Видеокомпьютерный анализ зернового растительного сырья Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

вод рассматриваются как единая электромеханическая система, подсистемы которой тесно взаимосвязаны между собой.

Таким образом, рациональное с точки зрения энергопотребления проектирование электроприводов, повышение их КПД, организация управления работой машин и их электроприводов способствуют минимизации непроизводительного потребления электроэнергии и направлены на решение экономических проблем сельского хозяйства, связанных с энергосбережением.

Л.В. Устинова, А.Б. Голик, B.C. Лузев

Литература

1. Ключев В.И.Теория электропривода: Учеб. для вузов. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 2001. - 704 с.

2. Епифанов А.П., Суслов А.М. Экспериментальная установка по исследованию частотно-управляемого асинхронного электропривода // Энергосбережение, электропривод, эксплуатация электрооборудования и автоматизация технологических процессов в АПК: Сб. науч. тр. / СПб. гос. аграр. ун-т. - СПб., 2000. - С. 78-88.

ВИДЕОКОМПЬЮТЕРНЫЙ АНАЛИЗ ЗЕРНОВОГО РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ

Природно-климатические условия Алтайского края позволяют практически на всей территории выращивать мягкие сорта пшеницы с высоким содержанием клейковины (25-32%), а также такие крупяные культуры, как горох, ячмень, просо, овес и гречиха. Объемы выращивания этих зерновых культур ежегодно растут, так как они легко реализуются на зерно-вом рынке.

Почетно вырастить хороший урожай, но это еще не означает, что в закромах будут хорошие семена, на столе - хороший хлеб, а животные на фермах получат полнорационный комбикорм. Выращенный урожай необходимо убрать, обработать и сохранить. Производство семян сезонно, потребление круглогодично, поэтому сохранение зерна имеет большое значение.

Зерно используют на различные цели: формируются продовольственный, семенной и фуражный фонды. В зависимости от назначения к качеству зерна предъявляются определенные требования. Нормы качества зерна отражены в специальных нормативно-технических документах - стандартах. Стандарт является основным государственным документом, в котором записаны нормы по всем основным показателям качества. Они являются обязательными для сельского хозяйства и отраслей промышленности, перерабатывающих зерно.

Кроме стандартов на нормы качества зерна разработаны также стандарты на методы испытаний и оценки качества, с подробным описанием конкретных методов анализов.

Проведен анализ существующих стандартов с целью выделения показателей качества зерна и продуктов его переработки, определяемых визуально и наиболее трудоемких. Анализ выявил, что показатели качества зерна и продуктов его размола, определяемые по визуальной характеристике, имеют большой удельный вес. Например, в стандарте на пшеницу, (требования при заготовках и поставках) 19 из 29 показателей определяются по визуальной характеристике.

К таким показателям качества относят цвет, размеры, зараженность зерна и продуктов его переработки, стекловидность зерна пшеницы и риса, цвет и размеры засорителей зерна и т.д. Эти показатели качества являются важными как для технологов (при переработке зерна в муку и крупу), так и для потребителей готовой продукции. Определение этих показателей требует от работников производственно-технической лаборатории повышенного внимания, напряжения и вызывает быстрое переутомление зрительных анализаторов.

Результаты исследований позволили сделать следующий вывод: оценка по-

казателеи качества, определяемых по визуальной характеристике, является субъективной, и результаты такого анализа зависят от многих факторов (опыт работы и профессиональные навыки лаборанта-исполнителя, освещения, технического совершенства лабораторного оборудования и т.д.).

Для исключения субъективного подхода к оценке качества поступающего зерна, продуктов его переработки и готовой продукции, а также для сокращения временных затрат на проведение лабораторных анализов предлагаются новые методы оценки, основанные на использовании современного оборудования.

Сотрудниками кафедры “Технология хранения и переработки зерна” Алтайского государственного технического университета им. И.И.Ползунова разработан программно-аппаратный комплекс “Анализатор зернопродуктов’’ который включает в себя программу “Анализ зернопродуктов’,’ персональный компьютер, цветной планшетный сканер или цифровую видеокамеру.

Программа “Анализ зернопродуктов” обеспечивает ввод изображений, их преобразование и проведение измерений.

