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冷凍食品の非破壊品質計測・感性変換モデルに基づく冷解凍操作最適化システムの開発

基于冷冻食品无损质量测量和灵敏度转换模型的冻融操作优化系统开发

基本信息

批准号：
04J11108
负责人：
上野茂昭
金额：
$ 0.64万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、先ず種々の冷却速度で凍結したゼラチンゲルと寒天ゲルを試料とし、凍結試料内に形成される氷結晶構造を、マイクロスライサ画像処理システムにより氷結晶性状を示すパラメータとして等価円直径、粒界線密度および数密度を定量的に計測し、凍結条件と3次元的氷結晶形態の関係を明らかにした。次に氷結晶性状の異なる試料に対して誘電スペクトルを測定し、デバイ型緩和モデル式に導電率を考慮したモデル式のパラメータである、緩和時間、直流成分の導電率および有効誘電率を調べた。その結果、直流成分の導電率および有効誘電率は、氷結晶等価円直径が増大するほど減少し、氷結晶粒界線密度および数密度が増大するほど増大することが明らかとなった。ただし、直流成分の導電率は、氷結晶サイズが小さくならないと、その差が顕在化しない傾向が明らかとなった。一方、有効誘電率は氷結晶構造の差異に比較的敏感であり、氷結晶サイズが大きい場合でも比誘電率で10〜20程度も差があり、構造の違いが検出できることが明らかになった。誘電特性の計測を理論的に検証するために、氷結晶断面画像および実際の氷結晶を単純化したモデルに静電場の数値解析を適用し静電容量および有効誘電率を算出した。静電場の数値解析の結果、氷結晶等価円直径が小さいほど、有効誘電率が大きな値を示すことが確認された。また、有効誘電率は、氷結晶の粒界と電場のなす角度の影響を強く受けていることが明らかとなった。以上のように、誘電特性の実測値および数値解析結果から、氷結晶サイズが小さいほど有効誘電率は大きくなることが明らかとなり、マイクロスライサ画像処理システムによる氷結晶画像解析およびインピーダンスメータによる誘電特性の計測とその静電場の数値解析により、凍結試料内に形成される氷結晶性状を非破壊的に計測できる可能性を示した。

In this study, the relationship between the cooling rate, freezing temperature, freezing temperature and the crystal morphology of the frozen sample and the crystal morphology of the frozen sample was studied quantitatively. The second is the measurement of the sample's crystalline properties, the type of relaxation, the conductivity, the relaxation time, the conductivity of the DC component, and the conductivity of the sample. As a result, the conductivity of the DC component increases, the dielectric constant decreases, the crystal grain diameter increases, and the crystal grain boundary density increases. The conductivity of DC component is small, and the difference between them tends to be small. In one case, there is a sensitivity to the difference between the permittivity and the crystal structure. In the case of large crystal structure, the specific permittivity is 10 ~ 20 degrees. In the case of structure, the difference is 10 ~ 20 degrees. Measurement of Electrostatic Properties Calculation of Electrostatic Capacities The results of electrostatic field analysis, crystal diameter, etc. are small and large. There is a strong influence on the electric field angle of the crystal. The results of numerical analysis of the measured values of the inductive characteristics of the crystals and the measured values of the inductive characteristics of the crystals and the electrostatic field are analyzed. The possibility of crystal formation in frozen samples is shown in the measurement of non-destructive properties.