牛乳大分子檢測(cè)系統(tǒng)與建模.pdf

1、乳制品的安全問題越來越多，牛乳是乳制品的重要來源，精確地檢測(cè)牛乳中主要成分的含量已引起更廣泛地關(guān)注，其主要是對(duì)脂肪和蛋白質(zhì)這兩種牛乳大分子含量的檢測(cè)。牛乳中生物大分子濃度檢測(cè)最普遍的方法是化學(xué)分析方法，但存在著檢測(cè)周期長(zhǎng)，難以快速檢測(cè)的問題。物理方法能夠解決這一問題，但較成熟的超聲波和光譜分析法等存在一個(gè)共性問題，即發(fā)射源的穩(wěn)定性和檢測(cè)精度問題，從理論上上述方法須對(duì)儀器一樣一校，故從方法和原理上，這幾種物理方法難以達(dá)到長(zhǎng)期的高準(zhǔn)確度檢測(cè)

2、。 本文利用激光散透比為檢測(cè)方法，即在光的透射方向上的光強(qiáng)Is和與透射方向垂直方向上的散射光光強(qiáng)It，用它們的比值來表征測(cè)試牛乳蛋白質(zhì)和脂肪含量的光學(xué)參量。該方法較好地解決了發(fā)射源的穩(wěn)定性問題，即發(fā)射源的光強(qiáng)在一定范圍內(nèi)波動(dòng)可有效地利用透射光強(qiáng)與散射光強(qiáng)的比值來加以消除，同時(shí)還達(dá)到檢測(cè)成分的目的。 本文主要圍繞散透比的檢測(cè)方法做了分析討論，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一個(gè)檢測(cè)牛乳中蛋白質(zhì)和脂肪含量的檢測(cè)裝置，首先研究了牛乳脂肪和蛋白

3、質(zhì)的透射特性與散射特性，在此基礎(chǔ)上進(jìn)而研究了牛乳脂肪和蛋白質(zhì)與散透比之間的關(guān)系：從而以激光散透比為檢測(cè)方法的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)了牛乳成分檢測(cè)系統(tǒng)，其主要包括系統(tǒng)電源單元、進(jìn)樣出樣系統(tǒng)、光強(qiáng)檢測(cè)單元、A/D轉(zhuǎn)換單元和顯示單元。最后在實(shí)驗(yàn)過程中，考慮了溫度和壓力對(duì)系統(tǒng)的影響。利用MATLAB擬合工具，分別對(duì)脂肪、蛋白質(zhì)與散透比建立了5種關(guān)系模型：二元曲線模型、三元曲線模型、高斯模型、指數(shù)模型和冪函數(shù)模型，在比較其模型精度的基礎(chǔ)上選擇了三元曲線模型，作