CN107509908A - 食品保鲜方法及食品保鲜装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种食品保鲜方法和食品保鲜装置,能够实现对食品真正保鲜的技术效果。在获取保鲜空间内食品的高光谱图像后,基于高光谱图像分析得到食品的食品信息和菌群信息,并基于食品信息控制全光谱照明模块按照设定光照强度工作,以及,基于菌群信息控制等离子发生器按照设定发射量发射等离子射线。一方面,使用全光谱照明使食品能够进行一定程度的光合作用实现自身的保鲜;另一方面,使用离子发生器按照设定发射量产生等离子射线,等离子与食品表面的细菌产生反应,从而消灭细菌,达到保鲜效果。结合食品信息和菌群信息的变化调整光照强度和等离子流发射量,使得全光谱照明与等离子数量根据实际情况进行调整,实现了真正意义上的保鲜效果。

Description

食品保鲜方法及食品保鲜装置
技术领域
本发明属于冰箱保鲜技术领域,具体地说,是涉及一种食品保鲜方法及食品保鲜装置。
背景技术
冰箱能够通过提供冷藏环境,使得储存其内的食品的生命代谢过程尽量减缓,达到保持食品新鲜度的效果。
但这种通过低温冷藏减缓生命代谢的食品新鲜度保持方式并不是真正意义上的保鲜,只是在一定时间内提供保质功能,而不能抑制食品的熟化和腐烂变质;真正意义上的保鲜,不但要保证食物不腐坏,还要保持食品在储存一段时间之后和储存之前一样,无论食用口感还是营养成分都没有变。
发明内容
本申请提供了一种食品保鲜方法和食品保鲜装置,能够实现对食品真正保鲜的技术效果。
为解决上述技术问题,本申请采用以下技术方案予以实现:
提出一种食品保鲜方法,包括:获取保鲜空间内食品的高光谱图像;基于所述高光谱图像分析得到所述食品的食品信息和菌群信息;基于所述食品信息控制全光谱照明模块按照设定光照强度工作;以及,基于所述菌群信息控制等离子发生器按照设定发射量发射等离子射线。
进一步的,所述食品信息包括食品种类和食品数量;基于所述食品信息控制全光谱照明模块按照设定光照强度工作之后,所述方法还包括:判断所述保鲜空间内食品的食品种类和/或食品数量是否发生变化;若是,基于变化后的食品信息更新所述设定光照强度。
进一步的,所述菌群信息包括细菌种类和细菌数量;在基于所述菌群信息控制等离子发生器按照设定发射量发射等离子射线后,所述方法还包括:判断所述保鲜空间内食品的细菌种类和/或细菌数量是否发生变化;若是,基于变化后的菌群信息更新所述等离子发生器的发射量。
进一步的,在基于所述菌群信息控制等离子发生器按照设定发射量发射等离子射线后,所述方法还包括:判断所述细菌数量是否低于阈值;若是,控制关闭所述等离子发生器。
提出一种食品保鲜装置,包括保鲜空间、高光谱图像获取模块、高光谱图像识别模块、控制模块、全光谱照明模块和等离子发生器;所述高光谱图像获取模块、所述全光谱照明模块和所述等离子发生器均设置于所述保鲜空间内;所述保鲜空间,用于放置需要保鲜的食品;所述全光谱照明模块,用于产生能够使得食品发生光合作用的全光谱照明;所述等离子发生器,用于产生能够消灭细菌的等离子射线;所述高光谱图像获取模块,用于获取所述保鲜空间内食品的高光谱图像;所述高光谱图像识别模块,用于基于所述高光谱图像分析得到所述食品的食品信息和菌群信息;所述控制模块,用于基于所述食品信息控制所述全光谱照明模块按照设定光照强度工作;以及,基于所述菌群信息控制所述等离子发生器按照设定发射量发射等离子射线。
进一步的,所述控制模块包括食品信息判断单元和设定光照强度更新单元;所述食品信息包括食品种类和食品数量;所述食品信息判断单元,用于判断所述保鲜空间内食品的食品种类和/或食品数量是否发生变化;若是,所述设定光照强度更新单元,用于基于变化后的食品信息更新所述设定光照强度,使得所述控制模块控制所述全光谱照明模块按照更新后的设定光照强度工作。
