CN113138258A - 一种冷冻原料肉腐败监测预警系统及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及肉品安全品质监测技术领域，尤其涉及一种冷冻原料肉腐败监测预警系统及其应用。该系统包括：监测信息获取模块，用于获取监测空间内冷冻原料肉的包装状态、脂肪氧化程度和环境温湿度，并生成初始指标信息，而后将初始指标信息传送至预警控制模块；预警控制模块，用于接收并录入监测空间内冷冻原料肉的初始指标信息，预测冷冻原料肉的脂肪氧化程度和剩余储藏时间，并在监测指标超过设定阈值时进行预警。本发明的冷冻原料肉腐败监测预警系统可以搭载于冷冻仓库或冷链车内，实时获取冷冻原料肉的初始指标信息，并预测该环境内冷冻原料肉的脂肪氧化程度变化结果和剩余储藏时间，对冷冻原料肉的腐败变质情况进行实时监测预警。
Description
技术领域
本发明涉及肉品安全品质监测技术领域，尤其涉及一种冷冻原料肉腐败监测预警系统及其应用。
背景技术
冷冻储藏是目前广泛应用且效果较好的一种储藏方式。但是，近年来“僵尸肉”等冷冻时间较长的肉品安全问题频出。
冷冻储藏可以通过控制和破坏酶的活性、抑制微生物的生命活动来保持新鲜度，但其对脂肪氧化腐败抑制效果较差。冷冻储藏过程中肉中脂类会发生氧化和降解，游离脂肪酸的含量随着冻藏时间的增加而增加。冷冻原料肉脂肪氧化引起的腐败变质主要受光、氧气等影响，包装破损或者不紧实使得冷冻原料肉与空气接触面增大，温度升高湿度降低会促进脂质氧化反应，这些因素都会引起储藏过程中冷冻原料肉脂肪氧化程度加重，损害了生产企业和消费者的切身利益。
现有冷冻原料肉腐败指标检测时间较长，对样品有损伤，不能实行有效实时快速监测，且已有监测系统仅对储藏环境的环境因素进行监测，不能实现实时监测样品变质指标变化情况。因此，亟需一种冷冻原料肉的腐败监测预警系统。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种冷冻原料肉腐败监测预警系统及其应用，能够对冷冻原料肉的腐败变质程度和剩余储藏时间进行实时监测预警。
具体而言，本发明首先提供一种冷冻原料肉腐败监测预警系统，包括：
监测信息获取模块，用于获取监测空间内冷冻原料肉的包装状态、脂肪氧化程度和环境温湿度，并生成初始指标信息，而后将所述初始指标信息传送至预警控制模块；
预警控制模块，用于接收并录入监测空间内冷冻原料肉的初始指标信息，预测冷冻原料肉的脂肪氧化程度，并在监测指标超过设定阈值时进行预警；
所述预警控制模块通过以下公式预测冷冻原料肉的脂肪氧化程度：
P’＝P0+at2-bt+cT+dH+e
式中，其中P’为预测过氧化值，P0为初始过氧化值，t为监测时间，T为监测时间内监测空间的平均温度，H为监测时间内监测空间的平均湿度；a、b、c、d、e为所述冷冻原料肉的系数，其根据多组实际监测数据计算得到，所述实际监测数据包括该类冷冻原料肉的储藏后的过氧化值、初始过氧化值、储藏时间、以及监测时间内监测空间的平均温度和平均湿度。
本发明发现，通过上述系统，不仅可以获取对冷冻原料肉腐败程度影响较为关键的包装状态信息、脂肪氧化程度信息(即过氧化值)和环境温湿度信息，而且可以准确地预测冷冻原料肉的脂肪氧化程度，从而在待监测冷冻原料肉数量较多、不便取样或脂肪氧化程度检测仪器无法实时获得检测结果时，也能实现对冷冻原料肉的腐败变质程度的实时监测。
在一些实施方案中，当预警控制模块的预警由预测过氧化值超过设定阈值所引起时，可以选择再次通过监测信息获取模块获取对应冷冻原料肉的过氧化值，以对脂肪氧化程度进行再次核查。
