CN1130559C

CN1130559C - 食品中的灰分测定方法及其装置

Info

Publication number: CN1130559C
Application number: CN97121478A
Authority: CN
Inventors: 佐竹觉; 亀冈孝治; 保坂幸男; 今井猛; 细藤慎司
Original assignee: Satake Corp
Current assignee: Satake Corp
Priority date: 1996-10-02
Filing date: 1997-09-30
Publication date: 2003-12-10
Anticipated expiration: 2017-09-30
Also published as: EP0834731B1; EP0834731A3; KR100300377B1; DE69712432D1; AU3988197A; US5952234A; CA2217182A1; AU716851B2; DE69712432T2; CA2217182C; JPH10160669A; EP0834731A2; CN1182876A; US5976882A; KR19980032474A

Abstract

本发明的灰分测定装置包括照射至少包含有可检测与作为灰分的无机成分相结合的有机成分的紫外线的特定波长的光的光源部(81)；用于检测照射前述特定波长的光而由前述有机成分给出的反射光或透射光的光检测部(88)；存储有利用非线性解析方法，用神经元网络由灰分含量为已知的样品的光吸收度和已知样品的灰分量制作出测量线的存储部(76)；利用由光检测部(88)获得的灰分量为未知的样品的光吸收度和前述存储部(76)中的测量线计算出未知样品的灰分量的运算部(77)；以及对各个部分进行控制用的控制部(78)。

Description

食品中的灰分测定方法及其装置

技术领域

本发明涉及可以通过用光照射样品时所获得的光吸收度和预先确定的测量线测定食品灰分量的灰分测定装置，特别涉及到利用使作为灰分的无机成分与类黄酮类色素、肌醇六磷酸、粘胶质等等的有机成分良好结合的灰分测定装置。

背景技术

灰分的定义为除去了食品中的有机成分和水分后的残余成分，即食品中的无机成分总量。原有的灰分分析方式是将食品加热至比如说550℃以除去有机成分和水分直至没有残存碳素，将样品灰化后所残余的总量作为其灰分。换句话说就是，利用原有的方法进行灰分测定时必须要有除去有机成分和水分所需的足够的时间。

在期望能够有一种可以在短时间里进行灰分量测定的装置的期待过程中，人们研制出了下述的一种灰分测定装置。它是使通过用近红外线照射灰分含量为未知数的样品所获得的光吸收度，和用近红外线照射灰分量为预先已知的样品所获得的光吸收度作为已知值确定的测量线，而在短时间里测定出作为样品中的特定成分的灰分量。比如说在对食品中的灰分量实施的测定中，现有的灰分测定装置可以确保与实际灰分相关的测定精度在±0.03％左右，故可以用来测定对品质影响比较大的灰分含有量的小麦粉灰分测定等等。而且即使为其他的食品，也可以用其显示出灰分含有量，而在整个食品中灰分的含有量占有重要的位置。

然而，对于对面粉的成分纯度有着严格规定的日本，还需要有测定精度更高的测定装置。换句话说就是，在日本国内，面粉的等级和用途是用其灰分含有量更精细确定的，比如说它将面粉细分为，～0.34％为特等粉，0.34％～0.44％为一等粉，0.44％～0.56％为二等粉，0.56以上为三等粉。

这样，灰分的实际值和由测定装置给出的计量值之间产生的差，可能会使面粉等级产生一个等级的变化，这不仅会大大影响到制品的单价，而且还会大大影响到制品的品质。因此，如果将测定精度比较低的灰分测定装置组装在制粉工序中，并不能对面粉制品的等级进行管理。这种制粉工序所需要的测定精度为±0.01％左右。目前往往要根据工作人员的经验并依赖其敏锐的感觉进行确定。

发明内容

本发明的目的是，针对上述情况，获得某种对于使用在食品、具体的讲就是使用在小麦粉的制粉生产线上的场合和作为分析装置使用的场合，均可以进行快速的测定并提高其测定精度的灰分测定方法及其装置。

