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金冠苹果果实的介电特性与无损检测技术的研究

作　者: 张道德
导　师: 秦文
学　校: 四川农业大学
专　业: 农产品加工与贮藏工程
关键词: 金冠苹果无损检测介电特性品质
分类号: TS255.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 250次
引　用: 7次
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内容摘要

介电特性是生物分子中的束缚电荷对外加电场的响应特性，通过对食品介电特性的研究，可以更好地对食品的成分、组织、状态等品质进行分析和监控，也可以有效地利用物质的电特性进行食品加工，其应用范围非常广泛，已在农产品贮藏保鲜、电加工、品质检测、筛选分级等方面都显示出特殊的优势。利用电物理特性进行检测，对食品加工自动化、品质控制精确化提供了重要手段。本论文基于介电特性的水果品质无损检测技术的原理和方法，以四川种植面积很大的金冠苹果为对象，通过HIOKI—3532—50型LCR测试仪及自制平板电极，建立了能够测定苹果电特性的实验台，摸索并确定了该实验装置的最佳测量条件，测量了不同外形参数、不同新鲜度、不同腐烂度、不同摔伤程度及冷冻程度等情况下的苹果样品的介电特性变化规律，建立了以苹果水分含量、可溶性固形物含量及有机酸含量与苹果宏观介电特性参数等效电容Cs、等效阻抗Z及电感值Ls之间的数学模型方程。1．确定了测定金冠苹果介电特性参数的最适宜测量条件为：圆形极板直径为8.0cm、两极板间距7.0cm、测量频率3.3～3.6MHz、测量电压1V。2．从不同外形尺寸的苹果样品的介电参数值变化情况得出了苹果的外形尺寸与其介电特性之间存在一定的相关性，提出了可以用电容来描述果实的外形参数(纵径×纵径×横径)。3．通过对贮藏期苹果品质理化指标及介电特性的测定，利用化学方法测得的新鲜度指标与介电特性进行了对比分析，研究了电容、阻抗和电感与几种新鲜度定量指标的相关关系，发现苹果的内部品质与介电特性在3.3-3.6MH范围内存在明显的线性相关性，其中水分含量、可溶性固形物含量、有机酸含量与介电参数之间的线性相关性显著，由其宏观介电参数推导内部品质理化指标的方程式为：利用此方程模型可以通过苹果样品的介电参数测量值推导出苹果的内部理化指标，从而实现了苹果内部品质的无损检测。4．通过对不同腐烂程度、损伤程度、冷冻程度的苹果介电特征值变化规律的研究，发现已受伤害或腐烂的苹果与新鲜苹果相比，其介电参数发生明显变化，因损伤程度及类型不同而不同，可以根据介电参数值的变化来定性评价果实的损伤程度。

全文目录

中文摘要  4-5
Abstract  5-10
1 文献综述  10-21
  1.1 前言  10-11
  1.2 农产品介电特性基本理论  11-15
    1.2.1 介电特性的概念及主要参数  11-13
    1.2.2 基于介电特性的果品无损检测的原理  13-15
  1.3 电特性在农产品检测中的研究及应用现状  15-19
    1.3.1 农产品电特性的研究进展  15-17
    1.3.2 农产品介电特性无损检测技术研究现状  17-19
  1.4 本论文的研究目的及主要内容  19-21
2. 材料与方法  21-28
  2.1 苹果介电特性无损检测装置的组成  21-22
    2.1.1 主机  21
    2.1.2 电特性测量仪  21
    2.1.3 屏蔽网  21-22
    2.1.4 电极  22
  2.2 苹果介电特性无损检测装置测量条件的确定  22-24
    2.2.1 实验材料  22
    2.2.2 电特性测定  22
    2.2.3 最佳极板直径的确定  22-23
    2.2.4 最佳极板间距的确定  23
    2.2.5 最佳测量频率的确定  23
    2.2.6 最佳测量电压的确定  23-24
  2.3 苹果的外形参数与介电特性的相关性研究  24-25
    2.3.1 苹果的尺寸参数定义  24
    2.3.2 苹果果实外形参数与介电参数测量方法  24-25
    2.3.3 苹果果实纵径对介电参数的影响  25
    2.3.4 苹果果实横径对介电参数的影响  25
    2.3.5 苹果果实体积对介电参数的影响  25
  2.4 苹果内在品质与介电特性的相关性研究  25-28
    2.4.1 材料与处理  25
    2.4.2 苹果贮藏期间理化指标及介电参数的测定  25-26
    2.4.3 苹果腐烂程度对介电参数的影响  26-27
    2.4.4 苹果摔伤程度对介电参数的影响  27
    2.4.5 不同程度冷冻处理对介电参数的影响  27-28
3. 结果与分析  28-52
  3.1 最佳测量条件的确立  28-33
    3.1.1 最佳极板直径的确定  28-30
    3.1.2 最佳极板间距的确定  30-31
    3.1.3 最佳测量频率的确定  31-32
    3.1.4 最佳测量电压的确定  32-33
  3.2 苹果果实的外形参数与介电参数的相关性分析  33-36
    3.2.1 果实纵径与其介电参数的相关性分析  33-34
    3.2.2 果实横径与其介电参数的相关性分析  34-35
    3.2.3 果实体积与其介电参数的相关性分析  35-36
  3.3 苹果果实内在品质与介电参数的相关性分析  36-47
    3.3.1 苹果贮藏期理化品质变化与介电参数的相关性分析  36-42
    3.3.2 苹果腐烂程度对介电参数的影响分析  42-44
    3.3.3 苹果果实摔伤程度对介电参数的影响分析  44-45
    3.3.4 不同程度冷冻处理对介电参数的影响分析  45-47
  3.4 基于介电特性的苹果内部品质无损检测系统数学模型  47-52
    3.4.1 建立数学模型的理论分析  47-48
    3.4.2 数学模型的推导  48-49
    3.4.3 数学模型误差值分析及验证  49-52
4. 结论与讨论  52-56
  4.1 苹果果实介电参数无损检测装置最佳测量条件  52
  4.2 苹果果实的外形参数与介电参数的相关性  52-53
  4.3 苹果果实内在品质与介电参数的相关性  53-54
  4.4 基于介电特性的苹果果实内部品质无损检测系统数学模型  54-56
5. 总结与展望  56-58
  5.1 总结  56-57
  5.2 展望  57-58
参考文献  58-62
致谢  62-63
攻读学位期间发表的学术论文目录  63

金冠苹果果实的介电特性与无损检测技术的研究

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