3. Színmérés és élelmiszeripari alkalmazása Flashcards
(28 cards)
Az élelmiszerek, nyersanyagok színe
- először ezt látjuk
- jól korrelál az egyéb érzékszervi (íz), fizikai, kémiai tulajdonságokkal
- műszeres színmérés –> jól reprodukálható eredmények, és egyéni érzékelésből és szubjektivitásból származó hibák/eltérések kiküszöbölhetőek
Optikai spektrometria alapja
Alapja: A minta UV látható vagy infravörös fénnyel történő megvilágítása –> a fény egyes komponensei abszorbeálódnak –> molekuláris kh.
Az abszorpció mértéke
hullámhossz –> minőség
intenzitás –> mennyiség
A látható tartomány
360-800 nm
Mérőműszerek fő kategóriái
- Koloriméterek
- Denzitométerek: rétegek sűrűsége –> koncentráció pl.: gyümölcslevek
- Spektrofotométer (NIR és látható tartomány 400-2200 nm): abszorpciós, transzmissziós, reflexiós elv, emberi érzékeléssel való egyeztetés nélkül
- Színképelemző kamerák
Kolorimetria
leghíresebb vizuális színterek egyike: Munsell-féle színtér
3 jellemző: színárnyalat (hue), érték (value), telítettség (chroma)
Árnyalat
hue:
1. ciklussá záródik
2. vörös, sárga, zöld, kék, bíbor
3. 0-100-ig terjedő skála
Érték
Value:
A szín mélységét jelölik
feketétől fehérig 10-es skálán
- -> árnyalattal rendelkező színek: kromatikus
- -> árnyalattal nem rendelkező színek: neutrális
Telítettség
Neutrális színtől való eltérés fokát jelzi
lehet gyenge vagy élénk/erős
Matematikai színterek
–> A színmérésre alkalmas műszerek kifejlesztéséhez
- A színek összeadásának fizikai törvényein alapulnak
- Az emberi szemben található L-, M-, és S- receptor csapok és pálcák létezésével függnek össze
- CIE - rendszer ((francia nevéből) Nemzetközi Világítástechnikai Bizottság)
- RGB-rendszer: Az emberi szem színérzékelésén alapszik
RGB színrendszer
- -> alapja minden matematikai színrendszernek
- -> ernyőt 3 vetítővel világítunk, vörös (R), zöld (G) és kék (B) színű szűrővel. A megvilágított területeket pontosan fedik egymást
Spektrális sugárzási fluxus: Összeadódó különböző hosszúságú sugarak (RGB energiái összeadódnak) –> a megfigyelő egyetlen színként érzékeli
ismeretlen szűrős vetítővel világítunk az ernyőn máshova –> az RGB szűrős vetítők sugárzási fluxusát (energiáját) kell úgy beállítani, hogy összeadódva az ismeretlen színnek megfelelő színt adják
Tristimulus értékek
Azok az energiamennyiségek, amelyekre a 3 színből szükségünk van az ismeretlen szín eléréséhez
–> ezt kifejezhetjük: sugárzási fluxusként (wattokban), fényáramban (lumenekben), zöld kék vörös önkényes skálái segítségével
–> egy színnek mind a luminanciája (l), mind a tristimulus értékei (r, g, b) megadhatóak a három alapszín segítségével, amennyiben a szín a matematikai színtér tartományán belülre esik
Konstans luminancia síkja
Itt a színek mind egyenlő luminanciával rendelkeznek - árnyalatban és telítettségben különböznek
- -> ez a sík a színdiagram (chromaticity)
- -> az erre eső színeket nem az önkényes R, G és B tristimulus értékeikkel, hanem azoknak egészhez viszonyított arányával adjuk meg
- -> így egy színt a luminancia értéke és színkoordinátái közül 2 egyértelműen meghatároz a 3D-s térben
Miért nem működik kifogástalanul az RGB?
- Színek tartományon kívül: negatív fluxusra lenne szükség leírásukhoz (a szem 3 receptorcsap működésén alapszik, ezt mind nem tudjuk leírni, egyszerűsíteni kellett)
- A színtér vizuálisan nem egységes
- Vektoranalízis szükséges a luminancia kiszámításához
CIE-színrendszer
- megtartották a 3 színre épített rendszer előnyeit –> elméleti alapszíneket alakítottak ki (tristimulus értékek): X, Y, Z
színkoordináták: x, y, z - elkerülték ezzel a vektoranalízist, illetve a luminanciánál is, az Y összetevőbe építették a luminanciát
- CIE-színtér: patkó formájú
Konstans luminancia síkja CIE-rendszerben
állandó Y (állandó luminancia)
és a 3 színkoordináta közül 2-vel leírhatjuk az adott színt
–> x + y + z = 1
Hogyan lehet egyszerűsíteni a CIE rendszert?
mivel nem Descart koordináta rendszer –> bonyolult –>
Egyszerűsítés: a spektrumot konstans Y% mellett ábrázoljuk
CIE rendszer hátránya
- lineáris kapcsolat leírása
- - érzékelési léptékek meghatározása nehézkes
Megoldások a CIE rendszer hátrányaira
LAB rendszer: L - feketeség és fehérség foka
–> derékszögű Descart koordináta rendszer
–> piros: +a zöld: -a
sárga: +b kék: -b
CIELAB, CIELUV –> linearitás javítására
Színvizsgálatok alkalmazási területei az élelmiszeriparban
- sajtérés követése
- búzamagvak karotinoid tartalma
- zöldség-gyümölcs érettség, betakarítási idő, trágya, növény védőszer
- hús
- fűszer
- olivabogyó
Kolorimetriás mérésnél nehézségek és megoldások
Nehézségek:
Az élelmiszer változó alakja, konzisztenciája, inhomogenitása, eltérő színeloszlása, nem egységes felszín
Megoldás:
- gömb alakú geometriájú koloriméter, ami diffúz minta-megvilágítást tesz lehetővé (pl.: szemcsés poroknál)
- geometriai viszonyok eliminálása: reflexiós mérés, a megvilágított felszínről visszaverődő fényt detektáljuk (spektrométer, látható és NIR tartomány, 400-2200 nm)
Sugárzási fajták
- gamma 10^-14
- röntgen
- UV
- infravörös
- mikrohullám
- FM
- rövid hullám
- AM 10^4
Szín fogalma
- fizikai: Adott hullámhosszú elektromágneses sugárzás
- élettan: a retinára jutó, különböző hullámhosszú fénysugarak fizikai behatása által okozott ingerület, ennek idegrostokon való továbbítása a látókéregbe
- lélektan: idegrostokon továbbított ingerület –> tudatunkban megjelenő színérzet
Színérzékeléshez fontos tényezők
fényforrás, megvilágított tárgy, érzékelő
