高亞平，安 峰，趙東海，吳 龍，徐 慶，鄭兆啟，王瑞芳

(1.天津市低碳綠色過程裝備國際聯(lián)合研究中心，天津科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，天津 300222；2.艾默生過程管理(天津)閥門有限公司，天津 301700)

青蘿卜是中國蘿卜中的綠皮蘿卜，其主要產(chǎn)地為天津和山東.其中，天津青蘿卜有“沙窩蘿卜賽鴨梨”的美譽(yù).青蘿卜中富含葡萄糖、蔗糖、果糖、多縮戊糖、粗纖維、維生素C、礦物質(zhì)、蛋白質(zhì)及多種氨基酸等營養(yǎng)物質(zhì)，同時(shí)還具有藥用價(jià)值，對(duì)增加機(jī)體免疫力，抑制癌細(xì)胞的生長有重要作用[1].青蘿卜主要以生食為主，人稱“水果蘿卜”.除生食外，還可炒食、腌漬、干制以及開發(fā)蘿卜脆等休閑食品.在制作蘿卜干、腌漬及休閑食品的過程中，均需對(duì)蘿卜進(jìn)行干燥處理.而在干燥過程中快捷和準(zhǔn)確地檢測(cè)品質(zhì)是保證產(chǎn)品品質(zhì)的重要手段.

介電特性是物料的固有屬性，其描述處于電磁場(chǎng)中的物質(zhì)與電磁波相互作用的能力.介電特性參數(shù)主要包括介電常數(shù)ε'和介質(zhì)損耗因子ε".介電常數(shù)對(duì)應(yīng)于物料的電容，表征物料從電磁場(chǎng)中貯存電磁能的能力，該部分能量是可逆的；介質(zhì)損耗因子對(duì)應(yīng)于物料的電阻，表示從電磁場(chǎng)中耗散的電磁能，該部分能量是不可逆的.介電特性一般受物料自身特性和電磁場(chǎng)狀態(tài)的影響，其主要影響因素有頻率，物料的含水率、溫度、密度及組分等[2-4].

目前，基于介電特性的無損檢測(cè)技術(shù)被廣泛研究[5-7]，其中基于介電特性測(cè)量物料含水率的研究最為廣泛.張國坤[8]對(duì)基于介電特性的玉米葉片含水率無損檢測(cè)進(jìn)行了研究，建立了玉米葉片介電特性參數(shù)與含水率之間的關(guān)系模型，并應(yīng)用此模型開發(fā)設(shè)計(jì)了一款玉米葉片含水率檢測(cè)系統(tǒng).

更多研究者希望探求介電特性與產(chǎn)品品質(zhì)間的關(guān)系，從而實(shí)現(xiàn)基于介電特性對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)的檢測(cè).在鮮果的品質(zhì)檢測(cè)中，利用理化指標(biāo)評(píng)價(jià)鮮果品質(zhì)，再利用介電特性檢測(cè)其理化指標(biāo)已被廣泛研究.柯大觀[9]基于介電特性對(duì)蘋果的新鮮度、腐爛程度進(jìn)行研究并實(shí)現(xiàn)分選.房麗潔等[10]研究了用介電特性預(yù)測(cè)庫爾勒香梨的糖度和硬度，結(jié)果表明對(duì)糖度的預(yù)測(cè)效果較好，但對(duì)硬度的預(yù)測(cè)效果較差.袁子慧等[11]探索了用介電常數(shù)和介質(zhì)損耗因子預(yù)測(cè)芒果的總糖及pH，發(fā)現(xiàn)芒果的介電特性與芒果總糖及pH 的相關(guān)度較高.

