大米外觀(guān)品質實(shí)驗檢(jiǎn)測背景與需求

跟著我國糧食產(chǎn)業朝(zhāo)著(zhuó)高(gāo)質量方向發展, 消費(fèi)者(zhě)對於大(dà)米(mǐ)品質(zhì)提出(chū)來的(dí)要求一天比一天(tiān)在提高(gāo), 從(cóng)以前僅僅隻(zhī)是(shì)追求“吃(chī)飽(bǎo)”轉(zhuǎn)變(biàn)成(chéng)為(wéi)了(liǎo)追求“吃好，吃(chī)健(jiàn)康(kāng)”。國家先後出(chū)台了(liǎo)多項同(tóng)大(dà)米品質(zhì)有關的標(biāo)準, 對(duì)其進(jìn)行(háng)了(liǎo)修(xiū)訂, 像(xiàng)GB/T 1354 - 2018《大(dà)米(mǐ)》, GB/T 17891 - 2017《優質(zhì)稻(dào)穀(gǔ)》, NY/T 2334 - 2013《大米(mǐ) 整精米(mǐ)率(shuài)，碎米率，惡白(bái)粒(lì)率(shuài)，黃(huáng)粒米(mǐ)率，雜質(zhì)率檢(jiǎn)驗方法》, 還有GB/T 35881 - 2018《糧油(yóu)檢驗 稻(dào)穀(gǔ)黃(huáng)粒米(mǐ)含量測定(dìng) 圖像(xiàng)分析法》呐(nà)等一(yī)係列標準。這些標準(zhǔn)針(zhēn)對(duì)米粒, 對(duì)其(qí)粒型(xíng)提出了要求, 對惡(è)白(bái)度/率(shuài)提出(chū)了(liǎo)要求, 對(duì)碎米(mǐ)率(shuài)提出了(liǎo)要求, 對整精米率提出了要求(qiú), 對(duì)黃(huáng)粒(lì)米提出(chū)了要求(qiú), 對不完(wán)善粒提(tí)出(chū)了(liǎo)要求, 且這(zhè)些(xiē)要(yào)求(qiú)是(shì)明確(què)的(dí), 是(shì)嚴(yán)格的, 還是(shì)量化的(dí)。

可是呢, 傳統的(dí)那種人工憑(píng)借肉(ròu)眼(yǎn)去(qù)觀(guān)察(chá)判斷(duàn)的(dí)方法(fǎ), 還(huán)有(yǒu)使用卡尺來進行(háng)測量的方法(fǎ), 在對於檢測時的效率(shuài)方麵(miàn), 以及(jí)數(shù)據所(suǒ)具備(bèi)的客觀(guān)性方麵(miàn), 還(huán)有可(kě)重復性(xìng)方麵, 都是存在著非(fēi)常顯著的不足之(zhī)處的。對於人工檢測而(ér)言(yán), 它不僅(jǐn)僅會(huì)花(huā)費大量的時(shí)間(jiān)跟(gēn)精力(lì), 而且(qiě)還特別容(róng)易受到主觀(guān)因素(sù)的幹擾, 進而(ér)使(shǐ)得不同的(dí)人員之間, 還(huán)有不(bù)同批(pī)次之間(jiān)的檢(jiǎn)測(cè)結(jié)果, 出(chū)現比(bǐ)較大的(dí)差異, 這樣一來就很(hěn)難(nán)去滿足(zú)那(nà)種大(dà)批(pī)量(liáng)的，標(biāo)準化的，極(jí)為(wéi)精(jīng)細(xì)的(dí)品質(zhì)管控(kòng)的需求(qiú)了(liǎo)。所以, 糧油質(zhì)檢(jiǎn)機構(gòu), 大(dà)米加(jiā)工(gōng)企業(yè), 育種科研(yán)單位, 高校(xiào)實(shí)驗(yàn)室, 急切需(xū)要一(yī)種能(néng)快速(sù), 準(zhǔn)確, 自(zì)動(dòng)進(jìn)行多項(xiàng)外(wài)觀(guān)指(zhǐ)標檢測(cè)的解決辦法, 來提高實驗效(xiào)率(shuài), 保證檢(jiǎn)測結(jié)果契合國家(jiā)標(biāo)準(zhǔn), 從(cóng)而(ér)優化加(jiā)工工藝(yì), 保障產品等(děng)級, 推動(dòng)品(pǐn)種(zhǒng)選育。

