红茶感官品质及成分近红外光谱快速检测模型建立

以在发酵过程中小叶种工夫红茶为研究对象,分别建立了基于近红外光谱检测技术的感官品质评分和理化品质指标(茶黄素、茶红素、茶褐素、儿茶素和酚氨比)的定量分析模型。在模型建立过程中,探讨了特征变量优选方法对预测模型的影响。首先,对获取的近红外光谱数据进行标准正态变量变换法(standard normal Z transformation,SNV)预处理,进而采用联合区间偏最小二乘回归(synergy interval PLS,Si-PLS)、随机蛙跳算法(shuffled frog leaping algorithm,SFLA)、竞争性自适应权重取样法(competitiveadaptivereweightedsampling,CARS)和连续投影(successive projections algorithm,SPA),筛选出各品质指标的最优特征波长变量;最后基于优选波长分别建立各发酵品质指标的偏最小二乘法(partial least squares regression,PLS)线性预测模型和支持向量机(support vector regression,SVR)非线性预测模型。模型结果比较表明,Si、CARS、SFLA和SPA等变量筛选方法可有效压缩变量,以及进一步提高模型精度。非线性模型的预测均方根误差值(root-mean-square error of prediction,RMSEP)均明显小于PLS模型,相关性系数(correlation coefficient,R)和相对分析误差(relative percent deviation,RPD)均高于PLS模型。对于红茶发酵品质的检测上,非线性模型性能优于线性模型。感官品质、茶褐素和儿茶素的最优变量SVR预测模型的RPD值分别为3.923、3.234和5.462,酚氨比和茶红素模型的RPD值分别为2.815和2.223。除茶黄素的评价模型外(RPD为1.77),基于最优特征波长的各品质指标SVR模型的RPD值均大于2,表明模型具有极好的预测性能。研究结果为实现工夫红茶发酵品质的近红外光谱快速检测的实际应用奠定理论基础。     

基于机器视觉的工夫红茶萎凋叶水分检测方法

萎凋是红茶加工的首道工序,萎凋程度主要依赖于人工经验判断,难以做到精准、客观和量化评价。本文以工夫红茶萎凋在制品为研究对象,基于机器视觉技术,采集不同时序下的萎凋叶图像,并提取图像色泽和纹理特征,与对应水分测定值进行关联分析,建立了相应的线性回归方程。结果表明,R、B、S、b*、(2G-R-B)、hab*和δ等图像特征与水分含量显著相关;回归方程预测值与实测值的相关系数达0.986,标准估算的误差为0.0077,图像特征能较好表征萎凋叶水分变化。本研究为萎凋加工过程中水分含量快速无损检测提供了解决方案,也为萎凋过程水分在线检测装置和智能化监控设备的研制,提供理论基础与科学依据。     

双腔排种滚筒的设计与试验

【目的】为解决番茄种子颗粒小、质量轻、不规整,难以实现精量排种问题,设计了一种负压取种正压投种和清孔的双腔排种滚筒.【方法】对双腔排种滚筒进行原理分析和结构设计,以单粒率、多粒率、漏播率为排种性能评价指标,通过对滚筒负压气室流场分析和投种对比试验证明单端负压进气的双腔排种滚筒排种性能最佳,并采用三因素三水平正交试验方法,研究了负压值、滚筒转速和正压值对排种器排种性能的影响.【结果】影响排种器排种性能因素的主次顺序为负压值、滚筒转速、正压值,当负压值为2kPa,滚筒转速为10r/min,正压值800Pa时,单粒率为89.75%、多粒率为5.32%、漏播率为4.08%.【结论】经样机试验验证,该排种滚筒满足番茄育苗精量播种的种植要求.     

揭膜式残膜回收机的设计研究

针对目前新疆地区白色污染和二次污染严重、现有的残膜回收机拾净率低及残膜无法回收利用等问题,从改变地膜厚度入手,设计出了一种新型的揭膜式残膜回收机。该机型采用对辊挤压原理,将传统的搂膜扎膜等收集残膜的方式转变为揭膜卷膜,从而保证了机器工作过程中的稳定性和收膜过程的连续性。同时,对其关键装置进行了参数设计和运动学分析,并进行了田间试验。结果表明:该机型残膜拾净率高达96.8%,对土壤环境的保护有显著效果。     

基于CFD和RSM的红茶萎凋机性能参数优化

为探明萎凋机结构参数对萎凋性能的影响特性,通过流体力学软件进行萎凋环境的数值模拟分析,以无量纲化后的温度场综合指标作为萎凋性能优劣的评判指标,并采用响应面法（RSM）对影响萎凋性能的3个因素（萎凋机层高x₁、萎凋机与萎凋房空间距x₂、气路位置x₃）进行优化。结果表明,各因素对萎凋品质的影响重要性顺序依次为：气路位置>萎凋机层高>空间距;当萎凋机层高、空间距、气路位置分别为0.1、0.1、1.496βm时,红茶萎凋机温度场性能最优,所建模型决定系数为0.968β3,调整后的决定系数为0.927β5,标准偏差为0.061,最优方案理论值和实际值分别为：0.951β9和0.909β6。CFD和RSM融合分析方法,适用于红茶萎凋机的性能参数优化。     

移栽机自动送盘机构性能的试验研究

鉴于我国新疆地区大面积的种植模式,人工移栽穴盘苗存在劳动强度大、成本高、移栽周期长、移栽效率低等问题,设计了一种移栽机自动送盘机构。针对设计的自动送盘机构,以番茄钵苗为试验对象,对自动送盘机构的性能进行试验,确定机构设计的合理性。结果表明:自动送盘机构的穴盘层位置准确率达到99.7%以上,验证了自动送盘机构设计的合理性。同时,找出了影响试验性能的不利因素,为提高移栽机自动化性能提供了理论依据。