第七章食品的光学性质详解.ppt
文本预览下载声明
第七章 食品的光学性质 7.1光的吸收、反射、折射、散射、衍射和色散 7.1.1 光的吸收 7.1.2 光的反射 7.1.3光的折射 7.1.4 光的散射 7.1.5光的衍射 7.1.6光的色散 7.2食品颜色的表征7.2.1? 颜色的视觉 (颜色辨认) 7.2.2? 颜色的基本物理量⑴色彩三要素 ⑵光度学基本物理量 7.2.3颜色的物理表示⑴颜色的三色学说 ⑵三刺激值 ⑶RGB和CIE-XYZ表色系统 7.3 食品的光学测定原理7.3.1 利用透光特性的测定 7.3.2 反射光特性的测定 7.4 食品光学性质的应用?7.4.1 光透过特性的测定方法和应用?⑴ 测定装置 ⑵ 光密度差的求出与两种波长的选择 ⑶利用光密度比测定 ⑷透光测定法在食品品质评价上的应用 7.4.2 光反射特性的测定方法和应用 7.4.3 积分球测定技术⑴积分球及其测定基本原理 7.4.4 延迟发光现象的利用 7.4.5 食品近红外测定的原理和应用 ⑴近红外法的原理和定量方法 ⑵光谱的特殊处理 ⑶测定仪器 ⑷ 近红外测定的应用 7.4.6 光学测定在食品中的应用实例 The end 图7一12是两种不同成熟度的番茄反射率曲线。选550nm波长为参照波长,它对反射率变化是不敏感的,另一个波长选作670nm,它是叶绿素吸收带,对成熟度是比较敏感的。于是,红番茄的△R(550一670nm)为正,而绿番茄的△R为负,这样就可将成熟和不成熟番茄完全分开。单用670nm波长的反射率值是无法将两种番茄有效地分开的。 绿番茄 红番茄 图7一12 图7一13为马铃薯、土块和石块的反射率曲一线。用不同波长的光照射马铃薯、土块和石块发现,马铃薯在波长600~1300nm的反射率Rλ1比土块和石块大,而马铃薯在波长1500 ~ 2400nm时的反射率Rλ2比土块和石块小。因此,在该波长范围内马铃薯的Rλ1/Rλ2的值始终比土块和石块大。利用这个特性即有可能从土块和石块中把马铃薯分离出来。 图7一13 大米色选机的基本原理是利用物料的反射光量差异进行品质检测,并利用电磁排料器去除异色粒或杂质。 色选机主要由原料供给、光电检测系统、信息处理、分选等部分组成。其中,光电系统是核心,目前有单色光检测系统、双色光检测系统和三色光检测系统。 目前的色选机已利用数字图象技术、近红外技术等能有效地实现将不合格产品除去的目的。 色选机的基本原理如下图所示。 积分球通常是由两个半球组成,内涂层喷涂好以后,再用法兰把两个半球连接起来,构成积分球的主体,再由支架支撑起来,就是一个完整的积分球。 积分球上通常开有入光孔、样品孔和接收孔,有的还配有样品架、镜片架、孔塞,光阱、光栏、囱口配接器以及标准白标等积分球附件,以满足各种光学测量的要求。 积分球基本原理: 积分球又称为光通球,是一个中空的完整球壳。内壁涂白色漫反射层,且球内壁各点漫射均匀。光源S在球壁上任意一点B上产生的光照度是由多次反射光产生的光照度叠加而成的。由积分学原理可得,球面上任意一点B的光照度E为: 公式(1)中,E1为光源S直接照在B点上的光照度,E1的大小不仅与B点的位置有关,也与光源在球内的位置有关。如果在光源S和B点间放一挡屏,挡去直接射向B点的光,则E1=0,因而在B点的光照度为: (1) (2) 公式(2)中,R为积分球半径、ρ为积分球内壁反射率。R和ρ均为常数,因此在球壁上任意位置的光照度E(挡去直接光照后)与灯的光通量Φ成正比。通过测量球壁窗口上的光照度E,就可求出光源的光通量Φ。 由于积分球内表面具有超高反射和散射的特性,积分球可获得各种不同的应用。 在食品的检测中,一般是采用下图三测定原理的积分球。把一平行光束从积分球的一孔入射,射到安置在正对面球壁的试样上,即可测得试样的反射系数、散射系数和荧光系数等,从而计算出相关的成分含量、产品质量指标等。 一台简单的积分球测试系统 ? 延迟发光(DLE)具有暗期恢复(dark recovery)、光饱和以及感温性等特点。常用于含叶绿素的果蔬类食品检测。利用延迟发光特性对果蔬进行分选具有以下优点。 (1)选择光源的范围大,因此装置简单(注意:在625一725nm的光激发作用较强); (2)照射和测定L)LE的时刻可在不同场所进行,对于机械的设计带来方便; (3)除光电管外,不需要其他光学元件,装置比较简单; (4)没有一般透光测定时,荧光带来的影响误差。荧光给D带来的误差有时高达2
显示全部