NO174644B

NO174644B - Procedure for measuring fat and chain content, and apparatus for carrying out the method

Info

Publication number: NO174644B
Application number: NO920233A
Authority: NO
Inventors: Petter Hieronymus Heyerdahl
Original assignee: Norges Landbrukshoeyskole Inst
Priority date: 1992-01-17
Filing date: 1992-01-17
Publication date: 1994-02-28
Also published as: NO920233L; NO174644C; NO920233D0

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for måling av fett- og kjøttinnhold innbefattende måling av impedans ved at minst to elektroder anbringes etter et bestemt mønster, samt anordning for utførelse av fremgangsmåten. The present invention relates to a method for measuring fat and meat content including measurement of impedance by placing at least two electrodes according to a specific pattern, as well as a device for carrying out the method.

Innenfor humanmedisinen er det kjent impedansmålinger for å måle fettinnholdet ved hjelp av såkalt pletysmografi. Slike apparater er også brukt for å måle kroppssammensetningen på dyr med gode resultater. Within human medicine, impedance measurements are known to measure the fat content using so-called plethysmography. Such devices have also been used to measure the body composition of animals with good results.

Impedansmålinger er tidligere benyttet for å beskrive kroppssammensetning hos lammeslakt og mennesker. Impedance measurements have previously been used to describe body composition in slaughtered lambs and humans.

I en modell der slaktevekt og impedans inngår forklares ca. 40% av restvariasjonen i fett ved impedansen. In a model where carcass weight and impedance are included, approx. 40% of the residual variation in fat at the impedance.

Det er tidligere utviklet optiske metoder for bestemmelse av slaktets sammensetning. Dette funksjonerer bra hvor fettet er fordelt på en meget systematisk måte. Ved dyr hvor fettet ikke er fordelt systematisk vil imidlertid en slik måling være lite egnet. Optical methods have previously been developed for determining the composition of the carcass. This works well where the fat is distributed in a very systematic way. However, in animals where the fat is not distributed systematically, such a measurement will not be suitable.

Bakgrunnen for oppfinnelsen er at produktkvalitet er et avgjørende konkurransemoment i all matproduksjon. For kjøtt er fettinnholdet et viktig kvalitetskriterium. For hele slakt og slaktedeler er dette hittil vurdert skjønnsmessig. For gris er det i de nordiske land innført objektive metoder for bestemmelse av kjøttprosenten som for prissetting. The background for the invention is that product quality is a decisive competitive factor in all food production. For meat, the fat content is an important quality criterion. For whole slaughter and parts of slaughter, this has so far been assessed on a discretionary basis. For pigs, objective methods have been introduced in the Nordic countries for determining the meat percentage as well as for pricing.

For storfe, sau og lam er en subjektiv bedømmelse grunnlag for en sterk prisdiskriminering av slakt med fettprosent over 6-8. Uten en objektiv måling av fettprosenten er aksepten av en slik prisdiskriminering imidlertid problematisk. En automatisert objektiv metode for bestemmelse av slaktekvali-teten på slaktelinjen vil gi flere fordeler. For cattle, sheep and lamb, a subjective assessment is the basis for strong price discrimination of slaughter with a fat percentage above 6-8. However, without an objective measurement of the fat percentage, the acceptance of such price discrimination is problematic. An automated objective method for determining the slaughter quality on the slaughter line will provide several advantages.

Hensikten med foreliggende oppfinnelse er å gi et objektivt mål for innhold av kjøtt, fett og ben i slakt. Metoden skal også angi hvor og hvordan fett og kjøtt er fordelt slik at objektive mål for kvalitet kan etableres. The purpose of the present invention is to provide an objective measure for the content of meat, fat and bone in slaughter. The method must also state where and how fat and meat are distributed so that objective measures of quality can be established.

Nøyaktigheten må videre være så høy at metoden skal kunne brukes i avregning og avlsarbeid. Furthermore, the accuracy must be so high that the method can be used in settlement and breeding work.

Måle- og analysetiden må også være så kort at måleutstyret skal kunne settes rett inn i en slaktelinje uten å begrense kapasiteten. The measurement and analysis time must also be so short that the measuring equipment must be able to be inserted directly into a slaughter line without limiting capacity.

Ovenfornevnte tilveiebringes ved hjelp av en fremgangsmåte av den innledningsvis nevnte art hvis karakteristiske trekk fremgår av krav 1 og en anordning hvis karakteristiske trekk fremgår av krav 7. Ytterligere trekk ved fremgangsmåten fremgår av de øvrige uselvstendige kravene. The above is provided by means of a method of the type mentioned at the outset whose characteristic features appear from claim 1 and a device whose characteristic features appear from claim 7. Further features of the method appear from the other independent claims.