在果蔬干燥過程中，通過測(cè)試干燥過程中理化指標(biāo)的變化，建立理化指標(biāo)與介電參數(shù)間的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)檢測(cè)產(chǎn)品的品質(zhì)，具有很好的便捷性和快速性.秦文等[12]利用介電特性對(duì)蔗糖溶液、新鮮胡蘿卜、蔥、蘑菇和生菜在干燥過程中品質(zhì)的檢測(cè)進(jìn)行了研究，實(shí)現(xiàn)了在線、無損監(jiān)控食品干燥過程.王琴[13]研究樹莓漿果在微波干燥中介電常數(shù)、介質(zhì)損耗因子與其溫度和含水率的關(guān)系，建立了微波加熱過程中介電特性與溫度、含水率之間的數(shù)學(xué)模型，并將其運(yùn)用于介電特性檢測(cè)系統(tǒng).Changrue 等[14]研究了在草莓和胡蘿卜滲透脫水時(shí)糖的濃度與介電特性的關(guān)系，得出隨著糖的濃度上升草莓和胡蘿卜的介電常數(shù)和介質(zhì)損耗因子均下降的結(jié)論.Funebo 等[15]研究了蘑菇、歐芹和山蘿卜在新鮮和干燥情況下，溫度、含水率、密度與介電特性之間的關(guān)系.

目前，未見報(bào)道用介電特性表征青蘿卜干燥過程中理化參數(shù)變化的研究.考慮到除了水分，青蘿卜含糖較多，總糖量為20～60 mg/g[16-17]，本文主要研究頻率、含水率、糖度、密度與介電特性的關(guān)系，并建立相關(guān)模型，為開發(fā)基于介電特性預(yù)測(cè)青蘿卜干燥過程中含水率、糖度等的檢測(cè)儀器提供理論數(shù)據(jù).

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)物料及樣品的制備

選用從天津博疆市場(chǎng)購買的無病蟲害及機(jī)械損傷的新鮮青蘿卜，清洗后切片，尺寸為φ 46.2 mm×5 mm，備用.實(shí)驗(yàn)前測(cè)定青蘿卜片的濕基含水率，為93.20%.

利用AR1140 型電子天平分別稱取18 片初始含水率的樣品，置于培養(yǎng)皿中，用DL-101-3BS 型恒溫鼓風(fēng)干燥箱60 ℃熱風(fēng)干燥至不同濕基含水率，取出后放入密封性良好的密封袋中，4 ℃密封放置24 h，使樣品水分充分均勻.

1.2 測(cè)量方法與步驟

1.2.1 介電參數(shù)測(cè)量方法

介電特性測(cè)定系統(tǒng)主要由計(jì)算機(jī)、E5063A 型網(wǎng)絡(luò)分析儀、校準(zhǔn)套件、開放式同軸探頭等組成.將不同濕基含水率的樣品放置在圓柱形測(cè)量單元下，探頭底面緊貼樣品，確保在測(cè)量過程中探頭不與外部空氣接觸，通過計(jì)算機(jī)讀出介電常數(shù)與介質(zhì)損耗因子的數(shù)值.

1.2.2 濕基含水率測(cè)量方法

物料濕基含水率的測(cè)定方法根據(jù)AOAC 925.10(2002)方法測(cè)定.將物料放置于105 ℃的熱風(fēng)干燥箱中，當(dāng)物料的質(zhì)量不再變化時(shí)，認(rèn)為物料已完全干燥.物料濕基含水率的計(jì)算公式為

式中：W 為干燥到t 時(shí)刻的濕基含水率，%；mt為干燥到t 時(shí)刻的物料質(zhì)量，g；mg為物料絕干質(zhì)量，g.

1.2.3 糖度測(cè)量方法

采用PAL-BX/ACID F5 型糖酸一體機(jī)測(cè)量物料的糖度(B)，每個(gè)樣品測(cè)量5 次，取平均值，糖度的單位為g/100 g 物料.

1.2.4 密度測(cè)量方法

密度的測(cè)量采用體積替代法，將樣品放在含定量水的量筒中，通過測(cè)出樣品的體積計(jì)算密度，單位為g/cm3.

