo 7 com velocidade limitada amplamente independente da velocidade de transporte do grão no canal 3. Isso impede a influência da velocidade dos grãos 5 no canal 3 na criação da pilha 9. A influência de uma velocidade de alto impacto dos grãos 5 sobre o obstáculo 7 e erosões resultantes na criação da pilha 9 podem ser impedidas. O elemento de coleta 19 é formado de acordo com a segunda aplicação como um funil, coletando grãos 5 do canal 3 e tendo uma porta de descarga 21 para descarregar os grãos 5 sobre o obstáculo 7. Dessa forma, a porta de descarga 21 está localizada acima do obstáculo 7. O elemento de coleta 19 protege mais adiante o obstáculo 7 na direção vertical do fluxo dos grãos 5 e, assim, impede os grãos 5 de cair com a velocidade não reduzida diretamente sobre o obstáculo 7. Dessa forma, o diâmetro do elemento de coleta 19 de acordo com a segunda aplicação é igual ou maior que o diâmetro do obstáculo 7. A segunda aplicação oferece a vantagem de um fornecimento de grão muito limitado ao obstáculo 7.

[0031] Na descrição acima detalhada das aplicações do presente pedido de patente de invenção, vários recursos são agrupados juntos em uma única aplicação com a finalidade de otimizar a divulgação. Esse método de divulgação não deverá ser interpretado como um reflexo de intensão de que as aplicações reivindicadas do presente pedido de patente de invenção exigem mais recursos do que são expressamente recitados em cada reivindicação. Mais propriamente, conforme as reivindicações a seguir refletem, o assunto inventivo encontra-se aquém de todos os recursos de uma única aplicação divulgada. Assim, as reivindicações a seguir são, deste modo, incorporadas na descrição detalhada das aplicações do presente pedido de patente de invenção, com cada reivindicação mantendo-se como uma aplicação separada.

[0032] Entende-se que a descrição acima destina-se a ser ilustrativa e não restritiva. Destina-se, portanto, a abranger todas as alternativas, modificações e equivalentes, conforme possam ser incluídos dentro do espírito e escopo do presente pedido de patente de invenção, conforme definido nas reivindicações anexas. Muitas outras aplicações serão evidentes aos especialistas na técnica ao revisar a descrição acima. O escopo do presente pedido de patente de invenção deverá, assim, ser determinado com referência às reivindicações anexas, juntamente com o escopo total dos equivalentes aos quais essas reivindicações são designadas. Legenda das Figuras Figura 117) Área sob a curva.

Claims

1. “APARATO PARA MEDIR A SUAVIDADE DOS GRÃOS”, CARACTERIZADO por compreender: um canal (3) para fornecer grãos (5), especialmente grãos de arroz e um dispositivo de captura de imagem (13); um obstáculo (7) disposto no canal (3) para desacelerar a queda dos grãos (5) no obstáculo (7), de modo que o fluxo de grãos (5) forme uma pilha (9) no obstáculo (7); e um dispositivo de captura de imagem (13) colocado voltado ao obstáculo (7); em que o dispositivo de captura de imagem (13) é disposto para capturar captura de uma imagem da pilha (9) e em que a área sob a curva (17) da imagem da pilha (9) capturada indica o grau de suavidade dos grãos (5).

2. “APARATO PARA MEDIR A SUAVIDADE DOS GRÃOS”, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO por o obstáculo (7) ter uma porta de descarga (21), especialmente um furo, como saída (11) para os grãos (5).

3. “APARATO PARA MEDIR A SUAVIDADE DOS GRÃOS”, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADO por o obstáculo (7) ser formado como um recipiente, especialmente como um funil, para coletar os grãos (5).

4. “APARATO PARA MEDIR A SUAVIDADE DOS GRÃOS”, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO por a imagem capturada da pilha (9) ser proporcional ao grau de suavidade dos grãos (5), a maior área sob a curva (17) da pilha (9) se referir ao menor grau de suavidade e a menor área sob a curva (17) da pilha (9) se referir ao maior grau de suavidade.

5. “APARATO PARA MEDIR A SUAVIDADE DOS GRÃOS”, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO por o dispositivo de captura de imagem (13) ser um dispositivo de captura de imagem (13) digital.

6. “APARATO PARA MEDIR A SUAVIDADE DOS GRÃOS”, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO por compreender, ainda: uma fonte de luz (15) para irradiar luz nos grãos (5), especialmente os grãos (5) estendidos sobre o obstáculo (7).

7. “APARATO PARA MEDIR A SUAVIDADE DOS GRÃOS”, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO por compreender, ainda: um elemento de coleta (19), especialmente um funil, com uma porta de descarga (21) posicionada acima do obstáculo (7).

8. “APARATO PARA MEDIR A SUAVIDADE DOS GRÃOS”, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO por o canal (3) ser criado como um desvio de um canal principal para transportar os grãos (5).

9. “MÉTODO PARA MEDIR A SUAVIDADE DOS GRÃOS”, para uso do aparato definido em qualquer uma das reivindicações anteriores de 1 a 8, CARACTERIZADO por compreender: fornecer grãos, especialmente grãos de arroz, através de um canal (3); desacelerar a queda dos grãos (5) por um obstáculo (7), de modo que o fluxo de grãos (5) forme uma pilha (9) sobre o obstáculo (7); capturar uma imagem da pilha (9) com um dispositivo de captura de imagem (13); determinar a área sob a curva (17) da imagem da pilha (9) capturada, em que a área da curva (17) é utilizada para indicar o grau de suavidade dos grãos (5), quanto maior a área sob a curva (17) à qual a pilha (9) se relaciona menor o grau de suavidade e quanto menor a área sob a curva (17) à qual a pilha (9) se relaciona maior o grau de suavidade, ou analisar a forma da curva (17).

10. “MÉTODO PARA MEDIR A SUAVIDADE DOS GRÃOS”, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO por o percurso da curva (17) da pilha (9) ser utilizado para indicar o grau de suavidade dos grãos (5), seções mais íngremes da curva (17) indicando um menor grau de suavidade e seções menos íngremes indicando um maior grau de suavidade do grão (5).

11. “MÉTODO PARA MEDIR A SUAVIDADE DOS GRÃOS”, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO por a área coberta pela curva (17) ser determinada por uma CPU conectada ao dispositivo de captura de imagem (13).

12. “MÉTODO PARA MEDIR A SUAVIDADE DOS GRÃOS”, de acordo com a reivindicação 9 ou 11, CARACTERIZADO por o grão (5) ser coletado do canal (3) por um elemento de coleta (19), especialmente um funil, e descarregado do elemento de coleta (19) sobre o obstáculo (7) através de uma porta de descarga (21) do elemento de coleta (19).