[发明专利]一种基于可见光谱技术的红茶适度发酵控制方法和装置

说明书

技术领域

本专利涉及属于生物发酵领域，具体涉及对发酵物的可见光谱实时检测，是一种基于可见光谱技术的红茶发酵中色度值实时监控和适度发酵控制的方法和装置。

背景技术

当今世界红茶的消费量占到70%以上，在红茶生产中，发酵工序是形成红茶品质的关键工序，发酵不足或发酵过度均会影响红茶的品质。传统红茶发酵程度的调控主要由有经验的人用感官来评判。这种发酵方式受环境以及工人技术水平影响较大，只能控制在一定的范围，无法精确控制，缺乏科学性和准确性，容易造成红茶发酵偏轻或过度，致使红茶一直存在产品品质不高、产品质量不稳定等问题，而且工作效率低。成为制约红茶发展，无法满足国内蓬勃发展的红茶产业的要求。

传统的相机可以代替人眼的视觉功能客观获取红茶的图像信息；然后通过图像处理技术挖掘图像中包含的茶叶品质特征信息。但在红茶的发酵处理的实际应用中，由于传统的相机采用宽带的滤色片色彩测量时受到很大限制，些些设备采集到的图像信息很容易受到环境光强和物体明暗的影响。仅能检测物理和几何的特征包括颜色、大小、形状和质地等，无法实现对红茶色度值高精度监测。

现有技术发酵过程中，检测精度较低，而且无法适应复杂的生产环境。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于可见光谱技术的红茶适度发酵控制方法及装置，以实现对发酵中红茶的色度值高精度测量并实现对发酵的适度控制。

为了解决以上技术问题，本发明基于可见光谱技术，通过反射光谱获得固体测色，采用的具体技术方案如下：

一种基于可见光谱技术的红茶适度发酵控制方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤一，利用红茶适度发酵控制装置进行红茶发酵，通过理化检测和感官评定确定适度发酵的红茶茶样，计算机通过光谱仪采集发酵适度的红茶反射光谱，采用CIE标准色度学系统计算发酵物的色度值，将适度发酵物色度值的均值作为发酵物的目标色度值。计算适度发酵的发酵物色度值与上述目标色度值的最大色差即阈值，所述色度值计算采用CIELAB色度空间，色差计算采用欧式距离；

步骤二，以后每次发酵速溶红茶时，只需要将步骤一得到的目标色度值和阈值输入到计算机控制程序中。在利用发酵罐进行红茶发酵过程中，计算机发酵控制程序将实时通过反射光纤和光谱仪采集红茶发酵物的反射光谱并计算发酵物的色度值，同时计算发酵物色度值与目标色度值之间的色差，当色差小于设定的阈值时则发酵中发酵物已达到适度发酵，可以立即停止发酵；当色差大于等于设定的阈值时，发酵中发酵物未达到适度发酵，则继续进行发酵；从而实现对红茶适度发酵的精准控制。

根据1所述的一种基于可见光谱技术的红茶适度发酵控制方法的装置，主要包括计算机(1)、光谱仪(2)、光源(3)、分叉光纤(8)、发酵罐(6)；其特征在于：

分叉光纤(8)的一端为反射光纤探头(7)，另一端分叉为一根入射光纤和一根反射光纤，采用至少3个分叉光纤，将所有分叉光纤的反射光纤探头(7)分别置于发酵罐(6)底部不同位置，将所有分叉光纤的入射光纤端汇总成一根光纤即入射光纤汇总端（5）与光源(3)连接，将所有分叉光纤的反射光纤端汇总成一根光纤即反射光纤汇总端（4）与光谱仪(2)连接；使得光源(3)发出的光通过入射光纤汇总端(4)，分别到达各个反射光纤探头(7)，经反射光纤探头(7)上的发酵物反射，进入反射光纤，反射光经过反射光纤汇总端(4)最终都进入到光谱仪(2)；所述光源(3)为卤素灯；

计算机(1)与光谱仪(2)连接，能实时获取光谱仪的光谱信息，计算机安装有发酵控制程序，具有人机交互界面，可以实时显示发酵物的色度值，还可以人为设定发酵过程中发酵物的目标色度值和阈值。

本发明具有有益效果。本发明通过分叉光纤方案使得可以长距离、实时检测发酵罐中的茶叶，通过可见光谱技术方案使得可以实现对茶叶颜色高度精准检测，通过检测程序的色差判定方案实现了对茶叶发酵适度的自动和高精度判定。

附图说明

图1为本发明红茶适度发酵控制的装置示意图；

图2为本发明发酵过程中光谱仪采集的发酵物反射率；实线为适度发酵的发酵物反射率光谱曲线，虚线为发酵过程中发酵物反射率光谱曲线；

图3为本发明发酵过程中发酵物色度值在色度值空间分布。

图中：1计算机，2光谱仪，3光源，4反射光纤汇总端，5入射光纤汇总端，6发酵罐，7光纤探头，8分叉光纤。

具体实施方式