1.2.5 測(cè)量步驟

把不同濕基含水率的青蘿卜樣品放入稱量瓶(帶蓋)上，再放入恒溫水浴鍋中加熱，利用熱電偶測(cè)量樣品溫度，當(dāng)樣品溫度為(36±1)℃時(shí)進(jìn)行介電特性測(cè)量.對(duì)于網(wǎng)絡(luò)分析儀，開機(jī)預(yù)熱1 h 后，用開路、短路和50 ? 匹配阻抗校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)中所用網(wǎng)絡(luò)分析儀的端口，接著利用開路、短路和25 ℃的去離子水校準(zhǔn)同軸探頭，并選擇測(cè)量頻率范圍為16 MHz～3.5 GHz.同一濕基含水率物料選擇6 片，每片選取正反兩面10 個(gè)測(cè)量點(diǎn)，之后取3 片用于測(cè)密度，另外3 片用于測(cè)糖度.實(shí)驗(yàn)重復(fù)3 次，測(cè)量數(shù)據(jù)取平均值.

1.3 數(shù)學(xué)模型的建立

根據(jù)得到的不同含水率、糖度、密度的青蘿卜的介電特性，建立介電特性與含水率、糖度、密度之間的關(guān)聯(lián)模型，探究介電特性與物料品質(zhì)的關(guān)系.

2 結(jié)果與分析

2.1 熱風(fēng)干燥動(dòng)力學(xué)

在熱風(fēng)溫度為60 ℃時(shí)，青蘿卜的干燥動(dòng)力學(xué)曲線如圖1 所示.

圖1 青蘿卜的干燥動(dòng)力學(xué)曲線Fig.1 Drying kinetic curve of green turnip

由圖1 可知：隨著干燥時(shí)間的增長，物料含水率逐漸降低，溫度不斷升高.前120 min，物料濕基含水率由93.20%降到88.00%，溫度由20 ℃增至36 ℃，這是一個(gè)快速升溫階段.120～360 min，物料溫度幾乎保持恒定，維持在36～37 ℃，這是因?yàn)槲锪蠌母稍锝橘|(zhì)吸收的熱能全部消耗于水分的蒸發(fā)，此時(shí)，物料的濕基含水率由88.00%降至47.32%.之后物料內(nèi)部水分經(jīng)內(nèi)擴(kuò)散遷移至表面的水分不足以補(bǔ)償表面蒸發(fā)的水分，所以干燥速率減慢，進(jìn)入降速干燥階段.隨著降速干燥的進(jìn)行，青蘿卜中的含水率進(jìn)一步降低，使其內(nèi)部水分向表面擴(kuò)散也越來越少，因此物料從干燥介質(zhì)中吸收的熱能部分用于溫度的升高.這與鄭先哲等[18]對(duì)熱風(fēng)干燥的動(dòng)力學(xué)研究的曲線趨勢(shì)一致.在整個(gè)干燥過程中，物料的溫度范圍為20～42 ℃，其中主要的恒速和降速干燥過程溫度處于36～42 ℃.

2.2 頻率與介電特性的關(guān)系

由于介電特性受頻率的影響，本文研究了16 MHz～3.5 GHz 頻率范圍內(nèi)的介電特性變化，結(jié)果如圖2 所示.

