本发明涉及肉制品加工,尤其涉及一种发酵肉制品成熟过程中水分、水活和质构分布变化的预测方法和装置。
背景技术:
1、发酵香肠是一种干燥、发酵的、耐储存的即食肉制品。发酵香肠的一般加工步骤包括瘦肉和脂肪组织的斩拌,添加香料、盐和亚硝酸盐,发酵(通常1~2 天)和干燥(10天~3个月),其干燥和成熟程度是减少水分活度(aw)来稳定产品质量,并促进感官特征发展的关键因素。
2、相关技术中,发酵香肠质量、安全和食用感官品质受到多种因素的影响,十分复杂,且生产周期长、材料和人工成本高,给研究建立产品品质调控技术和新产品研发带来了极大困难。因此,如何准确的预测发酵肉制品成熟过程中水分等理化指标,从而有效的提升产品研发效率并实现发酵肉制品的智能制造,是本领域亟需解决的技术问题。
技术实现思路
1、针对现有技术中的问题,本发明实施例提供一种发酵肉制品成熟过程中水分、水活和质构分布变化的预测方法和装置。
2、具体地,本发明实施例提供了以下技术方案:
3、第一方面,本发明实施例提供了一种发酵肉制品成熟过程中水分、水活和质构分布变化的预测方法,包括:
4、构建发酵肉制品成熟过程中的多物理场数学模型;所述多物理场数学模型用于表征发酵肉制品成熟过程中流体、固体以及流体和固体耦合的物理现象;
5、根据所述多物理场数学模型,建立发酵肉制品成熟过程中的物理模型;
6、基于发酵肉制品成熟过程中的环境信息,通过所述物理模型预测发酵肉制品成熟过程中各项理化指标的变化情况。
7、进一步地,所述构建发酵肉制品成熟过程中的多物理场数学模型,包括:
8、构建发酵肉制品对应的空气热湿传递模型;
9、构建发酵肉制品内部热量传导模型;
10、构建发酵肉制品内部水分扩散模型;
11、构建发酵肉制品质构变化模型;
12、构建空气和发酵肉制品之间的热通量模型;
13、构建空气和发酵肉制品之间的质量通量模型;
14、根据所述空气热湿传递模型、发酵肉制品内部热量传导模型、发酵肉制品内部水分扩散模型、发酵肉制品质构变化模型、热通量模型和质量通量模型,得到所述多物理场数学模型。
15、进一步地,所述构建发酵肉制品内部热量传导模型,包括:
16、根据发酵肉制品的温度、发酵肉制品导热系数、发酵肉制品密度和发酵肉制品比热容,构建发酵肉制品内部热量传导模型。
17、进一步地,所述构建发酵肉制品内部水分扩散模型,包括:
18、根据发酵肉制品水分浓度和发酵肉制品水分扩散系数,构建发酵肉制品内部水分扩散模型。
19、进一步地,所述构建发酵肉制品质构变化模型,包括:
20、根据发酵肉制品干基含水率,构建发酵肉制品质构变化模型。
21、进一步地,所述构建空气和发酵肉制品之间的质量通量模型,包括:
22、根据发酵肉制品周边空气中的饱和水蒸气压力、发酵肉制品表面的水分活度和质量传质系数,构建空气和发酵肉制品之间的质量通量模型。
23、进一步地,所述质量传质系数如下:
24、
25、其中,表示质量传质系数,表示发酵肉制品周边空气速度。
26、进一步地,所述构建空气和发酵肉制品之间的热通量模型,包括:
27、根据水的蒸发潜热、发酵肉制品周边的空气温度、发酵肉制品的表面温度和传热系数,构建空气和发酵肉制品之间的热通量模型。
28、进一步地,所述传热系数如下:
29、
30、其中,h表示传热系数,表示发酵肉制品周边空气速度。
31、第二方面,本发明实施例还提供了一种发酵肉制品成熟过程中水分、水活和质构分布变化的预测装置,包括:
32、构建模块,用于构建发酵肉制品成熟过程中的多物理场数学模型;所述多物理场数学模型用于表征发酵肉制品成熟过程中流体、固体以及流体和固体耦合的物理现象;
33、建立模块,用于根据所述多物理场数学模型,建立发酵肉制品成熟过程中的物理模型;
34、预测模块,用于基于发酵肉制品成熟过程中的环境信息,通过所述物理模型预测发酵肉制品成熟过程中各项理化指标的变化情况。
35、第三方面,本发明实施例还提供了一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序时实现如第一方面所述发酵肉制品成熟过程中水分、水活和质构分布变化的预测方法的步骤。
36、第四方面,本发明实施例还提供了一种非暂态计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所述发酵肉制品成熟过程中水分、水活和质构分布变化的预测方法的步骤。
37、第五方面,本发明实施例还提供了一种计算机程序产品,包括计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所述发酵肉制品成熟过程中水分、水活和质构分布变化的预测方法的步骤。
38、本发明实施例提供的发酵肉制品成熟过程中水分、水活和质构分布变化的预测方法和装置,通过构建发酵肉制品成熟过程中的多物理场数学模型,从而实现了通过数学模型对发酵肉制品成熟过程中对应的水分迁移、热湿传递等物理现象的准确描述;进一步根据多物理场数学模型,建立发酵肉制品成熟过程中的物理模型,也就实现了对发酵肉制品成熟过程中的真实物理现象的仿真;最后基于发酵肉制品成熟过程中的环境信息和发酵肉制品成熟过程中的物理模型也就可以准确地预测发酵肉制品成熟过程中各项理化指标的变化情况,避免多种场景试验平台的搭建,并为发酵肉制品的智能制造技术构建打下基础,进而也就可以有效地大幅提升试验和产品的研发效率。
1.一种发酵肉制品成熟过程中水分、水活和质构分布变化的预测方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的发酵肉制品成熟过程中水分、水活和质构分布变化的预测方法,其特征在于,所述构建发酵肉制品成熟过程中的多物理场数学模型,包括:
3.根据权利要求2所述的发酵肉制品成熟过程中水分、水活和质构分布变化的预测方法,其特征在于,所述构建发酵肉制品内部热量传导模型,包括:
4.根据权利要求2所述的发酵肉制品成熟过程中水分、水活和质构分布变化的预测方法,其特征在于,所述构建发酵肉制品内部水分扩散模型,包括:
5.根据权利要求2所述的发酵肉制品成熟过程中水分、水活和质构分布变化的预测方法,其特征在于,所述构建发酵肉制品质构变化模型,包括:
6.根据权利要求2所述的发酵肉制品成熟过程中水分、水活和质构分布变化的预测方法,其特征在于,所述构建空气和发酵肉制品之间的质量通量模型,包括:
7.根据权利要求6所述的发酵肉制品成熟过程中水分、水活和质构分布变化的预测方法,其特征在于,所述质量传质系数如下:
8.根据权利要求2-7任一项所述的发酵肉制品成熟过程中水分、水活和质构分布变化的预测方法,其特征在于,所述构建空气和发酵肉制品之间的热通量模型,包括:
9.根据权利要求8所述的发酵肉制品成熟过程中水分、水活和质构分布变化的预测方法,其特征在于,所述传热系数如下:
10.一种发酵肉制品成熟过程中水分、水活和质构分布变化的预测装置,其特征在于,包括: