煎炸油品質實時監測裝置

"譚迪熬" 中國發明協會院士專家咨詢工作委員會首任專家，中國發明協會中小學創造教育分會會長，科技創新教育特級教師，教育部國培計劃專家庫專家。

一、確定選題

某著名快餐店曾出現“老油兌新油”事件。這老油兌的新油吃起來跟普通的油沒啥區別，但是對人的身體健康有極大的危害。

備受關注的某著名快餐店的煎炸油品質都令人擔憂，那在一些處于監管盲區的路邊油炸攤點，商家會不會反復利用煎炸油煎炸食材呢？為了保障消費者的身體健康，督促商家定期更換煎炸油，我們想發明一種實時監測煎炸油的品質并及時警示的裝置。

二 、研究思路

油的過氧化值和酸價可作為判斷油品質的重要指標。當油的過氧化值＞0.25 g/100 g或酸價（KOH）＞3 mg/g時，這種油就超出了國家食用油的安全標準范圍。

我們查找資料發現，煎炸油的煎炸時間不斷增加，過氧化值和酸價的值會不斷升高。對油的過氧化值和酸價進行檢測，需要使用特制的檢測試紙，這種檢測試紙不但成本高，而且時效較短，不宜作為實時檢測的工具。

我們通過觀察發現，隨著煎炸時間增加，油的透光率在不斷下降。因此，我們決定通過實驗進行關聯性的研究——隨著煎炸油煎炸時間的增加，在檢測過氧化值和酸價的同時檢測油的透光率，建立油的過氧化值、酸價與透光率的高度關聯性，特別是當過氧化值＞0.25 g/100 g或酸價（KOH）＞3 mg/g時的透光率，為裝置制作提供參數。

三、實驗分析

利用模擬量光傳感器，它的輸入值TMD（透明度的縮寫）范圍是0～1023，我們檢測了新鮮植物油、雞排煎炸油、普通煎炸油的光傳感器的輸入值。另外，我們利用購買的油炸鍋、植物油、食材開展油炸體驗，并定時檢測油炸鍋內油的過氧化值、酸價及透光率。

通過多次關聯性檢測，我們發現：當煎炸油的光傳感器輸入值（TMD）為900時，煎炸油的過氧化值、酸價等指標開始出現明顯的變化；過氧化值＞0.25 g/100 g或酸價（KOH）＞3 mg/g的煎炸油的光傳感器的輸入值（TMD）小于300。

通過反復實驗，最終我們確定了油的過氧化值或酸價超出國家安全標準范圍時油樣的光傳感器的輸入值（TMD）為300。因此得出結論：當煎炸油的光傳感器的輸入值（TMD）為300時，被確認為品質已經變壞，建議不食用，需要盡快更換新油。

四、制作裝置

我們利用HSGLaser軟件進行設計，通過激光切割機切割透明亞克力板，組裝制作透明亞克力板材質的控制盒、壓力艙外殼及裝置底座。在壓力艙內安裝一個小型氣泵，在壓力艙的頂部安裝一個電磁閥進行控制。利用Arduino套件，通過Mind+軟件進行編程，設計制作裝置的邏輯控制電路（包括控制板、電源、測試按鈕、顯示屏、開關、充電線等），并安裝到控制盒恰當的位置。將一個150 mL的燒瓶作為檢測瓶，檢測瓶和壓力艙通過一根外徑8 mm的銅質導氣管連通，在檢測瓶的底部連接一根油管伸入油炸鍋中。在檢測瓶的一側安裝紅激光發射管，對側安裝光接收器。

五、使用與檢測

打開裝置電源，當顯示屏的時間顯示為整點（可根據需要調整時間）時，或者按下控制盒上的測試按鈕，邏輯控制電路控制氣泵開始工作，將檢測瓶和壓力艙中的空氣抽出，形成一個低壓環境。在大氣壓的作用下，油炸鍋中的少量油樣被抽取到檢測瓶中，然后檢測瓶一側的紅激光發射管發射紅激光，對油的品質進行檢測，檢測完后控制電磁閥打開，檢測瓶內的油樣流回油鍋中。

如果煎炸油的光傳感器的輸入值（TMD）大于900，LED燈亮綠燈，表示油品質好并播報語音：“本次檢測結果顯示油品質新鮮，可以放心食用。”如果油的光傳感器的輸入值（TMD）為300～900，LED燈亮黃燈，表示油品質下降并播報語音：“本次檢測結果顯示油品質合格，可以食用。”如果油的光傳感器的輸入值（TMD）小于300，LED燈亮紅燈，表示油品質不合格并播報語音：“本次檢測結果顯示油品質超出國家安全標準范圍，建議不食用，請更換新油。”

六、主要貢獻

針對油品質監管盲區，裝置對路邊油炸攤點的煎炸油品質實時監測、警示，強化人們的食品安全意識，同時為食品安全監管部門對路邊油炸攤點煎炸油品質的監管提供智能化管理新模式。

七 、改進設想

今后，我們將改進作品，添加GPS模塊和發送信息模塊，將檢測結果與攤點的GPS定位信息發送到食品安全監管部門的智能化監管平臺，方便食品安全監管部門實行智能化的管理。（指導老師：陳水章" "程友維" "歐陽貞）

專家點評

劉鍇瑞、楊文濤同學的煎炸油品質實時監測裝置，是一項迭代性的發明作品。這是因為，對煎炸油品質進行檢測的器具已有多種，但如何達到實時檢測，此項目還是首創。

食品安全問題主要包括三個方面：一是食品污染如生物性污染、化學性污染、物理性污染等導致的質量安全問題；二是食品工業技術發展所帶來的質量安全問題，如食品添加劑、食品生產配劑、介質以及輻射食品、轉基因食品等；三是濫用食品標識，如偽造食品標識、缺少警示說明、虛假標注食品功能或成分、進口食品缺少中文食品標識等。

為了保障食品安全、公眾身體健康和生命安全，我國于2015年10月1日起施行《中華人民共和國食品安全法》，它確立了以食品安全風險監測和評估為基礎的科學管理制度，明確食品安全風險評估結果作為制定、修訂食品安全標準和對食品安全實施監督管理的科學依據。兩位同學在這個領域進行科技創新嘗試，富有積極意義。