К.т.н. Федотов В.А., Овчинникова М.С., Курносова А.Г., Васева Л.И.

Оренбургский государственный университет, Россия

Гранулометрический анализ размола зерна

для оценки его хлебопекарных качеств

Для проведения гранулометрического анализа размола зерна пшеницы получали микроснимки размола зерна двумя способами – с помощью оптического микроскопирования на микроскопе Биолам с использованием цифровой камеры и с помощью сканера с CIS (Contact Image Sensor) матрицей/

Гранулометрическому анализу подверглись образцы муки 70 % выхода лабораторного размола зерна пшеницы на мельнице МЛУ-202. Получаемые микроснимки анализировались автоматически с помощью специально разработанного программного обеспечения персонального компьютера. Анализ полученных изображений осуществляли с помощью Open Source Computer Vision Library (OpenCV) - библиотеки алгоритмов компьютерного зрения, обработки изображений и численных алгоритмов общего назначения [1].

В качестве одного из гранулометрических показателей, описывающих форму частицы введен новый параметр, названный коэффициентом неровности частицы [2]. Фактически, площадь - это количество пикселей области, а периметр - количество пикселей на границе области. В качестве эквивалентного размера частицы использовали квадратный корень из площади частицы [3].

Для наиболее распространенных показателей технологических качеств пшеницы – структурно-механических, хлебопекарных свойств установлены корреляционные зависимости с различными показателями гранулометрического анализа: средней площадью частиц , средним эквивалентным размером частиц , средним коэффициентом вытянутости частиц , средней компактностью частиц , средним коэффициентом неровности частиц . Определение водопоглотительной способности муки (ВПС) и валориметрической оценки муки произведено с помощью валориграфа, твердозерности - по показателю микротвердости зерна.

Водопоглотительная способность муки из пшеницы ВПС, %, как показали результаты анализа, тесно связана с исследуемыми параметрами гранулометрического анализа. Корреляционная связь сильная (r = 0,963), зависимость выражается уравнением регрессии следующего вида (рисунок 1):

. (1)

Графическое изображение этой зависимости представляет собой практически ровную плоскость, свидетельствуя о пропорциональном увеличении ВПС по мере уменьшения среднестатистических значений средних размеров частиц Х и увеличении коэффициента неровности частиц К.

Рисунок 1 – Связь показателей гранулометрического анализа пшеницы с водопоглотительной способностью муки из этой пшеницы

Валориметрическая оценка пшеницы B, ед.пр., также имеет сильную связь с исследуемыми параметрами гранулометрического анализа, характеризуется высоким коэффициентом корреляции (r = 0,974). Зависимость выражается уравнением регрессии следующего вида (рисунок 2):

. (2)

Рисунок 2 – Связь показателей гранулометрического анализа пшеницы с валориметрической оценкой муки из этой пшеницы

Показатель твердозерности ТВ, выраженный для удобства последующих сравнений в единицах микротвердости зерна, показал сильную связь с исследуемыми параметрами гранулометрического анализа, характеризуется высоким коэффициентом корреляции (r = 0,953). Зависимость выражается уравнением регрессии следующего вида (рисунок 3):

. (3)

Рисунок 3 – Связь показателей гранулометрического анализа пшеницы с твердозерностью зерна пшеницы

Результаты наших наблюдений свидетельствуют о возможности, анализируя данные гранулометрического анализа, полученные прямым методом анализа микроскопирования размола зерна, судить о его структурно-механических (твердозерность), реологических (влагопоглатительная способность муки, валориметрическая оценка муки) достоинствах. На основе предложенных способ определения были получены: патент №2433398 от 10.11.11 «Способ определения хлебопекарных качеств зерна пшеницы» и патент №2442132 от 10.02.12 «Способ определения твердозерности пшеницы».

Список литературы

1. Bradsky G., Kaehler A. Learning OpenCV. - O’Reilly, 2008. - 571 p.

2. Казаков Е. Д., Карпиленко Г. П. Биохимия зерна и хлебопродуктов: учеб. пособие для вузов. - СПб. : ГИОРД, 2005. - 512 с.

3. Кругляков Г. Н., Круглякова Г. В. Товароведение продовольственных товаров. - Ростов-на-Дону : издательский центр «МарТ», 1999.