目錄
前言
第1章　緒論 1
1.1　食品智能化加工技術(shù)概述 1
1.1.1　食品智能化加工技術(shù)內(nèi)涵 2
1.1.2　食品智能化加工技術(shù)的發(fā)展歷程 2
1.1.3　食品智能化加工監(jiān)測(cè)及過(guò)程控制的意義 3
1.2　食品加工過(guò)程主要智能監(jiān)測(cè)技術(shù)概述 3
1.2.1　食品加工過(guò)程外觀指標(biāo)智能監(jiān)測(cè)技術(shù) 4
1.2.2　食品加工過(guò)程內(nèi)部成分智能監(jiān)測(cè)技術(shù) 5
1.2.3　食品加工過(guò)程風(fēng)味特征智能監(jiān)測(cè)技術(shù) 7
1.2.4　食品加工過(guò)程多傳感器信息融合監(jiān)測(cè)技術(shù) 7
1.2.5　食品加工過(guò)程參數(shù)智能監(jiān)測(cè)技術(shù) 8
1.3　食品加工過(guò)程智能控制技術(shù) 8
1.3.1　集散控制系統(tǒng)（DCS） 9
1.3.2　PLC控制系統(tǒng) 11
1.3.3　人工智能與現(xiàn)代控制系統(tǒng) 12
1.4　食品加工過(guò)程智能化監(jiān)測(cè)與控制未來(lái)趨勢(shì) 13
第2章　食品加工過(guò)程外觀指標(biāo)智能監(jiān)測(cè)技術(shù) 16
2.1　食品加工過(guò)程外觀指標(biāo)智能監(jiān)測(cè)概述 16
2.1.1　食品加工過(guò)程外觀指標(biāo)基本特征 16
2.1.2　食品加工過(guò)程外觀指標(biāo)智能監(jiān)測(cè)原理 18
2.1.3　食品加工過(guò)程常用外觀指標(biāo)智能監(jiān)測(cè)技術(shù) 23
2.2　食品加工過(guò)程外觀指標(biāo)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與設(shè)備 30
2.2.1　光源 30
2.2.2　鏡頭 31
2.2.3　主要平面檢測(cè)器/攝像機(jī) 32
2.2.4　圖像采集卡 34
2.2.5　波長(zhǎng)色散裝置 35
2.3　食品加工過(guò)程外觀圖像信號(hào)處理的方法 37
2.3.1　圖像預(yù)處理技術(shù) 38
2.3.2　圖像分割技術(shù) 39
2.4　數(shù)字圖像的特征分析 41
2.4.1　尺寸 41
2.4.2　形狀 42
2.4.3　顏色 42
2.4.4　紋理 44
2.5　食品加工過(guò)程外觀指標(biāo)監(jiān)測(cè)應(yīng)用 47
2.5.1　肉類(lèi)食品加工過(guò)程外觀指標(biāo)監(jiān)測(cè) 47
2.5.2　生鮮果蔬加工過(guò)程外觀指標(biāo)監(jiān)測(cè) 54
第3章　食品加工過(guò)程內(nèi)部成分智能監(jiān)測(cè)技術(shù) 58
3.1　食品加工過(guò)程內(nèi)部成分智能監(jiān)測(cè)概述 58
3.1.1　食品加工過(guò)程內(nèi)部成分變化分布特征 58
3.1.2　食品加工過(guò)程內(nèi)部成分智能監(jiān)測(cè)原理 61
3.2　食品加工過(guò)程內(nèi)部成分光譜監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 63
3.2.1　光譜儀的基本結(jié)構(gòu) 63
3.2.2　光譜儀的主要性能指標(biāo) 64
3.2.3　光譜監(jiān)測(cè)處理流程 67
3.3　光譜數(shù)據(jù)處理方法 69
3.3.1　光譜數(shù)據(jù)的預(yù)處理 69
3.3.2　光譜數(shù)據(jù)壓縮及特征成分提取 72
3.3.3　光譜特征波長(zhǎng)篩選 74
3.3.4　光譜數(shù)據(jù)數(shù)學(xué)模型建立 76
3.4　近紅外光譜在食品加工過(guò)程中的監(jiān)測(cè)應(yīng)用 81
