食品無損檢測(cè)新技術(shù)

1、第七章食品無損檢測(cè)新技術(shù) 食品無損檢測(cè)新技術(shù)第1頁一、食品、農(nóng)產(chǎn)品快速無損檢測(cè)概述1、什么是無損檢測(cè)？在不破壞被檢測(cè)對(duì)象情況下，應(yīng)用一定檢測(cè)技術(shù)和分析方法對(duì)其內(nèi)在品質(zhì)和外在品質(zhì)加以測(cè)定，并按一定標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其做出評(píng)價(jià)過程。 食品無損檢測(cè)新技術(shù)第2頁一、食品、農(nóng)產(chǎn)品快速無損檢測(cè)概述2. 無損檢測(cè)意義(1)實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品、食品加工增值，提升農(nóng)民收入食品無損檢測(cè)新技術(shù)第3頁（2）使農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)從勞動(dòng)密集型走向技術(shù)密集型，對(duì)構(gòu)建當(dāng)代農(nóng)業(yè)起著主要作用食品無損檢測(cè)新技術(shù)第4頁（3）無損檢測(cè)技術(shù)研究含有主要理論價(jià)值包括農(nóng)業(yè)物性學(xué)、信息技術(shù)、人工智能、計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感技術(shù)、光譜技術(shù)等多個(gè)學(xué)科知識(shí)，理論和技術(shù)領(lǐng)域極寬，屬

2、多學(xué)科交叉領(lǐng)域無現(xiàn)成理論 和通用設(shè)計(jì)方法食品無損檢測(cè)新技術(shù)第5頁3、無損檢測(cè)相比于傳統(tǒng)方法優(yōu)點(diǎn):除得到樣品外部品質(zhì)信息外，也能取得很多內(nèi)部品質(zhì)信息，同時(shí)確保了樣品完整性；檢測(cè)結(jié)果客觀、準(zhǔn)確、重現(xiàn)性好；檢測(cè)速度又較傳統(tǒng)化學(xué)方法快速、綠色。食品無損檢測(cè)新技術(shù)第6頁二、食品、農(nóng)產(chǎn)品快速無損檢測(cè)新技術(shù)（一）計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)（二）人工嗅覺、人工味覺（三）食品力學(xué)、聲學(xué)和電學(xué)檢測(cè)新技術(shù)食品無損檢測(cè)新技術(shù)第7頁（一）計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)是經(jīng)過一個(gè)高清楚度攝像頭獲取物體圖像，將圖像轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像，再利用計(jì)算機(jī)模擬人判別準(zhǔn)則去了解和識(shí)別圖像，經(jīng)過圖像分析作出對(duì)應(yīng)結(jié)論實(shí)用技術(shù)。計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)過程：圖像獲取、

3、圖像處理、圖像分析、圖像了解等過程。食品無損檢測(cè)新技術(shù)第8頁1、計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)應(yīng)用概況在尺寸和形狀檢測(cè)中應(yīng)用：雞蛋、蘋果分級(jí)在顏色檢測(cè)中應(yīng)用：大豆質(zhì)量檢測(cè)、焙烤食品質(zhì)量控制在產(chǎn)品表面缺點(diǎn)和損傷檢測(cè)中應(yīng)用：雞蛋裂紋檢測(cè)、大米爆腰率在食品成份檢測(cè)中應(yīng)用：比薩餅底部數(shù)字化圖像顏色特征來判斷賴氨酸含量在食品口感質(zhì)量評(píng)價(jià)中應(yīng)用：牛肉嫩度在線質(zhì)量控制：食品無損檢測(cè)新技術(shù)第9頁2、計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)在食品檢測(cè)中應(yīng)用（1）食品膨化質(zhì)量自動(dòng)檢測(cè) 原理：膨化食品顏色和體積是其質(zhì)量主要指標(biāo)。對(duì)于比較均一不規(guī)則形狀膨化食品而言，其體積可較方便地用俯投面積反應(yīng)，所以，可在線捕捉膨化食品圖像，分析其顏色和俯投面積，從而到達(dá)對(duì)