實(shí)驗所需(xū)儀器與試劑(jì)

核心儀(yí)器(qì)：萊(lái)恩(ēn)德大米(mǐ)外觀品(pǐn)質(zhì)檢(jiǎn)測(cè)儀(yí)

這(zhè)款(kuǎn)專為(wéi)大(dà)米(mǐ)外觀品質準確批量檢(jiǎn)測(cè)所(suǒ)設計(jì), 核心(xīn)配置涵(hán)蓋一台具有 4800×9600 dpi 光學分辨率，A4 加長幅(fú)麵(miàn)的(dí)雙(shuāng)光源彩色掃描(miáo)儀(yí)能提(tí)供(gōng)高(gāo)保(bǎo)真，高(gāo)分(fēn)辨率的米(mǐ)粒(lì)成像的(dí)儀(yí)器, 是(shì)本方案所推薦采用的萊(lái)恩德 LD - DM 大米外(wài)觀品質檢測儀(yí)。這台(tái)儀表(biǎo)憑借(jiè)極(jí)其(qí)智能化(huà)的(dí)機製(zhì), 能(néng)夠針對呈(chéng)顆粒(lì)布(bù)局(jú)的大米樣本, 嚴格(gé)依照預(yù)先(xiān)設定的程序, 以(yǐ)連(lián)貫不間(jiān)斷的方式(shì)啟(qǐ)動(dòng)特(tè)定(dìng)功(gōng)能, 進而(ér)逐一(yī)剖析包含但(dàn)不限於惡(è)白度或者(zhě)其(qí)百分(fēn)比(bǐ)率詳情，碎(suì)米所占(zhān)數(shù)值的百分比(bǐ)率詳(xiáng)情(qíng)，小(xiǎo)碎米(mǐ)在所(suǒ)抽測項(xiàng)目(mù)中(zhōng)占(zhān)據總額(é)的(dí)百分比(bǐ)率(shuài)詳(xiáng)情(qíng), 以及(jí)整精(jīng)米的(dí)具(jù)體包(bāo)含實際(jì)數量(liáng)，整(zhěng)精(jīng)米在全部稻米(mǐ)數(shù)量(liáng)範疇所(suǒ)明確(què)表(biǎo)征(zhēng)百(bǎi)分比率(shuài)結果；能(néng)夠完(wán)成既定(dìng)任(rèn)務(wù)直(zhí)接探知(zhī)大米透明(míng)度在(zài)國標體(tǐ)係嚴格(gé)規範下認定(dìng)評(píng)定(dìng)等級, 同(tóng)時(shí)準確檢測確認所含黃粒米(mǐ)，異(yì)類(lèi)型(xíng)混(hùn)雜品種顆粒(lì)，不完(wán)整健全程度有(yǒu)所(suǒ)缺失米樣或者其(qí)中顯(xiǎn)現(xiàn)相對較為(wéi)容(róng)易察覺未成熟(shú)狀態(tài)籽粒(lì), 另有裂紋(wén)出現具體所占(zhān)百分(fēn)數(shù)值(zhí)；不(bù)僅如此(cǐ), 針對不同品(pǐn)類糯米, 同(tóng)樣具備(bèi)精(jīng)確(què)測量陰(yīn)米在糯(nuò)米總(zǒng)量(liáng)中所(suǒ)占比(bǐ)率，發病(bìng)遭(zāo)受(shòu)病(bìng)患侵(qīn)害標識麵積(jī)或(huò)者因(yīn)變黃而形(xíng)成色澤(zé)變化具體比率(shuài), 以及(jí)糙(cāo)米胚芽(yá)所占比(bǐ)率(shuài)等多個項(xiàng)目(mù)細(xì)節(jié)性(xìng)指(zhǐ)標的特別(bié)能力(lì)。黑米, 也有針對其(qí)黑色度，黑米率等方麵的(dí)專項檢(jiǎn)測(cè)來(lái)支(zhī)持(chí), 這(zhè)標準(zhǔn)全(quán)部契合NY/T832 - 2004標準。

