红枣干燥过程中含水率与介电特性变化规律分析

通过分析红枣干燥过程中介电参数来反映其含水率的变化,研究样品在压力值为0.01 N左右和10 k Hz射电频率及不同干燥温度(55℃、60℃、65℃)下品质因数和正切值与含水率的关系。考虑到每个样品的重量不同,文章引入单重品质因数σ_Q和单重正切值σ_D来预测红枣的含水率,分析并指出了红枣含水率与其单重品质因数和单重正切值的关系,为红枣产业的无损检测技术发展提供数据参考和理论依据。     

苹果介电常数与干燥特性相关性研究

使用HIOKI LCR测量仪及配套电极测量了热风干燥过程中苹果及苹果与空气混合物的相对介电常数,通过介电常数与干燥特性指标的拟合,分别建立了苹果、苹果与空气混合物介电常数与相对含水率、干燥速率的关系方程。结果表明,介电常数与干燥特性指标均显著相关,且混合物介电常数与干燥特性指标相关性更好。     

微波频率、含水率与无机盐对小麦胚芽介电特性的影响

为探明微波稳定麦胚的机制,以小麦胚芽为研究对象,研究了不同测量频率、含水率、脂肪含量及添加不同无机盐条件下麦胚粉体的介电特性(介电常数ε'和介电损耗因数ε″)。实验结果表明,在2个常用微波频率下,小麦胚芽ε'在频率为915 MHz时略大于2 450 MHz时,但ε″在2 450 MHz时明显大于915 MHz时;小麦胚芽介电特性随含水率的增加而增大,当其含水率从4%增至16%时,其ε'和ε″分别从2.61和0.02升高至4.32和0.8;不同脂肪含量的小麦胚芽的介电特性相差较小,尤其是ε″;对比添加5种无机盐后小麦胚芽介电特性发现,Na Cl对其ε'和ε″有明显增加作用,尤其是当Na Cl的质量分数为1%时,效果最明显。     

草果微波干燥过程中介电特性研究

采用TG-DTG热重分析技术和材料介电参数测试系统研究了草果脱水过程和草果含水率与介电常数、介电损耗、损耗角正切及穿透深度的关系。结果表明,草果的热失重过程分为自由水脱除阶段和束缚水脱除阶段,其介电常数和介电损耗随着含水率的降低存在平缓下降和急剧下降的分段变化趋势。草果自由水存在时,介电常数和介电损耗平缓下降;当草果只剩束缚水时,介电常数和介电损耗急剧下降。物料含水率越大,微波能损耗越大,穿透深度越小;相反,物料含水率越小,微波能损耗越小,穿透深度越大。物料穿透深度Dp与含水率ωt存在y=Ae-ax+y0,符合指数关系。      

介电特性在粮食含水率检测中的应用研究

根据农业物料的含水率对其相对介电常数等电参量的影响关系，对水稻、玉米和大豆等3种物料的含水率进行了标定试验，提供了测定含水率的一种更为简单、易行的方法，对物料电特性与介电常数、含水率的函数关系进行了分析和研究。通过相关研究，提出进一步的解决方案。     

基于介电特性的薏米含水率检测方法

研究了测量信号频率(1～1 000 kHz)、温度(5～40℃)和含水率(14.7%～22.7%)对薏米相对介电常数的影响,分析了影响相对介电常数变化的原因,建立了100 kHz下基于相对介电常数和样品温度预测薏米含水率的数学模型,并对模型进行了验证。研究结果表明,在1～1 000 kHz频段内,薏米的相对介电常数随着样品含水率和温度的升高而增大,却随着信号频率的增大单调减小;频率一定时,可用三次多项式表示含水率与相对介电常数和温度的关系;100 kHz下模型的决定系数是0.997 6,实测薏米含水率与预测含水率的决定系数为0.997 7。     

基于介电特性的小杂粮含水率检测仪设计与试验

以直流充/放电电路、温度传感器DS18B20和等臂电桥电路分别检测小杂粮的电容、温度和容积密度;以C51为程序开发语言,设计了一种基于介电特性的小杂粮含水率检测仪.以小米为对象,应用自制仪器研究了含水率、温度和容积密度对电容的影响规律;建立了描述电容与含水率、温度关系的数学模型;并对模型的可靠性进行了验证.检验了所设计的小杂粮检测仪在基于电容和温度预测小米含水率方面的可行性.结果表明,在湿基含水率11％ ～ 19％、温度5～ 40℃的范围内,该检测仪的测量精度为±0.5％,响应时间小于3 s.     

