WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 ||

Проведено сопоставление экспериментальных данных диффузии смеси и её компонентов при сухом и мокром способах посола при различных уровнях гаусс-размытия изображений и градаций цвета (3, 5 и 14). Проведена оценка эффективности и информативности различных экспресс-методик цифровой обработки, надёжности получения качественных и количественных характеристик процесса посола. Пример цифровой обработки по методике, основанной на построении РК, представлен на рис. 4, по методике, основанной на разложении изображения по цветовым каналам – на рис. 5. Наибольшие изменения наблюдаются для синего и зелёного цветовых каналов. По ПИ и ОРК рассчитаны средние скорости проникновения компонентов смеси при сухом и мокром способах посола (таблица 1).

Время цифровой обработки может быть уменьшено, если проводить обработку не всего изображения, а небольшой области, представляющей наибольший интерес.

Исходное изображение

Время посола 90 минут

Время посола 289 минут

а б в г

Рис. 3. Сухой способ посола мяса цыплёнка-бройлера смесью соль-перец-чеснок, ручной режим сканирования: а – исходные размытые изображения; б – ОРК при 5 градациях цвета; в – ОРК при 14 градациях цвета; г – ПИ по направлению 1 (диагональ с верхнего левого угла в правый нижний). Радиус гаусс-размытия 10 пикселей (к, з и с – красный, зелёный и синий каналы).

Таблица 1.

Скорости посола для различных компонентов смеси и исследованных образцов, полученная из анализа областей равного контраста и профилей интенсивности, и выраженная в см/час

Компонент смеси

Сухой способ посола

Мокрый способ посола

Вдоль

волокон

Перпендикулярно волокнам

Вдоль волокон

Перпендикулярно волокнам

Соль

8–13

6–11

5–9

4–6

Перец

0,02–0,035

0,015–0,025

0,1–0,18

0,06–0,08

Чеснок

0,06–0,11

0,04–0,09

0,18–0,35

0,11–0,23

Применение цифровой обработки для экспресс-контроля качества воды. Разработанные методики цифровой обработки были применены для оценки качества воды, поступающей на пищевые предприятия. Вода исследовалась под микроскопом, снабжённым специальной оптической насадкой, а в качестве оцифровывающего устройства использовался профессиональный цифровой фотоаппарат. Анализу подвергались изображения РК, получаемые путём вычитания изображений кюветы с водой и пустой. Установлено, что изменение РК, ЯХ и ПИ однозначно связано с изменением таких показателей воды, как цветность, мутность, щёлочность и pH. Корреляция значений ЯХ и физико-химических показателей исследованных проб воды позволила выявить области нахождения максимальных значений ЯХ для воды, соответствующей нормам СанПиН.

Исходный – исходный

90 минут – исходный

а б в

Рис. 4. Примеры цифровой обработки по методике, основанной на построении разностного контраста. Сухой способ посола мяса цыплёнка-бройлера смесью, ручной режим сканирования: а – изображения РК, полученные вычитанием изображений мяса после посола и исходного; б – ОРК при 5 градациях цвета; в – ПИ по направлению 1 (диагональ с верхнего левого угла в правый нижний). Радиус гаусс-размытия 10 пикселей (к, з и с – красный, зелёный и синий каналы).

До посола.

Время посола 1050 мин

а б в

Рис. 5. Примеры цифровой обработки по методике, основанной на разложении изображения по цветовым каналам. Мокрый способ посола. ОРК при 5 градациях цвета: а, б и в – красный, зелёный и синий каналы, соответственно.

Основные результаты и выводы.

Анализируя экспериментальные результаты, можно констатировать, что применение компьютерных технологий позволяет осуществить надёжную и объективную регистрацию цветовых характеристик мясного сырья, мясной продукции, воды и их изменений, а также визуализировать процесс посола мяса.

Разработанные и апробированные методики цифровой обработки изображений открывают большие возможности для производства мясной продукции высокого качества, так как позволяют обеспечить эффективный экспресс-контроль её параметров и характеристик на различных этапах технологического процесса: приёмки и оценки качества мясного сырья, его переработки, хранении, транспортировки и реализации.

Аппаратная реализация экспресс-контроля достигается с помощью профессиональных планшетных сканеров и цифрового фотоаппарата. В качестве программного обеспечения использовались специализированные программные пакеты «Adobe Photoshop», «Matlab», «Mathcad» и «Image-Pro Plus». Основные научные и практические результаты сводятся к следующему.

