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高光谱应用案例—高光谱成像和X射线在食品工业中的应用

发布时间:2021-02-05 13:51:18 浏览量:752 作者:Lucian

摘要

食品加工商和生产者会非常关心如何保证产品的质量。在加工环节的不同阶段,食品有可能会被污染。另外,为了提供高质量的产品,

对一些参数(例如脂肪、水分、糖和蛋白质含量)进行量化标定是非常有必要的。而高光谱成像可以做到这些。

正文



食品加工商和生产者会非常关心如何保证产品的质量。在加工环节的不同阶段,食品有可能会被污染。另外,为了提供高质量的产品,

对一些参数(例如脂肪、水分、糖和蛋白质含量)进行量化标定是非常有必要的。如果在用户的包装中存在着污染物,或者产品性能与

标示的营养成分不符,就会很快的毁坏掉一个品牌的声誉,这往往是需要多年努力艰难获得的。


为了保证产品的质量,对它进行控制是非常有必要的。许多人使用机器视觉来完成这项任务,只有少数人使用高光谱相机。高光谱成像

技术是一种非接触式的无损检测,它是将近红外光谱与空间分布相结合的一种技术。这能够为许多种食品的质量控制和等级划分提供了

新的方法。通过使用高光谱成像,机器视觉系统可以比传统的视觉方法(主要是RGB和X-射线传感器)揭示肉制品的更多信息。


高光谱相机生成的图像中,每个像素中包含所有的光谱信息。这允许:

1. 污染物的检测,如塑料、木头和骨头。

2. 化学和营养特性的量化,包括pH值、糖分、脂肪含量、水分和盐的含量。

单靠高光谱成像并不能解决所有问题。但它可以作为一种补充技术,尤其是对于X-射线。高光谱成像不能穿透样品,而X射线可以穿透

样品,可以清楚的看到产品中间的污染物。然而,由于X射线检测是依赖于密度的变化,因此它既不能表征营养特性,也不能检测密度

与产品相似的污染物。


作为一个说明性的例子,即位于肉末内部的的大骨头,也可以通过X射线正确识别出来。相反的,高光谱相机却无法识别它。然而,脂

肪和蛋白质等成分可以用高光谱相机来标定,而X射线却不能提供这项任务的相关数据。



不同类型传感器之间的数据融合是保证质量控制稳定性和准确性的关键。下表列出了这两种技术在食品质量方面的优缺点。




                 X射线               高光谱成像
污染物表面可见                     *

表面看不见                     *
营养特性脂肪


e、 g.糖、水分、蛋白质

颜色

*只有当污染物的密度与产品不同时


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