为了能解决前述问题，根据本发明的一种测定食品中灰分的方法，该灰分测定方法的特征在于具有下述工序：

利用非线性解析方法，对于多个灰分含量分别为已知的食品样品，与作为灰分的无机成分结合在一起的、包括类黄酮类色素、肌醇六磷酸、粘胶质有机成分相关联的紫外线区域、紫外线至可见光线的组合区域、紫外线至近红外线的组合区域、紫外线与可见光线和近红外线的组合区域的任一区域的波长的特定波长的光进行照射所获得的各光吸收度，以及前述各样品的灰分含量，通过神经元网络进行非线性解析而制作出测量线的工序，

对于灰分量为未知的样品，由用前述特定波长的光进行照射所获得的光吸收度，以及用基于神经元网络的非线性解析方法预先制成的前述测量线推导出未知样品的灰分量的工序。

如果采用本发明，则由于对于灰分含量为已知的样品，可以发现有与作为灰分的无机成分良好结合在一起的有机成分，所以可以用至少包含有与该有机成分相关联的紫外线的特定波长的光进行照射，进而根据照射样品所获得的光吸收度和已知样品的灰分含量，利用非线性解析方法制作出测量线。该测量线为测定有机成分含量所用的计算灰分含量的测量线。在制作出该测量线后，可通过用前述特定波长的光照射灰分含量为未知的样品照射所获得的光吸收度和前述测量线推导出未知样品的灰分含量。

在样品内与作为灰分的无机成分良好结合的有机成分，例如小麦灰分大多遍布在麦粒的表面部，而与小麦灰分相类似，在小麦的表面部存在有有机成分，如果采用本发明，该有机成分可以为类黄酮类色素、肌醇六磷酸、粘胶质和其它的蛋白质等等。

为了能进一步提高测定精度，还可以采用本发明的方法，即使特定波长的光为紫外线、可见光线和近红外线中的至少一种的组合形式。因此即可以仅用紫外线进行测定，也可以用紫外线与可见光线的组合形式、或紫外线与近红外线的组合形式、以及紫外线和可见光线及近红外线构成的组合形式进行测定，从而可以进一步提高测定精度。这种装置对于食品的灰分测定精度要求高的技术领域是相当有效的，特别是对于被测定物为面粉的灰分测定可以作出相当大的贡献。

而且如果采用本发明，还可以利用在近红外线区域的特定波长照射所获得光吸收度的变化，对随着粉体颗粒的水分、温度、粒度的变化的测定精度的影响实施补偿，从而可以进一步提高其测定精度。

如果采用本发明，还可以用神经元网络进行非线性解析，从而可以简单的实施解析。

另外，根据本发明的一种测定食品中的灰分的装置，该灰分测定装置的特征在于具有：

相对于样品照射可检测与作为灰分的无机成分相结合的、包括类黄酮类色素、肌醇六磷酸、粘胶质有机成分的、用紫外线区域、紫外线至可见光线的组合区域、紫外线至近红外线的组合区域、紫外线与可见光线和近红外线的组合区域的任一区域的波长的特定波长的光的光源部，

用于检测由前述样品给出的反射光和透射光中的至少一个的光检测部，

预先存储有根据对于多个灰分量分别为已知的样品，用所述特定波长的光进行照射所获得的各光吸收度，以及前述各样品的灰分量，通过神经元网络进行非线性解析而制作出的测量线的存储部，

相对于灰分量为未知的样品，由用前述的特定波长的光进行照射的方式，由前述光检测部所获得的反射光和透射光中的至少一个计算出光吸收度，并且利用该光吸收度和存储在前述存储部中的测量线计算出未知样品灰分量的运算部，

