WO1989011644A1 - Procede de determination automatique de parametres physico-chimiques d'un lot de grains, et appareil de mise en oeuvre de ce procede - Google Patents

Procede de determination automatique de parametres physico-chimiques d'un lot de grains, et appareil de mise en oeuvre de ce procede Download PDF

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WO1989011644A1
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grains
lighting
cut
light
actinic
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PCT/FR1989/000238
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Michel Carnielo
Jan Oortwijn
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Tepral Societe Anonyme
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    • GPHYSICS
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    • G01N21/62Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64Fluorescence; Phosphorescence

Definitions

  • the present invention relates to a method for automatically determining a physicochemical parameter of a batch of grains, in particular the disaggregation of a batch of malted barley grains intended for the brewery, as well as the homogeneity of this batch of grains, and to an apparatus for implementing this process.
  • a known method for determining the disaggregation and the homogeneity of a batch of malted barley grains is based on the calcofluor method (cf. ANALYTICA-EBC, 4th edition: 4.13 Malt modification, Calcofluor -Carlsberg Method).
  • This process is based on the specific coloring of betaglucans by calcofluor, making it possible to visualize for each grain the part of non-disaggregated starch, which is fluorescent under illumination of actinic light (UV rays).
  • the chemical treatment of the grains with calcofluor is preceded by the following operations, aimed at preparing a plate of grains to be analyzed:
  • the visual effect is enhanced by a contrast dye.
  • a visual examination of the grains is carried out one by one, with a magnifying glass, and the classification of these according to six predefined classes corresponding to the following percentages of disaggregation: 0%, 5%, 25 %, 50%, 75%, 95%, 100%.
  • the analysis is carried out by a person who, by observing the malted barley grains, treated with calcofluor, under a light of actinic light, can discern the surface of fluorescent starch (namely non-disaggregated) from the total surface of starch (i.e., disaggregated and non-disaggregated).
  • the object of the present invention is therefore to provide a method for determining the disaggregation and the homogeneity of a batch of grains, in particular malted barley grains, which avoids the drawbacks mentioned above. It is based on the unexpected fact of being able to visualize the total surface of starch (disaggregated and non-disaggregated) under non-actinic lighting, which lends itself - together with the visualization, known per se, of the surface of non-starch disaggregated under actinic lighting - for automatic assessment, by infor processing matics of images of the surfaces involved in determining disaggregation and homogeneity, thus eliminating the double imprecision mentioned above.
  • the subject of the present invention is a process for the automatic determination of a ratio between a first surface of a cut of grains prepared from a sample taken from a batch of grains, this cut of grains being chemically treated beforehand. using a dye for coloring said first surface as a function of a physico-chemical parameter sought for the grains -, and a second surface corresponding to the albumen of the grains of the abovementioned cut, characterized in that 'it comprises the following steps: a) visualization (namely visual delimitation of the contours) of said first and second surfaces, by successively illuminating said cut of grains using first and second light sources, respectively, each having a band of selective wavelengths allowing their visualization, b) detection of the first and second surfaces thus visualized by a camera for taking video views, equipped with an optical filter, and digitization of the surfaces thus detected by a digital image analysis device, c) digital calculation of the first and second surfaces thus digitized followed by the calculation of the percentage ratio between these first and second surfaces, and d) use of this
  • the grain cut is divided into n optical fields, of substantially identical area, and each optical field is divided into i calculation boxes for which the steps a ) to c) before proceeding to the next field, step d) being carried out after having thus analyzed all the n fields.
  • the successive analysis of the n optical fields is done by successive rotations of the grain section under the camera.
  • the first illumination of the grain cut is done in actinic light, the grain cut having been previously chemically treated with a dye allowing the visualization under such actinic lighting of the non-disaggregated albumen surface of each grain which thus corresponds to said first surface -, while the second lighting of the grain section is done in non-actinic light, which allows to visualize said second surface, namely the total albumen surface.
  • lighting under non-actinic light can precede or follow lighting under actinic light.
  • the present invention also relates to an apparatus for implementing the method, characterized in that it comprises in combination:
  • the first and second lighting assemblies are arranged inside a housing which is sealed against ambient light and equipped with an access door.
  • the object-plate cooperates with a rotary drive motor, allowing the successive analysis of n optical fields of the grain cut, each field having a substantially identical surface and being delimited using a viewing diaphragm carried by the camera.
  • the invention also comprises other arrangements, which will emerge from the description which follows.