进一步的,所述控制模块包括菌群信息判断单元和发射量更新单元;所述菌群信息包括细菌种类和细菌数量;所述菌群信息判断单元,用于判断所述保鲜空间内食品的细菌种类和/或细菌数量是否发生变化;若是,所述发射量更新单元,用于基于变化后的菌群信息更新所述等离子发生器的发射量,使得所述控制模块控制所述等离子发生器按照更新后的发射量发生等离子射线。
进一步的,所述控制模块还包括细菌数量判断单元;所述细菌数量判断单元,判断所述细菌数量是否低于阈值;若是,所述控制模块控制关闭所述等离子发生器。
与现有技术相比,本申请的优点和积极效果是:本申请提出的食品保鲜方法和食品保鲜装置中,在冰箱的保鲜空间中设置全光谱照明模块和等离子发生器,基于高光谱识别技术,在获取保鲜空间内食品的高光谱图像后,分析得到食品种类、食品数量、细菌种类和细菌数量等信息,一方面,基于食品种类和食品数量信息控制全光谱照明模块按照设定光照强度提供全光谱照明,使得食品能够进行一定程度的光合作用实现自身的保鲜;另一方面,基于细菌种类和细菌数量信息控制等离子发生器按照设定发射量产生等离子射线,等离子与食品表面的细菌产生反应,从而消灭细菌,达到保鲜效果。并且,通过实时获取食品信息和菌群信息,根据食品变化情况和细菌变化情况,实时调节全光谱照明模块的光照时间和光照强度,以及调节等离子发生器产生等离子射线的发射量和发射时长,使得全光谱照明与等离子数量根据实际情况进行调整,实现了真正意义上的保鲜效果。
结合附图阅读本申请实施方式的详细描述后,本申请的其他特点和优点将变得更加清楚。
附图说明
图1 为本申请提出的食品保鲜方法的流程图;
图2为本申请提出的食品保鲜装置的装置架构图。
具体实施方式
下面结合附图对本申请的具体实施方式作进一步详细地说明。
本申请基于高光谱成像和识别技术提出一种食品保鲜方法,所谓高光谱成像,即使用高光谱传感器,在电磁波谱的紫外、可见光、近红外和中红外区域,以数十至数百个连续且细分的光谱波段对目标区域同时成像,获得的高光谱图像在光谱维度上进行了细致的分割,不仅仅是传统所谓的黑、白或者R、G、B的区别,而是在光谱维度上也有N个通道,因此,通过高光谱传感器获取到的是一个数据立方,不仅有图像的信息,在光谱维度上进行展开,结果不仅可以获得图像上每个点的光谱数据,还可以获得任一个谱段的影响信息。
具体的,如图1所示,包括如下步骤:
步骤S11:获取保鲜空间内食品的高光谱图像。
在保鲜空间内设置高光谱传感器获取食品的高光谱图像。
步骤S12:基于高光谱图像分析得到食品的食品信息和菌群信息。
每一种水果、蔬菜等食品的成像光谱是固定的,作为识别样本存储于样本库中,每次通过高光谱传感器获取的高光谱图像后,可以与样本库中的识别样本进行比对,从而确定食品的种类,以及食品的数量。
细菌的识别与果蔬等食品的识别是类似的,每种细菌的光谱都是一定的,利用高光谱传感器获取了高光谱图像后,提取目标区域单菌落平均光谱,对光谱进行标准正态变量校正预处理,采用主成分分析从每幅图像可以找到细菌的特征图像,根据特征图像的种类与多少,可以判断细菌种类和细菌数量。
步骤S13:基于食品信息控制全光谱照明模块按照设定光照强度工作;以及,步骤S14:基于菌群信息控制等离子发生器按照设定发射量发射等离子射线。
食品种类和食品数量不同,需要的全光谱光照强度也不同,在确定食品种类和食品数量后,可以基于预先设置的对应关系设定对应的光照强度,控制全光谱照明模块按照设定光照强度发出全光谱照明光线,对食品进行一定程度的自然光合作用,延长食品的保鲜寿命,实现果蔬等食品的保鲜;本申请实施例中,全光谱照明模块为射频照明灯,采用一种含有氩气和金属卤化混合物的小型无电极石英灯泡,这种灯泡由定向射频辐射驱动,辐射使气体混合物发光,产生并驱动一束高亮的等离子,其颜色可通过等离子组分的构成来调整,可以实现全光谱照明。