作为优选，所述监测信息获取模块包括：
视觉监测单元，用于实时获取监测空间内冷冻原料肉的包装状态并生成图像信息，而后将所述图像信息传送至所述预警控制模块；
脂肪氧化程度监测单元，用于实时获取监测空间内冷冻原料肉的脂肪氧化程度并生成脂肪氧化程度信息，并将所述脂肪氧化程度信息传送至预警控制模块；
温湿度传感单元，用于实时获取监测空间内的温度和湿度数据并生成温湿度信息，而后将所述温湿度信息传送至所述预警控制模块。
作为优选，所述预警控制模块包括：
初始信息管理单元，用于接收并录入监测空间内冷冻原料肉的初始指标信息(即所述图像信息、脂肪氧化程度信息和温湿度信息)；
腐败指标计算单元，用于预测冷冻原料肉的脂肪氧化程度和剩余储藏时间；
预警单元，用于在监测指标超过设定阈值时进行预警。
更优选地，所述视觉监测单元包括视觉传感器和光源。
更优选地，所述脂肪氧化程度监测单元包括光谱仪器设备；所述光谱仪器设备包括探头、光谱仪和电脑设备。
在进行监测时，采样部位为国标规定的带有表面脂肪的分割部位。
作为优选，所述监测信息获取模块还用于监测空间的位置、名称、冷冻原料肉名称、系统管理员信息、冷冻原料肉储藏时初始包装状态和初始脂肪氧化程度并生成初始信息，而后将所述初始信息传送至预警控制模块。
优选地，所述初始信息管理单元还用于接收并录入监测空间内冷冻原料肉的初始信息。
在一些实施方案中，可将用户分为普通管理用户和管理员用户，管理员用户可以设置普通管理用户对初始信息的查看权限。
作为优选，所述预警控制模块还用于预测冷冻原料肉的剩余储藏时间，并在剩余储藏时间低于阈值时进行预警；
其中，所述剩余储藏时间通过以下公式预测得到：
ts＝th-(P+f)/g
式中ts为剩余储藏时间，P为预测过氧化值或实际过氧化值，th为货架期，f、g为所述冷冻原料肉的系数，其根据多组实际数据计算得到，所述实际数据包括该类冷冻原料肉的过氧化值、货架期和剩余储藏时间。
优选地，通过所述腐败指标计算单元对所述剩余储藏时间进行计算。
作为优选，所述预警单元包括系统首页预警、手机短信预警和邮件预警中的一种或多种。
作为优选，所述冷冻原料肉为市售红肉，优选为冷冻状态的猪肉、牛肉或羊肉。
本领域人员可对上述方案进行组合，得到本发明的较佳实施例。
进一步的，本发明还提供所述的冷冻原料肉腐败监测预警系统在冷冻仓库或冷链车中的应用。
基于上述技术方案，本发明的有益效果如下：
本发明的冷冻原料肉腐败监测预警系统可以搭载于冷冻仓库或冷链车内，实时获取冷冻原料肉的包装状态、脂肪氧化程度、温湿度数据，并预测该环境内冷冻原料肉的脂肪氧化程度变化结果和剩余储藏时间，对冷冻原料肉的腐败变质情况进行实时监测预警。
附图说明
图1为本发明的冷冻原料肉腐败监测预警系统的结构示意图。
图2为本发明的冷冻原料肉腐败监测预警系统的预警指示图。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件，或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可通过正规渠道商购买得到的常规产品。
如图1所示，本发明的冷冻原料肉腐败监测预警系统，包括：监测信息获取模块和预警控制模块。
具体的，所述监测信息获取模块包括：
视觉监测单元，用于实时获取监测空间内冷冻原料肉的包装状态并生成图像信息，而后将所述图像信息传送至所述预警控制模块；所述视觉监测单元包括视觉传感器和光源，视觉传感器需要根据仓储环境进行设置放置，数量不少于1个，以保证能够覆盖监测所有冷冻原料肉为宜。