Статистическая обработка результатов производится при помощи математической системы МаЛСас! 2001. Программа является 32-битной, работает в среде 98 и

обрабатывает растровые изображения формата ВМР.

Автоматические измерения производятся на изображениях зерна различных культур, пшеничной муки, промежуточных продуктов, круп,

____ш

комбикормов и других сыпучих продуктов. Автоматически по алгоритмам анализа изображения выделяются объекты измерения. Затем на каждом выделенном объекте проводятся измерения, например, определяется длина и ширина зерновки, ее площадь. Для обработки результаты измерений передаются в МагЬСас!. Пример обработанного изображения зерна овса приведен на рисунке 1.

Рис. 1. Изображение зерна овса

На рисунке 2 показаны гистограммы распределения зерна гречихи и ее засорителя донника по длине.

С помощью программно-аппаратного комплекса “Анализатор зернопродуктов” разработаны следующие методики оценки качества зерна и продуктов его переработки:

1) содержание примесей в исходном зерне;

н

о

н

и

<

X

А

п

и

и

о

н

о

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ПО ДЛИНЕ, ММ

~^— гречиха

“ • - нормальное распределение гречихи ©•©■о донник лекарственный

— нормальное распределение донника лекарственного

Рис. 2. Гистограммы распределения зерна гречихи и донника

по длине

2) фракционный состав зерна;

2) определение содержания недодира в промежуточных продуктах переработки зерна ячменя и в ячменной крупе;

3) определение содержания нешелу-шеного зерна в продуктах шелушения и готовой крупяной продукции;

4) определение крупности и номера крупы и т. д.

С помощью разработанных методик проведена часть экспериментов. Полученные данные позволили сделать следующие выводы;

1) стандартный ситовой анализ зерна, продуктов его переработки и крупы позволил выделить следующие существенные недостатки: высокая погрешность полученных результатов (до 20%), недосев продуктов и косвенная оценка некоторых показателей качества (например, крупность и фракционный состав зернопро-дуктов оценивается массой, выраженной в%, каждой фракции);

2) необходимо все показатели качества, которые определяются визуально, или оцениваются геометрические параметры с помощью ситового анализа, систематизи-

ровать и разработать новые методики для оценки показателей качества с применением программно-аппаратного комплекса “Анализатор зернопродуктов”;

3) программно-аппаратный комплекс “Анализатор зернопродуктов” позволяет исключить монотонность труда лаборанта и субъективный поход к оценке качества;

4) с помощью программно-аппаратного комплекса “Анализатор зернопродуктов” многие показатели качества можно определить в несколько раз быстрее;

5) для проведения работ нет необходимости в разработке специального лабораторного оборудования (которое достаточно дорогое в настоящее время);

6) статистическая обработка экспериментально полученных данных показала высокую степень точности;

7) спектр исследований может быть значительно расширен, а программно-аппаратный комплекс “Анализатор зернопродуктов” может использоваться для оценки многих других сыпучих продуктов.

В.И. Лобанов

ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ МУКОМОЛЬНЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ НА АЛТАЕ

В комплексном хозяйстве алтайского крестьянства ведущей отраслью всегда было земледелие. Начало было положено в XVII веке, и по мере заселения русским крестьянством территорий Алтайского края земледелие стало быстро распространяться вверх по Оби. На вновь осваиваемых землях были заложены первоначальные основы русского хлебопашества

Ш-

Во второй половине XVIII века земледелие Алтая значительно укрепило свои позиции. Расширялись занятые под пашни площади, рос сбор зерна, заводились огороды с полным привычным для русского крестьянина набором культур. За 33 года (с 1766 по 1799) размеры пашен выросли в 3 раза [2].

Алтайский крестьянин сеял те же культуры, что и по всей Западной Сибири: рожь (озимую и яровую), ячмень, овес, пшеницу, просо, гречиху, горох; из технических культур возделывались лен, конопля. Самой распространенной культурой была озимая рожь, второе место занимала яровая рожь, на третьем месте по засеваемой площади был овес, на четвертом - пшеница.

Урожайность зерновых культур в разных частях Алтая была неодинаковой, колебалась она и по годам. Средним был урожай “сам четыре’,’ то есть сеяли пуд - собирали четыре.

Деревня обеспечивала хлебом свои и заводские потребности (в это время наблюдался расцвет горно-металлур-