食用油加热过程中有害物质的在线检测方法、装置及系统与流程

本发明涉及食品安全检测技术领域，尤其涉及一种食用油加热过程中有害物质的在线检测方法、一种食用油加热过程中有害物质的在线检测装置及包括食用油加热过程中有害物质的在线检测装置的食用油加热过程中有害物质的在线检测系统。

背景技术：

食用油作为烹调用油，在增加食物色香味的同时，也是人体能量、脂肪、必需脂肪酸、维生素e的重要来源。虽然油炸可以杀灭食品中的细菌、延长食品保存期、改善食品的风味、增强食品营养成分的消化性，但是油脂在长时间高温加热时会与空气中的氧气、水分等发生一系列化学和物理变化，生成游离脂肪酸、非皂化产物、环状化合物、二聚物、三聚物、多聚物以及烃、醛、酮、呋喃、羧酸类挥发性成分等。这些物质的产生不仅影响食物的口感，还会对人体细胞膜、蛋白质造成破坏，有的甚至会致癌，严重危害人的身体健康。

虽然国标gb7102.1-2003《食用植物油煎炸过程中的卫生标准》规定了食用植物油煎炸过程中的指标要求，也给出了相应指标的检测方法。然而使用国标方法进行检测存在很多缺点，如检测过程繁琐、时间长、对检测环境有较高的要求、滞后严重无法实时监测食品生产加工过程，这些缺点使得国标方法不能广泛应用于市场。

因此，如何能够实现食品加工过程中的快速检测成为亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种食用油加热过程中有害物质的在线检测方法、一种食用油加热过程中有害物质的在线检测装置及包括食用油加热过程中有害物质的在线检测装置的食用油加热过程中有害物质的在线检测系统，以解决现有技术中的问题。

作为本发明的第一个方面，提供一种食用油加热过程中有害物质的在线检测装置，其中，所述食用油加热过程中有害物质的在线检测装置包括：

检测模块，所述检测模块用于获取食用油加热过程中的品质指标并得到品质指标信号，其中所述品质指标包括温湿度、极性组分的含量以及气体成分和含量；

处理模块，所述处理模块用于根据所述品质指标信号判断所述品质指标是否符合指标要求；以及用于当所述品质指标不符合所述指标要求时，发出报警信号。

优选地，所述检测模块包括：

采集单元，所述采集单元用于实时采集食用油加热过程中的品质指标；

存储单元，所述存储单元用于存储所述品质指标；

处理单元，所述处理单元用于对所述品质指标进行处理得到品质指标信号。

优选地，所述采集单元包括：

温湿度传感器，所述温湿度传感器用于实时采集食用油加热过程中环境温度和环境湿度；

油烟传感器阵列，所述油烟传感器阵列用于实时采集食用油加热过程中的气体组分及各组分的含量；

叉指电容传感器，所述叉指电容传感器用于实时采集食用油加热过程中的极性组分。

优选地，所述检测模块包括：

ptc热电阻，所述ptc热电阻与所述叉指电容传感器连接，所述ptc热电阻用于监测食用油的油温是否满足检测要求；

电源单元，所述电源模块与所述处理单元连接，所述电源模块用于为所述检测模块的工作提供电源供应。

优选地，所述处理单元包括stm32处理器。

优选地，所述处理模块包括：

处理器，所述处理器与所述检测模块连接，所述处理器用于根据所述品质指标信号判断所述品质指标是否符合指标要求，以及用于当所述品质指标不符合所述指标要求时，发出报警信号，所述处理器包括am3352处理器；

usb接口，所述usb接口与所述处理器连接，用于提供数据传输的接口；

存储与扩展单元，所述存储与扩展单元与所述处理器连接，用于存储所述品质指标以及根据扩展需求对所述处理器的功能进行扩展；

电源控制单元，所述电源控制单元与所述处理器连接，用于为所述处理模块的工作提供电源供应。

作为本发明的第二个方面，提供一种食用油加热过程中有害物质的在线检测系统，其中，所述食用油加热过程中有害物质的在线检测系统包括前文所述的食用油加热过程中有害物质的在线检测装置、与所述食用油加热过程中有害物质的在线检测装置无线通信连接的上位机及与所述上位机连接的服务器，所述上位机用于向所述处理模块发送在线检测指令以及用于显示所述处理模块的处理结果；所述服务器用于存储所述处理模块的处理结果。