在粒型(xíng)的(dí)參(cān)數那兒(ér), 有(yǒu)一個(gè)儀器(qì), 是能夠(gòu)自動去測量(liáng)每(měi)一(yī)粒米粒的(dí)麵積(jī)的(dí), 還能測(cè)量其(qí)長度(dù), 寬度(dù)也能測出(chū)來(lái), 長寬比同樣可(kě)以測(cè)量, 直(zhí)徑也不(bù)在話下, 更能(néng)測(cè)量(liáng)圓(yuán)度。然後, 長(cháng)度(dù)測(cè)量的(dí)誤差(chà)是小於或者等於正負(fù)零(líng)零點零(líng)五(wǔ)毫(háo)米的(dí), 長(cháng)寬(kuān)比測(cè)量誤差, 也(yě)是小(xiǎo)於(yú)或(huò)者(zhě)等於正負零(líng)五(wǔ), 重現(xiàn)性誤(wù)差小(xiǎo)於等於一個正負零二(èr)。整精米(mǐ)率還(huán)有碎米(mǐ)率(shuài)指(zhǐ)標的(dí)測(cè)量誤差, 也(yě)是少(shǎo)到在(zài)於(yú)零一(yī)零(líng)百分之一個(gè)的(dí), 這個(gè)重現(xiàn)性誤差(chà)是(shì)小(xiǎo)於(yú)等(děng)於正負(fù)零(líng)二(èr)五(wǔ)百(bǎi)分(fēn)之, 總而言之數據整(zhěng)體的(dí)穩定(dìng)性和(hé)這(zhè)個重(zhòng)復性他的表現都(dū)是非常(cháng)優良(liáng)的。而(ér)且這個(gè)儀器是(shì)有自(zì)動學(xué)習(xí)以(yǐ)及(jí)識(shí)別(bié)特性(xìng)的, 它(tā)能(néng)夠準(zhǔn)確地分割粘連的(dí)大(dà)米(mǐ)種粒, 並(bìng)且(qiě)對(duì)這樣(yàng)的(dí)種種(zhǒng)進(jìn)行(háng)自動的分類分(fēn)析(xī)。分(fēn)析圖(tú)像，分布圖(tú)都能保存下來, 結(jié)果數(shù)據同(tóng)樣(yàng)可以保(bǎo)存(cún), 並且這(zhè)類(lèi)保存支(zhī)持(chí)輸出(chū)到(dào)Excel表, 如(rú)此便(biàn)於進(jìn)行數據(jù)管理以及追(zhuī)溯。儀器裏(lǐ)還內置了雲(yún)平台支(zhī)持, 能(néng)夠(gòu)把分(fēn)析(xī)數(shù)據保存(cún)到雲(yún)端(duān), 不(bù)論(lùn)何時(shí)何(hé)地都(dū)可以(yǐ)遠程去查(chá)看(kàn)。與此(cǐ)同時, 儀器(qì)配備(bèi)了屏幕錄製(zhì)功(gōng)能(néng), 這(zhè)方便去(qù)記(jì)錄實驗過(guò)程, 得(dé)以(yǐ)滿足實(shí)驗室規(guī)範(fàn)化管理(lǐ)的(dí)要求。

配(pèi)套試劑(jì)與(yǔ)耗材

此實(shí)驗方案主(zhǔ)要(yào)有賴於圖像(xiàng)分析(xī)法, 並不(bù)需要(yào)運用(yòng)化(huà)學(xué)試(shì)劑(jì)。通常(cháng)配備的(dí)耗(hào)材涵蓋:

標準(zhǔn)樣品(pǐn)盤（可將(jiāng)大米樣本均(jūn)匀鋪(pū)開，避(bì)免重(zhòng)疊）

用(yòng)於(yú)清潔掃(sǎo)描(miáo)儀(yí)玻璃麵板，保證(zhèng)成像(xiàng)清潔(jié)度的無(wú)塵布(bù), 或(huò)者(zhě)鏡頭清潔紙。

