一种用于测量发酵物状态的系统及其方法

1.本发明涉及食品、酒类生产领域，具体为一种用于测量发酵物发酵状态的装置及其方法。


背景技术：

2.在馒头面包以及酒类等生产中，需要发酵。传统的发酵程度判断都是基于老师傅的经验，个人经验直接影响制品质量，因此造成产品质量存在不一致的情况，影响规模化和标准化生产。
3.cn200720043863公开了一种面团发酵检测专用设备，其包括单片机、报警器，所述单片机与报警器电控连接，所述单片机其外接电路中的滑动变阻器的滑片与连接片连接，所述连接片的延伸端悬于发酵筒的滑槽内，所述延伸端的下表面接触面团。该装置是通过对面团体积测量转化对面团发酵后高度变化的测量，再转换为到单片机系统的电流信号的变化。这种测量发酵面团高度变换的方式存在精度不高的问题，且体积变化只反应发酵程度的一小部分。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种用于测量发酵物状态的系统及其方法，能够对发酵物的发酵状态进行量化判断。
5.本发明所述的用于测量发酵物状态的系统，包括进料机构和测量机构，所述进料机构包括进料仓室和气压进料装置，所述进料仓室包括带有仓门的进口和与测量机构对接的出口，所述测量机构包括测量仓室、测量元件、控制器主机和计算机，所述测量仓室与进料仓室的出口对接固定，在对接口处设置有进料挡板，所述测量元件安装在测量仓室内，所述控制器主机与测量元件和气压进料装置连接，所述计算机与控制器主机连接。
6.进一步的，所述测量元件包括温湿度传感器、放电电极、电阻测量探针，温湿度传感器将采集到的温度、湿度数据经由控制器主机传输至计算机，所述放电电极与控制器主机内的高压发生器连接，所述电阻测量探针与控制器主机的测量电路连通。
7.进一步的，所述测量元件包括视觉检测组件，视觉检测组件包括摄像头、led照明光源。
8.进一步的，所述气压进料装置采用吸气泵负压进料方式，该吸气泵与测量仓室后端的气孔连通。
9.进一步的，所述测量元件还包括激光发生器和矩阵式ccd传感器。
10.利用上述系统的测量方法，包括如下步骤：
11.1)取一定量发酵好的标定发酵物，放置入进料仓室内；
12.2)启动气压进料装置，通过测量元件进行测量，获取标准测量数据；
13.3)取待测量的发酵物进行测量，获取待测发酵物的测量数据；
14.4)将待测发酵物的测量数据与标准测量数据进行分析对比，判断待测发酵物的发
10kv的电压，本实施例中放电电极7布置在测量仓室侧壁上部靠近进料挡板的位置。
32.所述电阻测量探针8与控制器主机的测量电路连通，在测量电路内接有保护电阻。在本实施例中，一组电阻测量探针分布在进料挡板的两侧且与进料挡板贴近，所述的电阻测量探针上镀有导电微晶。
33.所述视觉检测组件包括摄像头9、led照明光源10，在计算机中配置有对应的检测分析软件。所述的摄像头9和led照明光源10朝向进料挡板中心位置布置。
34.所述激光发生器13朝向进料挡板方向设置，本实施中的激光发生器13带有发散透镜，将激光发散射向物理，本实施例的激光发生器13功率为5毫瓦，光照面积约1.8平方厘米。激光发生器13发出的激光照射到进料挡板的面团物料上，矩阵式ccd传感器接收反射光线，将接受的光照强度信号传输至控制器。由于面团成分发酵程度不同，在进料挡板上形成的面团薄膜气泡大小、薄膜厚度等情况会相应不同，造成所接受的反射光强度会相应变化。
35.利用本实施例的系统用于面团发酵的测量方法，其包括如下步骤：
36.1、取一定量的发酵好的标定面团，制成圆形的面片放入进料仓室的进料挡板3上并用压圈6压住。
37.2、开启吸气泵吸取面团，面团通过进料挡板上的吹膜孔使面团向下形成薄膜气泡，不断吸气直至气泡破裂。在该过程中通过摄像头拍摄气泡变化，并记录尺寸数据。
38.同时，启动放电电极向测量仓室放电造成电离，通过两侧的电阻测量探针测得此时的电阻值。并且监测测量仓室内的温度、湿度值。
39.且同时，激光发生器13朝向面团发散激光，矩阵式ccd传感器14接收反射的光线，控制器接收信号并将数据传输至计算机，计算机记录矩阵式ccd传感器14的最大光照电压值。
40.重复进行上述两个步骤，获得如下表的实验数据：
[0041][0042]
如图2所示为发酵面团的特性曲线：
[0043]
图中纵坐标p：韧性(抵御形变的能力)，韧性取决于吸水能力、蛋白质的数量和质量、损伤淀粉、纤维(戊聚糖、灰分)含量，
[0044]
对于一个给定的水合作用，韧性代表面团的一致性(面团的硬度)。
[0045]
l：破裂点的平均值，代表延伸性(气泡可容纳的最大空气体积)。
[0046]
可延伸性取决于：蛋白质的数量和质量。
[0047]
延展性代表面团伸展的潜力，气体保持能力。
[0048]
w：面团烘焙力(曲线下的面积)。
[0049]
烘焙力取决于：蛋白质的数量和质量、损伤淀粉、酶制剂、交互作用。
[0050]
3、取同样重量的待测面团，按照上述步骤进行一次测量，获得待测面团的一组测量数据。
[0051]
4、将待测面团测量获得的气泡最大尺寸、电阻测量值和光照电压值与标定面团的数据进行对比，以判断待测面团的发酵状态。
[0052]
实施例二：
[0053]
如图3所示，本实施例与实施例一的区别在于，进料仓室和测量仓室采用横向前后布置的方式。
[0054]
本实施例中的进料挡板3如图4所示，其上开有若干过料的小孔11。根据不同的测量对象选择不同孔径和结构的进料挡板3。
[0055]
在进料挡板3的前侧还有带有弹簧复位的单向封板12，其同样采用吸气泵负压进料方式。本实施例可适用于高粱等颗粒物发酵。使用时，吸气泵启动，单向封板被打开，物料经由进料挡板上的小孔进入。
[0056]
利用本实施例的系统用于高粱发酵的测量方法，其包括如下步骤：
[0057]
1、取一定量发酵好的标定的高粱，放入进料仓室内。
[0058]
2、开启吸气泵，将高粱吸取到测量仓室。同时，启动放电电极向测量仓室放电造成电离，通过两侧的电阻测量探针测得此时的电阻值。并且监测测量仓室内的温度、湿度值，摄像头记录过程并获取附着在进料挡板的测量仓室这一侧面的高粱图像。
[0059]
3、取同样重量的待测的高粱，按照上述步骤进行一次测量，获得待测高粱的一组数据。
[0060]
4、将待测组高粱的数据与之前的标定组数据进行对比分析，以判断待测的高粱的发酵状态。


