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        煎炸油品質(zhì)實(shí)時監(jiān)測裝置

        2024-06-16 00:00:00劉鍇瑞楊文濤
        關(guān)鍵詞:新油酸價透光率

        "譚迪熬" 中國發(fā)明協(xié)會院士專家咨詢工作委員會首任專家,中國發(fā)明協(xié)會中小學(xué)創(chuàng)造教育分會會長,科技創(chuàng)新教育特級教師,教育部國培計(jì)劃專家?guī)鞂<摇?/p>

        一、確定選題

        某著名快餐店曾出現(xiàn)“老油兌新油”事件。這老油兌的新油吃起來跟普通的油沒啥區(qū)別,但是對人的身體健康有極大的危害。

        備受關(guān)注的某著名快餐店的煎炸油品質(zhì)都令人擔(dān)憂,那在一些處于監(jiān)管盲區(qū)的路邊油炸攤點(diǎn),商家會不會反復(fù)利用煎炸油煎炸食材呢?為了保障消費(fèi)者的身體健康,督促商家定期更換煎炸油,我們想發(fā)明一種實(shí)時監(jiān)測煎炸油的品質(zhì)并及時警示的裝置。

        二 、研究思路

        油的過氧化值和酸價可作為判斷油品質(zhì)的重要指標(biāo)。當(dāng)油的過氧化值>0.25 g/100 g或酸價(KOH)>3 mg/g時,這種油就超出了國家食用油的安全標(biāo)準(zhǔn)范圍。

        我們查找資料發(fā)現(xiàn),煎炸油的煎炸時間不斷增加,過氧化值和酸價的值會不斷升高。對油的過氧化值和酸價進(jìn)行檢測,需要使用特制的檢測試紙,這種檢測試紙不但成本高,而且時效較短,不宜作為實(shí)時檢測的工具。

        我們通過觀察發(fā)現(xiàn),隨著煎炸時間增加,油的透光率在不斷下降。因此,我們決定通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行關(guān)聯(lián)性的研究——隨著煎炸油煎炸時間的增加,在檢測過氧化值和酸價的同時檢測油的透光率,建立油的過氧化值、酸價與透光率的高度關(guān)聯(lián)性,特別是當(dāng)過氧化值>0.25 g/100 g或酸價(KOH)>3 mg/g時的透光率,為裝置制作提供參數(shù)。

        三、實(shí)驗(yàn)分析

        利用模擬量光傳感器,它的輸入值TMD(透明度的縮寫)范圍是0~1023,我們檢測了新鮮植物油、雞排煎炸油、普通煎炸油的光傳感器的輸入值。另外,我們利用購買的油炸鍋、植物油、食材開展油炸體驗(yàn),并定時檢測油炸鍋內(nèi)油的過氧化值、酸價及透光率。

        通過多次關(guān)聯(lián)性檢測,我們發(fā)現(xiàn):當(dāng)煎炸油的光傳感器輸入值(TMD)為900時,煎炸油的過氧化值、酸價等指標(biāo)開始出現(xiàn)明顯的變化;過氧化值>0.25 g/100 g或酸價(KOH)>3 mg/g的煎炸油的光傳感器的輸入值(TMD)小于300。

        通過反復(fù)實(shí)驗(yàn),最終我們確定了油的過氧化值或酸價超出國家安全標(biāo)準(zhǔn)范圍時油樣的光傳感器的輸入值(TMD)為300。因此得出結(jié)論:當(dāng)煎炸油的光傳感器的輸入值(TMD)為300時,被確認(rèn)為品質(zhì)已經(jīng)變壞,建議不食用,需要盡快更換新油。

        四、制作裝置

        我們利用HSGLaser軟件進(jìn)行設(shè)計(jì),通過激光切割機(jī)切割透明亞克力板,組裝制作透明亞克力板材質(zhì)的控制盒、壓力艙外殼及裝置底座。在壓力艙內(nèi)安裝一個小型氣泵,在壓力艙的頂部安裝一個電磁閥進(jìn)行控制。利用Arduino套件,通過Mind+軟件進(jìn)行編程,設(shè)計(jì)制作裝置的邏輯控制電路(包括控制板、電源、測試按鈕、顯示屏、開關(guān)、充電線等),并安裝到控制盒恰當(dāng)?shù)奈恢?。將一個150 mL的燒瓶作為檢測瓶,檢測瓶和壓力艙通過一根外徑8 mm的銅質(zhì)導(dǎo)氣管連通,在檢測瓶的底部連接一根油管伸入油炸鍋中。在檢測瓶的一側(cè)安裝紅激光發(fā)射管,對側(cè)安裝光接收器。