脂肪氧化程度监测单元，用于实时获取监测空间内冷冻原料肉的脂肪氧化程度并生成脂肪氧化程度信息，并将所述脂肪氧化程度信息传送至预警控制模块；所述脂肪氧化程度监测单元包括光谱仪器设备；所述光谱仪器设备包括探头、光谱仪和电脑设备。光谱仪器设备为便携式接触式采集仪器，采样点为冷冻原料肉表面脂肪部位，需要配合电脑设备进行光谱数据处理，获知冷冻原料肉脂肪氧化程度。
温湿度传感单元，用于实时获取监测空间内的温度和湿度数据并生成温湿度信息，而后将所述温湿度信息传送至所述预警控制模块。因实验数据证明仓储空间内温湿度较为均匀，故将温湿度传感器放置在仓储空间的中心位置。
所述监测信息获取模块还用于监测空间的位置、名称、冷冻原料肉名称、系统管理员信息、冷冻原料肉储藏时初始包装状态和初始脂肪氧化程度并生成初始信息，而后将所述初始信息传送至预警控制模块。在一些实施方案中，可将用户分为普通管理用户和管理员用户，管理员用户可以设置普通管理用户对初始信息的查看权限。
所述预警控制模块包括：
初始信息管理单元，用于接收并录入监测空间内冷冻原料肉的初始指标信息(即所述图像信息、脂肪氧化程度信息和温湿度信息)和初始信息；
腐败指标计算单元，用于预测冷冻原料肉的脂肪氧化程度和剩余储藏时间；具体通过以下公式预测冷冻原料肉的脂肪氧化程度：
P’＝P0+at2-bt+cT+dH+e
式中，其中P’为预测过氧化值，P0为初始过氧化值，t为监测时间，T为监测时间内监测空间的平均温度，H为监测时间内监测空间的平均湿度；a、b、c、d、e为所述冷冻原料肉的系数，其根据多组实际监测数据计算得到，所述实际监测数据包括该类冷冻原料肉的储藏后的过氧化值、初始过氧化值、监测时间、监测时间内监测空间的平均温度和平均湿度。
所述剩余储藏时间通过以下公式预测得到：
ts＝th-(P+f)/g
式中ts为剩余储藏时间，P为预测过氧化值或实际过氧化值，th为货架期，f、g为所述冷冻原料肉的系数，其根据多组实际数据计算得到，所述实际数据包括该类冷冻原料肉的过氧化值、货架期和剩余储藏时间。
预警单元，用于在监测指标超过设定阈值时进行预警。
如图2所示，所述预警单元，当温湿度超过设定范围、或包装状态破损或不紧实、或脂肪氧化程度超过设定值、或剩余储藏时间小于30天时，系统进行预警，预警方式包括系统首页预警、手机短信预警和邮件预警。
实施例
某冷冻猪肉仓库，仓库内设置视觉监测设备4个，分别位于仓库四角覆盖仓库内监测区域；设置温湿度传感器放置在仓库中心，监测仓库内温湿度数据，并实时上传至预警控制模块。
冷冻猪肉入库前，通过视觉监测设备判断样品的包装状态(包装无破损、包装有破损、包装紧实、包装不紧实)，通过光谱仪器设备获取其脂肪氧化程度(过氧化值)，将其结果上传至预警控制模块。
预警控制模块根据上传的脂肪氧化程度指标值，计算获取剩余储藏时间，计算公式为ts＝365-(P+0.2226)/0.0192，其中ts为剩余储藏时间，P为预测过氧化值或实际过氧化值。
随着储藏时间的增加，根据温湿度数据，计算获取实时脂肪氧化程度，计算公式为P’＝P0+0.0044t2-0.0157t+0.0055T+0.0072H+0.0221，其中P’其预测过氧化值(脂肪氧化程度)，P0为初始过氧化值，t为监测时间，T为监测时间内仓库平均温度，H为监测时间内仓库平均湿度。
当温度超过-15℃、湿度低于70％、包装状态为破损或不紧实时、过氧化值超过6.6g/100g或剩余储藏时间为30天时，预警控制单元即会通过系统首页预警、手机短信预警和邮件预警三种方式向管理人员进行预警。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种冷冻原料肉腐败监测预警系统，其特征在于，包括：
