一種食用油的質量檢測系統及其檢測方法
2023-05-18 23:46:01
專利名稱：一種食用油的質量檢測系統及其檢測方法
技術領域：
本發明涉及電子技術領域，具體涉及一種利用傳感器對食用油的質量進行檢測的檢測系統及其檢測方法。
背景技術：
食用油是人民群眾的生活必需品，食用油也是指可食用的動物或者植物來源的油月旨，常溫下為液態。由於原料來源、加工工藝以及品質等原因，常見的食用油多為植物油脂， 包括大豆油、花生油、菜子油、棕櫚油、橄欖油、芥花子油、葵花子油、麻油和色拉油等等。隨著人們生活水平的提高，多種心血管「富貴病」也隨之發生，根據世界衛生組織的統計，目前心腦血管疾病是危害人類生命和健康的最危險的疾病，在全球每年約佔總死亡總數的30% -70%，我國約佔40%左右，每年死於心腦血管疾病者達210-300萬，估算到 2020年，全球心腦血管疾病死亡總數將達到2000萬。心腦血管疾病來源於血脂異常，而血脂異常又來源於人們日常的飲食結構不均衡，這其中尤其是脂肪的攝取不均衡、不科學、不合理所致。因此食用油安全問題一直倍受關注，另外一直困擾人們生活的食用油摻假問題也屢禁不止。由於不法商販見利忘義，利令智昏，為了賺錢，不擇手段，使得食用油造假猖獗。其中，「地溝油」就是一種質量極差、極不衛生的非食用油，其含有毒素，如流向江河會造成水體營養化；而一旦食用，會破壞人體白血球和消化道黏膜，引起食物中毒，如長期食用，甚至會產生致癌的危險性。而「地溝油」實際上是一個泛指的概念，是人們在生活中對於各類劣質油的通稱。通俗地講，地溝油可分為以下幾類一是狹義的地溝油，即將下水道中的油膩漂浮物或者將賓館、酒樓的剩飯、剩菜(通稱泔水)經過簡單加工而提煉出的油；二是利用劣質豬肉、豬內臟、豬皮加工以及提煉後產出的油；三是將使用次數超過規定要求的用於油炸食品的油，再被重複使用或往其中添加一些新油後重新使用的油。因此食用油質量的檢測對提高人民生活質量、減少疾病具有很大的意義，相關部門只有嚴把質量關，才能給食用油安全問題多加一道「安全門」。不久前，來自中國衛生部、 科技部、工商總局、質檢總局、食品藥品監管局、糧食局和中國疾病預防與控制中心7家機構的數十位專家，對目前徵集到的5種檢測地溝油方法進行試驗，發現這些方法特異性不強。特異性不強是指沒有很好地分辨出哪些是地溝油，哪些是食用油，因此尚不能作為地溝油的有效判斷手段。根據新聞和政府發布的消息，目前的檢測手段，並不是針對以上提到的全部3種地溝油，所檢測的參數很容易被地溝油生產廠家採取廉價生產過程及措施達到矇混過關的目的。因為現在使用的任何一種檢測方法，都是基於正常油和地溝油的不同，然後通過檢測這些不同指標來確定。而地溝油並不是一種特定的產品，不同的地溝油相差很大，很難找到一個或者幾個特定的指標來實現這樣的檢測目的。例如「特定基因」是現有檢測方法中會使用的指標之一，有的地溝油是用劣質豬肉、豬內臟、豬皮等提煉加工製成的，這樣製成的油會含有動物蛋白質，如果檢測到特定基因的存在，就可以判定為地溝油；可是，炸薯條或者油條後反覆使用的廢油也屬於地溝油，但是這種地溝油裡面就不含有特定基因，因此， 僅通過該指標就無法檢測出，還容易做出錯誤的判定。再者，目前市場上的很多地溝油通過肉眼完全分辨不出區別，聞起來也沒有異味，導致地溝油檢測遭遇「測不出」的科學困境，比如，根據《食用植物油衛生標準》，食用油的檢測指標包括酸價、過氧化值、浸出油溶劑殘留等9項，而現在生產出來的地溝油也都能達標，是因為碰上了「懂技術」的對手，基本可以實現「你檢測什麼，他抹掉什麼」，從而製作出來「符合指標」的地溝油，但事實上這些地溝油中還是存在多環芳烴(PAHs)等大量致癌物質，只是通過現有檢測手段無法檢測出這些指標， 導致其流入市場。