对前述光源部、光检测部、存储部和运算部进行控制用的控制部。

附图说明

图1为表示用由紫外线到近红外线的光照射小麦粉时的光吸收度曲线。

图2为表示制粉系统的生产作业图。

图3为表示灰分测定装置的测定原理的示意图。

图4为表示粉体成分测定装置的构成的示意图。

图5为表示设置在测定元处的样品供给通路和支路的示意图。

图6为测定元的局部剖开的正视图。

图7为测定元的局部剖开的顶视图。

图8为表示测定元的主要部分的侧视图。

图9为表示测定装置和成分运算控制装置的方框图。

图10为表示神经元网络的概略性示意图。

附图中的参考标号的含义为：

1粉碎机

2粉碎机

3粉碎机

4粉碎机

5筛选机

6筛选机

7筛选机

8旋风分离器

9气闸泵

10切换阀用泵

11测定部

12大颗粒子排出口

13中粒子排出口

14小粒子排出口

15旋风分离器

16气闸泵

17切换阀用泵

18测定部

19大粒子排出口

20中粒子排出口

21小粒子排出口

22旋风分离器

23旋风分离器

24气闸泵

25切换阀用泵

26测定部

27大粒子排出口

28中粒子排出口

29小粒子排出口

30旋风分离器

31旋风分离器

32鼓风机

33旋风分离器

34鼓风机

35旋风分离器

36袋式过滤器

37气闸泵

38气闸泵

39气闸泵

40气闸泵

41气闸泵

42粉体接收容器

43粉体接收容器

44粉体接收容器

50粉体成分测定装置

51测定装置

52成分运算控制装置

53外部装置(制粉系统)

54吸风风扇

55旋风分离器

56吸风装置

57样品测定控制装置

58测定元

59光学处理装置

60传送通路

61样品供给通路

62开闭装置

63筒

64开闭阀

65驱动装置

66开闭阀装置

67测定窗口

68挤压部件

69驱动装置

70挤压装置

71空气喷射口

72喷射装置

73样品取样支路

74连通通路

75粉体检测传感器

76存储部

77运算部

78控制部

79温度检测传感器

81光源部

82钨灯

83氘灯

84反射镜

85滤光器

86狭缝

87衍射光栅

88光检测部

89可见光·紫外光接收元件

90近红外光接收元件

91基准光

92检测光

93镜面

具体实施方式

下面参考附图，以测定食品中的小麦粉灰分为例说明本发明的优选实施形式。

对于小麦的灰分量为明确已知的样品，在样品颗粒中，即在呈未加工状态的样品颗粒内可发现与作为灰分的无机成分良好结合着的有机成分。如举例来说，类黄酮类色素与灰分间的关联较深，如果检测该色素，便可以获得了解作为麦夫皮混入比率的面粉的颜色或品质所需要的重要资料，从而还可以获得灰分和比率关系。而且包含在小麦粉中的无机成分可以为钙、铁、磷、钾、钠、镁、碘等等，含量最多时它们可占整体的大约50％。应该提醒注意的是，在小麦颗粒中与作为有机成分的肌醇六磷酸良好结合形式存在的几率相当高。当其为小麦时，它们大多存在在小麦颗粒的皮部。

与这种作为灰分的无机成分良好结合的有机成分可以为类黄酮类色素、肌醇六磷酸、粘胶质、蛋白质等等。在这儿，作为灰分的无机成分为全部无机成分中与类黄酮类色素、肌醇六磷酸、粘胶质等等的有机成分相结合的无机成分，这些有机成分与灰分的相关度相当高。本发明对这种有机成分给予了特别注意，并确定出其光吸收度与该有机成分的成分量成比例地变化的特定波长。这一特定波长可以使用各种不同的波带，如果不能根据有机成分对其进行唯一的确定，则照射用的光线可为紫外线、可见光线、近红外线的波带，而紫外线或由紫外线至可见光线的波带为主要波带。

在这儿，用由紫外线至近红外线的波带的光照射小麦粉时的光吸收度特性如图1所示。由图中可见，照射前述有机成分而发生特别显著变化的为波长在紫外线区域的光，它为光吸收度的差比较明显的波带。该波长区域的光吸收度在后述的由光吸收度制作计算灰分用的测量线时占据相当大的比重。