监测信息获取模块，用于获取监测空间内冷冻原料肉的包装状态、脂肪氧化程度和环境温湿度，并生成初始指标信息，而后将所述初始指标信息传送至预警控制模块；
预警控制模块，用于接收并录入监测空间内冷冻原料肉的初始指标信息，预测冷冻原料肉的脂肪氧化程度，并在监测指标超过设定阈值时进行预警；
所述预警控制模块通过以下公式预测冷冻原料肉的脂肪氧化程度：
P’＝P0+at2-bt+cT+dH+e
式中，其中P’为预测过氧化值，P0为初始过氧化值，t为监测时间，T为监测时间内监测空间的平均温度，H为监测时间内监测空间的平均湿度；a、b、c、d、e为所述冷冻原料肉的系数，其根据多组实际监测数据计算得到，所述实际监测数据包括该类冷冻原料肉的储藏后的过氧化值、初始过氧化值、储藏时间、以及监测时间内监测空间的平均温度和平均湿度。
2.根据权利要求1所述的冷冻原料肉腐败监测预警系统，其特征在于，所述监测信息获取模块包括：
视觉监测单元，用于实时获取监测空间内冷冻原料肉的包装状态并生成图像信息，而后将所述图像信息传送至所述预警控制模块；
脂肪氧化程度监测单元，用于实时获取监测空间内冷冻原料肉的脂肪氧化程度并生成脂肪氧化程度信息，并将所述脂肪氧化程度信息传送至预警控制模块；
温湿度传感单元，用于实时获取监测空间内的温度和湿度数据并生成温湿度信息，而后将所述温湿度信息传送至所述预警控制模块。
3.根据权利要求1或2所述的冷冻原料肉腐败监测预警系统，其特征在于，所述预警控制模块包括：
初始信息管理单元，用于接收并录入监测空间内冷冻原料肉的初始指标信息；
腐败指标计算单元，用于预测冷冻原料肉的脂肪氧化程度；
预警单元，用于在监测指标超过设定阈值时进行预警。
4.根据权利要求2所述的冷冻原料肉腐败监测预警系统，其特征在于，所述视觉监测单元包括视觉传感器和光源。
5.根据权利要求2所述的冷冻原料肉腐败监测预警系统，其特征在于，所述脂肪氧化程度监测单元包括光谱仪器设备；所述光谱仪器设备包括探头、光谱仪和电脑设备。
6.根据权利要求1所述的冷冻原料肉腐败监测预警系统，其特征在于，所述监测信息获取模块还用于监测空间的位置、名称、冷冻原料肉名称、系统管理员信息、冷冻原料肉储藏时初始包装状态和初始脂肪氧化程度并生成初始信息，而后将所述初始信息传送至预警控制模块。
7.根据权利要求1所述的冷冻原料肉腐败监测预警系统，其特征在于，所述预警控制模块还用于预测冷冻原料肉的剩余储藏时间，并在剩余储藏时间低于阈值时进行预警；
其中，所述剩余储藏时间通过以下公式预测得到：
ts＝th-(P+f)/g
式中ts为剩余储藏时间，P为预测过氧化值或实际过氧化值，th为货架期，f、g为所述冷冻原料肉的系数，其根据多组实际数据计算得到，所述实际数据包括该类冷冻原料肉的过氧化值、货架期和剩余储藏时间。
8.根据权利要求1所述的冷冻原料肉腐败监测预警系统，其特征在于，所述预警单元包括系统首页预警、手机短信预警和邮件预警中的一种或多种。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的冷冻原料肉腐败监测预警系统，其特征在于，所述冷冻原料肉为市售红肉，优选为冷冻状态的猪肉、牛肉或羊肉。
10.权利要求1-9中任一项所述的冷冻原料肉腐败监测预警系统在冷冻仓库或冷链车中的应用。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210720 |