同理,细菌种类和细菌数量不同,需要的等离子发射量也不同,在确定细菌种类和细菌数量后,可以基于预先设置的对应关系设定等离子发生器的发射量和发射时长等,控制等离子发生器按照设定发射量和设定时长发射等离子流,与细菌产生反应,从而达到杀菌作用。本申请实施例中,采用双极等离子体静电场对带负电细菌分解与击破,等离子体中含有大量活性离子、高能自由基团等成分,极易与细菌、霉菌及芽孢、病毒中蛋白和核酸发生化学反应,能够摧毁微生物和扰乱微生物的生存能力,使各类微生物死亡。
本申请中,采用光照保鲜和杀菌保鲜相互叠加的方式实现对食品的保鲜功能;且能够智能控制光照强度和等离子发射量,极大的提高保鲜效果。
具体的,在基于食品信息控制全光谱照明模块按照设定光照强度工作之后,步骤S15:判断保鲜空间内食品的食品种类和/或食品数量是否发生变化;若是,步骤S16:基于变化后的食品信息更新设定光照强度。
也即,根据保鲜空间内食品种类和食品数量的变化,实时调整全光谱照明模块的光照强度。
在基于菌群信息控制等离子发生器按照设定发射量发射等离子射线后,步骤S17:判断保鲜空间内食品的细菌种类和/或细菌数量是否发生变化;若是,步骤S18:基于变化后的菌群信息更新等离子发生器的发射量。
也即,根据食品上细菌种类和细菌数量的变化,实时调整等离子发生器发射等离子流的发射量。
以及,步骤S20:判断细菌数量是否低于阈值;若是,步骤S21:控制关闭等离子发生器。在细菌数量低于阈值时,控制关闭等离子发生器,并可以继续判断细菌数量,在细菌数量超过阈值后,根据细菌种类和细菌数量再次启动等离子发生器按照设定发射量发射等离子流。
基于上述提出的食品保鲜方法,本申请还提出一种食品保鲜装置,如图2所示,包括保鲜空间21、高光谱图像获取模块22、高光谱图像识别模块23、控制模块24、全光谱照明模块25和等离子发生器26;高光谱图像获取模块22、全光谱照明模块25和等离子发生器26均设置于保鲜空间21内;保鲜空间21例如为冰箱内设置的保鲜盒子等,用于放置需要保鲜的食品。全光谱照明模块25用于产生能够使得食品发生光合作用的全光谱照明;等离子发生器26用于产生能够消灭细菌的等离子射线。
实施保鲜功能时,高光谱图像获取模块22用于获取保鲜空间内食品的高光谱图像;高光谱图像识别模块23用于基于高光谱图像分析得到食品的食品信息和菌群信息;控制模块24用于基于食品信息控制全光谱照明模块按照设定光照强度工作;以及,基于菌群信息控制等离子发生器按照设定发射量发射等离子射线。
具体的,控制模块24包括食品信息判断单元241和设定光照强度更新单元242;这里的食品信息包括食品种类和食品数量;食品信息判断单元241用于判断保鲜空间内食品的食品种类和/或食品数量是否发生变化;若是,设定光照强度更新单元242用于基于变化后的食品信息更新设定光照强度,使得控制模块24控制全光谱照明模块按照更新后的设定光照强度工作。
控制模块24还包括菌群信息判断单元243和发射量更新单元244;这里的菌群信息包括细菌种类和细菌数量;菌群信息判断单元243用于判断保鲜空间内食品的细菌种类和/或细菌数量是否发生变化;若是,发射量更新单元244用于基于变化后的菌群信息更新等离子发生器的发射量,使得控制模块控制等离子发生器按照更新后的发射量发生等离子射线。
控制模块24还包括细菌数量判断单元245;细菌数量判断单元245判断细菌数量是否低于阈值;若是,控制模块24控制关闭等离子发生器26。
具体的食品保鲜装置的保鲜方法已经在上述的食品保鲜方法中详述,此处不予赘述。
上述可见,本申请提出的食品保鲜方法和食品保鲜装置中,在冰箱的保鲜空间中设置全光谱照明模块和等离子发生器,基于高光谱识别技术,在获取保鲜空间内食品的高光谱图像后,分析得到食品种类、食品数量、细菌种类和细菌数量等信息,一方面,基于食品种类和食品数量信息控制全光谱照明模块按照设定光照强度提供全光谱照明,使得食品能够进行一定程度的光合作用实现自身的保鲜;另一方面,基于细菌种类和细菌数量信息控制等离子发生器按照设定发射量产生等离子射线,等离子与食品表面的细菌产生反应,从而消灭细菌,达到保鲜效果。并且,通过实时获取食品信息和菌群信息,根据食品变化情况和细菌变化情况,实时调节全光谱照明模块的光照时间和光照强度,以及调节等离子发生器产生等离子射线的发射量和发射时长,使得全光谱照明与等离子数量根据实际情况进行调整,实现了真正意义上的保鲜效果。