技术特征：
1.一种用于测量发酵物状态的系统，其特征在于：包括进料机构和测量机构，所述进料机构包括进料仓室和气压进料装置，所述进料仓室包括带有仓门的进口和与测量机构对接的出口，所述测量机构包括测量仓室、测量元件、控制器主机和计算机，所述测量仓室与进料仓室的出口对接固定，在对接口处设置有进料挡板，所述测量元件安装在测量仓室内，所述控制器主机与测量元件和气压进料装置连接，所述计算机与控制器主机连接。2.根据权利要求1所述的用于测量发酵物状态的系统，其特征在于：所述测量元件包括温湿度传感器、放电电极、电阻测量探针，温湿度传感器将采集到的温度、湿度数据经由控制器主机传输至计算机，所述放电电极与控制器主机内的高压发生器连接，所述电阻测量探针与控制器主机的测量电路连通。3.根据权利要求1或2所述的用于测量发酵物状态的系统，其特征在于：所述测量元件包括视觉检测组件，视觉检测组件包括摄像头、led照明光源。4.根据权利要求3所述的用于测量发酵物状态的系统，其特征在于：所述气压进料装置采用吸气泵负压进料方式，该吸气泵与测量仓室后端的气孔连通。5.根据权利要求4所述的用于测量发酵物状态的系统，其特征在于：所述测量元件还包括激光发生器和矩阵式ccd传感器。6.一种利用上述系统的测量方法，其特征在于，包括如下步骤：1)取一定量发酵好的标定发酵物，放置入进料仓室内；2)启动气压进料装置，通过测量元件进行测量，获取标准测量数据；3)取待测量的发酵物进行测量，获取待测发酵物的测量数据；4)将待测发酵物的测量数据与标准测量数据进行分析对比，判断待测发酵物的发酵状态。

技术总结
本发明公开了一种用于测量发酵物状态的系统及其方法，所述系统包括进料机构和测量机构，所述进料机构包括进料仓室和气压进料装置，所述进料仓室包括带有仓门的进口和与测量机构对接的出口，所述测量机构包括测量仓室、测量元件、控制器主机和计算机。本发明实现了发酵状态的量化判断，解决了以往仅依靠人工经验进行判断的问题。验进行判断的问题。验进行判断的问题。


技术研发人员：徐小慧 郑漠寒 徐祯 王彪
受保护的技术使用者：西南大学
技术研发日：2023.07.11
技术公布日：2023/10/15