圖2 頻率對(duì)不同濕基含水率的青蘿卜介電特性的影響Fig.2 Effect of frequency on dielectric properties of green turnip with different moisture content

由圖2 可知：在16 MHz～3.5 GHz 頻段內(nèi)，不同含水率的青蘿卜的介電常數(shù)ε′和介質(zhì)損耗因子ε″都隨著頻率的增大而減小，其中低頻段的變化趨勢(shì)更為顯著.這與宋春芳等[19]等對(duì)果蔬的介電特性隨頻率的變化研究結(jié)果一致.濕基含水率為70.42%的青蘿卜，在頻率從16 MHz 增至300 MHz 的過程中，介電常數(shù)從168.6 降低到71.9；在頻率從300 MHz 增加至3.5 GHz 的過程中，介電常數(shù)從 71.9 只降低到54.9.這是因?yàn)樵诘皖l段，離子傳導(dǎo)起主要作用；在高頻段，偶極子的轉(zhuǎn)向起主導(dǎo)作用.而且，隨著頻率不斷增強(qiáng)，偶極子轉(zhuǎn)向跟不上頻率的變化，所以，介電常數(shù)和介質(zhì)損耗因子不斷減小.從圖2 還可以看出：介電特性在高含水率時(shí)隨頻率的變化更顯著.頻率從16 MHz 增至3.5 GHz，濕基含水率為70.42%的青蘿卜的介電常數(shù)下降了113.1，而濕基含水率為33.38%的青蘿卜的介電常數(shù)下降了17.8.其原因是樣品的含水率越高，自由水的含量越高，水分子的偶極子轉(zhuǎn)向越劇烈，介電常數(shù)及介質(zhì)損耗因子越大.這說明頻率和含水率對(duì)介電常數(shù)和介質(zhì)損耗因子有很大的影響.工業(yè)上和家用微波爐主要使用的微波頻率為915 MHz 和2 450 MHz，因此本文在后續(xù)研究中主要取915 MHz 和2 450 MHz 作為研究頻率.

2.3 溫度與介電特性的關(guān)系

考慮到溫度對(duì)介電特性的影響，針對(duì)圖1 中物料在干燥過程中的溫度范圍，本文研究了不同濕基含水率的青蘿卜在物料溫度為20～50 ℃變化時(shí)的介電特性(圖3).

圖3 物料溫度對(duì)不同濕基含水率的青蘿卜介電特性的影響Fig.3 Effect of temperature on dielectric properties of green turnip with different moisture content in wet base

由圖3 可知：當(dāng)頻率為2 450 MHz、物料的含水率為定值、溫度從20 ℃升到50 ℃時(shí)，介電常數(shù)和介質(zhì)損耗因子幾乎沒有變化.當(dāng)頻率為915 MHz 時(shí)，介電常數(shù)沒有變化，介質(zhì)損耗因子在高含水率時(shí)表現(xiàn)出隨溫度增加緩慢增加的趨勢(shì).在濕基含水率為75.46%時(shí)，介質(zhì)損耗因子隨溫度的波動(dòng)最大，由20 ℃升到50 ℃時(shí)，介質(zhì)損耗因子由28.82 增加到46.06.考慮到本文在60 ℃熱風(fēng)干燥條件下，物料的溫度范圍主要處于36～42 ℃，在該溫度區(qū)間，介質(zhì)損耗因子增加4，增加較小，故在后續(xù)研究中，不考慮溫度變化對(duì)介電特性的影響，將溫度統(tǒng)一設(shè)置為(36±1)℃.

2.4 濕基含水率與介電特性的關(guān)系

青蘿卜干燥過程中濕基含水率與介電特性的關(guān)系如圖4 所示.

圖4 青蘿卜干燥過程中濕基含水率與介電特性的關(guān)系Fig.4 Relationships between moisture content and dielectric properties of green turnip in drying