  • FIG. 1 illustrates, respectively, a block diagram of the device according to the invention and a block diagram showing the connections between its components
  • FIG. 2 is a perspective view of the housing with which the device according to the invention, which does not have the access door to illustrate the components contained therein,
  • FIG. 3 is a top view of the box illustrated in FIG. 2, which is devoid of its ceiling to illustrate the arrangement of the various components with respect to each other,
  • FIG. 4 is a schematic top view of a plate to be analyzed
  • FIG. 5 illustrates a diagram providing the correlation existing between the disaggregation obtained using the method and the apparatus according to the invention and that obtained by the official manual method ANALYTICA IV EBC (European Brewery Convention),
  • FIG. 6 illustrates the diagram providing the correlation existing between the values of homogeneity calculated using a computer, with which the apparatus according to the invention is equipped, and the homogeneity obtained using the proposed calculation method by EBC.
  • the process for determining the disaggregation and the homogeneity of a batch of grains, in particular malted barley grains intended for the brewery, requires the prior preparation of a cut of grains to be analyzed, as illustrated in FIG. figure 4.
  • a plate 1 On a plate 1, approximately 6 g of grains 10 (corresponding to approximately 150 grains) are placed, which are fixed to the plate using an adhesive with hardener, rapid epoxy or araldite type.
  • it is a glass plate 85 mm long, 60 mm wide and 3 mm thick, the use of a plate of thermosetting plastic having been abandoned in the context of the present invention for the following reasons: - poor light contrast for taking usable images; - poor resistance of the grains during abrasion, which would lead to an irregularity in cutting the grains and therefore significant errors during interpretation.
  • the preparation of the cut of grains, namely of the plate takes place in the following manner:
  • the plate is thus ready for automatic reading.
  • the plate 1 is placed on a rotating plate 20, with numerical control, placed inside a housing 30, where it projects from the bottom 22 of this housing, which is sealed against ambient light (the closing door of this box has not been shown).
  • This housing also contains two lamps 5a, 5b, emitting non-actinic light in diffuse form, in particular white light, as well as two lamps 15a, 15b, emitting actinic light in also diffuse form, in particular constituted by light color violet. These lamps are arranged in X around the plate to be analyzed 1 and the turntable 20, as illustrated in FIG. 3, and fixed to two lateral and mutually parallel walls, 23 and 24, of the housing 30.
  • FIGS. 2 and 3 we can also note the presence of four position sensors 7a to 7d intended to cooperate with a positioning notch 8 formed on the periphery of the turntable 20.
  • a monochrome video camera, 50, with a 25 mm / 1.8 lens for close-up shots, equipped with an optical filter Y 48 (not shown) is fixed to the ceiling 25 of the housing 30 and arranged, by relative to the plate to be analyzed, so as to aim at a dial of the latter on each rotation of the plate 20 (cf. FIG. 3). Any unwanted movement of the plate to be analyzed, in particular during successive rotations of the support plate, is prohibited thanks to the presence of stops 21.
  • a first surface measurement is carried out on substantially 1/4 of the plate 1 lit using the lamps 5a, 5b, namely with non-actinic light, so as to visualize the surface total starch (including the disaggregated portion and the non-disaggregated portion thereof).
  • the actinic light illumination is carried out using the lamps 15a and 15b as well as the surface measurement of the non-disaggregated part of the starch of the grains 10.
  • the plate 1 then turns 1/4 turn and the same measurements are performed for a second dial thereof.
  • the plate 20 thus rotates four times, the stopping of each rotation being triggered in turn by one of the aforementioned four sensors 7a to 7d at the passage of the notch 8 of the plate 20.
  • the subdivision of each of the four dials of the plate into a certain number of boxes is carried out by the software. The number of boxes chosen in the example is equal to 9, which gives a total of 36 analysis units.
  • the software also allows the calculation of the percentage ratio between the area measured under actinic lighting and the area measured under non-actinic lighting, thanks to the camera 50 and the digitization of the surfaces carried out by the device 90.
  • Computer processing individual of the two images, superimposed, of each box allows, by a judicious choice of gray levels, to consider only the part strictly interesting for the targeted calculations, namely: the total area of starch 10b (disaggregated and non-disaggregated) malt, - by removing the remaining part of each grain 10 (that is to say the germ 10c and the bark) as well as the bottom of the plate, and the fluorescent surface 10a, respectively (for reasons of simplification of the drawings, the surface 10a of non-disaggregated starch and the total surface of starch 10b for a single grain have been illustrated in FIG.
  • the 36 boxes give 36 surface ratios whose average (X) corresponds to the percentage of non-disaggregated surface.
  • the result (100 - X) corresponds to the disaggregation. This calculation is done automatically by the logi ⁇ sky.
  • the method and the apparatus which are the subject of the present invention therefore constitute a satisfactory solution to the technical problem which is the basis thereof, because they make it possible to avoid the subjective appreciation of the surfaces involved in determining the disaggregation and the homogeneity of a batch of grains.