3.4.1　水果加工制品的品質(zhì)監(jiān)測(cè) 81
3.4.2　乳制品的品質(zhì)監(jiān)測(cè) 83
3.4.3　肉制品的品質(zhì)監(jiān)測(cè) 85
3.4.4　調(diào)味劑加工過(guò)程中的品質(zhì)監(jiān)測(cè) 86
3.4.5　食用油加工過(guò)程中的品質(zhì)監(jiān)測(cè) 87
3.4.6　谷物的品質(zhì)監(jiān)測(cè) 88
第4章　食品加工過(guò)程風(fēng)味特征智能監(jiān)測(cè)技術(shù) 93
4.1　食品加工過(guò)程風(fēng)味特征智能監(jiān)測(cè)概述 93
4.1.1　食品加工過(guò)程風(fēng)味特征 93
4.1.2　食品加工過(guò)程中揮發(fā)性風(fēng)味的形成 94
4.1.3　食品加工過(guò)程中滋味物質(zhì)的形成 95
4.1.4　食品加工過(guò)程風(fēng)味特征智能監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià) 96
4.2　食品風(fēng)味特征智能傳感監(jiān)測(cè)原理 96
4.2.1　電子嗅覺(jué)傳感監(jiān)測(cè)原理 96
4.2.2　電子味覺(jué)傳感監(jiān)測(cè)原理 97
4.3　食品風(fēng)味特征智能傳感監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 98
4.3.1　電子鼻系統(tǒng) 98
4.3.2　電子味覺(jué)系統(tǒng) 103
4.4　傳感信號(hào)的數(shù)據(jù)處理方法 105
4.4.1　傳感響應(yīng)的數(shù)字化表達(dá) 105
4.4.2　傳感信號(hào)預(yù)處理方法 106
4.4.3　傳感信號(hào)特征提取方法 106
4.4.4　模式識(shí)別方法 107
4.5　智能傳感在食品加工過(guò)程風(fēng)味特征監(jiān)測(cè)上的應(yīng)用 110
4.5.1　電子鼻在綠茶殺青狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用 110
4.5.2　電子鼻在酸辣肉干鹵制中的應(yīng)用 111
4.5.3　電子鼻在咖啡加工過(guò)程控制中的應(yīng)用 112
4.5.4　電子鼻在食醋釀造過(guò)程中的應(yīng)用 112
4.5.5　電子鼻對(duì)果蔬干燥過(guò)程的在線監(jiān)測(cè) 113
4.5.6　電子舌在果酒發(fā)酵過(guò)程風(fēng)味分析中的應(yīng)用 114
4.5.7　電子舌在羅非魚(yú)雙菌可控發(fā)酵滋味研究中的應(yīng)用 114
4.5.8　電子舌在黃瓜腌制滋味研究中的應(yīng)用 115
4.5.9　電子舌在鱘魚(yú)發(fā)酵加工過(guò)程中風(fēng)味變化的應(yīng)用 116
第5章　食品加工過(guò)程多傳感器信息融合監(jiān)測(cè)技術(shù) 118
5.1　食品加工過(guò)程中物理化學(xué)反應(yīng) 118
5.1.1　水分遷移 118
5.1.2　褐變反應(yīng) 119
5.1.3　氧化反應(yīng) 119
5.1.4　糖代謝反應(yīng) 120
5.2　多傳感器信息融合監(jiān)測(cè)概述 121
5.2.1　多傳感器信息融合的一般概念 121
5.2.2　多傳感信息融合技術(shù)的原理和方法 122
5.3　多傳感器信息融合的數(shù)據(jù)處理 123
5.3.1　Bayes方法 123
5.3.2　D-S證據(jù)理論 124
5.3.3　D-S多傳感器交互感應(yīng)信息提取分析法 126
5.4　多傳感器信息融合監(jiān)測(cè)技術(shù)在食品加工過(guò)程中的應(yīng)用 127
5.4.1　茶葉加工過(guò)程多傳感器信息融合監(jiān)測(cè) 127
5.4.2　水果加工過(guò)程多傳感器信息融合監(jiān)測(cè) 130