圖4 表明：介電常數(shù)和介質(zhì)損耗因子在濕基含水率為15%～20%時(shí)，幾乎沒有變化.這是因?yàn)榇藭r(shí)青蘿卜內(nèi)的水分主要是結(jié)合水，在交變電磁場(chǎng)中，水分子的極化以及離子傳導(dǎo)較弱，所以介電常數(shù)以及介質(zhì)損耗因子幾乎不變.濕基含水率從20%增至60%時(shí)，介電常數(shù)和介質(zhì)損耗因子快速增加，這是因?yàn)殡S著含水率的增加，水分子的極化增強(qiáng)，使介電常數(shù)和介質(zhì)損耗因子增大.濕基含水率從60%增至90%時(shí)，介電常數(shù)增加相對(duì)較小，介質(zhì)損耗因子略有下降，這是因?yàn)殡S著含水率增加，自由水含量多，離子的相對(duì)濃度降低，離子傳導(dǎo)作用減弱，導(dǎo)致介質(zhì)損耗因子略有下降.此結(jié)果與Van 等[20]對(duì)牛肉粒的介質(zhì)損耗因子隨含水率的變化趨勢(shì)以及與桑田等[21]對(duì)黑莓的介電常數(shù)隨含水率的變化趨勢(shì)相似.同時(shí)從細(xì)胞層次考慮，新鮮青蘿卜的組織細(xì)胞膜為液晶相，流動(dòng)性大，隨干燥不斷進(jìn)行，細(xì)胞膜由液晶相向凝膠相轉(zhuǎn)化，細(xì)胞膜變得剛硬，流動(dòng)性變差，細(xì)胞液的黏滯系數(shù)增大，膜的通透能力下降，因而介電常數(shù)減小[22-23].

2.5 糖度與介電特性的關(guān)系

張毛賽等[24]研究指出：蔗糖與葡萄糖粉末的介電常數(shù)為 1.70±0.15，介質(zhì)損耗因子為 0.03±0.11.該數(shù)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于水的介電常數(shù)78(2.45 GHz，室溫)和介質(zhì)損耗因子12.同時(shí)指出，蔗糖含量對(duì)物料的介電特性的影響不明顯.增加葡萄糖含量使得介質(zhì)損耗因子有下降的趨勢(shì)，但其主要原因在于葡萄糖可以結(jié)合水分子，導(dǎo)致自由水含量發(fā)生改變，從而改變介電特性.因此，糖本身對(duì)物料介電特性的影響很小.但糖度是果蔬品質(zhì)研究中的一個(gè)重要參數(shù)，方便快捷地檢測(cè)糖度也是品質(zhì)檢測(cè)中的重要指標(biāo).在干燥過程中，伴隨著水分的減少，糖度在不斷增加，由糖度與水分的相關(guān)性，建立糖度與介電特性的關(guān)系，有利于品質(zhì)參數(shù)糖度的快速檢測(cè).

圖5 表示糖度、密度與濕基含水率的關(guān)系：隨著干燥的進(jìn)行，含水率越來越少，糖度越來越高，含水率與糖度成反比的關(guān)系.這與郭文川等[25]得出桃子的糖度與含水率呈負(fù)相關(guān)的結(jié)果一致.

圖5 糖度、密度與濕基含水率的關(guān)系Fig.5 Relationship between sugar content，density and moisture content

青蘿卜干燥過程中糖度與介電特性的關(guān)系如圖6 所示.由圖6 可知：在頻率為915 MHz 時(shí)，糖度從10 g/100 g 物料升到40 g/100 g 物料時(shí)，介電常數(shù)從64 降到61，介質(zhì)損耗因子從25 升至35，這正好對(duì)應(yīng)干燥過程中物料濕基含水率為90%降到60%.當(dāng)糖度從40 g/100 g 物料升到70 g/100 g 物料時(shí)，介電常數(shù)從61 下降到2，介質(zhì)損耗因子從35 降到1，對(duì)應(yīng)濕基含水率從60%下降到20%，此時(shí)，物料中主要為干物質(zhì)和結(jié)合水.因此，在糖度變化時(shí)，介電特性變化的主要原因是物料中含水率的變化.Changrue等[14]對(duì)草莓和胡蘿卜內(nèi)部的糖度與介電特性的關(guān)系、Tulasidas 等[26]對(duì)不同含糖量的葡萄中糖度與介電特性的關(guān)系以及劉熠[27]對(duì)蜂蜜的糖度與介電特性的關(guān)系的研究結(jié)果均與本文的糖度與介電特性的關(guān)系一致.