  • the present invention contributes to the operational application of a malting quality assessment test.

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Abstract

Appareil et procédé de détermination automatique d'un rapport entre une première surface d'une coupe (1) de grains, préalablement colorée en fonction d'un paramètre physico-chimique recherché, et une deuxième surface correspondant à l'albumen des grains de la coupe. L'appareil comprend en combinaison: une platine porte-objet (20) destinée à supporter la coupe (1) de grains à analyser; un premier ensemble (15a, 15b) d'éclairage de la coupe (1) en lumière sélective pour visualiser ladite première surface; un deuxième ensemble d'éclairage (5a, 5b) de la coupe (1) en lumière sélective pour visualiser ladite deuxième surface; une caméra de prises de vues vidéo (50), coopérant avec un filtre optique; un dispositif d'analyse numérique d'images (70); un micro-ordinateur (40) de pilotage de l'appareil. Application à l'industrie alimentaire et notamment à la brasserie.

Description

PROCEDE DE DETERMINATION AUTOMATIQUE DE PARAMETRES PHYSICO- CHIMIQUES D'UN LOT DE GRAINS, ET APPAREIL DE MISE EN
OEUVRE DE CE PROCEDE.
La présente invention est relative à un procédé de détermination automatique d'un paramètre physicochimique d'un lot de grains, notamment de la désagrégation d'un lot de grains d'orge maltés destiné à la brasserie , ainsi que de l'homogénéité de ce lot de grains, et à un appareil de mise en oeuvre de ce procédé. Un procédé connu de détermination de la désagrégation et de l'homogénéité d'un lot de grains d'orge maltés est basé sur le procédé au calcofluor (cf. ANALYTICA-EBC, 4ème édition : 4.13 Malt modification, Calcofluor -Carlsberg Method). Ce procédé est basé sur la coloration spécifique des bétaglucanes par le calcofluor, permettant de visualiser pour chaque grain la partie d'amidon non désagrégée, qui est fluorescente sous un éclairage de lumière actinique (rayons U.V.). Le traitement chimique des grains au calcofluor est précédé par les opérations suivantes, visant à préparer une plaque de grains à analyser :
- application, en position dorsale, de cinquante grains d'un même lot d'orge malté , sur une plaque en matière plastique thermodurcissable, la fixation des grains sur la plaque étant obtenue par pression dans la plaque déformable afin d'enfoncer les grains sur environ la moitié de leur hauteur,
- coupe longitudinale de la moitié supérieure des grains , par ponçage.
L'effet visuel est renforcé par un colorant de contraste.
Après lavage et séchage de la plaque, on effectue un examen visuel des grains un par un, à la loupe, et le classement de ceux-ci suivant six classes pré-définies correspondant aux pourcentages suivants de désagrégation : 0%, 5%, 25%, 50%, 75%, 95%, 100%.
Il est ainsi possible de délimiter la surface d'amidon désagrégé,par rapport à la surface totale d'amidon.
L'analyse est effectuée par une personne qui, en observant les grains d'orge maltés, traités au calcofluor, sous un éclairage de lumière actinique, peut discerner la surface d'amidon fluorescente (à savoir non désagrégé) de la surface totale d'amidon (à savoir, désagrégé et non désagrégé).
Pour des raisons de validité statistique, liées à l'estimation visuelle de la proportion de surface d'amidon désagrégé, on effectue l'observation sur deux plaques du type précité, ce qui implique l'examen visuel de 100 grains suivi de calculs manuels de la désagrégation et de l'homogénéité, selon des formules connues des techniciens en la matière. Ce procédé permet donc d'obtenir une évaluation globale du degré de désagrégation et d'homogénéité du malt avant son utilisation dans le processus de fabrication de la bière.
Toutefois, il présente l'inconvénient majeur d'un classement visuel de chaque grain en fonction du pourcentage de fluorescence, - ce qui le rend imprécis (à savoir, doublement imprécis en termes d'appréciation approximative de la surface fluorescente et de la surface totale d'amidon) -, ainsi que l'exécution manuelle de calculs qui s'avèrent longs et fastidieux. En outre, ce procédé nécessite un personnel qualifié et entraîné, donc coûteux.
La présente invention s'est donc donné pour but de pourvoir à un procédé de détermination de la désagrégation et de l'homogénéité d'un lot de grains, notamment de grains d'orge maltés, qui évite les inconvénients mentionnés plus haut. Il est basé sur le fait, inattendu, de pouvoir visualiser la surface totale d'amidon (désagrégé et non désagrégé ) sous éclairage non actinique, ce qui se prête - conjointement avec la visualisation, connue en soi, de la surface d'amidon non désagrégée sous éclairage actinique - à l'appréciation automatique, par traitement infor matique d'images des surfaces impliquées dans la détermination de la désagrégation et de l'homogénéité, éliminant ainsi la double imprécision évoquée plus haut.