5.4.3　乳制品加工過(guò)程多傳感器信息融合監(jiān)測(cè) 132
第6章　食品加工過(guò)程參數(shù)智能監(jiān)測(cè)技術(shù) 138
6.1　食品加工過(guò)程參數(shù)智能監(jiān)測(cè)技術(shù)與控制概述 138
6.1.1　食品加工過(guò)程參數(shù) 138
6.1.2　食品加工過(guò)程多參數(shù)耦合 139
6.1.3　食品加工過(guò)程的儀表性能指標(biāo) 140
6.2　環(huán)境因子監(jiān)測(cè)指標(biāo) 143
6.2.1　壓力 144
6.2.2　流量 145
6.2.3　溫度 146
6.2.4　濕度 146
6.2.5　pH 146
6.2.6　尾氣 147
6.3　食品加工過(guò)程參數(shù)智能監(jiān)測(cè)傳感器 148
6.3.1　壓力計(jì) 148
6.3.2　流量計(jì) 152
6.3.3　溫度傳感器 156
6.3.4　濕度傳感器 160
6.3.5　pH計(jì) 162
6.4　食品加工過(guò)程參數(shù)智能監(jiān)測(cè)與控制的應(yīng)用 163
6.4.1　蘋(píng)果汁加工過(guò)程參數(shù)智能監(jiān)測(cè) 163
6.4.2　西式（鹽水）火腿加工過(guò)程參數(shù)智能監(jiān)測(cè) 164
6.4.3　葡萄果醋加工過(guò)程參數(shù)智能監(jiān)測(cè) 165
6.4.4　啤酒加工過(guò)程參數(shù)智能監(jiān)測(cè) 166
第7章　食品加工過(guò)程集散控制系統(tǒng) 168
7.1　食品加工過(guò)程DCS概述 168
7.1.1　集散控制系統(tǒng)的概念 168
7.1.2　集散控制系統(tǒng)的發(fā)展 169
7.1.3　食品加工過(guò)程DCS控制概述 171
7.2　DCS控制結(jié)構(gòu)與系統(tǒng) 171
7.2.1　集散控制系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu) 171
7.2.2　集散控制系統(tǒng)的特點(diǎn) 173
7.2.3　集散控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu) 174
7.2.4　集散控制系統(tǒng)的軟件體系 176
7.2.5　集散控制系統(tǒng)的操作與顯示畫(huà)面 177
7.3　食品加工過(guò)程DCS智能控制應(yīng)用 184
7.3.1　基于DCS在CTN2000發(fā)酵控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 184
7.3.2　DCS在大米加工中的應(yīng)用 186
7.3.3　DCS在小麥麩皮加工中的應(yīng)用 187
7.3.4　DCS在火腿腸加工殺菌過(guò)程中的應(yīng)用 188
第8章　食品加工過(guò)程PLC控制系統(tǒng) 190
8.1　食品加工過(guò)程PLC控制系統(tǒng)概述 190
8.1.1　PLC的產(chǎn)生與發(fā)展 190
8.1.2　PLC的技術(shù)特點(diǎn) 192
8.1.3　PLC的功能特征 194
8.1.4　食品加工生產(chǎn)中的PLC控制系統(tǒng) 195
8.2　PLC控制系統(tǒng)組成與工作原理 197
8.2.1　可編程控制器的分類(lèi) 197
8.2.2　可編程控制器的編程語(yǔ)言和發(fā)展趨勢(shì) 199
8.2.3　可編程控制器的組成及工作原理 200
8.3　食品加工過(guò)程PLC控制系統(tǒng)智能控制應(yīng)用 210
8.3.1　PLC控制系統(tǒng)在啤酒發(fā)酵系統(tǒng)中的應(yīng)用 210
8.3.2　PLC控制系統(tǒng)在咸鴨蛋腌制中的應(yīng)用 211
8.3.3　PLC控制系統(tǒng)在黃花菜烘干流水線中的應(yīng)用 212
