目錄
前言
第1章　緒論 1
1.1　食品智能化加工技術(shù)概述 1
1.1.1　食品智能化加工技術(shù)內(nèi)涵 2
1.1.2　食品智能化加工技術(shù)的發(fā)展歷程 2
1.1.3　食品智能化加工監(jiān)測及過程控制的意義 3
1.2　食品加工過程主要智能監(jiān)測技術(shù)概述 3
1.2.1　食品加工過程外觀指標智能監(jiān)測技術(shù) 4
1.2.2　食品加工過程內(nèi)部成分智能監(jiān)測技術(shù) 5
1.2.3　食品加工過程風味特征智能監(jiān)測技術(shù) 7
1.2.4　食品加工過程多傳感器信息融合監(jiān)測技術(shù) 7
1.2.5　食品加工過程參數(shù)智能監(jiān)測技術(shù) 8
1.3　食品加工過程智能控制技術(shù) 8
1.3.1　集散控制系統(tǒng)（DCS） 9
1.3.2　PLC控制系統(tǒng) 11
1.3.3　人工智能與現(xiàn)代控制系統(tǒng) 12
1.4　食品加工過程智能化監(jiān)測與控制未來趨勢 13
第2章　食品加工過程外觀指標智能監(jiān)測技術(shù) 16
2.1　食品加工過程外觀指標智能監(jiān)測概述 16
2.1.1　食品加工過程外觀指標基本特征 16
2.1.2　食品加工過程外觀指標智能監(jiān)測原理 18
2.1.3　食品加工過程常用外觀指標智能監(jiān)測技術(shù) 23
2.2　食品加工過程外觀指標監(jiān)測系統(tǒng)與設備 30
2.2.1　光源 30
2.2.2　鏡頭 31
2.2.3　主要平面檢測器/攝像機 32
2.2.4　圖像采集卡 34
2.2.5　波長色散裝置 35
2.3　食品加工過程外觀圖像信號處理的方法 37
2.3.1　圖像預處理技術(shù) 38
2.3.2　圖像分割技術(shù) 39
2.4　數(shù)字圖像的特征分析 41
2.4.1　尺寸 41
2.4.2　形狀 42
2.4.3　顏色 42
2.4.4　紋理 44
2.5　食品加工過程外觀指標監(jiān)測應用 47
2.5.1　肉類食品加工過程外觀指標監(jiān)測 47
2.5.2　生鮮果蔬加工過程外觀指標監(jiān)測 54
第3章　食品加工過程內(nèi)部成分智能監(jiān)測技術(shù) 58
3.1　食品加工過程內(nèi)部成分智能監(jiān)測概述 58
3.1.1　食品加工過程內(nèi)部成分變化分布特征 58
3.1.2　食品加工過程內(nèi)部成分智能監(jiān)測原理 61
3.2　食品加工過程內(nèi)部成分光譜監(jiān)測系統(tǒng) 63
3.2.1　光譜儀的基本結(jié)構(gòu) 63
3.2.2　光譜儀的主要性能指標 64
3.2.3　光譜監(jiān)測處理流程 67
3.3　光譜數(shù)據(jù)處理方法 69
3.3.1　光譜數(shù)據(jù)的預處理 69
3.3.2　光譜數(shù)據(jù)壓縮及特征成分提取 72
3.3.3　光譜特征波長篩選 74
3.3.4　光譜數(shù)據(jù)數(shù)學模型建立 76
3.4　近紅外光譜在食品加工過程中的監(jiān)測應用 81
3.4.1　水果加工制品的品質(zhì)監(jiān)測 81
3.4.2　乳制品的品質(zhì)監(jiān)測 83
3.4.3　肉制品的品質(zhì)監(jiān)測 85
3.4.4　調(diào)味劑加工過程中的品質(zhì)監(jiān)測 86
3.4.5　食用油加工過程中的品質(zhì)監(jiān)測 87
3.4.6　谷物的品質(zhì)監(jiān)測 88
第4章　食品加工過程風味特征智能監(jiān)測技術(shù) 93
4.1　食品加工過程風味特征智能監(jiān)測概述 93
4.1.1　食品加工過程風味特征 93
4.1.2　食品加工過程中揮發(fā)性風味的形成 94
4.1.3　食品加工過程中滋味物質(zhì)的形成 95
4.1.4　食品加工過程風味特征智能監(jiān)測和評價 96
4.2　食品風味特征智能傳感監(jiān)測原理 96
4.2.1　電子嗅覺傳感監(jiān)測原理 96
4.2.2　電子味覺傳感監(jiān)測原理 97
4.3　食品風味特征智能傳感監(jiān)測系統(tǒng) 98
4.3.1　電子鼻系統(tǒng) 98