La présente invention a pour objet un procédé de détermination automatique d'un rapport entre une première surface d'une coupe de grains préparée à partir d'un échantillon prélevé d'un lot de grains, - cette coupe de grains étant préalablement traitée chimiquement à l'aide d'un colorant permettant de colorer ladite première sur- face en fonction d'un paramètre physico-chimique recherché pour les grains -, et une deuxième surface correspondant à l'albumen des grains de la coupe précitée, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : a) visualisation (à savoir délimitation visuelle des contours) desdites première et deuxième surfaces, en éclairant successivement ladite coupe de grains à l'aide d'une première et d'une deuxième sources de lumière, respectivement, ayant chacune une bande de longueurs d'ondes sélectives permettant leur visualisation, b) détection des première et deuxième surfaces ainsi visualisées par une caméra de prises de vues vidéo, équipée d'un filtre optique, et numérisation des surfaces ainsi détectées par un dispositif d'analyse numérique d'images, c) calcul numérique des première et deuxième surfaces ainsi numérisées suivi du calcul du rapport en pourcentage entre ces première et deuxième surfaces, et d) utilisation de ce rapport pour déterminer ledit paramètre de même que l'homogénéité dudit lot de grains, les étapes a) à d) étant pilotées par ordinateur. Selon un mode de mise en oeuvre préféré du procédé conforme à l'invention, la coupe de grains est divisée en n champs optiques, de surface sensiblement identique, et chaque champ optique est divisé en i cases de calcul pour lesquelles sont effectuées les étapes a) à c) avant de passer au champ suivant, l'étape d) étant effectuée après avoir ainsi analysé tous les n champs. Selon une modalité d'exécution avantageuse de ce mode de mise en oeuvre, l'analyse successive des n champs optiques se fait par rotations successives de la coupe de grains sous la caméra. Conformément à l'invention, lorsque ledit paramètre recherché est constitué par la désagrégation des grains, le premier éclairage de la coupe de grains se fait en lumière actinique, -la coupe de grains ayant été préalablement traitée chimiquement à l'aide d'un colorant permet- tant la visualisation sous un tel éclairage actinique de la surface d'albumen non désagrégé de chaque grain qui correspond ainsi à ladite première surface -, tandis que le deuxième éclairage de la coupe de grain se fait en lumière non actinique, ce qui permet de visualiser ladite deuxième surface, à savoir la surface totale d'albumen. Bien entendu, l'éclairage sous lumière non actinique peut précéder ou suivre l'éclairage sous lumière actinique.
La présente invention a également pour objet un appareil de mise en oeuvre du procédé, caractérisé en ce qu'il comprend en combinaison :
- une platine porte-objet destinée à supporter la coupe de grains à analyser,
- un premier ensemble d'éclairage de la coupe de grains en lumière ayant une première bande de longueurs d'ondes sélectives, permettant de visualiser ladite première surface,
- un deuxième ensemble d'éclairage de la coupe de grains en lumière ayant une deuxième bande de longueurs d'ondes sélectives, permettant de visualiser ladite deuxième sur- face,
- une caméra de prises de vues vidéo, coopérant avec un filtre optique,
- un dispositif d'analyse numérique d'images,
- un micro-ordinateur de pilotage de l'appareil. Selon un mode de réalisation préféré de l'appareil conforme à l'invention, le premier et le deuxième ensembles d'éclairage sont disposés à l'intérieur d'un boîtier étanche à la lumière ambiante et équipé d'une porte d'accès.
Selon un autre mode de réalisation préféré de l'appareil conforme à l'invention, la platine porte-objet coopère avec un moteur d'entraînement en rotation, permettant l'analyse successive de n champs optiques de la coupe de grains, chaque champ ayant une surface sensiblement identique et étant délimité à l'aide d'un diaphragme de visualisation porté par la caméra de prises de vues.
Conformément à l'invention, le nombre de champs d'images est n = 4. Outre les dispositions qui précèdent, l'invention comprend encore d'autres dispositions, qui ressortiront de la description qui va suivre.