8.3.4　PLC控制系統(tǒng)在肉類(lèi)加工過(guò)程中的應(yīng)用 214
8.3.5　PLC控制系統(tǒng)在紅棗干制過(guò)程中的應(yīng)用 214
第9章　食品加工過(guò)程智能控制方法 217
9.1　食品加工過(guò)程智能控制方法概述 217
9.1.1　人工經(jīng)驗(yàn)控制 217
9.1.2　智能控制技術(shù)發(fā)展歷程 218
9.1.3　人工智能與控制 219
9.1.4　智能控制方法在食品加工中的應(yīng)用 219
9.2　PID控制 220
9.2.1　PID控制的基本原理 220
9.2.2　PID控制規(guī)律 221
9.2.3　參數(shù)整定 223
9.3　模糊控制 224
9.3.1　模糊控制理論 224
9.3.2　模糊控制實(shí)現(xiàn)的過(guò)程與方法 225
9.3.3　模糊PID控制 227
9.3.4　模糊控制器的特點(diǎn) 228
9.4　神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制 228
9.4.1　人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制方法 228
9.4.2　人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制基本理論 229
9.4.3　PID神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)解耦原理 231
9.5　深度學(xué)習(xí)控制 232
9.5.1　深度學(xué)習(xí)原理 233
9.5.2　深度學(xué)習(xí)基本理論 233
9.5.3　深度學(xué)習(xí)模型種類(lèi) 234
9.6　專(zhuān)家系統(tǒng) 237
9.6.1　專(zhuān)家系統(tǒng)定義 237
9.6.2　專(zhuān)家系統(tǒng)的類(lèi)型劃分 237
9.6.3　專(zhuān)家系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu) 238
9.6.4　知識(shí)獲取 238
9.6.5　開(kāi)發(fā)專(zhuān)家系統(tǒng)的基本要求 239
9.7　食品加工過(guò)程新型控制應(yīng)用 240
9.7.1　果蔬食品膨化溫度控制 240
9.7.2　果汁飲品殺菌溫度控制 240
9.7.3　咸鴨蛋快速腌制溫度控制 241
9.7.4　方便面油炸鍋溫度控制 242
9.7.5　橄欖醬糊化過(guò)程智能控制 243
9.7.6　飲料裝瓶生產(chǎn)線智能控制 244
9.7.7　機(jī)器學(xué)習(xí)系統(tǒng)在食品加工中的應(yīng)用 245
第10章　食品智能加工過(guò)程規(guī)范與案例 248
10.1　食品智能加工與控制規(guī)范 248
10.1.1　食品智能加工過(guò)程車(chē)間操作規(guī)范 248
10.1.2　衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)操作程序 252
10.1.3　危害分析和關(guān)鍵控制點(diǎn) 257
10.2　食品智能加工過(guò)程案例 261
10.2.1　案例1　鐵觀音智能化加工案例 261
10.2.2　案例2　鎮(zhèn)江香醋智能化加工與控制案例 265
10.2.3　案例3　啤酒智能發(fā)酵工藝過(guò)程及溫度控制案例 268
10.2.4　案例4　黃酒智能釀造工藝及溫度控制案例 271
10.2.5　案例5　PLC控制系統(tǒng)在糧食烘干中的應(yīng)用 274
10.2.6　案例6　PLC控制系統(tǒng)在小麥粉加工過(guò)程中的應(yīng)用 276
10.2.7　案例7　大米智能倉(cāng)儲(chǔ)自動(dòng)化立體倉(cāng)建設(shè)案例 278
10.2.8　案例8　食品企業(yè)質(zhì)量管理智控平臺(tái)數(shù)字化集成案例 281