在美國專利US 7383731中，公開了一種反覆使用的炸油質量監測傳感器(De印 fry oil quality sensor)，通過傳感器與食用油的脂肪酸產生反應而對食用油的質量進行檢測；美國專利US 7148611中，公開了一種多功能壓電聲波液體傳感器(Multiple function bulkacoustic wave liquid property sensor)，通過i亥傳感器 貝|J量液體白勺腐蝕性、粘度和電導率而對被測液體的質量進行評估；美國專利US 7000452中，公開了一種陣列式微型液體分析儀(Phased microfluid analyzer)，通過對液體進行濃縮、分離以對液體的物理參數進行分析評估；美國專利US 7493798中，公開了一種檢測液體的質量和液體中慘雜物質的傳感器(Sensor for detecting theadulteration and quality of fluids)，該傳感器通過檢測液體的各項物理參數，並與標準參考參數進行比較，根據兩者之間的差異而對被測液體質量進行判定。基本上，以上這些相對成熟的檢測技術也只能對食用油的一項或幾項指標進行檢測，每項技術也僅僅針對上述的某一類地溝油進行判定， 因此，還是存在「測不出」的問題。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種食用油的質量檢測系統及其檢測方法，針對食用油中的有害物質如過氧化物和多環芳烴(PAHs)等進行檢測，以避免上述測不出的問題，從而達到食用油衛生的目的。本發明為了解決上述技術問題，公開了一種食用油的質量檢測系統，所述系統包括第一檢測模塊，用於檢測食用油隨溫度變化的液體狀態，並輸出食用油隨溫度變化的液體狀態參數；第二檢測模塊，用於提高被檢測食用油中的各種物質成分濃度並對其進行檢測， 然後輸出檢測的狀態參數；處理器模塊，用於控制所述第一檢測模塊和第二檢測模塊，並接收第一檢測模塊和第二檢測模塊的檢測參數；顯示模塊，用於接收並顯示所述處理器模塊發送的檢測參數。進一步，所述系統還包括食用油吸取裝置，所述食用油吸取裝置與處理器模塊相連接，用於接收處理器模塊輸出的控制信號，吸取被檢測的食用油進入所述第一檢測模塊和所述第二檢測模塊。進一步，所述第一檢測模塊包括與食用油吸取裝置相連接的導油管，所述導油管的外表面設置有加熱裝置，所述導油管的內壁設置有至少一個檢測食用油液體狀態參數的傳感器。進一步，所述第二檢測模塊包括與食用油吸取裝置相連接的導油管，以及用於提高導油管內被檢測食用油中物質成分濃度並對其進行分離的裝置和位於導油管內部的至少一個對已提高物質成分濃度的食用油進行檢測的傳感器。進一步，所述用於提高導油管內被檢測食用油中物質成分濃度並對其進行分離的裝置包括設置在導油管內壁的大表面積吸附材料和設置在導油管外表面的加熱裝置。進一步，所述用於提高導油管內被檢測食用油中物質成分濃度並對其進行分離的裝置還包括使導油管內被檢測食用油的溫度恢復到常溫的降溫裝置。進一步，所述傳感器為壓電晶體震蕩式傳感器、電致伸縮材料傳感器、磁致伸縮材料傳感器、光學顏色傳感器、光譜監測傳感器、交流/直流阻抗式傳感器、電化學傳感器、半導體傳感器、離子敏感場效應管傳感器、熱導率傳感器或電容器式傳感器中的任一種。