作为本发明的第三个方面，提供一种食用油加热过程中有害物质的在线检测方法，其中，所述食用油加热过程中有害物质的在线检测方法包括：

获取食用油加热过程中的品质指标并得到品质指标信号，其中所述品质指标包括温湿度、极性组分的含量以及气体成分和含量；

根据所述品质指标信号判断所述品质指标是否符合指标要求；

当所述品质指标不符合所述指标要求时，发出报警信号。

优选地，所述获取食用油加热过程中的品质指标并得到品质指标信号的步骤包括：

实时采集食用油加热过程中的品质指标；

存储所述品质指标；

对所述品质指标进行处理得到品质指标信号。

优选地，所述根据所述品质指标信号判断所述品质指标是否符合指标要求的步骤包括：

根据所述品质指标信号分别判断所述温湿度是否在指标规定的范围内，判断所述极性组分的含量是否在指标规定的范围内以及判断所述气体成分中油烟气体的含量是否在指标规定的范围内。

本发明提供的食用油加热过程中有害物质的在线检测装置，通过对食用油加热过程中的品质指标进行检测，并将检测后的品质指标信号通过处理模块进行处理以判断该食用油是否符合指标要求，当不符合指标要求时，并发出报警信号，通过该食用油加热过程中有害物质的在线检测装置实现了对食用油加热过程中的检测，获得检测结果并及时反馈，从而实现对食品加工过程的快速检测，避免了一些不符合指标要求的食品流向市场。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明提供的食用油加热过程中有害物质的在线检测装置的结构框图。

图2为本发明提供的检测模块的一种实施方式的结构框图。

图3为本发明提供的检测模块的另一种实施方式的结构框图。

图4为本发明提供的处理模块的结构框图。

图5为本发明提供的食用油加热过程中有害物质的在线检测装置的工作过程示意图。

图6为本发明提供的食用油加热过程中有害物质的在线检测系统的结构示意图。

图7为本发明提供的食用油加热过程中有害物质的在线检测方法的流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

作为本发明的第一个方面，提供一种食用油加热过程中有害物质的在线检测装置，其中，如图1所示，所述食用油加热过程中有害物质的在线检测装置10包括：

检测模块110，所述检测模块110用于获取食用油加热过程中的品质指标并得到品质指标信号，其中所述品质指标包括温湿度、极性组分的含量以及气体成分和含量；

处理模块120，所述处理模块120用于根据所述品质指标信号判断所述品质指标是否符合指标要求；以及用于当所述品质指标不符合所述指标要求时，发出报警信号。

本发明提供的食用油加热过程中有害物质的在线检测装置，通过对食用油加热过程中的品质指标进行检测，并将检测后的品质指标信号通过处理模块进行处理以判断该食用油是否符合指标要求，当不符合指标要求时，并发出报警信号，通过该食用油加热过程中有害物质的在线检测装置实现了对食用油加热过程中的检测，获得检测结果并及时反馈，从而实现对食品加工过程的快速检测，避免了一些不符合指标要求的食品流向市场。

