ترجمه تصاویر دیجیتال برای نظارت بر رنگ دانه قهوه در طول بو دادن در یک بستر جهنده

توضیحات

 عنوان فارسی: مدل عصبی-فازی بر اساس تصاویر دیجیتال برای نظارت بر رنگ دانه قهوه در طول بو دادن در یک بستر جهنده

عنوان انگلیسی مقاله ترجمه شده:

Neuro-fuzzy model based on digital images for the monitoring of coffee bean color during roasting in a spouted bed

چکیده
یک سیستم استنتاج فازی مبتنی بر تطبیق شبکه در تجزیه و تحلیل تصویر رنگی برای تخمین زدن رطوبت دانه قهوه در طول بو دادن در یک بستر جهنده مورد استفاده قرار گرفت. مدل عصبی فازی، تغییرات رطوبت دانه را به صورت تابعی از روشنایی (L*) ، شاخص قهوه ای(BI) و فاصله با استاندارد (EΔ) شرح داده است. یک دستگاه ضبط تصویر برای نظارت بر تنوع رنگ در فضا L*A*B* برای نمونه هایی که با دمای بالا از راکتور گرفته شده اند، طراحی شده است. مدل ارائه شده متشکل از سه مجموعه فازی از نوع گاوسی بر اساس روش تفکیک پخش است. مدل عصبی فازی با الگوریتم یادگیری پس انتشار خطا با استفاده از اندازه گیری آزمایشی در سه سطح دمای هوا (400،450 و 500 درجه سانتی گراد) آموزش دیده شد. عملکرد مدل عصبی فازی نتایج بهتری نسبت به روشهای مرسوم برای بدست آوردن یک ضریب تشخیص< 98/0، ریشه میانگین مربعات خطا> 002/0 و یک معیار اطلاعات اصلاح شده>Schwarz–Rissanen 0 ارائه می کند. سادگی مدل و مقاوم بودن آن در برابرتغییرات در متغیرهای ورودی آن را برای نظارت بر روی پروسه بو دادن مناسب کرده است.

1-مقدمه

دانه های به دست آمده از قهوه پایه و قهوه بو داده شده یکی از پرمصرف ترین نوشیدنی ها در سراسر جهان هستند و به عنوان دومین کالای با ارزش تنها بعد از نفت در نظر گرفته می شوند (بایی، پارک، ایم و سانگ، 2014). تخمین زده شده که در طول سال 2015/2016 تولید کل قهوه توسط کلیه کشورهای صادرکننده به 2/152 میلیون به صورت کیسه های 60 کیلوگرمی (USDA،2015) می رسد. مصرف متوسط این نوشیدنی منجر به کاهش بیماری های مزمن مانند دیابت نوع 2، بیماری پارکینسون و بیماری کبد می شود (هیگدان و فری، 2006).

خشک کردن و بو دادن دو فرایند مهم مربوط به قهوه است .رطوبت باعث ترویج آلودگی قارچی در قهوه سبز می شود که در طعم و بوی نهایی محصول اثر دارد (فائو،2006(. این  کمتر محتمل است که یک میکروارگانیسم مثل قارچ در محیطهایی با میزان آب کمتر رشد کند و مواد سمی تولید کند؛ در نتیجه دانه برای زمان طولانی تر حفظ می شود.  بنابراین، خشک کردن یک روش مناسب به منظور کاهش رطوبت از قهوه سبز برداشت شده است. برای این منظور از خورشید و خشک کن مکانیکی استفاده می شود (قوش و ونکاتاچالاپاتی، 2014). بو دادن دومین پروسه مرتبط است که  در آن قهوه ویژگی های ارگانولپتیک خود را به دست می آورد. خشک کردن نیز نخستین گام در بو دادن است، در این مرحله قهوه مقدارزیادی آب از دست می دهد. بعد در طول بو دادن و یا پیرلیز فاز دما تا 260 درجه سانتی گراد افزایش می یابد. که در این مرحله قهوه مشخصه عطر و طمع خود را توسط واکنش های شیمیایی متنوع تولید می کند(کاردلی و بوفا، 2004). در نهایت، خنک کننده سریع برای متوقف کردن واکنش لازم است. در پایان فرآیند بو دادن، دانه ها تقریبا 90٪ از  رطوبت اولیه خود را از دست می دهند(باگنستوس، پویسان، کاگی، پرن و ایچر, 2008).