4、其質(zhì)量檢測(cè)目標(biāo)。 食品無損檢測(cè)新技術(shù)第10頁疑問：顏色較深口感很好，顏色和體積相關(guān)（顏色越淺，投影面積越大，則體積越大），體積和質(zhì)量關(guān)系？ 查閱文件：孫永海，趙學(xué)篤，譚景璐膨化食品表面質(zhì)量自動(dòng)檢測(cè)農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，（）： 食品無損檢測(cè)新技術(shù)第11頁（2）基于計(jì)算機(jī)視覺冷卻牛肉嫩度分析方法 嫩度分析評(píng)價(jià)方法：感官評(píng)定、剪切力、對(duì)大理石紋分析計(jì)算機(jī)視覺技術(shù) 食品無損檢測(cè)新技術(shù)第12頁原理：牛肉大理石紋主要指分布于肌肉組織中脂肪組織?；谟?jì)算機(jī)視覺冷卻牛肉嫩度分析方法是經(jīng)過攝像裝置獲取樣品圖像，經(jīng)預(yù)處理后模擬專業(yè)評(píng)價(jià)員對(duì)牛肉大理石紋評(píng)定過程，用能夠表征這種脂肪組織含量及分布均勻性變量作為對(duì)應(yīng)特征量進(jìn)行分

5、析取得其嫩度信息。原理圖示為：食品無損檢測(cè)新技術(shù)第13頁食品無損檢測(cè)新技術(shù)第14頁參考文件：屠康，王富昶.計(jì)算機(jī)視覺在牛肉大理石花紋分級(jí)中應(yīng)用研究J.糧油加工與食品機(jī)械，（10）：43-45計(jì)算機(jī)圖像分析與人工評(píng)定結(jié)果比較大理石花紋白色區(qū)域所占百分比量化食品無損檢測(cè)新技術(shù)第15頁（3）基于計(jì)算機(jī)視覺冷卻牛肉新鮮度分析方法 新鮮度分析方法：感官檢驗(yàn)、pH值、TVB-N、細(xì)菌總數(shù)、對(duì)顏色分析計(jì)算機(jī)視覺技術(shù) 原理：肌肉在存放過程中會(huì)發(fā)生顏色改變，采集肌肉組織圖像，分析其顏色特征來判斷其新鮮度。 食品無損檢測(cè)新技術(shù)第16頁（二）人工嗅覺、人工味覺模擬生物嗅覺和味覺形成過程，在檢測(cè)樣品時(shí)得到樣品整體信息

6、（“指紋”數(shù)據(jù)），并能夠?qū)⑦@些信息與經(jīng)過學(xué)習(xí)建立數(shù)據(jù)庫(kù)加以比對(duì)，進(jìn)行識(shí)別判斷新型檢測(cè)技術(shù)。食品無損檢測(cè)新技術(shù)第17頁1.人工嗅覺人工嗅覺系統(tǒng)（電子鼻）：由多個(gè)性能彼此重合氣體傳感器和適當(dāng)模式分類方法組成含有識(shí)別單一和復(fù)雜氣味能力裝置。模式分類方法：統(tǒng)計(jì)模式識(shí)別 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模式識(shí)別 氣體傳感器陣列食品無損檢測(cè)新技術(shù)第18頁原理：食品無損檢測(cè)新技術(shù)第19頁商品化電子鼻AromaScan 英國(guó)食品無損檢測(cè)新技術(shù)第20頁MOSES II: MOdular SEnsor System, IInd食品無損檢測(cè)新技術(shù)第21頁FOX - Model 3000 Intelligent Electronic N

7、ose食品無損檢測(cè)新技術(shù)第22頁 美國(guó)加州電子傳感器學(xué)院食品無損檢測(cè)新技術(shù)第23頁Electronic nose to test freshness of fruits英國(guó)華威大學(xué)(University of Warwick)食品無損檢測(cè)新技術(shù)第24頁德國(guó)AIRSENSE Analytics電子鼻PEN3 食品無損檢測(cè)新技術(shù)第25頁國(guó)內(nèi)電子鼻設(shè)備正處于研發(fā)階段江蘇大學(xué)浙江大學(xué)華東理工大學(xué)其中，華東理工大學(xué)研究是一個(gè)糖尿病無損呼吸氣味診療電子鼻，主要完成被測(cè)者呼出氣體中丙酮、丙酮酸、氧氣、二氧化碳及溫度、濕度測(cè)定。其主要用途是醫(yī)院臨床診療和監(jiān)護(hù)及糖尿病人家庭監(jiān)護(hù)。食品無損檢測(cè)新技術(shù)第26頁 應(yīng)用

