RU2536061C1

RU2536061C1 - Determination of mechanical damages in grain

Info

Publication number: RU2536061C1
Application number: RU2013140068/13A
Authority: RU
Inventors: Руслан Рушанович Лукманов; Андрей Владимирович Дмитриев; Булат Гусманович Зиганшин; Айрат Расимович Валиев; Радик Ильясович Сафин; Рогать Вагизович Миникаев
Priority date: 2013-08-28
Filing date: 2013-08-28
Publication date: 2014-12-20

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: proposed method comprises application of metal nanopowder 5-15 nm deep particles on grain surface, cleaning the grain surface of metal powder, determination of powder amount left in grain micro fractures to reveal the level of micro damages.

EFFECT: higher precision of mechanical damages degree determination.

Description

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к способу определения механических микроповреждений зерна.The invention relates to agriculture, in particular to a method for determining mechanical microdamage of grain.

Для определения степени механических микроповреждений зерна существуют несколько способов.There are several methods for determining the degree of mechanical microdamage to grain.

Органолептический способ заключается в том, что каждое зерно просматривают под лупой. Зерно, имеющее микротравмы, выделяют. Однако мелкие микроповреждения зерна часто остаются незамеченными даже под лупой, для чего применяют окрашивание зерна анилиновыми и другими красителями, которые облегчают обнаружение микроповреждений, но затрудняют выделение поверхностных и глубоких микроповреждений. Этот недостаток окрашивания устраняют применением двойного окрашивания зерна в 0,5%-ном растворе йода, в йодистом калии, затем зерна промывают водой и для осветления поверхности зерна в течение полминуты обрабатывают 0,1%-ным раствором едкого калия и вновь промывают водой. После двойного окрашивания все зерна просматривают под лупой.The organoleptic method is that each grain is viewed under a magnifying glass. A grain having microtraumas is isolated. However, small microdamages of grain often go unnoticed even under a magnifying glass. For this purpose, coloring of the grain with aniline and other dyes is used, which facilitate the detection of microdamages, but make it difficult to isolate surface and deep microdamages. This drawback of staining is eliminated by applying double staining of the grain in a 0.5% solution of iodine, in potassium iodide, then the grains are washed with water and treated with 0.1% potassium hydroxide solution for half a minute and washed with water again. After double staining, all grains are viewed under a magnifying glass.

Наряду с окрашиванием используют способ обесцвечивания в кипящих растворах некоторых химических соединений (2%-ный раствор гипохлорита натрия или 2-3%-ный раствор едкого калия). После кипячения зерно промывают водой и просматривают через лупу.Along with staining, a method of bleaching in boiling solutions of certain chemical compounds is used (a 2% solution of sodium hypochlorite or a 2-3% solution of potassium hydroxide). After boiling, the grain is washed with water and viewed through a magnifying glass.

Степень повреждения поверхности зерен определяют при помощи измерительного микроскопа. Каждое зерно со всех сторон рассматривают под микроскопом, устанавливают тип микроповреждений и измеряют величину нарушенной поверхности зерна, площадь которой выражают в квадратных микронах. Степень травмирования выражают в процентах поврежденной площади к суммарной площади зерна средней исходной пробы. Определение степени травмирования зерна таким способом является относительно точным, однако требуются тщательные и трудоемкие замеры, а также дополнительные расчеты. Способы окрашивания и обесцвечивания зерна перед просмотром его под лупой повышают точность определения количества микроповреждений зерна, их применяют только в специальных исследованиях при небольших объемах работ, так как они требуют большого времени на проведение анализа и специального оборудования, красящих и других химических соединений (Методика определения механических повреждений зерна машинами и влияние их на посевные качества семян. М.: Россельхозиздат, 1972).The degree of damage to the surface of the grains is determined using a measuring microscope. Each grain is examined under a microscope from all sides, the type of microdamage is established, and the size of the broken grain surface is measured, the area of which is expressed in square microns. The degree of injury is expressed as a percentage of the damaged area to the total grain area of the average initial sample. Determining the degree of injury to the grain in this way is relatively accurate, but careful and time-consuming measurements, as well as additional calculations, are required. The methods of staining and bleaching the grain before viewing it under a magnifying glass increase the accuracy of determining the number of microdamage to the grain, they are used only in special studies with a small amount of work, since they require a lot of time to analyze and special equipment, dyeing and other chemical compounds (Method for determining mechanical damage to grain by machines and their effect on the sowing quality of seeds. M: Rosselkhozizdat, 1972).