1. Разработаны и апробированы на большом количестве образцов экспресс-методики регистрации цветовых характеристик и их изменений при различных внешних воздействиях и хранении мясного сырья, колбасных изделий и воды. Качественная информация об изменениях цветовых характеристик надёжно фиксируется по РК и ОРК, а количественная – по ПИ и ЯХ.

2. При оцифровке изображений мяса, мясопродуктов и других объектов предпочтительным является «ручной режим» сканирования с неизменными для данного образца параметрами, что позволяет достичь наиболее полной и объективной регистрации изменений их цвета.

3. Мясное сырьё (свинина, говядина) различных производителей, отличающееся друг от друга по органолептическим характеристикам и показателям свежести, отличается по цвету, что трудно регистрируется визуально, но легко при оцифровке и последующей цифровой обработке изображений мяса.

3. При хранении, заморозке и разморозке мясного сырья наблюдается изменение цвета мяса, не регистрируемое глазом, но чётко фиксируемое по изменениям ЯХ.

4. Показано, что хранение колбасных изделий при разных условиях способствует различному изменению их цветовых характеристик, также не регистрируемых визуально.

3. Предложены экспресс-методики визуализации процесса посола мяса цыплёнка-бройлера смесью соль-перец-чеснок. Глубина проникновения смеси и её компонентов определялась по ПИ и ОРК. Увеличение при построении ОРК числа градаций цвета позволяет оценить изменения в мясе при посоле, связанные с изменением концентрации смеси и её отдельных компонентов по глубине.

4. Обработка оцифрованных изображений линейным фильтром (гаусс-размытие) уменьшает влияние на результат цифровой обработки границ между волокнами мышечной, соединительной и жировой тканей. Оптимальный результат получается при радиусе гаусс-размытия 5–10 пикселей.

5. Более полная информация о процессе посола получается при разложении изображения мяса по цветовым каналам – красному, зелёному и синему. Наибольшая информативность характерна для синего и зелёного каналов. Методика, основанная на построении РК, надёжно регистрирует даже незначительные изменения, происходящие при посоле, а также визуализирует изменения контраста за любой промежуток времени. Комбинированная методика цифровой обработки, включающая в себя построение РК, разложение его на цветовые каналы, построение ОРК и ПИ, является более наглядной и информативной.

7. В результате исследования процесса посола мяса цыплёнка-бройлера смесью соль-перец-чеснок показано: из всех компонентов посолочной смеси наибольшей проникающей способностью обладает соль, наименьшей – водорастворимые компоненты перца; при сухом способе посола солью достигается большая скорость процесса, чем для мокрого; для мокрого способа глубина проникновения растворимых в воде компонентов перца и чеснока была несколько выше по сравнению с сухим способом; скорость посола вдоль волокон мышечной ткани выше, чем в других направлениях, соединительная и жировая ткани являются барьером, замедляющим процесс посола.

8. Применяя в качестве оцифровывающего устройства профессиональный цифровой фотоаппарат в комплекте с микроскопом, снабженным дополнительно оптической насадкой и цифровых методик, можно провести экспресс-оценку качества воды, поступающей на предприятия пищевой промышленности.

Таким образом, полученные в данной работе научные и практические результаты свидетельствуют о перспективности использования разработанных методик цифровой обработки для исследования и контроля качества различных пищевых продуктов, а также процессов, протекающих при их производстве и хранении. Внедрение данных методик открывает большие перспективы в области экспресс-контроля качества мясного сырья, технологических режимов производства и оптимальных условий хранения колбасных изделий, для отработки, контроля и оптимизации процесса посола мяса при производстве мясных деликатесов, а также для оценки качества воды, поступающей на пищевые предприятия.

Основные результаты диссертационного исследования опубликованы в следующих работах:

1. Шараева А.В. Цифровая диагностика процесса проникновения посолочной смеси и её компонентов в мясо цыплёнка-бройлера. [Текст] /А.В. Шараева, И.А. Афанасьева, А.Е. Синильщиков. // ВНКСФ-10. Тезисы докладов в 2 т. Т.2: издательство АСФ России. – Москва, 2004. – С. 1069 – 1071.

2. Шараева А.В. Цифровая диагностика процесса проникновения посолочной смеси и её компонентов в мясо цыплёнка-бройлера. [Текст] / А.В. Шараева. // XI научная конференция преподавателей, аспирантов и студентов НовГУ: Тезисы докладов. – Великий Новгород, 2004. – С. 82 – 83.

3. Шараева А.В. Разработка и применение методов цифровой обработки для визуализации процесса массопереноса в биологических объектах. [Текст] / А.В. Шараева // Девятая Санкт-Петербургская Ассамблея молодых учёных и специалистов: Аннотации работ по грантам Спб. конкурса 2004 года для молодых учёных и специалистов. – Спб, 2004. – С. 66.