作为一种具体地实施方式，为了实现所述检测模块110的检测功能，如图2所示，所述检测模块110包括：

采集单元111，所述采集单元111用于实时采集食用油加热过程中的品质指标；

存储单元112，所述存储单元112用于存储所述品质指标；

处理单元113，所述处理单元113用于对所述品质指标进行处理得到品质指标信号。

进一步地，为了实现所述采集单元111的采集功能，所述采集单元111包括：

温湿度传感器，所述温湿度传感器用于实时采集食用油加热过程中环境温度和环境湿度；

油烟传感器阵列，所述油烟传感器阵列用于实时采集食用油加热过程中的气体组分及各组分的含量；

叉指电容传感器，所述叉指电容传感器用于实时采集食用油加热过程中的极性组分。

可以理解的是，为了实现所述检测模块110的检测功能，如图3所示，所述检测模块110包括：

ptc热电阻114，所述ptc热电阻114与所述叉指电容传感器连接，所述ptc热电阻用于监测食用油的油温是否满足检测要求；

电源单元115，所述电源模块115与所述处理单元113连接，所述电源模块用于为所述检测模块的工作提供电源供应。

具体地，所述温湿度传感器能够测量环境温度和环境湿度，其中，所述温度湿传感器的测量范围为温度-40~80℃、湿度0~99.9%，测量精度中温度为0.1℃，湿度为3%；所述油烟传感器阵列能够测量食用油加热过程中的气体组分，并经过处理后得到各组分的含量，所述油烟传感器阵列的测量范围为0~30ppm；所述叉指电容传感器能够测量食用油加热过程中的极性组分，其中所述叉指电容传感器的测量范围为0~50%，分辨率±0.1%；所述ptc热电阻的测量范围为0~200℃，测量精度±0.1℃。

需要说明的是，当食用油长时间进行加热时，油的总介电常数随油中极性组分含量的增加而增加，叉指式电容器输出电容随之变化。

优选地，所述处理单元包括stm32处理器。该stm32处理器基于高性能的arm内核，主频72mhz，集成多路uart，通过rs485接口芯片可用于rs485通信，以发送传感器采集到的数据到处理模块。

可以理解的是，由于食用油在加热过程中的温度很高，远高于传感器的正常工作温度，所以传感器系统不宜与煎炸油直接接触。在检测样品进入所述采集单元前，应对其进行降温处理。降温处理后的样品先经过所述叉指式电容传感器，当煎炸油里的极性组分增多时，介电常数就会变大，所述叉指式电容传感器所测得的电容值就会变大。电容值信号经过滤波、放大、整流等处理后传给所述stm32处理器。所述油烟传感器阵列由一组检测不同气体的传感器组成，用于检测油烟中不同气体的含量，通过气体传感器采集和分析油烟的成分和含量，最后将测量值传输至所述stm32处理器。所述温湿度传感器主要用来检测环境温度和湿度对煎炸油品质的影响。三种不同传感器测得的数据汇总在所述stm32处理器中，由所述stm32处理器传送给所述处理模块。

应当理解的是，在检测样品进入所述采集单元前，应对其进行降温处理，而对于温度是否降到合适范围，可以由与所述叉指电容传感器连接的所述ptc热电阻检测，当检测样品的温度过高时，由于ptc热电阻是正温度系数的热敏电阻，其电阻值随着温度升高几乎是呈阶跃式的增高，所以能够断开所述叉指电容传感器，从而起到保护叉指电容传感器的作用。

所述检测模块110检测到的品质指标信号到达所述处理模块120，具体地，如图4所示，所述处理模块120包括：

处理器121，所述处理器121与所述检测模块110连接，所述处理器121用于根据所述品质指标信号判断所述品质指标是否符合指标要求，以及用于当所述品质指标不符合所述指标要求时，发出报警信号，所述处理器包括am3352处理器；

usb接口122，所述usb接口122与所述处理器121连接，用于提供数据传输的接口；

存储与扩展单元123，所述存储与扩展单元123与所述处理器121连接，用于存储所述品质指标以及根据扩展需求对所述处理器的功能进行扩展；

电源控制单元124，所述电源控制单元124与所述处理器121连接，用于为所述处理模块的工作提供电源供应。

具体地，所述处理模块采用ti基于armcortexa8架构的am3352处理器，该am3352处理器基于高性能的arm内核，主频600mhz，集成neon协处理器，可用于运算扩展；该am3352处理器外设非常丰富，集成ddr控制器和nand控制器，用于存储扩展；集成多路uart，通过rs485接口芯片可用于rs485通信，以获取所述采集单元采集到的数据；集成usb接口，用于usb-wifi扩展，完成与服务器或显示设备的连接。

