Диссертация (1152160), страница 17
Текст из файла (страница 17)
Однако, работающих в потоке первичных преобразователей, основанных на методах газо-жидкостной хроматографии, нет.Большинство инструментальных методов анализа вкуса основаны на использовании различных химических сенсоров, принцип действия которых заключается в превращении аналитического сигнала, возникающего в результатехимической реакции аналитической пробы с реагентами в околосенсорном пространстве или на его поверхности, в физический сигнал в реальном масштабевремени.Оценка качества многих вкусо- ароматических веществ (в частностиэфирных масел) может быть выполнена с помощью инструментального определения их физических характеристик. Информация о качестве эфирных маселможет быть получена на основе сведений об их плотности, коэффициенте преломления, направлении поляризации и растворимости в разбавленном этиловомспирте. В течение многих лет эти данные тщательно регистрировались. Однакокачество вкусо- ароматических веществ должно быть непосредственно связанос видом их применения, и, хотя такие данные могут быть полезны, решение обих пригодности должно, в конечном счете, основываться на органолептическойоценке.В последнее время мощным инструментом исследователей и специалистов по контролю качества стали методы испытаний на основе сочетания газожидкостной хроматографии и масс-спектрометрии с компьютерной обработкой результатов.
Но получаемые результаты и здесь требуют подкрепления органолептической оценкой.Химики-исследователи могут идентифицировать определенный компонент. Но его вкус, цвет и аромат должны определяться органолептическими методами. Специалист по контролю качества также должен подтвердить данныеэтих инструментальных методов результатом органолептического испытания,94выполненного в определенных условиях. Окончательное суждение о любомвкусе и цвете вещества базируется на данных эксперта-дегустатора или дегустационной комиссии.Инструментальные методы играют очень важную роль в понимании химии вкуса и цвета веществ, но многие из них могут применяться лишь послетщательной органолептической оценки.Использование пьезорезонансных сенсоровПриборы на базе пьезорезонансных сенсоров, разработанные на кафедреаналитической химии Воронежского государственного университета инженерных технологий [142, 175] используются для определения ароматобразующихвеществ в некоторых пищевых продуктах, таких как кофе, коньяк, хлебобулочные изделия и др.Основу пьезорезонатора [144, 148, 154] составляет механический вибратор из кристаллического или поликристаллического пьезоэлектрического материала, выполняемый обычно в виде элемента правильной формы.
На вибратор(пьезоэлемент) наносится система из двух или более электродов, используемыхдля возбуждения в нем механических колебаний. Для соединения с источникомэлектрической энергии пьезорезонатор снабжается токоподводами, а для фиксации в присоединенной конструкции – элементами крепления. В основе работы пьезоэлектрического резонатора лежит пьезоэффект, обеспечивающий преобразование входного электрического напряжения, подводимого к электродам,в механическое напряжение в теле вибратора (обратный пьезоэффект), и ответную реакцию по выходу в виде зарядов на электродах, возникающих в результате деформаций вибратора под действием механических напряжений (прямойпьезоэффект).
Обратимость пьезоэлектрических преобразователей позволяетвыполнять элемент в виде двухполюсника, объединяющего системы электрического возбуждения механических колебаний и съема электрического сигнала,пропорционального их амплитуде.95Работа прибора заключается в следующем: анализируемая проба черезвходной патрубок поступает в отделение с установленной в нем матрицей пьезокварцевых резонаторов. Сенсоры экспонируются в парах веществ, обусловливающих аромат, при этом пары воздействуют на поверхность сенсора, либопроникают в объем пленочного покрытия сенсора, в результате формируетсясуммарный отклик системы. В течение измерительного интервала времени отклик сенсорной матрицы анализируется и передается на процессорный модуль.Для перехода к следующему измерительному циклу через систему пропускаютпромывочный агент (например, пары этилового спирта) с целью удаления пахучего вещества с поверхности или из объема активной части материала сенсора.Электронный языкГруппой ученых: Легиным А.В., Рудницкой А.М.
и другими из лаборатории химических сенсоров Санкт-Петербургского государственного университета был разработан прибор для оценки вкуса, получивший название «электронный язык»[148, 171]. Принцип действия прибора основан на использованиипотенциометрических химических сенсоров, ионоселективных электродов.Сенсоры измеряют потенциалы, возникающие при погружении их чувствительных элементов в исследуемую среду.
Полученные отклики поступают намногоканальное электронное измерительное устройство, которое представляетсобой прибор, состоящий из блока высокоомных вольтметров, АЦП и платыконтроллера для передачи данных в компьютер.Для обработки принятой компьютером информации используются различные математические методы, позволяющие интерпретировать многомерныйотклик массива сенсоров. Одним из таких методов является аппарат искусственных НС. На выходе получается количественная или качественная информация о вкусе исследуемого образца.
Описанное устройство позволяет измерять значения вкуса только жидких образцов, поэтому во многих случаях дляиспользования «электронного языка» необходимо подготавливать пробу для96анализа. Подготовка пробы занимает определенное время и делает затруднительным использование представленного метода в поточной автоматизированной линии. Также применение большого количества потенциометрических химических сенсоров делает прибор достаточно дорогостоящим.До настоящего времени отечественная промышленность не выпускает серийных промышленных приборов контроля вкуса пищевых масс и изделий,отвечающих требованиям пищевой промышленности и работающих в потоке.1.3.2. Цвет сырья, полуфабрикатов и готовой пищевой продукцииЕще одним из важнейших органолептических показателей качествасырья, полуфабрикатов и готовой пищевой продукции является цвет.Впроизводстве помадных глазированных конфет – это цвет сахарного песка,помадных, конфетных масс и готовых конфет.