在确定了紫外线区域或可见光线区域和近红外线区域中的特定波长后，向灰分量已知的样品照射各波带的特定波长的光。根据由照射样品所获得的光吸收度和已知的样品灰分量，可以由神经元网络利用非线性解析方法制作成测量线。在这儿，为进行灰分计算所构造的网络由如图10所示的输入层—中间层—输出层三层构成。向输入层的九个单元分别输入由照射小麦粉的九种特定波长所获得的光吸收度值x₁、x₂、…x₉，并由中间层的四十五个单元进行数据处理。由中间层给出的输出t₁、t₂、…t₄₅输入至一个输出层单元，以最终输出该小麦粉的灰分值y。如果具体地说就是，在第k(k＝1～9)个输入层单元和第a(a＝1～45)个中间层单元中间，设定了用网络修正方式求解的结合权重w_ka，把输入至输入层单元的光吸收度值x_k乘以结合权重w_ka所获得的值w_ka·x_k输入到第a个中间层单元。在第a个中间层单元处，用式1计算出由各输入层单元输入的w_ka·x_k的总和S_a。

S_{a} = Σ_{k = 1}^{d} w_{ka} \cdot x_{k} + θ_{a} . . . . . . (1)

其中，θ_a为第a个中间层单元的偏置，为用预定的网络修正方式求出的值。

下面用式2对S_a进行反曲变换，以求出第a个中间层单元的输出ta。

t_{a} = \frac{1}{1 + \exp (- \frac{S_{a}}{T})} . . . . . . (2)

其中，T为网络温度或增益(常数)。在输出层单元和第a个中间层单元中间设定有采用网络修正进行求解用的结合权重v_a，将中间层单元计算出的输出t_a乘以结合权重v_a，作为值v_a·t_a输入至输出层单元。

在输出层单元处用式3计算出由各中间层单元输入的v_a·t_a的总和u。

u = Σ_{a = 1}^{A} v_{a} \cdot t_{a} + η . . . . . . (3)

其中，η为输出层单元的偏置，为用预定的网络修正求出的值。

最后用式4对u进行反曲变换，以输出作为灰分值的y。

y = \frac{1}{1 + \exp (- \frac{u}{T})} . . . . . . (4)

在网络的构造中需使用灰分量为已知的若干种小麦粉的、比如说为数百种小麦粉的光吸收度和灰分值。“若光吸收度值为值x则灰分值为y”一语意味着可利用网络中的若干个给定的图案结构进行网络修正。可将借助如上所述的神经元网络利用非线性解析方式制作成的测量线作为解析软件(ROM)组装在灰分测定装置中。

在制作出这种测量线后，可以利用向灰分量为未知的样品照射前述特定波长的光所获得的光吸收度和前述测量线，导出未知样品的灰分量。

上述的说明是以用九种特定波长的光实施照射的情况为例进行说明的，但也可以仅采用波长在紫外线区域的光，还可以使用由紫外线至可见光线区域的光。而且如果采用有助于修正近红外线区域波长的波带制作测量线的方式，还可以进一步提高其精度。而且特定波长并不仅限于九种，它可以为任意种。

如上所述，本申请人对用各种不同波长区域的光实施照射所获得的结果进行了推导，下面对其一部分实验结果进行说明。“表1”示出了照射由紫外线区域至可见光线区域的特定波长的光所获得的光吸收度，以及由该光吸收度计算灰分时的相关系数和测定精度。

表1

灰分水平		0.4～0.5	0.6～0.8
灰分水平		0.4～0.5	0.6～0.8	相关系数		0.919	0.963
测定精度		0.013	0.018	相关系数		0.919	0.963
测定精度		0.013	0.018	波长nm	221	○	○
354	-	○			221	○	○
354	-	○	408		○	○
425	○	○	408		○	○
425	○	○	442		○	-

○为所使用的波长。“表2”示出了以照射由紫外线区域至可见光线区域的特定波长的光所获得的光吸收度为主要部分，以照射近红外线区域中的特定波长所获得的光吸收度为修正部分，两者叠加时的相关系数和测定精度。

表2

灰分水平		0.4～0.5	0.6～0.8
灰分水平		0.4～0.5	0.6～0.8	相关系数		0.942	0.983
测定精度		0.010	0.012	相关系数		0.942	0.983
测定精度		0.010	0.012	波长nm	221	○	○
354	-	○			221	○	○
354	-	○	408		○	○
425	○	○	408		○	○
425	○	○	442		○	-
1915	-	○	442		○	-
1915	-	○	2178		-	○
2300	○	-	2178		-	○