需要说明的是，所述处理模块120包括存储器，所述处理模块120采用256mb的ddr3sdram和256mb的nandflash以用于操作系统和应用程序的存储和执行。

还需要说明的是，所述检测模块110中的处理单元113与所述处理模块120中的处理器121通过rs485接口连接，其中所述rs485接口主要用于长距离的串口通信，并根据串口集成情况，采用maxim的rs485芯片将uart芯片转换为485接口信号，实现测量数据的传输。

作为所述食用油加热过程中有害物质的在线检测装置的工作过程，具体地，如图5所示，所述食用油加热过程中有害物质的在线检测装置加电后进入开机处理流程：所述检测模块进行加载并自检；所述处理模块进行uboot、及linux内核的完整性验证，验证通过后进行加载；所述处理模块进行系统自检，并与所述检测模块中的处理单元进行rs485握手通信，同时所述处理模块还与服务器系统进行网络握手通信，至此开机流程结束。

所述食用油加热过程中有害物质的在线检测装置开机完成后，进入工作流程。所述处理模块中的应用程序打开各个所述检测模块中相应的rs485接口，并完成握手。所述处理模块根据测量数据类型类别组织相应请求数据包，然后将相应请求包写入rs485接口，所述检测模块接收到命令请求包后在stm32处理器上解析处理，stm32处理器从采集单元处收取测量值后组织应答数据包，通过rs485接口写回到所述处理模块，所述处理模块中的应用程序解析应答包并剥离出测量数据部分，实现一次数据测量操作。

需要说明的是，所述处理模块中的处理器在对所述采集单元采集到的温湿度数据、极性组分的含量以及气体成分和含量进行处理时，通过判断所述环境温度和所述环境湿度是否符合指标要求，极性组分的含量是否符合指标要求以及通过对气体组分进行处理得到的油烟组分及油烟含量是否符合指标要求等来判断该食用油是否合格，当判断结果是各个品质指标不符合指标要求时，则发出报警信号，以提醒工作人员该食用油不符合指标要求，停止继续加工。

应当理解的是，其中所述的指标要求可以参照gb7102.1-2003《食用植物油煎炸过程中的卫生标准》中相应的规定。

因此，本发明提供的食用油加热过程中有害物质的在线检测装置，利用传感器来检测食用油煎炸过程中的极性组分、油烟成分和含量、温湿度等数据，实现煎炸油品质的多方位检测。通过对食用油加热过程中的品质指标进行检测，并将检测后的品质指标信号通过处理模块进行处理以判断该食用油是否符合指标要求，当不符合指标要求时，并发出报警信号，通过该食用油加热过程中有害物质的在线检测装置实现了对食用油加热过程中的检测，获得检测结果并及时反馈，从而实现对食品加工过程的快速检测，避免了一些不符合指标要求的食品流向市场。

作为本发明的第二个方面，提供一种食用油加热过程中有害物质的在线检测系统，其中，如图6所示，所述食用油加热过程中有害物质的在线检测系统1包括前文所述的食用油加热过程中有害物质的在线检测装置10、与所述食用油加热过程中有害物质的在线检测装置10无线通信连接的上位机20及与所述上位机连接的服务器30，所述上位机20用于向所述处理模块发送在线检测指令以及用于显示所述处理模块的处理结果；所述服务器30用于存储所述处理模块的处理结果。