枸杞果实介电特性与贮藏时间相关性研究

研究了不同枸杞品种果实介电参数与测定频率、贮藏时间的相关性,并就此相关性进行了探讨,为下一步研究枸杞果实介电参数与内部品质间的相关性打下良好理论基础。研究结果表明:枸杞果实介电参数值会随测试频率的增加而呈规律性变化,阻抗Z、电感L、电阻R值随测试频率的增加而减小;在全频率段,各处理组介电参数值无明显差异性,其显著差异性主要表现在低频阶段。3.98MHz频率下,阻抗Z、电阻R、介质损耗因子ε″与贮藏时间线性正相关,电容C、介电常数ε'与贮藏时间线性负相关。各枸杞品种的电容C、介电常数ε'、介质损耗因子ε″随贮藏时间的变化值均存在显著差异性。     

基于介电特性的联合收获机小麦含水率检测装置研究

谷物水分的快速测量对谷物准确测产、粮食快速收储、精准农业实施具有重要意义。针对联合收获机动态作业条件下小麦水分检测稳定性差、测量精度低等问题,基于小麦介电特性原理,设计一种联合收获机水分在线检测装置,提出一种动态连续取样、静态间歇测量的新方法,实现了联合收获机作业条件下,在线快速稳定检测小麦含水率。在线检测装置由机械动态取样部分、电机控制模块、传感器模块、数据采集模块、卫星定位模块和显示终端组成。其中传感器模块包括水分传感器、温度传感器和料位传感器。开展了静态验证试验和田间动态验证试验。试验结果表明,静态条件下,含水率在线检测误差在3%以内;在田间动态变化条件下,建立了基于介电常数和温度因子的水分检测模型,实测值和检测值相关系数达到0.92,在线检测误差小于5%。采用动态连续采样、静态间歇测量的方法显著提高了含水率在线检测的精度,为实现小麦精准生产提供了一种快速测量手段。     

不同微波环境下苹果片干燥特性分析

为了提高新鲜苹果片的干燥效率和干燥品质,通过低场核磁共振分析与成像（NMR/MRI）等研究了微波热风流化床干燥、微波真空干燥、电热鼓风干燥3种干燥工艺中苹果片的水分迁移状态和热像特征;通过色差仪等研究了不同工艺条件下脱水苹果脆片的色泽、质地和微孔结构。结果表明,随着干燥过程的持续,主信号量A2i峰值向左偏移,水分的主要状态逐步变成不易流动水和结合水,其中热风干燥工艺前半个干燥周期总信号量A2下降较快,表明越到最后,物料表面结壳阻碍水分传递,水分干燥越困难;微波热风流化床干燥的温度场均匀性要高于微波真空干燥,表明热风和流化床对改善微波干燥的均匀性有积极作用。在物料特性方面,负压环境能改善苹果片的氧化褐变,但微波干燥产品在色差参数ΔE上的稳定性有待提高;同时微波真空干燥过程具有膨化效应,产品压缩应力最小、微孔结构明显,最适合开发苹果片产品。     

基于介电特性的苹果内部品质预测方法研究

快速无损检测水果糖度、硬度及含水率等内部品质对确定水果的营养价值和分级销售有着重要意义。为准确利用理化特征对苹果内部口感品质进行无损分级,提出了一种基于随机森林的苹果内部口感品质多语义分类模型。采用苹果的介电参数作为随机森林模型的输入,基于TF-IDF算法对苹果内部口感品质进行分类,依据介电参数推断苹果的理化特征。实验结果表明:该方法可有效实现对苹果内部口感品质的多语义分类,均方根误差为0. 51,可为水果等农产品的无损检测及分级提供参考。     

基于介电特性与回归算法的玉米叶片含水率无损检测

利用0.06~200 k Hz范围内拥有36个频率点的LCR测量仪及自制夹持平行电极板,测量280片不同含水率玉米叶片的相对介电常数ε'及介电损耗因子ε″;利用干燥法测量玉米叶片的湿基含水率。利用逐步回归法(SWR)与多元线性回归(MLR)结合的线性建模方法和连续投影算法(SPA)与支持向量回归(SVR)结合的非线性建模方法,分别建立玉米叶片介电参数(ε'、ε″及两者融合信息3种参数)与湿基含水率的关系模型,并应用留一交叉验证法选取2种建模方法的最佳关系模型。分析表明,非线性模型较线性模型具有更高的预测能力,且基于ε'与ε″的融合信息运用连续投影算法(SPA)与支持向量回归(SVR)相结合的非线性建模方法使模型原72个变量精简到10个,剔除了模型中冗余度较高的变量,有效降低了模型的复杂度,得到最高的测试集决定系数R2P(0.804)和最小的测试集均方根误差RMSEP(0.017 6)。结果表明基于介电特性的玉米叶片含水率无损检测方法是可行的,为快速检测其他农作物的生理信息提供了一种可靠的方法。     

