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原文传递一种基于低场核磁的微波干燥香辛蔬菜风味智能检测的装置及方法

专利名称：	一种基于低场核磁的微波干燥香辛蔬菜风味智能检测的装置及方法
摘要：	本发明提供一种基于低场核磁的微波干燥香辛蔬菜风味智能检测的装置及方法，属于果蔬干燥品质智能化识别技术领域。将香辛蔬菜样品进行微波真空干燥直至干燥结束。在微波真空干燥过程中阶段性取样进行低场核磁共振分析，用电子鼻对物料的风味变化进行测定，建立香辛蔬菜在干燥过程中低场核磁驰豫时间信号及峰面积信号与电子鼻特征传感器的关系，通过人工神经网络智能分析系统进行分析，预测微波真空干燥过程中香辛蔬菜风味品质变化。本发明利用低场核磁共振检测技术，在最大程度保证香辛蔬菜形状的基础上，解决原有干燥过程中风味变化检测的技术难题，实现无损、快捷、智能检测，提高了检测工作效率及产品完整性，并有效监控干燥过程风味变化。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	江南大学
发明人：	张慜;孙亚男;陈慧芝;杨培强
专利状态：	有效
申请日期：	2019-03-01T00:00:00+0800
发布日期：	2019-05-24T00:00:00+0800
申请号：	CN201910157019.X
公开号：	CN109799256A
代理机构：	大连理工大学专利中心
代理人：	梅洪玉
分类号：	G01N24/08(2006.01);G;G01;G01N;G01N24
申请人地址：	214122 江苏省无锡市蠡湖大道1800号
主权项：	1.一种基于低场核磁的微波干燥香辛蔬菜风味智能检测的装置，其特征在于，该装置包括微波干燥机、电脑(1)、温度传感器(2)、移动滑杆(5)、真空室(6)、原料(7)、移动板(8)、NMR线圈(9)、真空控制器(10)、微波控制器(11)、温控仪(12)、磁控管(13)、NMR盒子(14)、真空管(15)和真空泵(16)；所述的微波干燥机中设置真空室(6)，真空室(6)的底部用于放置原料(7)，真空室(6)中设置移动滑杆(5)和温度传感器(2)，移动滑杆(5)用于移动干燥仓，温度传感器(2)用于实时测量微波干燥机中的温度；真空室(6)通过真空管(15)与微波干燥机外部的真空泵(16)相连；微波干燥机上设置真空控制器(10)、微波控制器(11)、温控仪(12)和磁控管(13)，真空控制器(10)用于控制真空泵(16)，以调控真空室(6)中的真空度；微波控制器(11)用于控制微波干燥机的微波参数；温控仪(12)用于调控微波干燥机中的温度；磁控管(13)用于把从恒定电场中获得能量转变成微波能量；所述的NMR盒子(14)通过移动板(8)设置于微波干燥机的下方，真空室(6)能在微波干燥机与NMR盒子(14)中上下移动，确保进行实时采样；所述的NMR线圈(9)设置于NMR盒子(14)中，用于实时监测干燥过程中物料的NMR参数；所述的电脑(1)分别与温度传感器(2)、微波干燥机、NMR盒子(14)相连，用于将检测的数据参数传输给电脑(1)；电脑(1)中内载神经网络模型，将检测到的数据参数输入神经网络模型进行数据的实施分析。 2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的微波干燥机和NMR盒子(14)分别通过微波干燥机数据线(3)和NMR数据线(4)与电脑相连。 3.采用权利要求1或2任一所述的装置的一种基于低场核磁的微波干燥香辛蔬菜风味智能检测的方法，其特征在于，步骤如下： (1)干燥前香辛蔬菜预处理：将香辛蔬菜原料清洗干净后，切成1×1×1cm的立方体，将其放置于干燥的托盘上； (2)微波真空干燥过程：将香辛蔬菜原料放入微波真空机的真空室(6)内，开启真空泵(16)，当真空度达到10MPa时，调控微波控制器(11)，进入干燥阶段，在微波真空干燥过程中，进行阶段性取样； (3)干燥物料的低场核磁共振分析：进行低场核磁共振分析，得到样品各项核磁响应信号参数；所述核磁响应信号参数包含横向弛豫时间和峰面积；所述横向弛豫时间包括结合水弛豫时间T21、不易流动水弛豫时间T22、自由水弛豫时间T23共3种；所述峰面积包括结合水峰面积A21、不易流动水峰面积A22、自由水峰面积A23和全部水的峰面积A总共4种； (4)干燥物料的风味检测：采用电子鼻测定同种香辛蔬菜中不同类别风味物质的变化，得到电子鼻风味特征传感器响应值； (5)基于低场核磁的微波干燥香辛蔬菜风味预测模型的建立：通过单次干燥实验阶段性取样及重复干燥实验得到各种样品电子鼻风味特征传感器响应值与其对应的核磁响应信号参数数据库，并采用BP-ANN建立关系，得到微波干燥香辛蔬菜风味预测模型； (6)微波干燥过程中香辛蔬菜风味变化的智能检测：干燥中的香辛蔬菜样品经取样进行低场核磁共振分析，由步骤(5)中得到的微波干燥香辛蔬菜风味预测模型预测当前风味物质变化。 4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述的微波功率是150W，每间隔10min取样，直至香辛蔬菜原料的干基含水率小于10％。 5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)中，低场核磁共振分析利用CPMG脉冲序列进行信号采集；CPMG序列采用的参数为：采样点数TD＝784794，谱宽100kHz，回波个数18000，重复扫描次数NS＝4，采样重复时间TW＝4000ms；将采集的信号通过核磁共振T2反演软件得到T2反演谱及对应的核磁参数。 6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)中，低场核磁共振分析利用CPMG脉冲序列进行信号采集；CPMG序列采用的参数为：采样点数TD＝784794，谱宽100kHz，回波个数18000，重复扫描次数NS＝4，采样重复时间TW＝4000ms；将采集的信号通过核磁共振T2反演软件得到T2反演谱及对应的核磁参数。 7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤(4)中，同种香辛蔬菜中不同类别风味物质变化的测定利用电子鼻，将样品置于密封小瓶中，静置60min；采集时间为150s。 8.根据权利要求4、5或6所述的方法，其特征在于，所述步骤(4)中，同种香辛蔬菜中不同类别风味物质变化的测定利用电子鼻，将样品置于密封小瓶中，静置60min；采集时间为150s。 9.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤(5)中，所述样品核磁响应信号参数中的不同组分水的峰面积与电子鼻传感器响应值建立关系方程时，需要对峰面积作质量归一化处理。 10.根据权利要求4、5、6或7所述的方法，其特征在于，所述步骤(5)中，所述样品核磁响应信号参数中的不同组分水的峰面积与电子鼻传感器响应值建立关系方程时，需要对峰面积作质量归一化处理。
所属类别：	发明专利