4. Шараева А.В. Визуализация массопереноса в биологических объектах методами цифровой обработки изображений. [Текст] / В.А. Ткаль, А.О. Окунев, Л.Ф. Глущенко, А.В. Шараева. // Миграция тяжёлых металлов и радионуклидов в звене: почва – растение (корм, рацион) – животное – продукт животноводства – человек: Мат. науч. конф. с междунар. участ.: НовГУ. – Великий Новгород, 2005. – С. 5 – 8.

5. Шараева А.В. Цифровые методы визуализации процесса посола мяса. [Текст] / В.А. Ткаль, А.О. Окунев, Л.Ф. Глущенко // Хранение и переработка сельхозсырья. – 2005. – № 10. – С. 19 – 24.

6. Шараева А.В. Визуализация процессов, протекающих в биологических объектах методами цифровой обработки изображений. [Текст] /А.В. Шараева, С.Е. Сорокина //ВНКСФ-11. Тезисы докладов: издательство АСФ России. – Екатеринбург, 2005. – С. 530.

7. Шараева А.В. Визуализация процесса посола мяса методами цифровой обработки изображений. [Текст] /А.В. Шараева. // XII научная конференция преподавателей, аспирантов и студентов НовГУ: Тезисы докладов. – Великий Новгород, 2005. – С. 110.

8. Шараева А.В. Применение цифровой обработки изображений для оценки качества и процесса старения пива. [Текст] / А.В. Шараева, С.Е. Сорокина. // ВНКСФ-12. Тезисы докладов: издательство АСФ России. – Новосибирск, 2006. – С. 746 – 748.

9. Шараева А.В. Использование компьютерных технологий для диагностики качества мясных продуктов. [Текст] /А.В. Шараева, В.Н. Богданова, А.В. Булгакова, С.Е. Сорокина. // ВНКСФ-12. Тезисы докладов: издательство АСФ России. – Новосибирск, 2006. – С. 748 – 749.

10. Шараева А.В. Применение цифровой обработки изображений для диагностики мясного сырья. [Текст] / А.В. Шараева, В.Н. Богданова, А.В. Булгакова, С.Е. Сорокина. // ВНКСФ-12. Тезисы докладов: издательство АСФ России. – Новосибирск, 2006. – С. 749 – 750.

11. Шараева А.В. Регистрация изменений и экспресс-диагностика качества пищевых продуктов, основанная на методах цифровой обработки изображений. [Текст] / А.В. Шараева, О.В. Федотова, О.А. Сей. // ВНКСФ-13. Тезисы докладов: издательство АСФ России. – Ростов-на-Дону, 2007. – С. 647 – 648.

12. Шараева А.В. Цифровая экспресс-диагностика качества питьевой и промышленной воды. [Текст] / О.В. Федотова, А.В. Шараева, О.А. Сей. // ВНКСФ-13. Тезисы докладов: издательство АСФ России. – Ростов-на-Дону, 2007. – С. 671 – 672.

13. Шараева А.В. Контроль качества мясного сырья по цветовым характеристикам. [Текст] / В.А. Ткаль, А.О. Окунев, Л.Ф. Глущенко, А.В. Шараева // Мясная индустрия. – 2007. – № 6. – С. 61 – 64.

14. Шараева А.В. Применение компьютерных технологий для исследования изменений цвета колбасных изделий. [Текст] / В.А. Ткаль, А.О. Окунев, А.В. Шараева. // Мясная индустрия. – 2007. – № 9. – С. 34 – 37.

15. Шараева А.В. Экспресс-метод регистрации цветовых характеристик исследуемого вещества. [Текст] / А.В. Шараева. // ВНКСФ-14. Тезисы докладов: издательство АСФ России. – Уфа, 2008. – С. 563 – 564.

16. Шараева А.В. Экспресс-оценка качества пищевых продуктов, основанная на методах цифровой обработки изображений. [Текст] / А.В. Шараева, Т.В. Степанова. // Актуальные проблемы современных аграрных технологий: Материалы III Всеросийской научной конференции студентов и молодых ученых с международным участием. – Астрахань, 2008 г. – С. 169 – 170.

17. Цифровые методы экспресс-диагностики качества пищевых продуктов и визуализации процесса посола мяса: монография / В.А. Ткаль, А.О. Окунев, А.В. Шараева. Великий Новгород: НовГУ им. Ярослава Мудрого. – 2008. – 316 с.

Pages:     | 1 | 2 ||






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»