微波加工对蓝莓浆果介电特性影响的研究

以蓝莓浆果为试验材料,通过对微波波段下蓝莓浆果介电特性参数检测的试验研究,分析蓝莓浆果的介电常数以及介电损耗与微波吸收功率密度的关系。试验结果表明：介电损耗和微波吸收功率密度的关系曲线有一临界值,当微波吸收功率密度高于临界值时,物料表面和内部的微波加热效果差距越大。因此,在提高微波功率的同时,使微波吸收功率密度低于临界值,保证食品内外口感一致。     

介电特性的研究与应用

近年来有关介电特性的研究取得了很大进展．对介电特性的基本概念、影响因素、测定方法及其应用进行了简要综述。     

牡丹籽微波干燥特性研究

为了探索一种能将牡丹籽快速干燥且干燥后品质较好的方法,以延长贮存时间、保证榨油品质,对牡丹籽进行了微波干燥试验。试验选取微波干燥的加热时间、间歇时间和物料层厚度为试验因素,研究了牡丹籽微波干燥特性,并以牡丹籽的干燥速率、爆壳率和熟化率作为评价指标,对牡丹籽进行了正交试验,利用综合平衡法得到了牡丹籽微波干燥的最优工艺参数。试验结果表明:牡丹籽的失水过程主要处于恒速阶段,不同微波干燥参数对牡丹籽微波干燥特性有着不同的影响,当干燥时间为20s歇时间为60s,物料层厚度为2层时,可以在保证牡丹籽品质的前提下得到较快的干燥速率。     

微波真空干燥膨化苹果脆片的研究

研究了一种微波真空干燥膨化果蔬脆片的加工方法。对微波功率、压力、物料厚度、预处理后苹果片初始含水率与其干燥特性、膨化率的关系进行了试验，得出了较佳的工艺参数，在微波功率为12．0w／g、压力为15kPa、苹果片厚度为8mm、预处理后苹果片初始含水率为37．5％的条件下，可干燥膨化高品质的苹果脆片，干燥时间为4min时膨化率最大达到321％。     

微波透射法对小麦介电特性的测量

采用自由空间微波透射技术对小麦的相对复介电常数进行了测量.同时,从电磁波透射探测法的基本原理出发,通过实验得到了小麦在1～8GHz探测频率下的介电常数和衰减因子值,并给出了介电常数和衰减因子各自随频率变化的规律,将实验结果和美国农业部(USDA)已发表的相应数据进行比较,误差小于4%,从而证明了所用测试方法的正确性和有效性.     

绿豆介电特性的研究

以绿豆为对象,研究了测量信号频率、含水率、温度、容积密度对绿豆介电参数的影响。研究结果表明:在1k～1MHz频率范围内,绿豆的相对介电常数和介质损耗因数皆随着频率的增大单调减小;当绿豆的含水率与温度增高时,其相对介电常数和介质损耗因数均呈增大的趋势;但容积密度对绿豆介电参数的影响并未呈现出一定的规律性。     

苹果渣干燥特性与模型的试验研究

利用热风循环干燥试验台对苹果渣进行干燥试验,在不同初始水分、不同风速和不同温度下,对苹果渣干燥特性进行了试验研究。试验结果表明：初始水分、风速和温度对干燥速率有极显著作用;苹果渣干燥为一降速干燥过程。通过对干燥速率随时间变化关系的分析,提出了相应的干燥速率模型。用4种模型对干燥曲线进行了模拟,改良的Page模型很好地预测和描述了苹果渣热风循环干燥特性。     

介电特性在番茄和苹果品种识别中的应用

为了探索应用介电特性识别果品品种的方法,对FA189、402、国粹番茄以及红富士、红星苹果的介电特性进行了研究。以10kHz与100kHz下番茄相对介电常数的比值kε以及10kHz下的相对介电常数εr′10作为番茄品种识别的指标,并提出了识别方法,该方法对样品的平均识别率为81%。基于红富士和红星苹果相对介电常数εr′和电阻率ρ的差异,提出将εr′/ρ作为识别苹果品种的指标,该方法对红富士和红星苹果的平均识别率为91%。