L'invention sera mieux comprise à l'aide du complément de description qui va suivre, qui se réfère aux dessins annexés dans lesquels :
- les figures 1 et la illustrent, respectivement, un schéma synoptique de l'appareil conforme à l'invention et un schéma de principe indiquant les liaisons entre ses composants, - la figure 2 est une vue en perspective du boîtier dont est équipé l'appareil selon l'invention, qui est dépourvu de la porte d'accès pour illustrer les composants qui y sont contenus,
- la figure 3 est une vue de dessus du boîtier illustré à la figure 2, qui est dépourvu de son plafond pour illustrer la disposition des différents composants les uns par rapport aux autres,
- la figure 4 est une vue de dessus schématique d'une plaque à analyser, - la figure 5 illustre un diagramme fournissant la corrélation existant entre la désagrégation obtenue à l'aide du procédé et de l'appareil selon l'invention et celle obtenue par la méthode manuelle officielle ANALYTICA IV EBC (European Brewery Convention),
- la figure 6 illustre le diagramme fournissant la corrélation existant entre les valeurs d'homogénéité calculées à l'aide d'un ordinateur,dont est équipé l'appareil selon l'invention, et l'homogénéité obtenue en utilisant la méthode de calcul proposée par l'EBC.
Il doit être bien entendu, toutefois, que ces dessins et les parties descriptives correspondantes, sont donnés uniquement à titre d'illustration de l'objet de l'invention, dont ils ne constituent en aucune manière une limitation.
Le procédé de détermination de la désagrégation et de l'homogénéité d'un lot de grains, notamment de grains d'orge maltés destinés à la brasserie, requiert la préparation préalable d'une coupe de grains à analyser, telle qu'illustrée à la figure 4.
Sur une plaque 1 on a disposé environ 6 g de grains 10 (correspondant à environ 150 grains) qui sont fixés à la plaque à l'aide d'une colle avec durcisseur, type époxy rapide ou araldite. Dans l'exemple illustré, il s'agit d'une plaque de verre de 85 mm de long, 60 mm de large et 3 mm d'épaisseur, l'utilisation d'une plaque en matière plastique thermodurcissable ayant été abandonnée dans le cadre de la présente invention pour les raisons suivantes : - mauvais contraste lumineux pour les prises d'images exploitables ; - mauvaise tenue des grains lors de l'abrasion, ce qui entraînerait une irrégularité de coupe des grains et donc des erreurs importantes lors de l'interprétation. La préparation de la coupe de grains, à savoir de la plaque, a lieu de la manière suivante :
- peser, 6 g de grains environ (correspondant à environ 150 grains), les mettre sur une première plaque de verre et les répartir sur celle-ci ;
- sur une deuxième plaque, mettre une fine couche régulière de la colle et du durcisseur bien homogénéisés entre eux; puis, poser cette plaque encollée sur la plaque où ont été disposés les grains, retourner l'ensemble et répartir les grains afin qu'ils ne se chevauchent pas, sans toutefois respecter aucun alignement ;
- laisser sécher cette plaque à l'étuve à 50 °C pendant 2 heures ;
- bloquer la plaque dans l'étau et poncer les grains à la moitié de leur épaisseur ;
- verser 20 cl de la solution de calcofluor sur les grains et laisser agir environ 15-20 secondes; puis, rincer avec la solution d'éthanol et absorber l'e'cédent avec du papier buvard ; - verser 20 cl de la solution de fast green sur les grains et laisser agir pendant 15-20 secondes;puis, rincer à nouveau avec la solution d'ethanol, tout en absorbant l'e'cédent, et laisser sécher à l'air: la plaque est ainsi prête pour la lecture automatique. Une fois que la plaque 1 a été préparée, comme précisé plus haut, elle est placée sur une platine tournante 20, à commande numérique, disposée à l'intérieur d'un boîtier 30, où elle fait saillie du fond 22 de ce boîtier, qui est à fermeture étanche à la lumière ambiante (la porte de fermeture de ce boîtier n'a pas été représentée). Ce boîtier contient également deux lampes 5a, 5b, émettant de la lumière non actinique sous forme diffuse, notamment de la lumière de couleur blanche, ainsi que deux lampes 15a, 15b, émettant de la lumière actinique sous forme également diffuse, notamment constituée par de la lumière de couleur violette. Ces lampes sont disposées en X autour de la plaque à analyser 1 et de la platine tournante 20, comme illustré à la figure 3, et fixées à deux parois latérales et parallèles entre elles ,23 et 24, du boîtier 30. Aux figures 2 et 3, on peut remarquer également la présence de quatre capteurs de position 7a à 7d destinés à coopérer avec une encoche de positionnement 8 ménagée sur le pourtour de la platine tournante 20.