進一步，所述壓電晶體震蕩式傳感器為體波器件(BAW BULKACOUSTIC WAVE)、音叉器件(TUNNING FORK)、一端固定的槓桿器件(CANTILEVER)、表面聲波器件(SURFACE ACOUSTIC WAVE)、橫切聲表面波器件(SHEAR HORIZONTAL SURFACE ACOUSTIC WAVE)、板塊聲波器件(ACOUSTIC PLATE MODE)、柔性板塊震動器件(FLEXUALPLATE MODE)、橫切板塊聲波器件(SHEAR HORIZONTAL ACOUSTIC PLATEMODE)、厚度方向橫切震動器件(THICKNESS SHEAR MODE)、扭曲體震動器件(TORSIONAL MODE)、愛波器件(LOVE WAVE)、羊波器件(LAMB WAVE)、洩漏聲表面波器件(LEAKY SURFACE ACOUSTIC WAVEM0DE)、虛擬聲表面波器件 (PSEUD0 SURFACE ACOUSTIC WAVE MODE)、橫切震動波器件(TRANSVERSE MODE)、表面掠波器件(SURFACE-SKIMMING MODE)、表面扭曲震動波器件(SURFACETRANSVERSE MODE)、和各種諧振波器件(HARMONICS AND OVERTONES)。進一步，所述系統還包括數據存儲傳輸模塊，所述數據存儲傳輸模塊用於接收並存儲處理器模塊發送的檢測參數，同時將檢測參數發送至遠程數據控制中心。本發明還公開了一種食用油的質量檢測方法，所述方法包括如下步驟檢測食用油隨溫度變化的液體狀態，並輸出食用油隨溫度變化的液體狀態參數以及提高被檢測食用油中各種物質成分的濃度並對其進行檢測，然後輸出檢測的液體狀態參數；接收並顯示所述檢測的狀態參數。進一步，所述檢測食用油隨溫度變化的液體狀態，並輸出食用油隨溫度變化的液體狀態參數包括如下步驟通過傳感器對食用油的液體狀態進行檢測，所述食用油的液體狀態包括食用油的粘滯度、密度、導熱率、顏色、光學吸收光譜、介電常數、水分、不同頻率的交流/直流阻抗係數、溫度、顆粒度、過氧化值、酸度、極性分子的濃度以及特定基因中的一種或幾種；對食用油進行循環加熱以測得隨溫度變化的粘滯度參數、密度參數、導熱率參數、 腐蝕度參數、介電常數參數和不同頻率的交流/直流阻抗參數；輸出上述檢測參數。進一步，所述提高食用油中物質成分濃度並對其進行檢測，然後輸出檢測的狀態參數包括如下步驟使用大表面積吸附材料對食用油液體的各種物質成分進行吸附；
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通過對吸附食用油中物質成分後的大表面積吸附材料進行加熱以使得被吸附的食用油中的物質成分脫離吸附；對脫離吸附後的食用油進行降溫處理以提高食用油中物質成分的液體濃度；利用傳感器對已提高物質成分濃度的食用油狀態進行檢測，並輸出檢測參數。進一步，所述已提高物質成分濃度的食用油狀態包括食用油的粘滯度、密度、導熱率、顏色、光學吸收光譜、介電常數、水分、不同頻率的交流/直流阻抗係數、溫度、顆粒度、 過氧化值、酸度、極性分子的濃度以及特定基因。進一步，所述方法還包括接收檢測參數，並將檢測參數發送至遠程數據控制中心。採用上述本發明技術方案的有益效果是本發明針對食用油中的有害物質如過氧化物和多環芳烴(PAHs)等進行檢測，因此能夠檢測出市場上存在的3類不同來源的地溝油；同時，本發明專利可以採用多種不同的物理、化學手段以提高檢測精度，減少檢測時間。
圖1為本發明實施例中食用油質量檢測系統的系統結構圖；圖2為本發明實施例中第一檢測模塊的內部結構圖；圖3為本發明實施例中第二檢測模塊的內部結構圖；圖4為本發明實施例中食用油的質量檢測方法流程圖；圖5為本發明實施例中檢測食用油隨溫度變化的液體狀態的方法流程圖；圖6為本發明實施例中提高食用油中物質成分濃度並對其進行檢測的方法流程圖。