圖6 青蘿卜干燥過程中糖度與介電特性的關(guān)系Fig.6 Relationship between sugar content and dielectric properties of green turnip in drying

2.6 密度與介電特性的關(guān)系

隨著干燥的進(jìn)行，物料的密度會(huì)因內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化而發(fā)生變化，因此密度可以是表征內(nèi)部結(jié)構(gòu)的參數(shù).由圖5 可知：濕基含水率從90%降至15%時(shí)，密度從0.99 g/cm3升至1.22 g/cm3，這是因?yàn)楹试降?，蛋白質(zhì)、碳水化合物等大分子所占的比重越大，它們的密度大于水，所以密度增大.這與郭文川等[28]對(duì)燕麥含水率與密度的關(guān)系以及顧園華等[29]對(duì)紫薯含水率與密度的關(guān)系研究結(jié)果一致.圖7 顯示，隨著密度不斷增大，介電常數(shù)逐漸減小，介質(zhì)損耗因子先增大，后減小.這與劉興鵬[30]對(duì)煙葉密度與介電常數(shù)的關(guān)系研究結(jié)果一致.

圖7 青蘿卜干燥過程中密度與介電特性的關(guān)系Fig.7 Relationship between density and dielectric properties of green turnip in drying

2.7 模型的建立

2.7.1 含水率與介電特性的關(guān)聯(lián)模型

根據(jù)上述研究，在固定頻率的情況下，物料濕基含水率對(duì)介電特性的影響最大，通過Minitab 軟件，對(duì)含水率與介電常數(shù)、介質(zhì)損耗因子之間進(jìn)行逐步回歸，得出含水率與介電常數(shù)、介質(zhì)損耗因子之間的關(guān)聯(lián)模型，并對(duì)關(guān)聯(lián)模型進(jìn)行方差分析.方差分析表明，各系數(shù)的P＜0.05(表1)，說明介電常數(shù)和介質(zhì)損耗因子對(duì)含水率的影響是極顯著的.從表2 可得，R2、R2(調(diào)整)、R2(預(yù)測(cè))之間的差距很小，均大于95%，說明模型是準(zhǔn)確的.含水率與介電特性的關(guān)聯(lián)模型為

表1 含水率與介電特性的回歸模型方差分析Tab.1 Analysis of variance of regression model for moisture content and dielectric properties

表2 含水率與介電特性的回歸模型的R2 分析Tab.2 Analysis of R2 of regression model for moisture content and dielectric properties

2.7.2 糖度與介電特性的關(guān)聯(lián)模型

同2.7.1 方法，對(duì)糖度與含水率，糖度與介電常數(shù)、介質(zhì)損耗因子之間進(jìn)行逐步回歸，得出糖度與含水率以及糖度與介電常數(shù)、介質(zhì)損耗因子之間的關(guān)聯(lián)模型，并對(duì)關(guān)聯(lián)模型進(jìn)行方差分析.由表3、表4 可得：各系數(shù)的P＜0.05，說明含水率、介電常數(shù)和介質(zhì)損耗因子對(duì)糖度的影響是極顯著的；并且介電常數(shù)的F 值更大，說明介電常數(shù)對(duì)糖度的影響更大.從表5、表6 可得，R2、R2(調(diào)整)、R2(預(yù)測(cè))之間的差距很小，且都大于92%，說明糖度與含水率及糖度與介電特性的模型是準(zhǔn)確的.糖度與含水率的關(guān)聯(lián)模型為

糖度與介電特性的關(guān)聯(lián)模型為

表3 含水率與糖度的回歸模型方差分析Tab.3 Analysis of variance of regression model for moisture content and sugar content

表4 糖度與介電特性的回歸模型方差分析Tab.4 Analysis of variance of regression model for sugar content and dielectric properties