В производстве муки – это цветзерна при приеме на мельницу; цвет полуфабрикатов последраного,сортировочного, ситовеечного, шлифовочного, размольного и вымольногопроцессов; а также цвет готовых партий муки разных сортов. В производствесливочного масла – это цвет молока при приеме на производство; цвет молокапосле очистки, охлаждения, резервирования и подогрева; цвет обезжиренногомолока после сепарирования; цвет сливок после сепарирования, пастеризации,дезодорирования, нормализации и термомеханической обработки и цветготового сливочного масла.
В производстве хлебного кваса – это цвет ржаногосолода, сахарного песка, квасных дрожжей, цвет полученного концентратаквасного сусла; цвет смеси квасного полуфабриката после брожения,осветления, дображивания и охлаждения; цвет готового хлебного кваса.Цвет характеризует общее зрительное впечатление об изделии, оказываетнаиболее существенное влияние на формирование и сохранение качества готовой пищевой продукции, определяет способы и условия его производства [76].В настоящее время цвет отмеченных выше полуфабрикатов, сырья иготовой продукции определяется органолептическими методами оценки качества продукции, отмеченными в соответствующих таблицах 1.1, 1.10, 1.12 и971.14. В соответствии с существующей классификацией органолептических показателей [86, 116, 145, 171] цвет оценивается с помощью зрения человека, т.е.на основании исследований, осуществляемых с помощью органов чувств специалиста - эксперта без применения измерительных приборов.
При определении цвета экспертная комиссия устанавливает различные отклонения от цвета,специфического для данного вида продукта.Цвет (окраску) продукта определяют по эталонам или по цветовой шкале.В настоящее время на пищевых предприятиях цвет сырья, полуфабрикатов иготовых пищевых изделий определяют органолептическим и лабораторнымметодами. Так, цвет сахара - песка кроме экспертной комиссии определяюттакже фотометрическим методом в лаборатории в соответствии с ГОСТ 1257293 «Сахар-песок и сахар-рафинад. Методы определения цветности» [52], а цветпомадных и конфетных масс, а также готовых кондитерских изделий определяют в соответствии с ГОСТ 5897-90 «Изделия кондитерские.
Методы определенияорганолептическихпоказателейкачества»[44].Для определения цвета различного пищевого сырья, полуфабрикатов, атакже готовых пищевых изделий все чаще применяют различные объективныеметоды (химические, физические, биохимические), которые проводят на основании физико- химических методов анализа: рефрактометрический, спектрофотометрический и др., позволяющих с помощью приборов отслеживать изменение свойств перерабатываемых кондитерских масс и косвенно по полученным данным судить об их цветности [5, 13, 14, 17,148, 172].Существуют также методы косвенного контроля цветности: люминесцентный,анализ, микроскопические методы газовая хроматография, жидкостная хроматография, атомно-абсорбционная спектрометрия, фотометрия, люминесценция, капиллярный электрофорез, инфракрасная спектроскопия, электрохимия, классические методы анализа (титриметрия, гравиметрия), реологические методы исследования.98Однако анализ существующих методов и приборов контроля цвета, разработанных в последние годы, показал, что имеющиеся в настоящее времяприборы для контроля цветности являются, в основном, лабораторными автоматическими приборами, требующими значительных затрат временина подготовку пробы и проведение анализов.
До настоящего времени отечественная промышленность не выпускает серийных промышленных приборовконтроля цвета пищевых масс и изделий, отвечающих требованиям пищевойпромышленности и работающих в потоке.Контроль показателей качества должен отвечать следующим основнымтребованиям: способствовать обеспечению соответствия качества продукциипотребностям народного хозяйства и населения; быть стабильным и своевременным; способствовать повышению эффективности производства; учитыватьсовременные достижения науки и техники и основные направления технического прогресса в отраслях народного хозяйства; характеризовать свойствапродукции, обуславливающие ее пригодность удовлетворять определенные потребности в соответствии с ее назначением.В связи с этим возникает необходимость в разработке формализованнойоценки вкуса и цвета сырья, полуфабрикатов и готовой пищевой продукции сиспользованием интеллектуальных нейросетевых технологий и технологийкомпьютерного зрения.1.4.
Роль интеллектуальных технологийИспользование интеллектуальных технологий в разработке интегрированных экспертных систем непрерывного контроля и прогнозирования качествапищевой продукции в потоке является стратегическим направлением развитиянового поколения средств автоматизации контроля слабоформализованных органолептических параметров качества пищевых изделий. Внедрение таких систем,, как системы компьютерного зрения и нейросетевые технологии позволитв режиме реального времени проводить мониторинг, диагностику и прогнозирование качества сырья, полуфабрикатов и готовых,пищевых изделий.По-99скольку всем этим требованиям отвечают такие интеллектуальные технологии,как интегрированные экспертные системы с использованием системы компьютерного зрения и нейросетевых технологий нами проведен во П главе обзор ианализ научно- технической информации о развитии этих важнейших направлений искусственного интеллекта.1.5.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