樣本(běn)密封袋(dài)或樣品盒（用(yòng)於樣(yàng)本的儲(chǔ)存(cún)與編號）

電子天平, 它具(jù)備(bèi)RS232數(shù)據接口, 能夠(gòu)與儀(yí)器軟(ruǎn)件(jiàn)去(qù)對接, 還可自動(dòng)錄入(rù)樣本重(zhòng)量數(shù)據。

標準實驗操作方法

樣品(pǐn)前處理(lǐ)

從待檢的大(dà)米(mǐ)樣(yàng)品(pǐn)裏頭, 依(yī)照(zhào)國(guó)標(biāo)給(gěi)定的(dí)四(sì)分法或者(zhě)分樣器(qì)法, 隨(suí)機去分取(qǔ)具備(bèi)代表性的(dí)樣品。針(zhēn)對不同的品(pǐn)類, 像是(shì)精米，糙(cāo)米，糯米，黑(hēi)米, 要(yào)保(bǎo)證(zhèng)樣(yàng)品那種狀態契合各(gè)自檢測的要(yào)求(qiú)。把分取(qǔ)好的樣品放(fàng)置(zhì)在(zài)潔淨的樣品盤(pán)當中, 去除明顯(xiǎn)的雜質(zhì), 像石(shí)子，稻(dào)殼(ké), 不(bù)需(xū)要進行(háng)研磨或者化(huà)學(xué)處(chǔ)理。

儀(yí)器準備(bèi)與設置

啟(qǐ)動萊(lái)恩(ēn)德LD－DM大米(mǐ)外(wài)觀(guān)品質檢(jiǎn)測儀(yí)所配套(tào)的掃描(miáo)儀(yí), 再(zài)開(kāi)啟與(yǔ)之(zhī)配(pèi)套的(dí)電腦, 要保(bǎo)障電腦操作係統乃(nǎi)Windows 10及更(gēng)高版本。打(dǎ)開(kāi)專門的分析軟件, 查驗(yàn)軟件(jiàn)界(jiè)麵(miàn)是(shì)不(bù)是正(zhèng)常(cháng)。運用(yòng)無塵(chén)布去(qù)清潔(jié)掃(sǎo)描儀的(dí)玻(bō)璃麵板, 保(bǎo)證不(bù)存在(zài)灰塵(chén)，指(zhǐ)紋等(děng)汙(wū)漬(zì)。把(bǎ)樣(yàng)品盤(pán)中(zhōng)的米粒(lì)均(jūn)匀鋪開且(qiě)不(bù)互相重疊地放置在掃描儀玻(bō)璃(lí)麵(miàn)板上(shàng), 要是使用高配版, 能配合(hé)筆記本電(diàn)腦(nǎo)開(kāi)展現場(cháng)操作(zuò)。先在軟件裏頭(tóu)將實(shí)驗參(cān)數設置妥當, 這(zhè)些(xiē)參數涵(hán)蓋(gài)了(liǎo)樣(yàng)品(pǐn)名(míng)稱, 還有(yǒu)檢測項(xiàng)目, 像(xiàng)外(wài)觀(guān)品(pǐn)質，惡白(bái)，碎米(mǐ)之類(lèi)的, 以(yǐ)及(jí)輸出格式(shì)等。要是碰到存在(zài)批量(liáng)化需(xū)求(qiú)的場(cháng)景, 能夠去(qù)設置下樣本(běn)條碼, 或者借助(zhù)電子天平(píng)RS232接口(kǒu)把樣品重(zhòng)量自(zì)動(dòng)錄入(rù)進去(qù)。

實(shí)驗操作(zuò)步驟

1. 進(jìn)行(háng)圖像(xiàng)獲取(qǔ)時, 點(diǎn)擊軟(ruǎn)件界(jiè)麵(miàn)裏的“開始掃(sǎo)描(miáo)”按(àn)鈕(niǔ), 儀器(qì)便(biàn)會自(zì)動展開雙(shuāng)光(guāng)源(yuán)彩(cǎi)色掃(sǎo)描, 以此來(lái)獲(huò)取具備高(gāo)分辨率的(dí)大(dà)米圖像。在掃描(miáo)結(jié)束之後, 圖像會(huì)於軟(ruǎn)件(jiàn)界(jiè)麵上實(shí)時顯示出(chū)來(lái)。