Ved at det anvendes et varierende elektrisk signal oppnås det i forhold til tidligere kjente impedansmålemetoder, som anvender faste frekvenser, den fordelen at man får måleresul-tater som gir et mer varierende utsagn om strukturen til det målte materialet som følge av varierende bidrag fra de forskjellige ledningsmekanismer ved forskjellige frekvenser. By using a varying electrical signal, compared to previously known impedance measurement methods, which use fixed frequencies, the advantage is achieved that one gets measurement results that give a more varying statement about the structure of the measured material as a result of varying contributions from the different conduction mechanisms at different frequencies.

I det påfølgende skal oppfinnelsen beskrives nærmere med henvisning til figurene, hvor: Fig. 1 viser skjematisk et eksempel på en måleopp-bygning med anbringelse av elektrodene på et slakt. Fig. 2a-e viser eksempler på mulige forhold mellom fase i forhold til frekvens ved elektrodene vist på fig. 1. In what follows, the invention will be described in more detail with reference to the figures, where: Fig. 1 schematically shows an example of a measuring structure with placement of the electrodes on a carcass. Fig. 2a-e shows examples of possible relationships between phase in relation to frequency at the electrodes shown in fig. 1.

På fig 1 er skjematisk vist en måleanordning. En elektrisk signalkilde 1 med variabel frekvens er tilknyttet en anordning 2 som fordeler de elektriske signalene til de forskjellige elektrodene A, B, C, D, a, b, c, d. I de respektive tilførselsledningene til elektrodene er anordnet i og for seg kjente måleceller for å registrere impedansen via en impedansmåler 6, dvs. den reelle og imaginære delen i form av faseforskyvningen. Impedansen tilføres en sammenligningsanordning 4, hvor det foretas en sammenligning med lagrede referanseverdier 3. De lagrede referanseverdiene kan bestå av f.eks. fasen opptegnet i forhold til frekvensen for forskjellige kjente kjøtt/fett-forhold. En fremvisningsanordning 5 viser f.eks. prosentinnholdet av fett og kjøtt ved de forskjellige elektrodene. Fremvisningsanordningen 5 kan også kun fremvise et klassifiseringstall på bakgrunn av sammenligningen foretatt i s amm en1ign i ngs ano r dn i ngen 4 på bakgrunn av ønskede forhåndsbestemte referanseverdier. Resultatet ved fremvisningsanordningen 5 kan være koblet med en anordning for å fjerne f.eks. de slaktene som ikke tilfredsstiller de på forhånd bestemte krav eller eventuelt føre dem videre til andre behandlingsstasjoner tilsvarende den på forhånd bestemte klassen. Fig. 1 schematically shows a measuring device. An electric signal source 1 with variable frequency is connected to a device 2 which distributes the electric signals to the different electrodes A, B, C, D, a, b, c, d. In the respective supply lines to the electrodes are arranged in and of themselves known measuring cells to record the impedance via an impedance meter 6, i.e. the real and imaginary part in the form of the phase shift. The impedance is supplied to a comparison device 4, where a comparison is made with stored reference values 3. The stored reference values can consist of e.g. the phase recorded in relation to the frequency for different known meat/fat ratios. A display device 5 shows e.g. the percentage of fat and meat at the different electrodes. The display device 5 can also only display a classification number on the basis of the comparison carried out in common with each other 4 on the basis of desired predetermined reference values. The result of the display device 5 can be connected with a device for removing e.g. the slaughters that do not satisfy the pre-determined requirements or, if necessary, pass them on to other processing stations corresponding to the pre-determined class.

Ved høyere frekvenser som ved foreliggende oppfinnelse vil imidlertid strømmen passere cellemembranene slik at den intracellulære væske også vil bidra til ledning. Ved høye frekvenser vil man også få skinn-effekt som gjør at strømmen vil søke langs overflaten til lederen (slaktet). Dette betyr at strømveien og dybdeinntrengningen til en viss grad kan styres ved hjelp av frekvensen. At higher frequencies, as in the present invention, however, the current will pass the cell membranes so that the intracellular fluid will also contribute to conduction. At high frequencies, you will also get a skin effect, which means that the current will search along the surface of the conductor (slaughtered). This means that the current path and depth penetration can be controlled to a certain extent by means of the frequency.

Fettvev er en vesentlig dårligere leder enn kjøttvev. Større ansamlinger av fett vil derfor påvirke strømgjennomgangen sterkt. Adipose tissue is a significantly poorer conductor than fleshy tissue. Larger accumulations of fat will therefore greatly affect the current flow.