8、：糖蜜種類和芳香特征分析 肉品新鮮度分析 水果新鮮度芳香種類分析 酸奶和酸奶輔料判定分析 牛奶新鮮度分析 果汁等不含酒精飲料區(qū)分判定 酒精飲料香氣區(qū)分分析 谷物生長(zhǎng)分析 咖啡及相關(guān)產(chǎn)品香氣分析 煙草質(zhì)量及香氣分析 其它食品香氣分析食品無損檢測(cè)新技術(shù)第27頁CNKI檢索”電子鼻“：食品無損檢測(cè)新技術(shù)第28頁2.人工味覺人工味覺系統(tǒng)（電子舌）：生物味覺靠味覺細(xì)胞生物膜人工脂膜傳感器技術(shù) 食品無損檢測(cè)新技術(shù)第29頁原理：食品無損檢測(cè)新技術(shù)第30頁應(yīng)用：同一香型不一樣品牌白酒區(qū)分基本香型白酒區(qū)分食品無損檢測(cè)新技術(shù)第31頁同一品牌不一樣年份白酒區(qū)分 不一樣啤酒區(qū)分食品無損檢測(cè)新技術(shù)第32頁 不一樣品牌同

9、種茶飲料 食品無損檢測(cè)新技術(shù)第33頁食品無損檢測(cè)新技術(shù)第34頁食品無損檢測(cè)新技術(shù)第35頁（三）食品力學(xué)、聲學(xué)和電學(xué)檢測(cè)新技術(shù)1.西瓜成熟度無損檢測(cè)（1）利用沖擊振動(dòng)檢測(cè)西瓜成熟度將西瓜看作多層球狀彈性體，當(dāng)其受到瞬態(tài)沖擊時(shí)，球體將產(chǎn)生振動(dòng)響應(yīng)，可測(cè)得其固有頻率，利用固有頻率和西瓜質(zhì)量能夠估算西瓜成熟度（成熟度指數(shù)）。依據(jù)果蔬成熟變軟及受到振動(dòng)激勵(lì)時(shí)彈性模量變小規(guī)律，利用固有頻率和質(zhì)量預(yù)計(jì)果蔬成熟度一個(gè)指標(biāo)，其數(shù)值為f2m2/3,值越大，越不熟。食品無損檢測(cè)新技術(shù)第36頁（2）利用聲學(xué)特征檢測(cè)西瓜成熟度西瓜內(nèi)部品質(zhì)與其聲學(xué)特征有很好相關(guān)性，未成熟西瓜打擊音波含有多種頻率成分，且峰值頻率較高，收獲

10、適期僅一種頻率，且降低，過熟瓜頻率深入減小，但又出現(xiàn)一些雜峰。能夠把西瓜分為3個(gè)成熟等級(jí)：生、適熟、成熟。其峰值頻率區(qū)間為:大于164 280Hz為“生”瓜，132 164Hz為“適熟”瓜，小于107 130 Hz為“成熟”瓜。 食品無損檢測(cè)新技術(shù)第37頁2.禽蛋無損檢測(cè)食品無損檢測(cè)新技術(shù)第38頁2.禽蛋無損檢測(cè)應(yīng)用了計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)、聲學(xué)特征、光學(xué)特征、電學(xué)特征、力學(xué)特征等檢測(cè)禽蛋品質(zhì)裂紋檢測(cè)計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)光源均勻性計(jì)算機(jī)識(shí)別裂紋方法改進(jìn)以提升準(zhǔn)確度，降低誤判率賀 靜，王樹才.基于DSP 實(shí)時(shí)圖像分割算法雞蛋蛋殼破損檢測(cè)J.湖南科技學(xué)院學(xué)報(bào),31(04):55-58,82裂紋小，不易識(shí)別；蛋殼

11、上大斑點(diǎn)易被誤判為裂紋蛋。食品無損檢測(cè)新技術(shù)第39頁2.禽蛋無損檢測(cè)裂紋檢測(cè)聲學(xué)特征裂紋蛋完好蛋食品無損檢測(cè)新技術(shù)第40頁新鮮度檢測(cè)計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)先依據(jù)蛋圖像顏色特征判別出是否為次蛋，然后依據(jù)蛋重和圖像像素面積比值判斷普通蛋新鮮度。王巧華，華細(xì)金等.基于機(jī)器視覺雞蛋品質(zhì)無損檢測(cè)研究J.中國(guó)家禽，29（18）：21-23食品無損檢測(cè)新技術(shù)第41頁新鮮度檢測(cè)光學(xué)特征和力學(xué)特征魏小彪，王樹才.雞蛋新鮮度綜合無損檢測(cè)模型及試驗(yàn)J.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，25(03):242-247用機(jī)器視覺裝置獲取雞蛋顏色亮度、蛋形指數(shù)，用聲音采集裝置獲取聲音功率譜面積、共振峰頻率、X 軸方向質(zhì)心，經(jīng)過試驗(yàn)測(cè)得對(duì)應(yīng)雞蛋新鮮度（哈夫單位）。