2. 軟(ruǎn)件(jiàn)會依據(jù)內置的(dí)深度(dù)學(xué)習算(suàn)法, 去自動識(shí)別(bié)圖像(xiàng)裏的(dí)每(měi)粒米粒。接著, 軟件會自動分(fēn)割這些米粒。然後(hòu), 軟(ruǎn)件還(huán)會自動(dòng)測量被分割後(hòu)的(dí)每粒米(mǐ)粒形(xíng)象參(cān)數, 整(zhěng)個這個過(guò)程全(quán)然不(bù)依靠人工做(zuò)事。

3. 數據要輸(shū)出(chū)並且(qiě)進(jìn)行復(fù)核, 在(zài)完(wán)成分析之後(hòu), 軟件(jiàn)會(huì)自動生(shēng)成(chéng)出現(xiàn)含有全(quán)部(bù)指(zhǐ)標的檢測報告(gào), 用戶(hù)能夠在(zài)界(jiè)麵上(shàng)去查(chá)看(kàn)各(gè)項指標的統計結(jié)果(guǒ), 像(xiàng)是平(píng)均值，大值，小(xiǎo)值，標準差等, 以(yǐ)及(jí)分布(bù)圖(tú), 要(yào)是發(fā)現個別粒米識別(bié)存在錯誤(wù), 能(néng)夠(gòu) use 軟件所提(tí)供(gōng)的“交(jiāo)互(hù)修(xiū)正”功(gōng)能去進行手動調(tiáo)整, 以(yǐ)此(cǐ)確(què)保結(jié)果(guǒ)準(zhǔn)確率(shuài)能夠達到 100%。

4. 結果實施保存(cún)操作: 把分(fēn)析得出(chū)的(dí)結果導出到Excel表格之中, 與此同時保(bǎo)管(guǎn)未刪改的(dí)分(fēn)析(xī)圖像，排(pái)列圖以及所(suǒ)測(cè)量的圖, 以此(cǐ)方(fāng)便後續(xù)流程(chéng)裏的數(shù)據溯(sù)源(yuán)以(yǐ)及進(jìn)行(háng)復現(xiàn)。

數據采(cǎi)集(jí)與處理(lǐ)

所有的各類數(shù)據(jù)會自動地(dì)被(bèi)采集(jí)起來, 然後把(bǎ)它們存儲在軟件(jiàn)的數據(jù)庫之(zhī)內。它具備支(zhī)持能力, 能夠按照(zhào)寬度，長(cháng)度(dù)，麵積等不同方(fāng)麵的維(wéi)度, 由此輸出(chū)排列(liè)圖以及測量圖, 通(tōng)過這般(bān)方式直觀地去展(zhǎn)示(shì)樣(yàng)品之(zhī)中(zhōng)各粒(lì)米展(zhǎn)現(xiàn)出來的形態存在(zài)的差(chà)異。雲平(píng)台所擁有(yǒu)的(dí)功能, 給予(yú)用戶這樣一(yī)種(zhǒng)便(biàn)利(lì), 也(yě)就(jiù)是用戶可將數(shù)據上傳(chuán)到(dào)雲(yún)端之上, 達成可以(yǐ)跨越設(shè)備(bèi)，跨(kuà)越地點(diǎn)的數(shù)據進(jìn)行(háng)共享以(yǐ)及協(xié)同(tóng)分析(xī)的(dí)目(mù)的。對於那些需要(yào)進行(háng)長(cháng)期跟(gēn)蹤(zōng)的有(yǒu)關大米(mǐ)品質變化(huà)的項目(mù)而(ér)言的時候, 能夠(gòu)建立(lì)起相應的(dí)數據檔案, 然後(hòu)展開趨勢(shì)分(fēn)析。

