计算机技术在食品科学中的应用

计算机技术在食品科学中的应用摘要: 随着食品加工工艺由传统方式转向工厂流水作业模式，同时计算机的发展和普及应用，决定了计算机技术在食品科学中的重要作用，如采用SAS、Excel等软件进行实验数据的处理，在工程设计，食品配方及仪器分析，仿真技术，食品加工过程的自动检测与控制等方面都有着不同程度的应用。关键词：计算机技术 食品科学Abstract: with the food processing process flow operation mode from the traditional way to factory, at the same time the development and popularization of computer application, decided to the important role of computer technology in food science, such as SAS, the Excel software is adopted to the experimental data processing, in engineering design, food formula and instrument analysis, simulation technology, the food processing process of the automatic detection and control, etc, all have different levels of applications.Key words: computer technology food science1. 前言随着经济的发展和生活水平的提高，人们将不再满足一般的初级食品，对吃的要求从数量型转向质量型，特别是跨入21世纪，“新鲜、营养、方便”是人们进一步追求的目标，也是食品工业的主旋律。作为食品工业核心的食品加工技术应走在前面，即必须用高新技术来武装食品工业，才能完成食品工业的这一历史使命。国际上食品工业迅猛发展也推动着我国食品工业的进步，传统食品在市场上的主导地位正被快速发展起来的健康食品、营养食品、方便食品等新一代食品所替代。人们为提高生活水平而致力于推动生产力发展的欲望使现代科学技术飞速发展，引起了信息技术的根本变化。其中一方面的表现就是计算机的高度发展和广泛应用。目前已广泛深入到科学研究、军事技术、工农业生产、食品加工，医疗保健、文化教育等现代人类社会的各个领域。它已成为人类不可缺少的重要工具。另外，在食品工程中计算机辅助工程的广泛应用，可以提高产品设计、生产和测试过程的自动化水平，可以降低成本、缩短生产的周期、改善工作环境、提高产品质量、获得更高的经济效益和社会效益。近几十年来,自动化科学技术日新月异,在广度和深度上都有重大的进展。它已从单机自动化向车间、工厂、公司综合自动化发展。现在生产规模越来越大,过程也越来越复杂。为了减少人力物力,提高生产效率,工厂的整个生产流程均由计算机自动控制,既可一目了然,又保证了生产。2计算机技术在食品科学中的应用2.1实验数据的处理采用SAS、Excel等软件，利用方差分析、回归分析、相关性分析、线性规划，主成分分析及图形处理等科学研究的数据处理得到了广泛的应用，使得科研水平大大提高。以Excel的描述统计及双因素方差分析，利用其强大的数据分析功能来辅助进行感官检验结果的评价，可更客观快速地评价感官检验的结果2。2.2工程设计采用Auto CAD等绘图软件进行工程图纸的绘制得到广泛应用，同时，流体输送系统的设计，蒸发系统、板式精馏塔、干燥系统的设计计算，食品加工生产线系统的工程设计、工程概算和经济分析系统的计算机设计等都离不开计算机1。2.3食品配方及仪器分析 2.3.1食品配方在新食品的开发中，为了使色、香、味达到预定的结果，往往需要大量的实验，以寻找出最佳化的组合。如果能建立实验条件与结果间关系的数学模型，就可以节省时间、减少实验次数。以往常用的建模方法是多元回归法，但是在多因子、非线性的条件下多元回归法并不适用。用计算机模拟人工智能则能有效地解决这一问题。 2.3.2仪器分析近年来，食品仪器分析的发展十分迅速，一些学科的先进技术不断渗透到食品分析中，形成了日益增多的分析仪器和分析方法，从而使仪器分析在食品分析中所占的比重不断增长，并成为现代食品分析的重要支柱。科技水平先进的国家在食品分析中已基本采用仪器分析的方法代替手工操作的老方法，气相色谱仪、高效液相色谱仪、氨基酸自动分析仪、原子吸收分光光度计以及可进行光谱扫描的紫外可见分光光度计、荧光分光光度计等均得到了普遍应用，加上计算机的广泛使用，有力推动了食品仪器分析的发展，使得食品分析正处在一个崭新的发展时期。2.4仿真技术采用数学模拟、蒙特卡罗等方法，进行食品加工和贮藏过程、工程设计、企业管理、项目风险投资等模拟技术的研究。20世纪80年代以来，系统仿真不断地朝着纵、横方向发展，在制造业方面，一个比较明显的进展就是“虚拟制造”。根据虚拟制造的概念，整个产品的设计和制造首先在计算机上进行，这样可以发现并解决该产品在制造之前可能出现的各种问题.近年来，计算机仿真技术在制造业应用的另一个研究热点虚拟产品开发也是引人注目的。虚拟产品开发（VPD-Virtual Product Development）首先源于并行工程（CE-Concurrent Engineer）思想。这种思想将现代先进的组织形式跟现代的哲学、文化混合为一体，是对产品设计及其相关过程（制造过程、使用过程和支持过程）进行并行的、一体化设计的一种系统化工作模式。CE能在产品开发一开始就考虑到投资、生产制造、装配、销售和维护以及报废等产品的整个生命周期的所有因素，这对解决产品设计与开发的矛盾是非常有益的。VPD就是在CE方法论的指导下，把CAD、CS和大规模产品数据管理系统综合起来，形成一个虚拟产品开发环境，使产品开发人员能够在这种环境下策划产品、设计产品、预测产品在真实环境下的性能、特征以及真实工况下所具有的响应，从而减少反复和变更的次数，减少甚至取消制作物理原型样机，如此就能很好地检验设计、指导和优化设计，有效地缩短产品的开发周期和大量地节省开发费用。2.5食品加工过程的自动检测与控制通过声、光、形、电等检测技术，获得加工过程的各种信息，对加工设备、生产线、仓库等进行监测、管理或控制。图形分析、自动品质分析、工厂的顺序控制等得到应用。3 计算机在食品卫生管理工作中的应用食品卫生管理工作是卫生防疫工作的一个重要组成部分。近几年来，食品生产经营企业的不断发展，使食品卫生管理工作任务愈来愈繁重，单靠人手登记管理已不能适应形势的发展，特别是乡镇一级，防保人员少，还要兼顾其它各项工作。4 计算机在其他食品加工中应用的发展前景由于计算机的发明应用，促进了社会的发展，改变了人们的决策方式。随着科技的进步，知识信息化和机械自动化的发展，计算机在人类文明的进程中发挥着越来越重要的作用，在食品工程中的发展有着广阔的前景。目前，计算机代替人进行食品的感观鉴定技术已经开始运用，但还不是很广泛，随着技术的进步，将会进一步发展。食品作为人类生存的基础，有严格的要求和控制，食品中添加剂的检验、微量元素的检验、有害物质的检验也与计算机联系越来越密切。由于食品的复杂性、测量难度、要求信息量及响应速度在不断提高，这就使食品分析成为十分艰难的工作。计算机技术对仪器分析的发展影响极大，计算机的应用使操作与数据处理快速、准确和简便化。计算机模拟人工智能神经在食品上也将有更广泛的应用，如在食品的分类和分级，食品加工过程的仿真和控制，外来物与掺假物的鉴别，气味分析以及感观评定等方面的应用。不久的将来，计算机的应用可能普及到食品工业中科学研究、生产制造、经营管理、饮食文化及其他社会活动的每一个步骤。5.参考文献1刘世战，计算机在食品工业中的应用，成都教育学院学报，20062吴金良，王加深，钟巧霞 Excel在感官检验结果评价中的应用，烟草科技，2001