4.3.2　電子味覺系統(tǒng) 103
4.4　傳感信號的數(shù)據(jù)處理方法 105
4.4.1　傳感響應的數(shù)字化表達 105
4.4.2　傳感信號預處理方法 106
4.4.3　傳感信號特征提取方法 106
4.4.4　模式識別方法 107
4.5　智能傳感在食品加工過程風味特征監(jiān)測上的應用 110
4.5.1　電子鼻在綠茶殺青狀態(tài)在線監(jiān)測中的應用 110
4.5.2　電子鼻在酸辣肉干鹵制中的應用 111
4.5.3　電子鼻在咖啡加工過程控制中的應用 112
4.5.4　電子鼻在食醋釀造過程中的應用 112
4.5.5　電子鼻對果蔬干燥過程的在線監(jiān)測 113
4.5.6　電子舌在果酒發(fā)酵過程風味分析中的應用 114
4.5.7　電子舌在羅非魚雙菌可控發(fā)酵滋味研究中的應用 114
4.5.8　電子舌在黃瓜腌制滋味研究中的應用 115
4.5.9　電子舌在鱘魚發(fā)酵加工過程中風味變化的應用 116
第5章　食品加工過程多傳感器信息融合監(jiān)測技術(shù) 118
5.1　食品加工過程中物理化學反應 118
5.1.1　水分遷移 118
5.1.2　褐變反應 119
5.1.3　氧化反應 119
5.1.4　糖代謝反應 120
5.2　多傳感器信息融合監(jiān)測概述 121
5.2.1　多傳感器信息融合的一般概念 121
5.2.2　多傳感信息融合技術(shù)的原理和方法 122
5.3　多傳感器信息融合的數(shù)據(jù)處理 123
5.3.1　Bayes方法 123
5.3.2　D-S證據(jù)理論 124
5.3.3　D-S多傳感器交互感應信息提取分析法 126
5.4　多傳感器信息融合監(jiān)測技術(shù)在食品加工過程中的應用 127
5.4.1　茶葉加工過程多傳感器信息融合監(jiān)測 127
5.4.2　水果加工過程多傳感器信息融合監(jiān)測 130
5.4.3　乳制品加工過程多傳感器信息融合監(jiān)測 132
第6章　食品加工過程參數(shù)智能監(jiān)測技術(shù) 138
6.1　食品加工過程參數(shù)智能監(jiān)測技術(shù)與控制概述 138
6.1.1　食品加工過程參數(shù) 138
6.1.2　食品加工過程多參數(shù)耦合 139
6.1.3　食品加工過程的儀表性能指標 140
6.2　環(huán)境因子監(jiān)測指標 143
6.2.1　壓力 144
6.2.2　流量 145
6.2.3　溫度 146
6.2.4　濕度 146
6.2.5　pH 146
6.2.6　尾氣 147
6.3　食品加工過程參數(shù)智能監(jiān)測傳感器 148
6.3.1　壓力計 148
6.3.2　流量計 152
6.3.3　溫度傳感器 156
6.3.4　濕度傳感器 160
6.3.5　pH計 162
6.4　食品加工過程參數(shù)智能監(jiān)測與控制的應用 163
6.4.1　蘋果汁加工過程參數(shù)智能監(jiān)測 163
6.4.2　西式（鹽水）火腿加工過程參數(shù)智能監(jiān)測 164
6.4.3　葡萄果醋加工過程參數(shù)智能監(jiān)測 165
6.4.4　啤酒加工過程參數(shù)智能監(jiān)測 166
第7章　食品加工過程集散控制系統(tǒng) 168
7.1　食品加工過程DCS概述 168
7.1.1　集散控制系統(tǒng)的概念 168
7.1.2　集散控制系統(tǒng)的發(fā)展 169
7.1.3　食品加工過程DCS控制概述 171
7.2　DCS控制結(jié)構(gòu)與系統(tǒng) 171
7.2.1　集散控制系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu) 171
7.2.2　集散控制系統(tǒng)的特點 173
7.2.3　集散控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu) 174
7.2.4　集散控制系統(tǒng)的軟件體系 176
7.2.5　集散控制系統(tǒng)的操作與顯示畫面 177
7.3　食品加工過程DCS智能控制應用 184
7.3.1　基于DCS在CTN2000發(fā)酵控制系統(tǒng)中的應用 184