Une caméra de prise de vues vidéo monochrome, 50, avec un objectif 25 mm/1,8 pour prises de vues rapprochées, muni d'un filtre optique Y 48 (non représenté) est fixée au plafond 25 du boîtier 30 et disposée, par rapport à la plaque à analyser, de manière à viser un cadran de celle-ci à chaque rotation de la platine 20 (cf. la figure 3). Tout mouvement indésiré de la plaque à analyser, notamment lors des rotations successives de la platine de support, est interdit grâce à la présence de butées 21.
Après avoir fermé le boîtier, le déroulement de toutes les opérations et des calculs a lieu de façon automatique grâce à un logiciel spécifique de commande de traitement d'images et de calculs, dont le support est constitué par un micro-ordinateur 8 bits 40, comportant un clavier 45 et un lecteur de disquettes 3" ainsi qu'une interface entrée/sortie de commande 35. Cet ordinateur peut coopérer également avec un moniteur vidéo monochrome de contrôle 60 avec écran graphique, ainsi qu'avec une imprimante 70 pour l'impression des résultats de l'analyse. A la figure 1 est également visible un digitaliseur d'images en temps réel, 90 , qui est relié directement à Ta caméra 50, ainsi qu'un bloc d' alimentation 55.
Conformément à l'invention, une première mesure de surface est effectuée sur sensiblement 1/4 de la plaque 1 éclairée à l'aide des lampes 5a, 5b, à savoir par de la lumière non actinique, de manière à visualiser la surface totale d'amidon (comprenant la partie désagrégée et la partie non désagrégée de celui-ci).
Puis on effectue, toujours sous contrôle du logiciel précité, l'éclairage en lumière actinique à l'aide des lampes 15a et 15b ainsi que la mesure de surface de la partie non désaqrégéé de l'amidon des grains 10. La plaque 1 tourne alors d'1/4 de tour et les mêmes mesures sont exécutées pour un deuxième cadran de celle-ci.La platine 20 tourne ainsi quatre fois, l'arrêt de chaque rotation étant déclenché à tour de rôle par un des quatre capteurs précités 7a à 7d au passage de l'encoche 8 de la platine 20. La subdivision de chacun des quatre cadrans de la plaque en un certain nombre de cases est effectuée par le logiciel. Le nombre de cases choisi dans l'exemple est égal à 9, ce qui donne 36 unités d'analyses au total. Le logiciel permet également le calcul du rapport en pourcentage entre la surface mesurée sous éclairage actinique et la surface mesurée sous éclairage non actinique, grâce à la caméra de prises de vues 50 et à la numérisation des surfaces effectuée par le dispositif 90. Le traitement informatique individuel des deux images, superposées, de chaque case permet, par un choix judicieux de niveaux de gris, de ne considérer que la partie strictement intéressante pour les calculs visés, à savoir : la surface totale d'amidon 10b (désagrégé et non désagrégé) du malt, - en écartant la partie restante de chaque grain 10 (c'est-à- dire le germe 10c et l'écorce) ainsi que le fond de la plaque-, et la surface fluorescente 10a, respectivement (pour des raisons de simplification des dessins on a illustré la surface 10a d'amidon non désagrégé et la surface totale d'amidon 10b pour un seul grain à la figure 4 : cette surface totale correspond à la surface de chaque grain 10 coupé moins le germe 10c) . Il est donc ainsi possible de calculer ces surfaces de manière exacte et, par conséquent, des valeurs de désagrégation et d'homogénéité fiables. CALCUL DE LA DESAGREGATION
Les 36 cases donnent 36 rapports de surface dont la moyenne (X) correspond au pourcentage de surface non désagrégée. Le résultat (100 - X) correspond à la désagrégation. Ce calcul est réalisé automatiquement par le logi¬ ciel. CALCUL DE L'HOMOGENEITE
Pour chaque case , on a une valeur de désagré¬ gation; ce sont ces 36 valeurs de désagrégation qui vont servir au calcul de l'homogénéité,effectué de façon connue des techniciens en la matière et précisée ci-dessus.