از سوی دیگر در بو دادن، درجه حرارت منتقل شده به دانه قهوه اثر مستقیم بر روی محصول نهایی دارد به طوری که نیاز است، این پارامتر بررسی و کنترل شود.. با این حال، کیفیت قهوه بو داده شده حاصل از کاهش رطوبت، چگالی، pH  محلول، ترکیب گاز، حجم، پاپ دانه و شکل، اجزای فرار تولید شده و تغییر رنگ در طول فرآینداست(بوتازی، فارینا، میلانی و مونتورسی، 2012). تنوع کافی اغلب می تواند در قهوه بو داده شده یافت شود، که ممکن است تنوع در مواد خام باعث آن شود( هرناندز، هید، ایرلس، وادویناس و ترایسترام، 2007؛ ,سورا، بوچار، ندوموا، 2012). علاوه بر این، بسیاری از عیوب کیفیت قهوه توسط کنترل ناکافی در فرآیند خشک کردن (نایدو و مورتی، 2012) ایجاد می شود. این می تواند به دلیل عدم قطعیت در شرایط عملیاتی باشد؛ از زمانی که این فرایند تجربی کنترل می شود. علت دیگر دینامیک به شدت غیر خطی حاضر در فرآیندهای غذایی (پروت و همکاران، 2006)، و دانش کم از پدیده ایجاد شده داخل روستر است. علاوه بر این، بو دادن ناکافی قهوه می تواند ترکیبات سرطان زا ، مانند هیدروکربن های آروماتیک چند حلقه تولید کند (ارچیو، کیائوتی وکولاتا ،2009).

اندازه گیری روی خط پارامترهایی که کیفیت قهوه بوداده را تعیین می کنند، کاملا سخت است. با این وجود، یکی از راحت ترین پارامترها برای تعیین درجه بو دادن، رنگ است. رنگ دانه به دمای بو دادن نهایی بستگی دارد( بوفا و کاردلی-فریر، 2004)، دمای بالاتر، قهوه تیره تر ایجاد می کند، بنابراین رنگ می تواند برای تعریف نقطه پایان عملیات مورد استفاده قرار گیرد. تغییر در رنگ عمدتا به علت تجزیه حرارتی و پیرولیز ترکیبات آلی همراه با تقطیر خشک است.  رابطه بین رنگ و برخی از مشخصه های ترکیبات تولید شده در طی بو دادن مورد مطالعه قرار گرفته است(گوکمن و انیوا، 2005). بینایی کامپیوتر در علوم و صنایع غذایی برای اندازه گیری تفاوت رنگ بصری استفاده می شود. توصیف با جزئیات برای تصویر محصولات غذایی نیاز به آگاه بودن از مقدار رنگ برای هر پیکسل دارد. با این حال، کالریمترهای تجاری مقدار رنگ را تنها در یک منطقه محدود به عنوان مثال CM²2 تعیین می کنند، بنابراین این اندازه گیری برای مواد ناهمگن مثل غذا نشان داده نمی شود (سگنینی، دجمک و اوسته، 1999). علاوه بر این تعیین رنگ در دمای سطح بالاتر از°C 80 ممکن نیست. گزارش شده است که روش های مبتنی بر رنگ در بو دادن با استفاده از روش های مرسوم، ثابت شده که غیر موثر هستند (الویرا، دوترا، آفنسو، فرز و فرانسا، 2001، ادزوان، الیاه و بونگ، 2015). از آنجا که دانه های قهوه بو داده شده به درجات مختلف می تواند یک میانگین متوسط ارائه دهد.

توجه:

• برای دانلود فایل word کامل ترجمه از گزینه افزودن به سبد خرید بالا استفاده فرمایید.
• لینک دانلود فایل بلافاصله پس از خرید بصورت اتوماتیک برای شما ایمیل می گردد.