Nghiên cứu phương pháp đo phổ trở kháng điện để xác định kali nitrat trong thịt lợn thăn

• Tác giả: Đặng Thành Trung
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Phan Kiên
• Trường học: Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Điện Tử
• Đề tài: Nghiên Cứu Phát Triển Phương Pháp Đo Phổ Trở Kháng Điện Nhằm Xác Định Sự Có Mặt Của Kali Nitrat Có Trong Thịt Lợn Thăn
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: CÁC CƠ SỞ NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN
• 1.1. Tổng quan các phương pháp đánh giá chất lượng thịt
• 1.1.1. Phương pháp cơ học
• 1.1.1.1. Đánh giá chất lượng thịt dựa vào các phép đo xâm lấn
• 1.1.1.2. Sử dụng sóng siêu âm
• 1.1.2. Phương pháp quang học
• 1.1.2.1. Quang phổ hồng ngoại
• 1.1.2.2. Quang phổ Raman
• 1.1.2.3. Quang phổ nhìn thấy được và phép đo màu
• 2. CHƯƠNG 2: CẢI TIẾN MÔ HÌNH TƯƠNG ĐƯƠNG CỦA MÔ SINH HỌC NHẰM NÂNG CAO ĐỘ CHÍNH XÁC PHÉP ĐO PHỔ TRỞ KHÁNG ĐIỆN CHO THỊT LỢN
• 2.1. Mô phỏng mạch đo trở kháng phức dựa trên nguyên lý phát hiện điện áp đỉnh
• 2.2. Khảo sát trở kháng phức với mô hình Fricke
• 2.3. Khảo sát trở kháng phức với mô hình Cole-Cole
• 2.4. Phát triển phần cứng đo trở kháng phức khảo sát thịt lợn trước và sau khi xử lý bằng KNO3
• 2.5. Đề xuất cải tiến mô hình Fricke và Cole Cole
• 2.5.1. Mô hình cải tiến
• 2.5.2. Phần cứng thu thập dữ liệu và đánh giá dữ liệu thu được trên cơ sở mô hình đề xuất
• 2.6. Kết luận chương 2
• 3. CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐO HAI KÊNH NHẰM TĂNG TỐC ĐỘ ĐO VÀ PHÂN TÍCH, XỬ LÝ DỮ LIỆU TRỞ KHÁNG PHỨC CỦA CÁC MẪU THỊT
• 3.1. Xây dựng hệ thống đo, phân tích, xử lý dữ liệu trở kháng phức dựa trên mạch đo hai kênh
• 3.2. Thực nghiệm đo và đánh giá kết quả
• 3.3. Kết luận chương 3
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN

I. Cơ sở lý thuyết về phương pháp đo phổ trở kháng điện

Phương pháp đo phổ trở kháng điện (EIS) là một kỹ thuật tiên tiến được áp dụng trong việc xác định các thành phần hóa học trong thực phẩm, đặc biệt là kali nitrat (KNO3) trong thịt lợn thăn. Kỹ thuật này sử dụng dòng điện xoay chiều để khảo sát sự thay đổi trở kháng của mẫu thịt ở các tần số khác nhau, từ đó tạo ra phổ trở kháng. Phương pháp này không chỉ cho phép xác định hàm lượng của các chất bảo quản mà còn giúp đánh giá chất lượng thực phẩm một cách chính xác và nhanh chóng. Theo nghiên cứu, EIS đã được chứng minh là có khả năng phát hiện các biến đổi hóa học trong mô thịt, cho phép phân tích sự có mặt của kali nitrat một cách hiệu quả. Điều này giúp người tiêu dùng có thể nhận biết được chất lượng thịt mà không cần phải thực hiện các phương pháp phức tạp khác.

1.1. Nguyên lý hoạt động của phương pháp EIS

Nguyên lý hoạt động của phương pháp đo phổ trở kháng điện dựa trên việc áp dụng một điện áp xoay chiều vào mẫu thịt và đo lường dòng điện phản ứng. Các thông số như trở kháng, điện dung và khả năng dẫn điện của mẫu sẽ được phân tích để xác định sự hiện diện của kali nitrat. Mô hình mạch tương đương của Fricke và Cole-Cole thường được sử dụng để mô phỏng phản ứng của mẫu thịt trong điều kiện thí nghiệm. Việc cải tiến các mô hình này nhằm nâng cao độ chính xác trong việc xác định kali nitrat là một trong những mục tiêu chính của nghiên cứu. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng, việc sử dụng mô hình Cole-Cole cho phép phân tích các đặc tính phức tạp của mô sinh học, từ đó đưa ra những kết luận chính xác hơn về sự hiện diện của kali nitrat trong thịt.

