Estimation of "Denseness" of Tofu Microstructure by Simultaneous Triple-Wavelength Laser Light Scattering Measurement

通过同时三波长激光散射测量估计豆腐微观结构的“致密性”

基本信息

批准号：
22K20600
负责人：
斎藤嘉人
金额：
$ 1.83万
依托单位：
Niigata University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-08-31 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K20600/
关键词：
光多重散乱豆腐散乱微細構造画像解析

项目摘要

本研究では，豆腐製造における豆乳の凝固過程の非破壊計測，および完成した豆腐の物理的品質の客観的かつ非破壊的な計測を目指し，新たに「３波長同時入射型」のレーザ散乱による豆腐の微細構造の緻密さの非破壊推定に取り組むことを目的としている。拡散理論式を介した３波長の光学応答から微細構造の緻密さを推定し，凝固後の顕微鏡観察による定量値で検証を行うことを最終到達目標としている。令和4年度の研究進捗は下記のとおりである。[I]３波長同時入射型の散乱光学系の構築：試料の光散乱の強さを表す散乱係数を３波長で同時に計測できる光学系の構築を行った。使用した波長は，405 nm，520 nm，635 nmの３波長であり，これら波長の可視光レーザを光源に用い，斜め入射式の散乱光測定系を構築した。検出には可視領域に感度を持つカラーカメラを用い，RGBの各チャネルで観測される輝度値で各波長の散乱光の空間分布を検出できる光学系とした。現在，光散乱測定における標準品であるイントラリピッドを用い，線形性評価を行っている段階である。[II]凝固状態の異なる豆腐の基礎的な光学特性の検証：本研究の最終的な到達目標である，3波長の光学特性に基づく凝固状態の異なる豆腐の品質評価の実現可能性を探るため，吸収と散乱の2つの特性で代表される光学特性の変化を検証した。可視領域に比べ比較的透過率の高い近赤外分光法を用い，凝固度合いの異なる豆腐を対象に透過測定を用いた光学特性の評価を行った。その結果，凝固温度や凝固時間が増加するほど豆腐の透過率は減少する結果が得られた。得られた吸光度にから吸収と散乱の成分に切り分けたところ，散乱の増加が支配的であることが明らかとなった。この結果は，2022年12月に開催された国際学会であるThe XX CIGR World Congress 2022にて報告した。

这项研究的目的是非损坏测量豆腐生产过程中豆浆的凝固过程，并客观和非损害测量完整的豆腐的物理质量，目的是通过三波长同时发生类型的激光散射来估计豆腐良好结构的良好结构。最终目标是通过扩散理论方程从三个波长的光学响应估算微结构的密度，并使用固化后通过显微镜观察获得的定量值对其进行验证。 2022财政年度的研究进度如下。 [i]同时构造了三个波长的散射光学系统：构建了一个光学系统，该光学系统允许在三个波长下同时测量样品的光散射强度的散射系数。所使用的波长为三个波长：405 nm，520 nm和635 nm，这些波长的可见光激光器用作构造倾斜入射的散射光测量系统的光源。为了检测，使用对可见区域敏感的彩色摄像头，并使用每个RGB通道中观察到的亮度值在每个波长处检测到散射光的空间分布。当前，正在使用Intalipid（用于光散射测量的标准产品）进行线性评估。 [ii]验证具有不同固化状态的豆腐的基本光学特性：为了探索基于三个波长的光学特性，具有不同固化状态的豆腐评估的可行性，这项研究的最终目标是实现的，我们检查了两种特性的变化：吸收和散射。吸收和散射。与可见区域相比，使用近红外光谱法相对较高，我们使用具有不同固化水平的豆腐上的传输测量值评估了光学性能。结果，豆腐的渗透性随着凝血温度和时间的增加而降低。当将获得的吸收率分为吸收和散射成分时，揭示了散射的增加是主要的。结果在2022年12月举行的国际会议上举行了XX CIGR世界大会XX CIGR世界大会。