具體實施例方式以下結合附圖對本發明的原理和特徵進行描述，所舉實例只用於解釋本發明，並非用於限定本發明的範圍。本發明一實施例提供了一種食用油的質量檢測系統，圖1為本發明實施例中食用油質量檢測系統的系統結構圖，如圖1所示，所述系統包括吸取裝置101、第一檢測模塊 102、第二檢測模塊103、處理器模塊104、顯示模塊105，其中，所述吸取裝置101與處理器模塊104相連接，用於接收處理器模塊104輸出的控制信號，吸取被檢測的食用油進入所述第一檢測模塊102和所述第二檢測模塊103中；所述第一檢測模塊102，用於檢測食用油隨溫度變化的液體狀態，並輸出食用油隨溫度變化的液體狀態參數；所述第二檢測模塊103，用於提高被檢測食用油中的物質成分濃度並對其進行檢測，然後輸出檢測的狀態參數，本實施例中，所述食用油的物質成分包括食用油中的脂肪酸、過氧化物、浸出油溶劑殘留量等； 所述處理器模塊104，用於控制所述第一檢測模塊102和第二檢測模塊103，並接收第一檢測模塊102和第二檢測模塊103的檢測參數；所述顯示模塊105，用於接收並顯示所述處理器模塊104發送的檢測參數。該實施方式中，所述系統還可以包括數據存儲傳輸模塊106， 用於接收處理器模塊104發送的檢測參數，並將檢測參數發送至遠程數據控制中心，如衛生或者食品監管部門的數據控制中心、網際網路監測中心等等。本實施例中，所述數據存儲傳輸模塊106可以集成在檢測系統中，與檢測系統一起形成一個整體，也可以作為獨立的裝置與檢測系統進行通信，實現上述功能。
~~本發明的檢測系統可以製作成一種可攜式、或者手提式的檢測系統。通過該檢測系統對食品油中的各種摻雜或者變質油類物質，比如容易加速食品油氧化的水和其他雜質、容易致癌的過氧化物、多環芳烴(PAHs)等進行檢測，並對上述有害物質的多種物理、化學和生物參數進行檢測。在本發明實施例中，通過上述檢測系統對食用油中的有害物質比如過氧化物和多環芳烴(PAHs)等進行檢測，因此不法商販(如生產地溝油的商販)就很難實現所謂的「你檢測什麼，他抹掉什麼」，即使他們有更成熟的技術手段採取分離、分餾、過濾、吸附等方法去除地溝油中的多環芳烴等致癌物質，使地溝油成分和正常食用油一樣，也會使得生產地溝油的代價高於正常食用油的價格，從而使生產地溝油的不法商販無法從經濟角度得以生存，同時也達到了食用油衛生的目的。圖2為本發明實施例中第一檢測模塊的內部結構圖，如圖2所示，所述第一檢測模塊102包括與食用油吸取裝置101相連接的導油管201，所述導油管201的外表面設置有加熱裝置203，所述導油管201的內壁設置有至少一個檢測食用油液體狀態參數的傳感器 204。在本發明實施例中，所述食用油吸取裝置101可以是泵或真空吸取裝置等，通過食用油吸取裝置101將被檢測的樣品油吸取到導油管201內，所述導油管201為具有多個彎路的閉合迴路油管，所述被檢測的樣品油在導油管201內按箭頭202的方向流動的過程中將會暴露給設置於導油管201內壁的各種傳感器204(包括傳感器1至傳感器N)，通過傳感器204對食用油的的各種液體狀態進行檢測。在本實施例中，所述食用油的各種液體狀態包括食用油的粘滯度、密度、導熱率、顏色、光學吸收光譜、介電常數、水分、不同頻率的交流 /直流阻抗係數、溫度、顆粒度、過氧化值、酸度、極性分子的濃度以及特定基因等。