Pour tester la fiabilité du procédé et de 1 ' appareil selon l'invention, on a recherché une corrélation entre les résultats ainsi obtenus et ceux fournis par la méthode EBC. A cet effet, on a analysé N=28 malts selon cette dernière méthode (voir le tableau 1, indiquant la nature des malts analysés). La lecture a été faite deux fois par le même opérateur pour l'ensemble des échantillons. Puis, on a réalisé l'analyse à l'aide de l'appareil automatique selon l'invention, mettant en oeuvre le procédé proposé par la Demanderesse. Le tableau 2 indique la désagrégagation obtenue automatiquement comparée avec la désagrégation obtenue par la méthode manuelle de référence. Un calcul de corrélation linéaire aboutit à un coefficient de corrélation r=0,95, tel qu'illustré à la figure 5. Ce coefficient se révèle satisfaisant, vu les coefficients de répétabilité et de reproductibilité donnés dans la méthode officielle (de 1.6 % à 11 %, en fonction de la désagrégation du malt). En ce qui concerne la corrélation entre l'homogénéité obtenue manuellement et celle obtenue automatiquement, il y a lieu de préciser ce qui suit : à partir des valeurs de désagrégation des 36 champs précités, on a calculé la désagrégation en considérant l'écart-type des 36 cases (en moyenne 3 grains par case σ' = σ √ 3 ) comme représentatif de l'hétérogénéité du malt et en calculant une désagréga tion en pourcentage pour la comparer au calcul recommandé par l'EBC et connu des techniciens en la matière (ceci est illustré au diagramme de la figure 6) ;
Dans ce cas, on obtient l'homogénéité H par le calcul suivant : comme illustré dans
Figure imgf000013_0001
, l'Article "Détermination of malt modification" de JENSEN et AASTRUP, paru dans la Revue CEREVISIA, 1985, 3,page 113.
Le coefficient de corrélation entre cette méthode de calcul et les résultats obtenus avec la méthode manuelle EBC de référence est 0,90.
Etant donné que la méthode selon l'invention ne se base sur aucune classification, mais sur les valeurs réelles de désagrégation, elle permet de récupérer le maximum d'information : en fait, les valeurs de désagrégation sont continues dans la méthode automatique de lecture, alors qu'elles sont distribuées de façon discontinue dans la méthode manuelle.
Le coefficient de corrélation susdit est bon également au regard des coefficients de répétabilité et de reproductibilité donnés par l'EBC (de 3,6 % à 17 % selon la désagrégation du malt). REPETABILITE
On a aussi effectué un test de répétabilité (30 valeurs) de la lecture et du calcul de la désagrégation de 2 Malts :
Malt 1 Malt 2
Désagrégation :
Moyenne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . : 79 . 5 % 55 . 3 %
Ecart-type . . . . . . . . . . . . . . . . . : 3 .0 1 . 5 Coefficient de variation . . . : 3 . 8 % . 2 . 7 % Homogénéité :
Moyenne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . : 71 . 4 % 63 . 9 %
Ecart-type . . . . . . . . . . . . . . . . . . : 5 .1 1 . 8
Coefficient de variation .. . : 7 . 1 % 2 . 8 % Le coefficient de variation est ici défini par la formule :
Figure imgf000014_0001
y Dans les figures 5 et 6 les coefficients a et b représentent, respectivement, la pente de chaque droite et l'ordonnée à l'origine, alors que N = 28 se rapporte au nombre de malts analysés.
Figure imgf000015_0001
Figure imgf000016_0001
Figure imgf000017_0001
Le procédé et l'appareil objet de la présente invention, constituent donc une solution satisfaisante au problème technique qui est à la base de celle-ci, car ils permettent d'éviter l'appréciation subjective des surfaces impliquées dans la détermination de la désagrégation et de l'homogénéité d'un lot de grains.
De plus, ils rendent possible la comparaison des résultats correspondant à différents manipulateurs, du fait que les interventions manuelles sont réduites à un minimum, ce qui explique le caractère répétitif de la mesure.
En outre, la présente invention contribue à l'application opérationnelle d'un test d'évaluation de la qualité du maltage.
Ainsi que cela ressort de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses mode de mise en oeuvre, de réalisation et d'application qui viennent d'être décrits de façon plus explicite ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes qui peuvent venir à l'esprit du technicien en la matière, sans s'écarter du cadre, ni de la portée, de la présente invention. En particulier, il y a lieu de remarquer que, bien que la description se réfère à l'utilisation d'une source de lumière actinique de couleur violette, il va sans dire que toute source équivalente est susceptible d'être utilisée dans le cadre de la présente invention, y compris les rayons U.V. ; toutefois, ces derniers ne sont pas indispensables comme le laisserait supposer la méthode EBC . En outre, bien que la description de la détermination de la valeur des surfaces visualisées sous éclairage actinique et non actinique - qui sont nécessaires pour l'évaluation de la désagrégation et de l'homogénéité d'un lot de grains - ait été limitée à l'utilisation des moyens de traitement d'images (à savoir, à l'utilisation d'une caméra associée avec un digitilaseur d'images sous contrôle d'un ordinateur ,dont le programme permet l'exécution des calculs de désagrégation et d'homogénéité, selon les termes évoqués plus haut), il va de soi que d'autres moyens équivalents sont susceptibles, au moins théoriquement, d'être utilisés dans le même but. De plus, il est aussi possible d'optimiser le calcul d'homogénéité - en mesurant ainsi la valeur véritable d'homogénéité - en disposant les grains sur la plaque d'analyse de façon à ce qu'il n'y ait qu'un seul grain par case (au lieu de trois grains en moyenne, comme indiqué dans l'évaluation de l'écart-type précité), sans pour autant s'écarter de la méthode objet de la présente invention.