        五、使用與檢測

        打開裝置電源,當(dāng)顯示屏的時間顯示為整點(diǎn)(可根據(jù)需要調(diào)整時間)時,或者按下控制盒上的測試按鈕,邏輯控制電路控制氣泵開始工作,將檢測瓶和壓力艙中的空氣抽出,形成一個低壓環(huán)境。在大氣壓的作用下,油炸鍋中的少量油樣被抽取到檢測瓶中,然后檢測瓶一側(cè)的紅激光發(fā)射管發(fā)射紅激光,對油的品質(zhì)進(jìn)行檢測,檢測完后控制電磁閥打開,檢測瓶內(nèi)的油樣流回油鍋中。

        如果煎炸油的光傳感器的輸入值(TMD)大于900,LED燈亮綠燈,表示油品質(zhì)好并播報(bào)語音:“本次檢測結(jié)果顯示油品質(zhì)新鮮,可以放心食用?!比绻偷墓鈧鞲衅鞯妮斎胫担═MD)為300~900,LED燈亮黃燈,表示油品質(zhì)下降并播報(bào)語音:“本次檢測結(jié)果顯示油品質(zhì)合格,可以食用。”如果油的光傳感器的輸入值(TMD)小于300,LED燈亮紅燈,表示油品質(zhì)不合格并播報(bào)語音:“本次檢測結(jié)果顯示油品質(zhì)超出國家安全標(biāo)準(zhǔn)范圍,建議不食用,請更換新油?!?/p>

        六、主要貢獻(xiàn)

        針對油品質(zhì)監(jiān)管盲區(qū),裝置對路邊油炸攤點(diǎn)的煎炸油品質(zhì)實(shí)時監(jiān)測、警示,強(qiáng)化人們的食品安全意識,同時為食品安全監(jiān)管部門對路邊油炸攤點(diǎn)煎炸油品質(zhì)的監(jiān)管提供智能化管理新模式。

        七 、改進(jìn)設(shè)想

        今后,我們將改進(jìn)作品,添加GPS模塊和發(fā)送信息模塊,將檢測結(jié)果與攤點(diǎn)的GPS定位信息發(fā)送到食品安全監(jiān)管部門的智能化監(jiān)管平臺,方便食品安全監(jiān)管部門實(shí)行智能化的管理。(指導(dǎo)老師:陳水章" "程友維" "歐陽貞)

        專家點(diǎn)評

        劉鍇瑞、楊文濤同學(xué)的煎炸油品質(zhì)實(shí)時監(jiān)測裝置,是一項(xiàng)迭代性的發(fā)明作品。這是因?yàn)?,對煎炸油品質(zhì)進(jìn)行檢測的器具已有多種,但如何達(dá)到實(shí)時檢測,此項(xiàng)目還是首創(chuàng)。

        食品安全問題主要包括三個方面:一是食品污染如生物性污染、化學(xué)性污染、物理性污染等導(dǎo)致的質(zhì)量安全問題;二是食品工業(yè)技術(shù)發(fā)展所帶來的質(zhì)量安全問題,如食品添加劑、食品生產(chǎn)配劑、介質(zhì)以及輻射食品、轉(zhuǎn)基因食品等;三是濫用食品標(biāo)識,如偽造食品標(biāo)識、缺少警示說明、虛假標(biāo)注食品功能或成分、進(jìn)口食品缺少中文食品標(biāo)識等。

        為了保障食品安全、公眾身體健康和生命安全,我國于2015年10月1日起施行《中華人民共和國食品安全法》,它確立了以食品安全風(fēng)險監(jiān)測和評估為基礎(chǔ)的科學(xué)管理制度,明確食品安全風(fēng)險評估結(jié)果作為制定、修訂食品安全標(biāo)準(zhǔn)和對食品安全實(shí)施監(jiān)督管理的科學(xué)依據(jù)。兩位同學(xué)在這個領(lǐng)域進(jìn)行科技創(chuàng)新嘗試,富有積極意義。

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