Dersom fettet er finere fordelt i vevet som små fett-ansamlinger vil disse kunne virke som små isolerende øyer. Ved påtrykk av høyfrekvent spenning vil disse opptre som små kapasitanser og gi karakteristiske responser ved forskjellige frekvenser. If the fat is more finely distributed in the tissue as small fat accumulations, these could act as small insulating islands. When a high-frequency voltage is applied, these will act as small capacitances and give characteristic responses at different frequencies.

Ved å variere frekvensen over et område og måle både amplituden til impedansen og fasevinkelen vil man få to kurver kalt amplitude- og fasediagram for impedansen knyttet til den aktuelle elektrodeplasseringen. Disse diagrammene kan ved kalibrering korreleres mot den virkelige vevssammen-setningen. Fig. 2a-e viser forøvrig eksempler på slike fasediagram, hvor fasen er opptegnet i forhold til f rekvensen. By varying the frequency over a range and measuring both the amplitude of the impedance and the phase angle, you will get two curves called the amplitude and phase diagram for the impedance linked to the electrode location in question. By calibration, these diagrams can be correlated against the real tissue composition. Fig. 2a-e also show examples of such phase diagrams, where the phase is plotted in relation to the f frequency.

Ved bruk av oppfinnelsen trykkes et sett elektroder i et bestemt mønster på slaktets overflate eller stikkes en bestemt dybde inn. Det foretas deretter opptak av impedans-og fasediagrammet mellom bestemt sett av elektroder. På denne måten får man også en kombinert vevanalyse med den geografiske plasseringen på slaktet. Fig. 1 og fig. 2 viser elektrodeplassering i et slikt mønster som ovenfor nevnt med eventuelle eksempler på diagrammer. When using the invention, a set of electrodes is pressed in a specific pattern on the surface of the carcass or inserted a specific depth. The impedance and phase diagram is then recorded between a specific set of electrodes. In this way, you also get a combined tissue analysis with the geographical location of the slaughter. Fig. 1 and fig. 2 shows electrode placement in such a pattern as mentioned above with any examples of diagrams.

Det vil også være mulig å varsle usymmetriske egenskaper på slaktet. Dette kan brukes til å indikere skade eller andre skavanker slik at skrotten automatisk kan penses ut av slaktelinjen. It will also be possible to notify asymmetric characteristics of the slaughter. This can be used to indicate damage or other defects so that the carcass can be automatically brushed out of the slaughter line.

Oppfinnelsen vil ved bruk på en slaktelinje hvor det kommer flere tusen lammeslakt inn daglig kunne foreta en kvalitets-klassifisering i løpet av kort tid. Ved anbringelse av denne målestasjonen langs slaktelinjen vil dette kunne foretas mer eller mindre fullautomatisk ved at det trykkes automatisk et sett elektriske kontaktlabber mot slaktet, og målingen foretas. En slik klassifisering vil kunne foretas i løpet av 15 sekunder. The invention, when used on a slaughter line where several thousand slaughtered lambs arrive daily, will be able to carry out a quality classification within a short time. When placing this measuring station along the slaughter line, this can be done more or less fully automatically by automatically pressing a set of electrical contact paws against the slaughter, and the measurement is carried out. Such a classification can be carried out within 15 seconds.

Claims

1. Method for measuring the fat/meat/bone content of carcasses including measuring the impedance between paired electrode combinations by placing at least two electrodes on the carcass according to a specific pattern, characterized in that the electrodes are supplied with a varying electrical alternating current signal in combined pairs, and the amplitude/phase variations are recorded for each electrode combination in relation to the frequency, the amplitude variation and the phase variation respectively being a measure of chemical and geographical characteristics linked to the carcass's body composition and quality.

2. Method according to claim 1, characterized in that said amplitude/phase variation is compared with reference values for fat/meat content.

3. Method according to claim 1-2, characterized in that the frequency is varied between 20 Hz and 2 MHz.

4. Method according to claims 1-3, characterized in that a sinusoidal voltage or current is used as an electrical signal.

5 . Method according to claims 1-4, characterized in that the electrode is inserted into the tissue of the carcass.

6. Method according to claims 1-5, characterized in that electrodes with a diameter of approx. 2 mm.

7. Device for carrying out the method according to claims 1-6 for measuring the fat and meat content of carcasses including measuring the impedance between pairs of electrodes by placing at least two electrodes on the carcass according to a specific pattern, characterized by an electrical signal source

(1) with variable frequency which is connected with a device (2) for distribution of electrical signals to electrodes (A,B,C,D, a,b,c,d) for placement on the carcass, that the distribution device

(2) also contains measuring sensors associated with e.g. an impedance meter (6) for recording amplitude variation in relation to the frequency, as well as phase variation in relation to the frequency, and that a comparison device (4) is connected to said distribution device (2) which can also be supplied with reference values stored in a reference value store (3) for to produce quality values which are displayed on a display device (5).