實驗(yàn)結(jié)論與方案(àn)優勢

本實驗方案(àn), 是基於萊(lái)恩德LD - DM大米外觀品(pǐn)質(zhì)檢測(cè)儀的圖像(xiàng)分(fēn)析技術, 其(qí)可行性強(qiáng), 能夠(gòu)一次性完成(chéng)多項米(mǐ)樣(yàng)外(wài)觀品質(zhì)指標的準(zhǔn)確檢(jiǎn)測, 全部滿(mǎn)足GB/T 1354-2018, GB/T 17891-2017, NY/T 2334-2013等國(guó)標及(jí)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的檢測要求(qiú)。這個(gè)方(fāng)案具(jù)備優勢, 具體(tǐ)體(tǐ)現為, 數據(jù)穩定性出(chū)色, 重復性良(liáng)好, 粒(lì)型(xíng)參(cān)數以(yǐ)及碎米率(shuài)等(děng)核心(xīn)指(zhǐ)標的測(cè)量誤差(chà), 都被控製在極低(dī)的範(fàn)圍之內, 能夠(gòu)有效消除人工(gōng)檢測所產(chǎn)生的主觀誤差(chà)；其操作便捷且高(gāo)效, 單次(cì)能(néng)夠處(chǔ)理多(duō)粒樣(yàng)品, 在90秒(miǎo)以內(nèi)便(biàn)可以(yǐ)完(wán)成(chéng)多指標同(tóng)步分析(xī), 檢測效(xiào)率相(xiāng)較(jiào)於傳統人工提升了數倍(bèi)；同時(shí), 智能化(huà)管理(lǐ)功(gōng)能強大(dà), 支持圖(tú)像(xiàng)保(bǎo)存，自動分類，Excel輸(shū)出以(yǐ)及(jí)雲端存儲, 為實驗(yàn)室(shì)的規範化管理(lǐ)與數據追溯給予(yú)了有力支持(chí)。對(duì)行(háng)業用戶來講(jiǎng), 這個方案(àn), 能(néng)夠(gòu)明顯讓檢測效(xiào)率(shuài)提高起(qǐ)來, 把人(rén)工成本(běn)降低以(yǐ)及(jí)讓勞動強(qiáng)度下(xià)降, 助(zhù)力大(dà)米(mǐ)加(jiā)工(gōng)企業(yè)在(zài)當下就對碾(niǎn)米參數實現(xiàn)優(yōu)化(huà), 能夠幫(bāng)科研單位(wèi)把(bǎ)品種差異給量(liáng)化(huà)出(chū)來, 還(huán)能(néng)幫(bāng)質檢(jiǎn)機構(gòu)在市場抽查任務方(fāng)麵高(gāo)效(xiào)地完畢, 算得上(shàng)是(shì)使大(dà)米外(wài)觀(guān)品(pǐn)質(zhì)檢測(cè)朝(zhāo)著標準(zhǔn)化以及智能(néng)化邁進的理(lǐ)想(xiǎng)工(gōng)具。

參考文獻/相關標準(zhǔn)

1. GB/T 1354-2018 大米

2. GB/T 17891-2017 優質稻(dào)穀

3. NY/T 832-2004 黑米

4. NY/T 2334 - 2013, 大(dà)米(mǐ) 的 , 整(zhěng)精(jīng)米率 ，碎米率，惡白(bái)粒(lì)率(shuài) ， 黃粒(lì)米率 ，雜(zá)質(zhì)率(shuài) 檢驗方法。

5. LS/T 6116-2016 大米粒型分類判(pàn)定

6. LS/T 3247—2017 糧食行業標準 大米

7. 國(guó)家(jiā)標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)為GB/T 35881 - 2018的此類標(biāo)準, 是關於糧油檢驗方麵(miàn)內(nèi)容的, 具(jù)體是針對稻穀(gǔ)黃(huáng)粒米(mǐ)含(hán)量測(cè)定, 所采(cǎi)用的方法是圖像(xiàng)分析(xī)法。

8. 糧油檢驗, 大(dà)米加工(gōng)精(jīng)度檢驗, 所依據(jù)的標(biāo)準是(shì)GB/T 5502 - 2018。