本发明提供的食用油加热过程中有害物质的在线检测系统，利用传感器来检测食用油煎炸过程中的极性组分、油烟成分和含量、温湿度等数据，实现煎炸油品质的多方位检测。本发明提供的食用油加热过程中有害物质的在线检测系统集煎炸油品质监测、数据采集、数据处理和传输于一体，可对食品加工企业的高油脂食品加工过程有害物的生成实时检测和反馈，同时能够为食品药品监督局对食品安全的监管提供科学依据，而后通过大数据分析，建立稳定可靠的测量数学模型和反馈机制，为实现食品加工过程的快速检测和工艺改进提供实时的数据分析。

具体地，所述上位机20与所述食用油加热过程中有害物质的在线检测装置10之间通过无线通信的方式进行数据传输，所述无线通信优选为wi-fi无线通信方式。

本发明提供的食用油加热过程中有害物质的在线检测系统中，所述检测模块通过rs485接口与所述处理模块连接，所述处理模块通过rs485接口询问所述检测模块，以获取采集单元的测量数据，进行预处理后通过wi-fi无线通信传送到所述上位机，在所述上位机上处理完成后传送到远端服务器上显示，或者在手机平板等设备上显示。所述食用油加热过程中有害物质的在线检测装置同时集成wi-fi热点功能，能够直接连接带wi-fi功能传感器和计算机终端以及平板显示设备。

应当理解的是，所述食用油加热过程中有害物质的在线检测装置中的处理模块的主要功能是通过rs485接口接收所述检测模块中的各个传感器采集到的测量数据，应对采集到的测量数据进行处理，当检测到煎炸油中的某一指标超过标准时，可以发出警报提醒操作者更换新的食用油。然后通过wifi无线通信模块将传感器数据发送到服务器。这样服务器在接受大量数据的情况下，通过大数据分析，可以建立可靠的数学模型，为实现食品加工过程的快速检测和工艺改进提供实时的数据分析。

本发明提供的食用油加热过程中有害物质的在线检测系统通过将煎炸油品质检测、数据采集、数据处理、数据传输集成与一体，整个检测系统体积小、重量轻，同时能检测煎炸油的多个指标；另外该检测系统还可以实现煎炸油品质快速、精确有效的在线检测，且能满足食品加工厂和监管部门对煎炸油品质实时监测的要求，同时能够为食品药品监督局对食品安全的监管提供科学依据，而后通过大数据分析，建立稳定可靠的测量数学模型和反馈机制，为实现食品加工过程的快速检测和工艺改进提供实时的数据分析。

作为本发明的第三个方面，提供一种食用油加热过程中有害物质的在线检测方法，其中，如图7所示，所述食用油加热过程中有害物质的在线检测方法包括：

s110、获取食用油加热过程中的品质指标并得到品质指标信号，其中所述品质指标包括温湿度、极性组分的含量以及气体成分和含量；

s120、根据所述品质指标信号判断所述品质指标是否符合指标要求；

s130、当所述品质指标不符合所述指标要求时，发出报警信号。

本发明提供的食用油加热过程中有害物质的在线检测方法，通过对食用油加热过程中的品质指标进行检测，并将检测后的品质指标信号通过处理模块进行处理以判断该食用油是否符合指标要求，当不符合指标要求时，并发出报警信号，通过该食用油加热过程中有害物质的在线检测装置实现了对食用油加热过程中的检测，获得检测结果并及时反馈，从而实现对食品加工过程的快速检测，避免了一些不符合指标要求的食品流向市场。

具体地，所述获取食用油加热过程中的品质指标并得到品质指标信号的步骤包括：

实时采集食用油加热过程中的品质指标；

存储所述品质指标；

对所述品质指标进行处理得到品质指标信号。

所述根据所述品质指标信号判断所述品质指标是否符合指标要求的步骤包括：

根据所述品质指标信号分别判断所述温湿度是否在指标规定的范围内，判断所述极性组分的含量是否在指标规定的范围内以及判断所述气体成分中油烟气体的含量是否在指标规定的范围内。

关于本发明提供的食用油加热过程中有害物质的在线检测方法的具体内容可以参照前文中的描述，此处不再赘述。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。