○为所使用的波长

如上所述，这和原有的仅采用近红外线区域的波长相比可以大大提高其测定精度，并可以将测定精度保持在0.01％左右。而且如表2所示，附加上近红外线区域时可以进一步提高其测定精度。可以用近红外线区域修正由于水分、温度、粒度等等的变化所产生的对测定精度的影响。

下面具体的说明其实施例。

图2示出了本发明所涉及的一般性的小麦等等的制粉系统。该系统由作为主要要素的四台粉碎机1、2、3、4和三台筛选机5、6、7构成。第一粉碎机1与作为空气传送组件的旋风分离器8相连通，在旋风分离器8的下部设置有气闸泵9，后者通过切换阀用泵10以向测定部11适当供给一部分粉碎颗粒的方式与其相连通，并且与第一筛选机5的供给口相连通，其中的测定部11用于对粉碎后的粉碎颗粒的灰分等进行测定。筛选机5依据颗粒的大小进行三个等级的筛选分离，它具有大颗粒排出口12、中颗粒排出口13、小粒颗排出口14，而且大颗粒排出口12与第一粉碎机1的供给口相连通，中颗粒排出口13与第二粉碎机2的供给口相连通，小颗粒排出口14与旋风分离器15相连通。

第二粉碎机2与旋风分离器15空气传送性连通，在旋风分离器15的下部设置有气闸泵16，后者通过切换阀用泵17以向测定部18适当供给一部分粉碎颗粒的方式与其相连通，并且与第二筛选机6的供给口相连通，其中的测定部18用于对粉碎后的粉碎颗粒进行灰分等的测定。筛选机6依据颗粒的大小进行三个等级的筛选分离，它具有大颗粒排出口19、中颗粒排出口20、小颗粒出口21，而且大颗粒排出口19与第二粉碎机2的供给口相连通，中颗粒排出口20与第三粉碎机3的供给口相连通，小颗粒排出口21与旋风分离器22相连通。

第三粉碎机3与旋风分离器23空气传送连通，在旋风分离器23的下部设置有气闸泵24，后者通过切换阀用泵25以向测定部26适当供给一部分粉碎颗粒的方式与其相连通，并且与第三筛选机7的供给口相连通，其中的测定部26用于对粉碎后的粉碎颗粒进行灰分等的测定。筛选机7依据颗粒的大小进行三个等级的筛选分离，它具有大颗粒排出口27、中颗粒排出口28、小颗粒排出口29，而且大颗粒排出口27与第四粉碎机4的供给口相连通，中颗粒排出口28与旋风分离器30相连通，小颗粒排出口29与旋风分离器31相连通。而且第四粉碎机4还与旋风分离器23空气传送性连通。

旋风分离器8、15、23排出的气体通过鼓风机32与旋风分离器33相连通，旋风分离器22、31、30排出的气体通过鼓风机34与旋风分离器35相连通，而旋风分离器33、35排出的气体再经由袋式过滤器36排出至外部。在旋风分离器22、30、31、33、35的下部设置有气闸泵37、38、39、40、41，并与存储粉碎生成物用的粉体接收容器42、43、44的供给口相连通。上述的为一般性的小麦等的制粉系统。

下面参考图3和图9具体说明本发明的灰分测定装置。

能够发出可以检测与作为灰分的无机成分良好结合的有机成分的特定波长的光的光源部81，最好能够进行由紫外线区域至近红外线区域的照射，在这儿是采用钨灯82和氘灯83发射出波长范围为190nm～2500nm的光。具体地说就是，由于钨灯82能够发射出190nm～350nm的光，故可在紫外线区域使用，而由于氘灯83能够发射出330nm～2500nm的光，故可在可见光线区域和近红外线区域使用。而且在紫外线区域可以利用这两个灯，通过切换的方式而发射出由300nm～380nm的紫外线区域的光。这也就是说，可以利用反射镜84的角度切换来实现两个灯的切换。由反射镜84切换后的光通过滤光器85和狭缝86，由衍射光栅87形成单位波长的光。该衍射光栅87为表里不一样的光栅，可利用波长进行其表里的切换。