Claims

REVENDICATIONS 1.- Procédé de détermination automatique d'un rapport entre une première surface (10a) d'une coupe (1) de grains (10) préparée à partir d'un échantillon prélevé d'un lot de grains,-cette coupe de grains étant préalablement traitée chimiquement à l'aide d'un colorant permettant de colorer ladite première surface (10a) en fonction d'un paramètre physico-chimique recherché pour les grains (10)-, et une deuxième surface (10b) correspondant à l'albumen des grains (10) de la coupe (1) précitée, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : a) visualisation (à savoir délimitation visuelle des contours) desdites première et deuxième surfaces (10a, 10b), en éclairant successivement ladite coupe (1) de grains (10) à l'aide d'une première (15a, 15b) et d'une deuxième (5a, 5b) sources de lumière, respectivement, ayant chacune une bande de longueurs d'ondes sélectives permettant leur visualisation, b) détection des première et deuxième surfaces (10a, 10b) ainsi visualisées par une caméra (50) de prises de vues vidéo, équipée d'un filtre optique, et numérisation des surfaces ainsi détectées par un dispositif d'analyse numérique d'images (70), c) calcul numérique des première et deuxième surfaces (10a, 10b) ainsi numérisées suivi du calcul du rapport en pourcentage entre ces première et deuxième surfaces, et d) utilisation de ce rapport pour déterminer ledit paramètre de même que l'homogénéité dudit lot de grains, les étapes a) à d) étant pilotées par ordinateur (40).
2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la coupe (1) de grains (10) est divisée en ri champs optiques, de surface sensiblement identique, et en ce que chaque champ optique est divisé en i cases de calcul pour lesquelles sont effectuées les étapes a) à c) avant de passer au champ suivant, 1 ' étape d) étant effectuée après avoir ainsi analysé tous les n champs.
3.- Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'analyse successive des n champs optiques se fait par rotations successives de la coupe (1) de grains (10) sous la caméra (50).
4.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que, lorsque ledit paramètre recherché est constitué par la désagrégation des grains, le premier éclairage (15a, 15b) de la coupe (1) de grains (10) se fait en lumière actinique,- la coupe (1) de grains (10) ayant été préalablement traitée chimiquement à l'aide d'un colorant permettant la visualisation, sous un tel éclairage actinique (15a, 15b), de la surface d'albumen non désagrégé (10a) de chaque grain (10), qui correspond ainsi à ladite première surface -,tandis que le deuxième éclairage (5a, 5b) de la coupe (1) de grains (10) se fait en lumière non actinique, ce qui permet de visualiser ladite deuxième surface (10b) , à savoir la surface totale d'albumen.
5.- Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'étape d'éclairage de la coupe de grains en lumière non actinique précède l'étape d'éclairage en lumière actinique.
6.- Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'étape d'éclairage de la coupe de grains en lumière non actinique suit l'étape d'éclairage en lumière actinique.
7.- Appareil de mise en oeuvre du procédé conforme aux revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend en combinaison :
- une platine porte-objet (20) destinée à supporter la coupe (1) de grains (10) à analyser,
- un premier ensemble (15a, 15b) d'éclairage de la coupe (1) de grains (10) en lumière ayant une première bande de longueurs d'ondes sélectives, permettant de visualiser ladite première surface, - un deuxième ensemble d'éclairage (5a, 5b) de la coupe (1) de grains (10) en lumière ayant une deuxième bande de longueurs d'ondes sélectives permettant de visualiser ladite deuxième surface, - une caméra de prises de vues vidéo (50), coopérant avec un filtre optique,
- un dispositif d'analyse numérique d'images (70),
- un micro-ordinateur (40) de pilotage de l'appareil.
8.- Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce que le premier (15a, 15b) et deuxième (5a, 5b) ensembles d'éclairage sont disposés à l'intérieur d'un boîtier (30) étanche à la lumière ambiante et équipé d'une porte d'accès.
9.- Appareil selon l'une quelconque des revendi- cations 7 ou 8, caractérisé en ce que la platine porte-objet (20)- coopère avec un moteur d'entraînement en rotation, permettant l'analyse successive de ii champs optiques de la coupe (1) de grains (10), chaque champ ayant une surface sensiblement identique et étant délimité à l'aide d'un diaphragme de visualisation porté par la caméra de prises de vues (50).
10.- Appareil selon la revendication 9, caractérisé en ce que le nombre de champs d'images est n = 4.
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