II. Tính ứng dụng và hiệu quả của phương pháp EIS trong thực phẩm

Phương pháp đo phổ trở kháng điện không chỉ mang lại lợi ích trong việc xác định kali nitrat mà còn đóng góp vào việc đảm bảo an toàn thực phẩm. Việc phát hiện nhanh chóng sự có mặt của các chất bảo quản như KNO3 giúp người tiêu dùng tránh mua phải sản phẩm kém chất lượng, từ đó bảo vệ sức khỏe. Theo một số nghiên cứu, EIS đã được ứng dụng thành công trong việc đánh giá chất lượng nhiều loại thực phẩm khác nhau, từ thịt đến rau quả, chứng minh tính linh hoạt và độ tin cậy của phương pháp này. Bên cạnh đó, EIS còn giúp các nhà sản xuất thực phẩm kiểm soát chất lượng sản phẩm trong quá trình sản xuất, từ đó nâng cao giá trị thương phẩm và đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của thị trường.

2.1. Lợi ích cho người tiêu dùng và nhà sản xuất

Đối với người tiêu dùng, việc áp dụng phương pháp đo phổ trở kháng điện giúp họ có thể tự tin hơn khi lựa chọn thực phẩm, đặc biệt là thịt lợn. Hệ thống đo này có thể được triển khai tại các chợ, siêu thị, nơi mà người tiêu dùng thường xuyên mua sắm. Đối với nhà sản xuất, việc sử dụng EIS không chỉ giúp kiểm soát chất lượng sản phẩm mà còn giảm thiểu rủi ro liên quan đến các sản phẩm không đạt tiêu chuẩn. Điều này không chỉ đảm bảo an toàn thực phẩm mà còn nâng cao uy tín của thương hiệu trong mắt người tiêu dùng. Việc phát hiện nhanh chóng các chất bảo quản như kali nitrat sẽ góp phần giảm thiểu tình trạng gian lận trong kinh doanh thực phẩm.

III. Đề xuất cải tiến và nghiên cứu tiếp theo

Nghiên cứu về phương pháp đo phổ trở kháng điện trong việc xác định kali nitrat trong thịt lợn thăn mở ra nhiều hướng đi mới cho các nghiên cứu tiếp theo. Cần thiết phải cải tiến mô hình đo và phát triển thêm các thuật toán phân tích dữ liệu để nâng cao độ chính xác và độ tin cậy của kết quả. Việc kết hợp EIS với các công nghệ hiện đại khác như trí tuệ nhân tạo có thể giúp tối ưu hóa quy trình phân tích, từ đó nâng cao hiệu quả trong việc kiểm soát chất lượng thực phẩm. Ngoài ra, cần thực hiện thêm các nghiên cứu về ảnh hưởng của các yếu tố môi trường và hóa học đến kết quả đo để có cái nhìn toàn diện hơn về ứng dụng của EIS trong ngành thực phẩm.

3.1. Hướng nghiên cứu trong tương lai

Hướng nghiên cứu trong tương lai có thể tập trung vào việc mở rộng ứng dụng của phương pháp đo phổ trở kháng điện không chỉ trong ngành thực phẩm mà còn trong các lĩnh vực khác như y tế và sinh học. Việc phát triển các thiết bị đo cầm tay có thể giúp người tiêu dùng dễ dàng kiểm tra chất lượng thực phẩm ngay tại điểm bán. Đồng thời, cần đẩy mạnh các nghiên cứu về ảnh hưởng lâu dài của kali nitrat đến sức khỏe con người để có những khuyến cáo phù hợp đối với người tiêu dùng. Điều này không chỉ giúp bảo vệ sức khỏe cộng đồng mà còn nâng cao nhận thức về an toàn thực phẩm trong xã hội.