照射在试样上的由该光源部81发出的照射光，到达检测前述有机成分的透射光(或反射光)用的光检测部88，该透射光可以由光接收元件直接接收，也可以将透射光引导到积分球进行光量检测。光接收元件配置有可见光·紫外光接收元件89和近红外光接收元件90，用镜面93切换透射过试样(样品)的检测光92和基准光91，并由各光接收元件进行光接收检测。

本实施例示出了包含在光学处理装置59(参见图7)中的光接收元件的一种形式。具有光接收元件的光学处理装置59的信号由样品测定控制装置57换算成光吸收度(参见图9)。

利用预先将向灰分量已知的试样照射前述特定波长的光所获得的有机成分的光吸收度，以及已知的试样灰分量，利用非线性解析方式由神经元网络制作出测量线，并将其存储在成分运算控制装置52的存储部76中(参见图9)。

如前所述，成分运算控制装置52配置有运算部77，后者可以在由从光检测部88获得的未知试样的反射或透射光量计算出其光吸收度的同时，根据该光吸收度和前述存储部中的测量线计算出未知试样的灰分量。

而且成分运算控制装置52还具有与各部分相连接并进行控制用的控制部78。从使装置小型化的角度考虑，还可以使样品测定控制装置57与成分运算控制装置52合为一体。

下面参考图4至图8更详细的说明本发明的实施例。图4示出了粉体成分测定装置50的整体概括性示意图。粉体成分测定装置50包括有由参考标号51表示的测定装置，以及接收该测定装置51的输出信号并进行运算的、与可利用成分值进行其他处理的外部装置53相连接的成分运算控制装置52。测定装置51还与由吸风风扇54和旋风分离器55等构成的吸风装置56相连接。

测定装置51除样品测定控制装置57之外，还包括有测定元58和光学处理装置59，且样品检测是对由测定元58上方供给的粉体样品进行检测，并在检测后由下方排出。下面先由测定元58进行详细的说明。正如图5所示，由制粉系统的粉体传送通路60向测定元58供给粉体样品用的样品供给通路61设置在测定元58的上下游侧，该上游侧的样品供给通路61通过由样品测定控制装置57控制的开闭装置62与传送通路60相连接。测定元58设置在样品取样支路73(如后所述)处。

下面参考图6至图8说明测定元58。测定元58配置在具有任意长度的筒63的上下方向处，在该筒63的下方设置有开闭阀装置66，后者由可对粉体进行分批处理的开闭阀64和驱动该开闭阀64进行开闭动作的驱动装置65构成。在该开闭阀装置66的上部筒壁处开设有测定窗口67，以将光照射到测定元58筒内的粉体上并测定其反射光。而且测定元58包括有挤压装置70，后者由可相对于该测定窗口67进退自由的挤压测定元58筒内的粉体的挤压部件68，和可进退自由的驱动该挤压部件68的驱动装置69构成。它与空气压缩机等空气压送装置(未示出)相连通，在测定窗口67的上部还设置有具有若干个空气喷射口71、且可清扫测定元58内部的粉体的喷射装置72。前述喷射装置72的若干个空气喷射口71按至少可向前述测定窗口67和挤压装置70的挤压部件68喷射的方式设置。前述测定窗口67对向着光学处理装置59，它可以接收照射在粉体上的光的反射光，并可以将该光接收信号输入至样品测定控制装置57(参见图4)。前述测定窗口67最好由无水石英玻璃等不会影响分光分析的板形材料构成，并且其形状最好为可以使入射光和反射光呈直角通过的平面形，而沿着测定元的内周形状为可将其影响限定为最小的曲面形状。

在测定元58处还设置有样品取样支路73。该样品取样支路73的一侧与前述开闭阀装置66的下方相连接，另一侧与吸风装置56相连接，而且与前述测定元58的筒63并行没置，以与设置在测定元58的测定窗口67上部的连通通路74相连通。在样品取样支路73处连接有吸风装置56，它由支路73上方实施吸入，由测定元58溢出的粉体样品将通过连通通路74被吸入到支路73，随后靠自重落至支路73的下方。如果吸风装置56的吸入力相当强，将会把所需要的粉体样品全部向吸风装置56方沿吸入至支路73，所以需要与传送通路60的吸入力进行平衡。