7.3.2　DCS在大米加工中的應用 186
7.3.3　DCS在小麥麩皮加工中的應用 187
7.3.4　DCS在火腿腸加工殺菌過程中的應用 188
第8章　食品加工過程PLC控制系統(tǒng) 190
8.1　食品加工過程PLC控制系統(tǒng)概述 190
8.1.1　PLC的產(chǎn)生與發(fā)展 190
8.1.2　PLC的技術(shù)特點 192
8.1.3　PLC的功能特征 194
8.1.4　食品加工生產(chǎn)中的PLC控制系統(tǒng) 195
8.2　PLC控制系統(tǒng)組成與工作原理 197
8.2.1　可編程控制器的分類 197
8.2.2　可編程控制器的編程語言和發(fā)展趨勢 199
8.2.3　可編程控制器的組成及工作原理 200
8.3　食品加工過程PLC控制系統(tǒng)智能控制應用 210
8.3.1　PLC控制系統(tǒng)在啤酒發(fā)酵系統(tǒng)中的應用 210
8.3.2　PLC控制系統(tǒng)在咸鴨蛋腌制中的應用 211
8.3.3　PLC控制系統(tǒng)在黃花菜烘干流水線中的應用 212
8.3.4　PLC控制系統(tǒng)在肉類加工過程中的應用 214
8.3.5　PLC控制系統(tǒng)在紅棗干制過程中的應用 214
第9章　食品加工過程智能控制方法 217
9.1　食品加工過程智能控制方法概述 217
9.1.1　人工經(jīng)驗控制 217
9.1.2　智能控制技術(shù)發(fā)展歷程 218
9.1.3　人工智能與控制 219
9.1.4　智能控制方法在食品加工中的應用 219
9.2　PID控制 220
9.2.1　PID控制的基本原理 220
9.2.2　PID控制規(guī)律 221
9.2.3　參數(shù)整定 223
9.3　模糊控制 224
9.3.1　模糊控制理論 224
9.3.2　模糊控制實現(xiàn)的過程與方法 225
9.3.3　模糊PID控制 227
9.3.4　模糊控制器的特點 228
9.4　神經(jīng)網(wǎng)絡控制 228
9.4.1　人工神經(jīng)網(wǎng)絡控制方法 228
9.4.2　人工神經(jīng)網(wǎng)絡控制基本理論 229
9.4.3　PID神經(jīng)網(wǎng)絡解耦原理 231
9.5　深度學習控制 232
9.5.1　深度學習原理 233
9.5.2　深度學習基本理論 233
9.5.3　深度學習模型種類 234
9.6　專家系統(tǒng) 237
9.6.1　專家系統(tǒng)定義 237
9.6.2　專家系統(tǒng)的類型劃分 237
9.6.3　專家系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu) 238
9.6.4　知識獲取 238
9.6.5　開發(fā)專家系統(tǒng)的基本要求 239
9.7　食品加工過程新型控制應用 240
9.7.1　果蔬食品膨化溫度控制 240
9.7.2　果汁飲品殺菌溫度控制 240
9.7.3　咸鴨蛋快速腌制溫度控制 241
9.7.4　方便面油炸鍋溫度控制 242
9.7.5　橄欖醬糊化過程智能控制 243
9.7.6　飲料裝瓶生產(chǎn)線智能控制 244
9.7.7　機器學習系統(tǒng)在食品加工中的應用 245
第10章　食品智能加工過程規(guī)范與案例 248
10.1　食品智能加工與控制規(guī)范 248
10.1.1　食品智能加工過程車間操作規(guī)范 248
10.1.2　衛(wèi)生標準操作程序 252
10.1.3　危害分析和關(guān)鍵控制點 257
10.2　食品智能加工過程案例 261
10.2.1　案例1　鐵觀音智能化加工案例 261
10.2.2　案例2　鎮(zhèn)江香醋智能化加工與控制案例 265
10.2.3　案例3　啤酒智能發(fā)酵工藝過程及溫度控制案例 268
10.2.4　案例4　黃酒智能釀造工藝及溫度控制案例 271
10.2.5　案例5　PLC控制系統(tǒng)在糧食烘干中的應用 274
10.2.6　案例6　PLC控制系統(tǒng)在小麥粉加工過程中的應用 276
10.2.7　案例7　大米智能倉儲自動化立體倉建設案例 278
10.2.8　案例8　食品企業(yè)質(zhì)量管理智控平臺數(shù)字化集成案例 281