[发明专利]一种低场核磁智能检测微波真空干燥果蔬介电特性的装置及方法

说明书

本发明提供一种低场核磁智能检测微波真空干燥果蔬介电特性的装置及方法，属于果蔬干燥品质智能化识别技术领域。本发明采用微波真空干燥技术进行果蔬干燥，干燥过程中阶段性取样，对样品进行低场核磁共振分析，同样的样品采用矢量网络分析仪测定介电特性。对得到的样品介电特性数据和核磁结果参数进行分析，采用偏最小二乘回归法建立表达两者关系的回归模型，依据此模型进行未知样品的介电特性预测。本发明利用低场核磁共振技术，解决原有果蔬介电特性检测中对物料形状和厚度的特殊要求，实现果蔬干燥过程中介电特性变化的无损、便捷、智能检测，为智能干燥中微波功率的调控提供有力依据。

技术领域

本发明涉及一种低场核磁智能检测微波真空干燥果蔬介电特性的装置及方法，属于果蔬干燥品质智能化识别技术领域。

背景技术

果蔬作为人类食物的重要组成部分，具有很高的市场占有率，其丰富的维生素，有机酸及活性物质等对人体健康大有益处。然而含水量高，易腐烂以及季节性强的特点，使得果蔬采后的加工显得尤为重要。通过干燥的方式，将果蔬制成成品，不但延长了货架期，对果蔬的深加工又可促进果蔬产业的进一步发展。可用于果蔬干燥的技术很多，传统的热风干燥操作简便，费用低，但干燥过程在高温有氧条件下进行，对果蔬中的维生素、多酚等营养成分具有降解作用，降低了产品的营养价值。相反，冷冻干燥可最大程度的保留果蔬的营养成分，但干燥时间长，费用高。微波真空干燥技术利用微波的内部加热特性对物料进行快速干燥，真空环境可降低水分蒸发温度加速干燥进程，并且减少由氧化反应引起的果蔬营养成分的损失。提到微波干燥，不得不提的一个概念便是物料的介电特性，它是影响微波干燥的重要参数。其中介电常数(ε′)表示物料耦合微波，储存微波的能力；介电损耗因子(ε″)表示物料吸收微波的能力。物料的干燥特性受其介电特性的直接影响。

当前干燥行业蓬勃发展，人们已不满足于基础的干燥方式，对干燥过程自动化、智能化检测与控制的要求越来越高，以传感器、智能检测方法、实时反馈智能控制系统为核心的智能一体化控制装备的应用是干燥设备发展的必然趋势。

低场核磁共振(LF-NMR)技术是一种快速、灵敏的新型无损检测技术，被广泛用于食品中水分流动性和分布特征的分析。食品中组分与水存在复杂的相互作用，通过水分状态的测定间接反映不同成分的信息，基于此理论，低场核磁共振技术被广泛用作食品体系加工处理过程中各组分快速检测的手段。依据核磁共振技术对同一物种不同品种差别的灵敏响应识别，该技术被用作不同品质食品的区分。谭明乾等(专利公开号：106018452A)公开了一种基于核磁共振技术的花生品种无损检测方法，采用主成分分析法对各花生样品的CPMG序列反演数据进行处理，得到各花生样品的主成分得分散点图；采用相同的CPMG序列对未知品种花生样本进行核磁共振横向弛豫扫描，对获得的CPMG序列反演数据进行主成分分析，对照已建立的主成分得分散点图确定未知品种花生样本的品种。谭明乾等(专利公开号：CN105806872A)采用类似的分析方法公开了利用低场核磁技术鉴别不同鳃鱼卵的方法。不同于上述两者从宏观上对花生和鳃鱼卵品种的鉴别，本专利是对果蔬特定品质——介电特性的准确预测。