然後，通過導油管201外表面的加熱裝置203對其進行加熱，而被加熱的食用油在導油管內循環流動，會多次通過傳感器204，被傳感器204檢測到食用油隨溫度變化的各種液體狀態參數， 包括食用油在常溫下的各種液體狀態/成分參數以及這些液體狀態/成分參數隨溫度變化的參數，所有這些參數輸出後形成隨溫度變化的參數曲線。在該實施方式中，所述各種液體狀態參數包括被檢測食用油隨溫度變化的粘滯度參數、密度參數、導熱率參數、腐蝕度參數、介電常數參數和不同頻率的交流/直流阻抗參數等。上述實施例中，所述加熱裝置203的另外一個作用是提高對過氧化物的檢測精度和減少反應時間。首先，過氧化物都是強氧化劑，加熱後會生成氧氣，從而很容易被氧氣傳感器探測到；另外，對被檢測食用油進行加熱後會提高過氧化物和腐蝕度等傳感器的反應速度。以下為通過實驗獲得的環境溫度與反應時間的對應關係表
權利要求
1.一種食用油的質量檢測系統，其特徵在於，所述系統包括第一檢測模塊，用於檢測食用油隨溫度變化的液體狀態，並輸出食用油隨溫度變化的液體狀態參數；第二檢測模塊，用於提高被檢測食用油中各種物質成分的濃度並對其進行檢測，然後輸出檢測的狀態參數；處理器模塊，用於控制所述第一檢測模塊和第二檢測模塊，並接收第一檢測模塊和第二檢測模塊的檢測參數；顯示模塊，用於接收並顯示所述處理器模塊發送的檢測參數。
2.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述系統還包括食用油吸取裝置，所述食用油吸取裝置與處理器模塊相連接，用於接收處理器模塊輸出的控制信號，吸取被檢測的食用油進入所述第一檢測模塊和所述第二檢測模塊。
3.根據權利要求2所述的系統，其特徵在於，所述第一檢測模塊包括與食用油吸取裝置相連接的導油管，所述導油管的外表面設置有加熱裝置，所述導油管的內壁設置有至少一個檢測食用油液體狀態參數的傳感器。
4.根據權利要求2所述的系統，其特徵在於，所述第二檢測模塊包括與食用油吸取裝置相連接的導油管，以及用於提高導油管內被檢測食用油中物質成分濃度並對其進行分離的裝置和位於導油管內部的至少一個對已提高物質成分濃度的食用油進行檢測的傳感器。
5.根據權利要求4所述的系統，其特徵在於，所述用於提高導油管內被檢測食用油中物質成分濃度並對其進行分離的裝置包括設置在導油管內壁的大表面積吸附材料和設置在導油管外表面的加熱裝置。
6.根據權利要求5所述的系統，其特徵在於，所述用於提高導油管內被檢測食用油中物質成分濃度並對其進行分離的裝置還包括使導油管內被檢測食用油的溫度恢復到常溫的降溫裝置。
7.根據權利要求3或4所述的系統，其特徵在於，所述傳感器為壓電晶體震蕩式傳感器、電致伸縮材料傳感器、磁致伸縮材料傳感器、光學顏色傳感器、光譜監測傳感器、交流/ 直流阻抗式傳感器、電化學傳感器、半導體傳感器、離子敏感場效應管傳感器、熱導率傳感器或電容器式傳感器中的任一種。
8.根據權利要求7所述的系統，其特徵在於，所述壓電晶體震蕩式傳感器為體波器件(BAW BULK ACOUSTIC WAVE)、音叉器件(TUNNING FORK)、一端固定的槓桿器件 (CANTILEVER)、表面聲波器件(SURFACE ACOUSTIC WAVE )、橫切聲表面波器件(SHEAR HORIZONTAL SURFACE ACOUSTIC WAVE)、板塊聲波器件(ACOUSTIC PLATE MODE)、柔性板塊震動器件(FLEXUAL PLATE MODE)、橫切板塊聲波器件(SHEAR HORIZONTAL ACOUSTIC PLATE MODE )、厚度方向橫切震動器件(THICKNESS SHEAR MODE )、扭曲體震動器件(TORS IONAL MODE )、愛波器件(LOVE WAVE )、羊波器件(LAMB WAVE )、洩漏聲表面波器件(LEAKY SURFACE ACOUSTIC WAVE MODE)、虛擬聲表面波器件(PSEUDO SURFACE ACOUSTIC WAVE MODE)、橫切震動波器件(TRANSVERSE MODE )、表面掠波器件(SURFACE-SKIMMING MODE )、表面扭曲震動波器件(SURFACE TRANSVERSE MODE)、和各種諧振波器件(HARMONICS AND OVERTONES)。
9.根據權利要求1或2所述的系統，其特徵在於，所述系統還包括數據存儲傳輸模塊， 所述數據存儲傳輸模塊用於接收並存儲處理器模塊發送的檢測參數，同時將檢測參數發送至遠程數據控制中心。
10.一種食用油的質量檢測方法，其特徵在於，所述方法包括如下步驟檢測食用油隨溫度變化的液體狀態，並輸出食用油隨溫度變化的液體狀態參數以及提高被檢測食用油中各種物質成分的濃度並對其進行檢測，然後輸出檢測的狀態參數； 接收並顯示所述檢測的狀態參數。
11.根據權利要求10所述的方法，其特徵在於，所述檢測食用油隨溫度變化的液體狀態，並輸出食用油隨溫度變化的液體狀態參數包括如下步驟通過傳感器對食用油的液體狀態進行檢測，所述食用油的液體狀態包括食用油的粘滯度、密度、導熱率、顏色、光學吸收光譜、介電常數、水分、不同頻率的交流/直流阻抗係數、 溫度、顆粒度、過氧化值、酸度、極性分子的濃度以及特定基因中的一種或幾種；對食用油進行循環加熱以測得隨溫度變化的粘滯度參數、密度參數、導熱率參數、腐蝕度參數、介電常數參數和不同頻率的交流/直流阻抗參數； 輸出上述檢測參數。
12.根據權利要求10所述的方法，其特徵在於，所述提高食用油中物質成分濃度並對其進行檢測，然後輸出檢測的狀態參數包括如下步驟使用大表面積吸附材料對食用油液體的各種物質成分進行吸附； 通過對吸附食用油中物質成分後的大表面積吸附材料進行加熱以使得被吸附的食用油中的物質成分脫離吸附；對脫離吸附後的食用油進行降溫處理以提高食用油中物質成分的濃度； 利用傳感器對已提高物質成分濃度的食用油狀態進行檢測，並輸出檢測參數。
13.根據權利要求13所述的方法，其特徵在於，所述已提高物質成分濃度的食用油狀態包括食用油的粘滯度、密度、導熱率、顏色、光學吸收光譜、介電常數、水分、不同頻率的交流/直流阻抗係數、溫度、顆粒度、過氧化值、酸度、極性分子的濃度以及特定基因。
14.根據權利要求10所述的方法，其特徵在於，所述方法還包括接收檢測參數，並將檢測參數發送至遠程數據控制中心的步驟。
全文摘要
本發明涉及一種食用油的質量檢測系統及其檢測方法，所述系統包括用於檢測食用油隨溫度變化的液體狀態，並輸出食用油隨溫度變化的液體狀態參數的第一檢測模塊、用於提高被檢測食用油中各種物質成分的濃度並對其進行檢測，然後輸出檢測的狀態參數的第二檢測模塊、用於控制所述第一檢測模塊和第二檢測模塊，並接收第一檢測模塊和第二檢測模塊的檢測參數的處理器模塊和用於接收並顯示所述處理器模塊發送的檢測參數的顯示模塊。本發明針對食用油中的有害物質如過氧化物和多環芳烴(PAHs)等進行檢測，因此能夠檢測出市場上存在的3類不同來源的地溝油；同時，本發明專利可以採用多種不同的物理、化學手段以提高檢測精度，減少檢測時間。
文檔編號G01N33/03GK102507881SQ201110355759
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月10日 優先權日2011年11月10日
發明者詹姆斯·劉 申請人:北京盈勝泰科技術有限公司