电容法粉丝水分非接触无损检测系统文献综述
2020-04-14 17:24:47
1.1企业面临的问题
粉丝产品生产的干燥环节采用热风进行加热的方式,目前没有合适的方法来检测产品整体(包括外表、内部)的水分含量,需要实现产品水分的检测。产品水分会严重影响产品的质量(水分过大会导致产品发霉)。目前采用方式是为避免产品内部水分含量高于要求,将干燥后的产品进行一段时间的放置。严重影响生产效率与产品质量。
1.2食品水分检测发展现状
1.2.1粉丝水分检测发展现状
经过查阅大量文献及实地厂家调研可知,粉丝水分检测现在国内以及全世界还处于一个空白的阶段。另外,据广州健力食品机械有限公司的何仕斌总工程师说,现在采用的普遍方法是经验丰富的工人手摸眼看,凭据经验来判断粉丝水分是不是符合要求,而且为了减少工人的失误率,再将干燥后的产品进行一段时间的放置。这样人工检测方法不仅效率低,而且严重影响产品质量。
1.2.2 国内外粮食谷物水分检测发展现状
国内外对于粉丝检测,还处于一个空白的阶段,但是对粮食谷物水分检测,已经有了多种方案,下面对这几种主要方案进行简单介绍。
1.2.2.1卡尔·费休法
卡尔·费休法是非水溶液中氧化还原滴定法之一,主要用于测试微量水分。其原理是:碘将二氧化硫氧化为三氧化硫时需要一定量的水参加反应,从碘的消耗量即可计算出水分含量。此方法需要很多的试剂来完成试验,并只能测量含水率在1%以上的水分样品。用这种方法测量后,食品将无法再食用。
1.2.2.2传统的烘干减重法
恒温烘箱由恒温调节器或导电表控制,绝缘良好,整个烘箱内各部分温度均匀一致,并使烘箱平台上保持规定的温度。烘箱内还装有可移动的、多孔的铁丝架及一支精确的温度计,待烘箱预热扁,把样品盒放入(样品需费预先粉碎):干燥箱内放入干燥剂,以便使样品迅速冷却至大约恒重为止。为了达到精确,应多次进行试验。这种方法精度较高,但检测时间长,高温测量后食品将无法再食用。
1.2.2.3电阻法水分测定
电阻法亦称电导法,是利用粮食物料中含水量不同和导电率不同的原理测量粮食水分的方法。电阻法有两种应用形式。即直流电阻法和交流电阻法。粮食中含水分越高,其导电性越大。此方法要求把食品破碎,否则所测水分只能简单地反映物料的表面水分。电阻法有机构简单、价格低廉、测定方便等特点,但是要接触食品,且食品破碎后无法再食用。
1.2.2.4电容法水分测定
电容法是根据不同含水量的粮食其介电常数不同的原理来检测粮食水分。其优点是结构相对简单、价格便宜;缺点是受温度影响大,且无法在线检测高水分冷冻粮食(如玉米的水分)。电容法测量水分是根据传感器结构形式不同分为两种,即量筒或量杯取样传感器和平板式电容传感器。电容法测量物料的含水率的成本低,有灵敏度高、结构简单以及不需破碎物料等优点;缺点是影响测量精度的因素较多,其中温度及季节性等因素是影响其测量精度的重要因素。
1.2.2.5中子法水分测定
中子法水分测试仪是根据水分子里的氢原子对高速中子的减速原理制成的,是一种较先进的在线水分测试仪。此方法精度高,但是成本极高。
1.2.2.6核磁共振法水分测定
在一定条件下,来源于原子核自旋重新取向的结果是物质在某一确定的频率上吸收电磁场的能量与该共振频率与原子核的性质以及作用到物质上的外磁场强度大小有关。改变磁场强度大小可以得到核磁共振的频谱,并能测出在试样中的某种原子核。吸收能量的多少与试样中所含其它质子的物质有关,并可以按照能量吸收的强度来判断物质的湿度,此方法精度高,但是成本极高。
1.2.2.7在线测量声学方法水分测定
粮食籽粒的弹性和振动特性取决于粮食含水量。当粮食籽粒碰撞物体表面而产生振动、发出声音时,不同水分的籽粒在流动过程中碰撞物体表面时产生的声压级不同。采用声学信号处理方法,对流动谷物碰撞噪声信号的频谱分析和数据处理,建立声乐和谷物含水率之间的数学模型,以统计谷物流动碰撞噪声声压与谷物水分之间的线性关系为基础,来测定谷物水分。此方法精度高,但是成本极高,且算法复杂。