Development of a non-destructive quality monitoring system for bread dough using dielectric spectroscopy
| Project/Area Number |
20K02320
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 08030:Family and consumer sciences, and culture and living-related
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| Research Institution | Saitama University |
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Principal Investigator |
Ueno Shigeaki 埼玉大学, 教育学部, 准教授 (80410223)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
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| Keywords | パン生地 / 誘電特性 / 力学特性 / ネットワークアナライザ / レオメータ / 誘電緩和 / 小麦粉 / デンプン / 水分子 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では誘電分光法を用いたパン生地の非破壊品質モニタリング法を開発する．本研究の学術的独自性は，熟練職人の技の結晶とされるパン生地の品質情報を，汎用性のある誘電分光センサを用いることにより，パン生地の非破壊品質モニタリング法を開発しようとする点である．また誘電分光装置は高額であるが，パン生地品質を推定可能な単一または複数の周波数に絞り込むことにより，装置本体の価格を数万円程度に抑えることが可能となる点が革新的・創造的である．本研究成果は最終的には世界中の製パン工程での使用を視野に入れている．開発する非破壊モニタリング装置は，プローブ，フレキシブルなケーブルを兼ね備えたコンパクトな形状とする．
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| Outline of Final Research Achievements |
Dielectric property measurements and numerical analysis were applied to bread dough. Intermolecular interactions such as those between water molecules and starch molecules and between water molecules and protein molecules could be monitored as relaxations at specific frequencies, reflecting the bound state of water molecules due to the hydration structure. In addition, high correlations were observed between the parameters obtained from dielectric and mechanical property measurements in several combinations.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
誘電特性測定によってパン生地の品質を評価することができると予想され，経験からくる主観的な評価方法に頼ることのない，誰でも扱える簡便なパン生地の品質評価方法の開発に繋がる基礎的な知見が得られた．本研究では高価なネットワークアナライザを用いた．周波数を限定するとともに，同軸ケーブルを含めた測定系を改良することにより，パン生地の製造現場で簡便かつ汎用的に使用可能となることが期待される．
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Report
(4 results)
Research Products
(9 results)
