食品工業技術領域:傳感器已占據“七畝三分地”
食品工業應用中的傳感器
國民經濟的持續快速發展和城市化水平的提高,給中國的食品工業發展創造了巨大的需求空間,食品消費總量將不斷增加,商品性消費日益取代自給型消費,工業化食品比重逐步增長,并為食品工業發展提供了巨大的市場空間。
在食品工業中,工藝流程自動化程度越來越高,比如自動化技術在包裝生產線中已占50%以上,大量使用了電腦設計和機電一體化控制,目的是提高生產率,提高設備的柔性和靈活性。傳感器作為自動化系統的關鍵核心,也已經大量應用在食品工業中。
傳統熱電阻和熱電偶傳感器在食品工業溫度測量中的應用
在某食品加工中,工人在炒佐料的過程中,需要根據不同的時間段和溫度混合不同的原材料,然后進行翻炒,并且在炒制的過程中要嚴格控制炒鍋的溫度,防止佐料被炒壞。所以準確測量車間炒鍋的溫度并在必要時進行報警就直接影響著佐料質量的好壞。而以前企業佐料車間炒鍋的溫度和時間控制全憑人工經驗控制。
人工溫度測量和時間的把握準確性不高,炒出來的佐料質量參差不齊,沒有一個統一標準,影響產品質量。針對以上問題,可以選用溫度傳感器和儀表組成的回路,以達到提高準確測量溫度和報警的目的。
光纖傳感系統在食品工業中的應用
FISO光纖傳感器采用干涉原理,非常適合在食品工業環境和電介質傳感器無法工作的環境。FISO傳感器與其相應的信號調理器可以組成一個完整的光纖傳感系統。
干涉測量傳感器(FPI)一般由兩面相對的鏡子組成,分割兩面鏡子的空間稱為空腔(或空洞)長度。反射到FPI中的光是經波長調制的,并與空腔長度完全相同。由精確設計的FPI將應變、溫度、位移或壓力轉變成空腔長度的函數。
生物傳感器在食品工業中的應用
生物傳感器是將各種生物分子探針表面的生化反應轉變成可定量測定的物理信號的一種電子元件,可以用于檢測生物分子的存在與濃度等。生物傳感器最先由美國發明于20世紀60年代中期,全面興起開始于20世紀80年代。有人將21世紀稱為生命科學的世紀,也有人把21世紀稱為信息科學的世紀。生物傳感器正是在生命科學和信息科學之間發展起來的一項新型交叉技術。
生物傳感器主要有兩種分類方式:根據敏感物質的不同,生物傳感器可分酶傳感器、微生物傳感器、組織傳感器、細胞器傳感器、免疫傳感器等。生物學工作者習慣于采用這種分類方法;根據生物傳感器的信號轉換器分類,生物傳感器中可以利用電化學電極、場效應晶體管、熱敏電阻、光電器件、聲學裝置等作為生物傳感器中的信號轉換器。
生物傳感器在食品分析中,可用于食品成分、食品添加劑、有害毒物及食品鮮度等的測定分析和測定發酵過程中的各種參數。在食品工業中,葡萄糖的含量是衡量水果成熟度和貯藏壽命的一個重要指標。已開發的酶電極型生物傳感器可用來分析白酒、蘋果汁、果醬和蜂蜜中的葡萄糖等。
隨著無線傳感器網絡應用的逐漸普及,國外一些大型的食品加工廠已經將其應用到保障食品安全的食品信息采集系統中。通過無線傳感器網絡,食品加工廠能夠讓消費者完全地了解食品在生產、運輸、存儲等過程的相關信息,這樣直觀、透明的信息大大消除了他們對于食品安全的顧慮。與此同時,這也有利于監管部門及時發現問題,并有據可查,能夠制止食品安全問題的發生。
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