Ψηφιακή ανακατασκευή μήτρας πορώδους δομής τροφίμων και πρόβλεψη του συντελεστή διάχυσης υγρασίας

Καρύδη, Ευγενία; Karydi, Evgenia

dc.contributor.author	Καρύδη, Ευγενία	el
dc.contributor.author	Karydi, Evgenia	en
dc.date.accessioned	2015-07-03T11:40:16Z
dc.date.available	2015-07-03T11:40:16Z
dc.date.issued	2015-07-03
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/40922
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.9439
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Επεξεργασία εικόνας	el
dc.subject	Πορώδες	el
dc.subject	Κατανομή πόρων	el
dc.subject	Συντελεστής διάχυσης	el
dc.subject	Τρόφιμα	el
dc.subject	Image processing	en
dc.subject	Porosity	el
dc.subject	Pore distribution	el
dc.subject	Diffusion coefficient	el
dc.subject	Food	el
dc.title	Ψηφιακή ανακατασκευή μήτρας πορώδους δομής τροφίμων και πρόβλεψη του συντελεστή διάχυσης υγρασίας	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Επεξεργασία εικόνας	el
heal.classification	Matlab	el
heal.classification	Τρόφιμα	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2014-03-12
heal.abstract	Η εντατικοποίηση του σύγχρονου δυτικού τρόπου ζωής έχει οδηγήσει στην αυξημένη κατανάλωση τυποποιημένων τροφίμων, τα οποία όμως ταυτόχρονα πρέπει να χαρακτηρίζονται από επιθυμητή εμφάνιση, αυξημένη διατηρησιμότητα, χαμηλό κόστος και υψηλή διατροφική αξία, περιέχοντας περιορισμένα λιπαρά και σάκχαρα, συμβάλλοντας έτσι στη βελτίωση της υγείας. Οι σύγχρονες βιομηχανίες τροφίμων αναπτύσσουν διαρκώς καινοτόμους τρόπους με σκοπό τη βελτίωση της ποιότητας των προϊόντων τους. Η δομή και οι ιδιότητες των συσκευασμένων τροφίμων είναι σημαντικοί παράγοντες που καθορίζουν την αποδοχή τους από τους καταναλωτές.Οι διεργασίες που χρησιμοποιούνται για την παραγωγή αυτών των τροφίμων επηρεάζουν σε μεγάλο βαθμό τις ιδιότητες αυτές. Πιο συγκεκριμένα, η παραγωγή τροφίμων με προκαθορισμένες ιδιότητες δομής αποτελεί σημαντικό πεδίο έρευνας, καθώς οι ιδιότητες αυτές χαρακτηρίζουν την ποιότητα των προϊόντων, καθορίζουν τη γεύση και την εμφάνισή τους και επηρεάζουν σημαντικά πλήθος άλλων ιδιοτήτων, όπως θερμικές ιδιότητες, μηχανικές ιδιότητες, διάχυση μάζας, καθώς και την ικανότητα αφομοίωσης των θρεπτικών τους συστατικών κατά τη λειτουργία της πέψης. Η ανάλυση της μικροδομής των τυποποιημένων τροφίμων και η σχέση της με την κινητικότητα της υγρασίας είναι απαραίτητη για την ανάπτυξη αξιόπιστων και αποδεκτών προϊόντων. Αυτή μπορεί να πραγματοποιηθεί είτε πειραματικά, με τη χρήση ποροσίμετρου υδραργύρου, είτε με τη χρήση σύγχρονων τεχνολογικών μεθόδων, οι οποίες περιλαμβάνουν οπτικά μέσα και επεξεργασία εικόνας. Στα πλαίσια της παρούσας διπλωματικής, αφού μελετήθηκαν διεξοδικά οι θεωρητικές έννοιες που αφορούν στα πορώδη υλικά και στη μικροδομή τους, σχεδιάστηκε, και αναπτύχθηκε ένα εργαλείο λογισμικού για τη μελέτη της πορώδους δομής και την αναπαράσταση αυτής με τελικό σκοπό τον υπολογισμό σημαντικών παραμέτρων, όπως είναι το πορώδες και ο συντελεστής διάχυσης υγρασίας. Πιο συγκεκριμένα, στο πρόγραμμα πραγματοποιείται η σύνθεση ενός πλήθους ήδη υπαρχουσών ψηφιακών φωτογραφιών, μέσω ηλεκτρονικής μικροσκοπίας σάρωσης – (Scanning Electron Microspoce – SEM), οι οποίες απεικονίζουν δισδιάστατες τομές του εκάστοτε τροφίμου. Η σύνθεση αυτή γίνεται μέσω μιας μεθοδολογίας ψηφιακής ανακατασκευής με τη χρήση του υπολογιστικού εργαλείου Matlab. Με τον τρόπο αυτό προκύπτει μία τρισδιάστατη και πιο εποπτική κατανομή πόρων μέσα στο τρόφιμο. Στη συνέχεια, με δεδομένη την πορώδη δομή του εκάστοτε τροφίμου, πραγματοποιείται μια προσομοίωση, μέσω μιας σειράς μαθηματικών εξισώσεων, οι οποίες υπολογίζουν το ρυθμό ροής των μορίων νερού ανά επιφάνεια και ανά μονάδα χρόνου στο τρόφιμο, με στόχο να μετρηθεί ο συντελεστής διάχυσης υγρασίας.	el
heal.abstract	The intensification of modern Western lifestyle has led to increased consumption of processed food. However, consumers demand processed foods that are characterized by a desired appearance, increased shelf-life, low cost and high nutritional value, containing limited fats and sugars contributing to improved health. Μodern food industries are constantly developing innovative ways to improve the quality of their products. The structure and properties of processed food are important factors that determine their acceptance by consumers. The processes used to produce them greatly affect these properties. Food production with predetermined structural properties is an important field of research, as these properties characterize the quality of products, control taste and appearance and significantly affect many other properties, such as thermal properties, mechanical properties, mass diffusion, and the ability to assimilate nutritive ingredients during the operation of digestion. The analysis of the microstructure of processed foods and its relation to the moisture transport is needed to develop reliable and acceptable products. This can be done either experimentally, using mercury porosimetry, or using modern technological processes, which include optics and image processing. In the context of this thesis, after having studied the theoretical concepts related to porous materials and their microstructure in detail, we constructed a software tool for the porous structure study and its representation to eventually calculate important parameters, such as porosity and moisture diffusion coefficient. More specifically, this program is about the synthesis of a number of existing digital photos, which are taken through Scanning Electron Microscopy - SEM, depicting two-dimensional sections of food products. This composition is done by developing a methodology for digital reconstruction using the computational tool Matlab. In this way a three-dimensional and more supervisory resource allocation within the foodstuff comes as a result. Then, given the porous structure of each food, a simulation is carried out through a series of mathematical equations, which calculate the flow rate of water molecules per area and per unit time in the food, in order to measure the diffusion coefficient of moisture.	en
heal.advisorName	Ασκούνης, Δημήτριος	el
heal.advisorName	Κροκίδα, Μαγδαληνη	el
heal.committeeMemberName	Ασκούνης, Δημήτριος	el
heal.committeeMemberName	Κροκίδα, Μαγδαληνή	el
heal.committeeMemberName	Ψαρράς, Ιωάννης	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών. Τομέας Ηλεκτρικών Βιομηχανικών Διατάξεων και Συστημάτων Αποφάσεων. Εργαστήριο Συστημάτων Αποφάσεων και Διοίκησης	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	104 σ.
heal.fullTextAvailability	true