Органолептический способ не позволяет определить степень скрытых внутренних повреждений (вмятины, ушибы, внутренние трещины), которые можно определить только косвенным путем, по величине снижения всхожести.The organoleptic method does not allow to determine the degree of hidden internal damage (dents, bruises, internal cracks), which can only be determined indirectly, by the magnitude of the reduction in germination.

Биологический способ заключается в том, что о степени микроповреждений судят по лабораторной или полевой всхожести зерна. Недостатками этого способа является то, что он дает только относительное значение степени микроповрежденного зерна в образце или партии, так как снижение всхожести чаще всего может быть вызвано другими причинами (наличие беззародышевых, недоразвитых, поврежденных вредителями или болезнями зерен, условиями проращивания), а не только механическими повреждениями. К тому же этот способ не дает возможности установить типы микроповреждений отдельных зерен, а определение всхожести требует большого времени и специального оборудования (Методика определения механических повреждений зерна машинами и влияние их на посевные качества семян. М.: Россельхозиздат, 1972).The biological method is that the degree of microdamage is judged by laboratory or field germination of grain. The disadvantages of this method is that it gives only the relative value of the degree of micro-damaged grain in the sample or batch, since a decrease in germination can most often be caused by other reasons (the presence of seedless, underdeveloped, damaged by pests or diseases of the grains, germination conditions), and not only mechanical damage. Moreover, this method does not make it possible to determine the types of microdamage of individual grains, and the determination of germination requires a lot of time and special equipment (Methods for determining mechanical damage to grain by machines and their effect on the sowing quality of seeds. M: Rosselkhozizdat, 1972).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретения является способ определения механических микроповреждений в партиях зерна при уборке урожая комбайнами (Патент РФ №2257703).The closest in technical essence and the achieved result to the proposed invention is a method for determining mechanical microdamage in batches of grain during harvesting by combines (RF Patent No. 2257703).

Данный способ реализован с использованием энтолейтор-стерилизатора зерна или муки, который работает следующим образом. Для определения скрытых внутренних механических микроповреждений оболочки и эндосперма берут пробу зерна влажностью 16-17% из партии массой 10,0 кг в пятикратной повторности по общеизвестным методикам. В каждой пробе отбирают пять контрольных проб, посредством которых определяют количество дробленого зерна в пробах массой 10,0 кг. Далее это зерно массой 10,0 кг пропускают через энтолейтор-стерилизатор зерна или муки (скоростной режим которого более жесткий до 3000 мин^-1), работающих на устойчивом технологическом режиме. После пропуска проб зерна массой 10,0 кг через энтолейтор-стерилизатор муки (зерна) в каждой пробе отбирают пять контрольных проб, в которых определяют количество дробленого зерна по общеизвестным методикам.This method is implemented using an entolator-sterilizer of grain or flour, which works as follows. To determine the hidden internal mechanical microdamage to the shell and endosperm, a grain sample with a moisture content of 16-17% is taken from a batch of 10.0 kg in five replicates according to well-known methods. Five control samples are taken in each sample, by means of which the amount of crushed grain in samples weighing 10.0 kg is determined. Then this grain weighing 10.0 kg is passed through an entolator-sterilizer of grain or flour (the speed regime of which is more stringent up to 3000 min ^-1 ), operating in a stable technological mode. After passing samples of grain weighing 10.0 kg through an entoliter-sterilizer of flour (grain) in each sample, five control samples are taken, in which the amount of crushed grain is determined by well-known methods.

Недостаток данного способа заключается в том, что он не дает точных результатов о степени механических микроповреждений зерна.The disadvantage of this method is that it does not give accurate results on the degree of mechanical microdamage to the grain.

Целью изобретения является разработка способа определения степени механических микроповреждений в зерне.The aim of the invention is to develop a method for determining the degree of mechanical microdamage in grain.