应该指出的是,上述说明并非是对本发明的限制,本发明也并不仅限于上述举例,本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换,也应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.食品保鲜方法,其特征在于,包括:
获取保鲜空间内食品的高光谱图像;
基于所述高光谱图像分析得到所述食品的食品信息和菌群信息;
基于所述食品信息控制全光谱照明模块按照设定光照强度工作;以及,
基于所述菌群信息控制等离子发生器按照设定发射量发射等离子射线。
2.根据权利要求1所述的食品保鲜方法,其特征在于,所述食品信息包括食品种类和食品数量;基于所述食品信息控制全光谱照明模块按照设定光照强度工作之后,所述方法还包括:
判断所述保鲜空间内食品的食品种类和/或食品数量是否发生变化;若是,
基于变化后的食品信息更新所述设定光照强度。
3.根据权利要求1所述的食品保鲜方法,其特征在于,所述菌群信息包括细菌种类和细菌数量;在基于所述菌群信息控制等离子发生器按照设定发射量发射等离子射线后,所述方法还包括:
判断所述保鲜空间内食品的细菌种类和/或细菌数量是否发生变化;若是,
基于变化后的菌群信息更新所述等离子发生器的发射量。
4.根据权利要求3所述的食品保鲜方法,其特征在于,在基于所述菌群信息控制等离子发生器按照设定发射量发射等离子射线后,所述方法还包括:
判断所述细菌数量是否低于阈值;若是,
控制关闭所述等离子发生器。
5.食品保鲜装置,其特征在于,包括保鲜空间、高光谱图像获取模块、高光谱图像识别模块、控制模块、全光谱照明模块和等离子发生器;
所述高光谱图像获取模块、所述全光谱照明模块和所述等离子发生器均设置于所述保鲜空间内;
所述保鲜空间,用于放置需要保鲜的食品;
所述全光谱照明模块,用于产生能够使得食品发生光合作用的全光谱照明;
所述等离子发生器,用于产生能够消灭细菌的等离子射线;
所述高光谱图像获取模块,用于获取所述保鲜空间内食品的高光谱图像;
所述高光谱图像识别模块,用于基于所述高光谱图像分析得到所述食品的食品信息和菌群信息;
所述控制模块,用于基于所述食品信息控制所述全光谱照明模块按照设定光照强度工作;以及,基于所述菌群信息控制所述等离子发生器按照设定发射量发射等离子射线。
6.根据权利要求5所述的食品保鲜装置,其特征在于,所述控制模块包括食品信息判断单元和设定光照强度更新单元;所述食品信息包括食品种类和食品数量;
所述食品信息判断单元,用于判断所述保鲜空间内食品的食品种类和/或食品数量是否发生变化;若是,
所述设定光照强度更新单元,用于基于变化后的食品信息更新所述设定光照强度,使得所述控制模块控制所述全光谱照明模块按照更新后的设定光照强度工作。
7.根据权利要求5所述的食品保鲜装置,其特征在于,所述控制模块包括菌群信息判断单元和发射量更新单元;所述菌群信息包括细菌种类和细菌数量;
所述菌群信息判断单元,用于判断所述保鲜空间内食品的细菌种类和/或细菌数量是否发生变化;若是,
所述发射量更新单元,用于基于变化后的菌群信息更新所述等离子发生器的发射量,使得所述控制模块控制所述等离子发生器按照更新后的发射量发生等离子射线。
8.根据权利要求7所述的食品保鲜装置,其特征在于,所述控制模块还包括细菌数量判断单元;
所述细菌数量判断单元,判断所述细菌数量是否低于阈值;若是,
所述控制模块控制关闭所述等离子发生器。
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