Komputerowy system wizyjny do oceny topnienia lodów

Badania te mają na celu zaproponowanie procedury komputerowego systemu wizyjnego w celu zbadania jednej z najważniejszych cech lodów, jaką jest topnienie. Zwykle zachowanie topnienia jest badane za pomocą podejścia grawimetrycznego, dostarczającego informacji o początkowym czasie topnienia i szybkości topnienia. Jednak aspekt produktu podczas topienia jest również bardzo ważny, a ta metoda oblicza kilka wskaźników związanych z zachowaniem kształtu i wielkości lodów podczas topnienia.

Zaletą zastosowania komputerowego systemu wizyjnego w ocenie topnienia lodów jest zwiększona czułość wykrywania niewielkich zmian w porównaniu z metodą grawimetryczną oraz możliwość opracowania danych związanych z wyglądem produktu podczas topnienia. Zaproponowane tutaj podejście oparte na komputerowym systemie wizyjnym można łatwo zastosować do innych produktów spożywczych, dla których szybkość topnienia i wskaźnik zachowania kształtu są ważne, takich jak kąski i formy, takie jak mleko do ubijania, śmietana i albumina jaja. Może to prowadzić do lepszego zrozumienia mechanizmu topnienia, który jest związany z różnymi czynnikami.

Na początek wybierz przezroczyste kubki o stałej objętości i kształcie, z których każdy jest wyposażony w pokrywkę. Wytnij dwa paski papieru do pieczenia, każdy o szerokości około dwóch centymetrów. Za pomocą taśmy papierowej przymocuj te paski do ścianek kubka, formując je w poprzek na dole.

Napełnij kubek lodami za pomocą szpatułki. Po napełnieniu wygładź powierzchnię lodów szpatułką i zamknij kubek pokrywką. Przygotowaną próbkę należy przechowywać w temperaturze minus 30 stopni Celsjusza przez co najmniej 24 godziny, a następnie kondycjonować próbkę w temperaturze minus 16 stopni Celsjusza przez 24 godziny przed analizą.

Aby przeprowadzić próbę topnienia, ustaw szafkę termostatyczną na około 20 stopni Celsjusza. Umieść wagę cyfrową wewnątrz szafki. Podłącz wagę do komputera z oprogramowaniem, aby rejestrować masę w funkcji czasu.

Następnie umieść cylinder z podziałką na wadze i zresetuj wagę. Umieść wiszący lejek nad cylindrem, aby zebrać stopione lody. Ustaw aparat na statywie przed szafką, zapewniając najlepsze kadrowanie dla przykładowych zdjęć.

Następnie przygotuj metalową siatkę drucianą z odniesieniem do rozmiaru. Wyjmij kubek do lodów z zamrażarki i odłącz lody od ścianek kubka za pomocą szpatułki, trzymając przymocowany papier do pieczenia. Delikatnie umieść go na siatce drucianej.

Następnie usuń paski papieru do pieczenia. Umieść sitko z lodami na lejku wewnątrz szafki. Uchwyć początkowy obraz z otwartymi drzwiami szafy, w tym odniesienie do rozmiaru.

Rejestruj dane przez 90 minut i rób zdjęcia lodów co 15 minut. Korzystając z tego protokołu, przeprowadzono próby topnienia trzech próbek lodów wykonanych z różnych substancji słodzących, takich jak sacharoza, sachafilt i erytrytol. Podczas gdy wszystkie próbki wykazały dobre zachowanie kształtu po 90 minutach, najniższą szybkość topnienia zaobserwowano w przypadku lodów z erytrytolem.

Aby rozpocząć, pobierz do komputera obrazy topniejących lodów uchwycone przez konfigurację aparatu cyfrowego. Następnie w oprogramowaniu do analizy obrazu kliknij plik i otwórz, aby otworzyć obrazy lodów. Rozpocznij przetwarzanie pierwszego obrazu i kliknij edytuj i obróć, aby w razie potrzeby dostosować jego obrót.

Następnie powiększ odniesienie do rozmiaru i kliknij pomiar, następnie kalibrację, a następnie przestrzenny. Następnie kliknij obraz, aby skalibrować go przestrzennie. Przesuń skalę nad odniesieniem rozmiaru i skalibruj długość, aby przekonwertować piksele na milimetry.

Następnie kliknij edytuj nowy obszar zainteresowania i prostokątny, aby wybrać prostokątny obszar zainteresowania, który zawiera próbkę lodów, omijając krawędź ekranu z metalowej siatki drucianej. Przytnij ten obszar i przekonwertuj go na skalę szarości, klikając przycisk edycji, a następnie przekonwertuj na i wybierając opcję Skala szarości. Aby zastosować filtr o najlepszym dopasowaniu, kliknij Ulepsz, a następnie Wyrównaj i Najlepsze dopasowanie, aby automatycznie dostosować jasność i kontrast.

Następnie otwórz okno pomiaru i zliczania rozmiaru i ustaw parametry powierzchni, wysokości i szerokości pudełka. Wybierz pomiar ręczny w oknie liczenia rozmiaru i kliknij wybierz zakresy, aby ustawić wartości histogramu, aby podzielić jasny kształt lodów. Po zamknięciu okna segmentacji kliknij na count w oknie rozmiaru licznika w oprogramowaniu, aby zmierzyć parametry.

Wyświetl wyniki, klikając view i dane pomiarowe. Następnie kliknij plik i dane do schowka, aby skopiować te wyniki i wkleić je do arkusza kalkulacyjnego oprogramowania do zarządzania danymi. Aby ocenić wskaźnik topnienia, użyj tego równania na danych H i W przy różnych czasach topnienia, aby obliczyć wskaźnik zachowania kształtu.

Odnieś dane R i A w każdym punkcie czasowym do odpowiedniego indeksu w czasie zerowym i wykreśl te wyniki w czasie zgodnie z tymi równaniami. W przypadku analizy danych grawimetrycznych zapisz arkusz kalkulacyjny z wagą stopionej próbki na minutę. Pod koniec 90-minutowej próby topnienia otwórz ten arkusz kalkulacyjny w oprogramowaniu do zarządzania danymi, aby utworzyć krzywą topnienia pokazującą stopioną masę w czasie.

Wybierz dane z liniowej części krzywej topnienia, aby obliczyć linię regresji metodą najmniejszych kwadratów i współczynnik regresji. Nachylenie tej linii reprezentuje szybkość topnienia lodów w gramach na minutę. Oblicz czas rozpoczęcia topnienia jako punkt przecięcia X, gdzie Y wynosi zero.

Korzystając z tego protokołu, przeanalizowano zachowanie topnienia lodów wykonanych z różnymi substancjami słodzącymi, takimi jak sacharoza, sucromalt i erytrytol. Krzywe zachowania kształtu wykazały, że lody wykonane z sacharozy traciły swój kształt szybciej niż inne, podczas gdy lody wykonane z erytrytolem zachowywały swój kształt do końca badania. Podobnie, krzywe retencji obszarowej wykazały, że lody zawierające erytrytol wykazywały niższy wskaźnik topnienia w porównaniu z lodami z sachuramaltem i sacharozą.

Co więcej, analiza grawimetryczna wykazała, że lody zawierające erytrytol wykazały najwyższy czas topnienia i najniższy stopień topnienia spośród trzech próbek.