Портал Кыргызстан АКИ.KG Сводка Турмуш Тазабек Ц. Азия Аналитика Спорт Лимон Здоровье Культура Билим Репортер Бешбармакия Экология News
Калькулятор:

Индекс массы тела

Интеллектуальные технологии сушки продуктов с помощью искусственного интеллекта повышают качество продукции

13:49, 14 января 20251194

GoodFood – Сушка продуктов питания — распространенный процесс сохранения многих видов продуктов, включая фрукты и мясо. Однако сушка может изменить качество и питательную ценность продуктов. В последние годы исследователи разработали точные технологии, использующие оптические датчики и искусственный интеллект для более эффективной сушки. В новом исследовании Университета Иллинойса Урбана-Шампейн рассматриваются три новых интеллектуальных метода сушки, предоставляя практическую информацию для пищевой промышленности.

Исследователи провели обзор научной литературы о различных типах оборудования, в которых применяются прецизионные методы для повышения возможностей интеллектуальной сушки в пищевой промышленности. Они фокусируются на трех системах оптического зондирования — RGB-изображении с помощью компьютерного зрения, спектроскопии в ближней инфракрасной области (NIR) и гиперспектральной визуализации в ближней инфракрасной области (NIR-HSI) — обсуждая механизмы, применение, преимущества и ограничения каждой из них. Они также дают обзор стандартных промышленных методов сушки, таких как сублимационная, распылительная, микроволновая или сушка в горячей печи, которые можно комбинировать с методами точного мониторинга.

«Вы можете использовать каждый из трех датчиков отдельно или в комбинации. Выбор зависит от конкретной сушильной системы, ваших потребностей и экономической эффективности», - сказал ведущий автор Маркус Винисиус да Силва Феррейра, постдокторский научный сотрудник ABE.

RGB с компьютерным зрением использует обычную камеру, которая снимает видимый свет с цветовым спектром RGB. Она может предоставить информацию об особенностях поверхности, таких как размер, форма, цвет и дефекты, но не способна измерить содержание влаги. БИК-спектроскопия использует ближний инфракрасный свет для измерения поглощения различных длин волн, которые могут быть соотнесены с уникальными химическими и физическими характеристиками продукта, и может измерить внутренние качества, такие как содержание влаги. Однако БИК сканирует одну точку за раз. Это может сработать для одного продукта, например, яблочной дольки, по крайней мере, на начальном этапе: «Но по мере сушки материал будет уменьшаться и становиться неоднородным из-за растрескивания и изгиба. Если вы используете БИК на этом этапе и сканируете только одну точку, вы не сможете измерить скорость сушки».

NIR-HSI является наиболее полным из трех методов. Он сканирует всю поверхность продукта, поэтому предоставляет гораздо более точную информацию о скорости высыхания и других характеристиках, чем только БИК, поскольку извлекает трехмерную пространственную и спектральную информацию. Однако NIR-HSI также намного дороже двух других датчиков. Оборудование стоит в 10-20 раз дороже, чем БИК-датчики, и в 100 раз и более, чем RGB-камеры. Кроме того, требования к обслуживанию и вычислительной технике для HSI значительно выше, что еще больше увеличивает общую стоимость.

Все три методологии должны сочетаться с искусственным интеллектом и машинным обучением для обработки информации, а модели должны быть обучены для каждого конкретного приложения. Опять же, HSI требует большей вычислительной мощности, чем две другие системы, из-за большого объема собираемых данных.

Учены также разработали собственную систему сушки для проверки различных методов. Они построили конвективную тепловую печь и протестировали методы на сушке яблочных ломтиков. Сначала они объединили систему с RGB и NIR; позже они также протестировали систему NIR-HSI, результаты которой они планируют обсудить в предстоящей работе. «Для мониторинга в реальном времени объединение RGB-изображений, NIR-спектроскопических датчиков и NIR-HSI с искусственным интеллектом представляет собой преобразующее будущее для сушки продуктов питания. Интеграция этих технологий позволяет преодолеть ограничения традиционного мониторинга процесса сушки и расширить возможности мониторинга в реальном времени», - заключают авторы статьи.

Будущая разработка портативных, ручных устройств NIR-HSI позволит осуществлять непрерывный мониторинг сушильных систем, обеспечивая контроль качества в реальном времени в различных условиях эксплуатации, отмечают авторы.

×