Технический результат - более точное определение степени механических микроповреждений зерна.The technical result is a more accurate determination of the degree of mechanical microdamage of grain.

Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемом способе применяют цифровой аппаратный комплекс, предназначенный для точного определения степени микроповреждений зерна. Цифровой аппаратный комплекс состоит из аппарата обработки зерна металлическими нанопорошками с размером частиц 5…15 нм, модуля очистки поверхности зерна, аппарата для сканирования пробы и центрального процессорного устройства.This goal is achieved by the fact that the proposed method uses a digital hardware complex designed to accurately determine the degree of microdamage to the grain. The digital hardware complex consists of an apparatus for processing grain with metal nanopowders with a particle size of 5 ... 15 nm, a module for cleaning the grain surface, an apparatus for scanning a sample, and a central processor device.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается от известного тем, что степень микроповреждений зерна определяют посредством обработки его металлическим нанопорошком с размером частиц 5…15 нм, которым покрывают поверхность зерна, заполняя все его микротрещины. Пройдя через модуль очистки поверхности зерна, металлический нанопорошок с размером частиц 5…15 нм остается только в микротрещинах, а его количество, определяющее степень микроповреждений, зависит от их общего объема.A comparative analysis of the proposed solution with the prototype shows that the claimed method differs from the known one in that the degree of microdamage to the grain is determined by treating it with metal nanopowder with a particle size of 5 ... 15 nm, which covers the grain surface, filling all of its microcracks. After passing through the module for cleaning the grain surface, a metal nanopowder with a particle size of 5 ... 15 nm remains only in microcracks, and its amount, which determines the degree of microdamage, depends on their total volume.

В аппарате сканирования пробы определяется количество металлического нанопорошка с размером частиц 5…15 нм в пробе зерна. Данные обрабатываются в центральном процессорном устройстве и выводятся на экран в виде показателя степени микроповреждений.In the sample scanning apparatus, the amount of metal nanopowder with a particle size of 5 ... 15 nm in the grain sample is determined. Data is processed in a central processing unit and displayed on the screen as an indicator of the degree of microdamage.

Способ осуществляется следующим образом. Для определения степени механических микроповреждений зерна берут пробу согласно известным методикам (ГОСТ 13586.3-83 Зерно. Правила приемки и методы отбора проб). Далее проба зерна обрабатывается металлическим нанопорошком с размером частиц 5…15 нм, который покрывает поверхность и заполняет все микротрещины. После этого, пройдя через модуль очистки, поверхность зерна очищается, а металлический нанопорошок с размером частиц 5…15 нм остается только в микротрещинах, причем объем оставшегося металлического нанопорошка с размером частиц 5…15 нм будет зависеть от степени микроповреждений зерна.The method is as follows. To determine the degree of mechanical microdamage to the grain, a sample is taken according to known methods (GOST 13586.3-83 Grain. Acceptance rules and sampling methods). Next, a grain sample is processed by a metal nanopowder with a particle size of 5 ... 15 nm, which covers the surface and fills all microcracks. After that, after passing through the cleaning module, the grain surface is cleaned, and a metal nanopowder with a particle size of 5 ... 15 nm remains only in microcracks, and the volume of the remaining metal nanopowder with a particle size of 5 ... 15 nm will depend on the degree of microdamage to the grain.

Объем металлического нанопорошка с размером частиц 5…15 нм, оставшегося в микротрещинах пробы зерна, определяется с помощью аппарата сканирования, полученные данные о степени микроповреждений обрабатываются в центральном процессорном устройстве, записываются в память и выводятся на экран в виде показателя степени микроповреждений.The volume of a metal nanopowder with a particle size of 5 ... 15 nm remaining in the microcracks of a grain sample is determined using a scanning apparatus, the obtained data on the degree of microdamage are processed in a central processing unit, written to memory, and displayed on the screen as an indicator of the degree of microdamage.

Claims

A method for determining mechanical microdamage of grain, characterized in that the grain is coated with metal nanopowder with a particle size of 5 ... 15 nm, the grain surface is cleaned of metal powder, the amount of powder remaining in the microcracks of grain is determined to determine the degree of microdamage of grain.