在测定窗口67附近设置有粉体检测传感器75。粉体检测传感器75仅在任意时间，比如说5秒钟连续输出粉体检测信号的场合，使挤压装置70做闭合开闭装置62的动作。通过以挤压测定元的筒63内粉体样品的方式进行的控制，可以可靠地向测定元供给粉体样品，并在适当时停止供给。

粉体成分测定装置的控制方框图如图9所示。测定元58的挤压装置70、开闭阀装置66、喷射装置72、开闭装置62全部与样品测定控制装置57相连接以实施控制。由粉体检测传感器75输出的粉体检测信号、和由光学处理装置59输出的检测信号输入至样品测定控制装置57。将由样品测定控制装置57获得的光信号变换为光吸收度，并将该光吸收度作为测定装置51的输出输入至成分运算控制装置52。在这儿，输出的光吸收度可以为不连续的特定波长的光吸收度，也可以为具有微小间隔的连续扫描的光吸收度成分，利用用途相吻合的粉体成分的内容和装置的通用性，可以获得可用经济的装置进行高效率测定的装置的构成形式。成分运算控制装置52接收测定装置51输出的光吸收度，并计算出灰分量。成分运算控制装置52包含有存储着由预定光吸收度计算出灰分量用的测量线的存储部76，可由该测量线和光吸收度计算出灰分量的运算部77，以及控制这些部分和各个部分之间的联系的控制部78。

下面参考图9所示的方框图说明整个测定顺序。当制粉系统(外部装置)53的运行工序开始时，由制粉系统向成分运算控制装置52输入测定开始信号。这一信号将使成分运算控制装置52向测定装置51的样品测定控制装置57输入开始信号。当向样品测定控制装置57输入开始信号时，由样品测定控制装置57输出闭合开闭阀装置66、打开开闭装置62的信号。粉体样品由粉体的传送通路60通过开闭装置62和样品供给通路61供给至测定元58。当测定元58盛满粉体样品时，多余的粉体样品将通过连通通路74流入样品取样支路73，并流经样品供给通路61返回至传送通路60。这时，可用粉体检测传感器75检测测定元58的粉体是否已经盛满，即样品测定控制装置57在该粉体检测传感器75的检测信号在某规定时间为连续的时，判断测定元58为盛满状态。对于这种场合，如果粉体检测传感器75的检测信号为5秒钟连续的信号，则判断测定元58中的粉体样品达到可进行测定的量。

根据该粉体检测传感器75输出的连续检测信号，样品测定控制装置57在闭合开闭装置62而未进行以上的粉体样品取样时，以将挤压装置70的挤压部件68向测定窗口67方向移动的方式控制挤压装置70。在结束挤压装置70的驱动时，由测定装置51的样品测定控制装置57向成分运算控制装置52输出粉体样品光吸收度的测定准备完毕的信号。由成分运算控制装置52向测定装置51的样品测定控制装置57输出光吸收度要求信号。在接收到光吸收度要求信号时，在测定元58的测定窗口67处用所希望的光学处理装置59，向粉体照射紫外光、可见光或近红外光等等所需要的光线，并检测粉体的反射光或透射光。所照射的光线波长可以为连续的，也可以为若干个特定的波长，或是具有适当间隔的波长，只要分析用的成分不会改变其照射波长即可。这一波长的选择属于目前已知的成分分光分析技术。

所接收到的反射光由光学处理装置59送入样品测定控制装置57，并变换为光吸收度。变换后的光吸收度随时输出至成分运算控制装置52。在结束光吸收度的测定时，由样品测定控制装置57向成分运算控制装置52输出光吸收度测定结束信号。

在这儿的前述实施例中对下述的情况并没有作详细的说明。对于需要进行温度修正的场合，可以增加下述工序，即将温度检测元件设置在测定元58内，随后当由成分运算控制装置52向样品测定控制装置57输出温度要求信号时，样品测定控制装置57可立刻读取温度检测传感器79的信号，并输出至成分运算控制装置52，这样便可以不受温度的影响，用分光分析法进行温度补偿。成分运算控制装置52可以用由测定灰分量已知的样品所获得的光吸收度和该已知的样品的灰分量制作成预定的测量线，并存储在存储部中，从而可以利用这一测量线进行测定灰分量未知的样品光吸收度，并进行求解样品灰分量的计算。在这儿，是以灰分量的测定为例进行说明的，但本发明并不仅限于此，它和在先技术一样，当测定对象为小麦时，也可以测定其蛋白质、水分、损伤淀粉、吸水率以及颜色等等。

而且当由样品测定控制装置57输出的数据全部结束时，立刻解除挤压装置70的挤压，打开开闭阀装置66的开闭阀64，排出测定元58内的粉体样品。随后驱动喷射装置72，清洁测定窗口67、挤压部件68及测定元58的内部。该喷射装置72可以用与喷射口相连接的空气开闭阀构成的电磁阀等实施操作，并与图中未示出的压缩机等空气压送装置相连接。测定元58内的空气喷淋可进行适当的时间，可以用粉体检测传感器进行粉体样品的有无检测，当样品测定控制装置57确定为没有粉体样品时，进入等待由成分运算控制装置52发出开始信号的待机状态，当输入有开始信号时，进行开闭装置62的打开动作，并重复进行上述的粉体样品测定操作。

在这儿的说明中，测定元是以圆筒为例进行说明的，但本发明并不仅限于此，它也可以为中空的筒形，其剖面可以为圆形，也可以为多边形。

对于上述的本发明，是由于灰分量为已知的样品具有与作为灰分的无机成分良好结合在一起的有机成分，所以可以用至少包含有与该有机成分相关联的特定波长的光对该灰分量已知的样品进行照射，根据照射样品所获得的光吸收度和已知样品的灰分含量，利用非线性解析方法由神经元网络制作出测量线。该测量线是通过测定灰分量为未知的样品的有机成分量来计算未知的样品灰分量的测量线。通过制作出该测量线的方式，可由向灰分量为未知的样品照射前述特定波长的光所获得的光吸收度和前述测量线推导出未知样品的灰分量。

比如说对于小麦，原来是用近红外线区域的光与灰分相关的关系求解出测量线的。而且是在并未考虑灰分集中在小麦的皮部(表层部)的条件下，求解出直接灰分和任意成分的测量线。因此灰分测定的精度被限制在±0.03％。

本发明以灰分集中在小麦皮部(表层部)为着眼点，选择了与作为灰分的无机成分良好结合的有机成分，从而发现紫外线最适合于检测该有机成分。这样便将测定精度大幅度提高至±0.01％。比如说对于类黄酮类色素、肌醇六磷酸、粘胶质等等的光吸收度，由紫外线至可见光线区域和近红外线区域相比，对于微小的间隔会产生比较大的变化，因此通过采用紫外线区域的波长的方式，可以更详细地检测出光吸收度的变化。

利用在近红外线区域中水分、温度、粒度的影响会使光吸收度偏置的效果，可以对紫外线区域和可见光线区域中的前述水分、温度、粒度的影响进行修正，所以可以进一步提高其精度。

本发明可在日本国内进行理想的成分品质管理，因此对于诸如制粉工序等等，可以大幅度的提高制粉轧辊间隙调节的自动化管理。而且还可以在食品制造或品质管理等等需利用灰分的领域广泛应用。

Claims

1.一种测定食品中灰分的方法，该灰分测定方法的特征在于具有下述工序：

2.如权利要求1所述的灰分测定方法，其特征在于通过基于近红外线中的某一波长的光吸收度对所述基于所述样品的水分、温度、粘度的变化的测定精确度进行修正。

3.一种测定食品中的灰分的装置，该灰分测定装置的特征在于具有：

对于样品照射可检测与作为灰分的无机成分相结合的、包括类黄酮类色素、肌醇六磷酸、粘胶质有机成分的、用紫外线区域、紫外线至可见光线的组合区域、紫外线至近红外线的组合区域、紫外线与可见光线和近红外线的组合区域的任一区域的波长的特定波长的光的光源部，