表5 含水率與糖度的回歸模型的R2 分析Tab.5 Analysis of R2 of regression model for moisture content and sugar content

表6 糖度與介電特性的回歸模型的R2 分析Tab.6 Analysis of R2 of regression model for sugar content and dielectric properties

2.7.3 密度與介電特性的關(guān)聯(lián)模型

同2.7.1 方法，對(duì)密度與含水率，密度與介電常數(shù)、介質(zhì)損耗因子之間進(jìn)行逐步回歸，得出密度與含水率以及密度與介電常數(shù)、介質(zhì)損耗因子之間的關(guān)聯(lián)模型，并對(duì)關(guān)聯(lián)模型進(jìn)行方差分析.由表7 可得，各系數(shù)的P＞0.05，且表8 中R2、R2(調(diào)整)、R2(預(yù)測(cè))之間的差距較大，說明含水率與密度的關(guān)系是不顯著的，模型是不準(zhǔn)確的.由表9 可得，各系數(shù)的P＜0.05，且表10 中的R2、R2(調(diào)整)、R2(預(yù)測(cè))之間的差距很小，且都大于95%，說明密度與介電特性的關(guān)聯(lián)模型是準(zhǔn)確的.密度與含水率的模型為

表7 含水率與密度的回歸模型方差分析Tab.7 Analysis of variance of regression model for moisture content and density

表8 含水率與密度的回歸模型的R2 分析Tab.8 Analysis of R2 of regression model for moisture content and density

密度與介電特性的關(guān)聯(lián)模型為

表9 密度與介電特性的回歸模型方差分析Tab.9 Analysis of variance of regression model for density and dielectric properties

表10 密度與介電特性的回歸模型的R2 分析Tab.10 Analysis of R2 of regression model for density and dielectric properties

2.8 基于介電特性的青蘿卜的含水率、糖度、密度的預(yù)測(cè)

為了進(jìn)一步驗(yàn)證式(2)—式(6)、式(8)、式(9)方程的預(yù)測(cè)效果，本文按照1.2.5 的測(cè)量步驟再次測(cè)量915 MHz 和2 450 MHz 下不同含水率、糖度、密度的介電特性.將測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)代入回歸模型，得出計(jì)算值，將計(jì)算值與實(shí)測(cè)值進(jìn)行對(duì)比.由圖8 可知，青蘿卜的實(shí)際含水率與計(jì)算含水率的決定系數(shù)R2大于0.97，含水率的預(yù)測(cè)誤差較小，說明用本文研究得到的含水率與介電特性的關(guān)聯(lián)模型預(yù)測(cè)含水率是可行的.由圖9 可得，青蘿卜的實(shí)際糖度與計(jì)算糖度的決定系數(shù)R2大于0.93，糖度的預(yù)測(cè)誤差較小，說明用本文研究得到的糖度與含水率、糖度與介電特性的關(guān)聯(lián)模型預(yù)測(cè)糖度也是可行的.由圖10 可得，青蘿卜的實(shí)際密度與計(jì)算密度的決定系數(shù)R2大于0.90，密度的預(yù)測(cè)誤差較小，說明用本文得到的密度與介電特性的關(guān)聯(lián)模型預(yù)測(cè)密度也是可行的.

圖8 濕基含水率計(jì)算值與實(shí)測(cè)值的關(guān)系圖Fig.8 Relationship between calculated value and measured value of moisture content

圖9 糖度計(jì)算值與實(shí)測(cè)值的關(guān)系圖Fig.9 Relationship between calculated value and measured value of sugar content

圖10 密度計(jì)算值與實(shí)測(cè)值的關(guān)系圖Fig.10 Relationship between calculated value and measured value of density

3 結(jié) 論

本文在60 ℃熱風(fēng)干燥條件下，對(duì)青蘿卜干燥過程中的含水率、糖度、密度及介電特性進(jìn)行測(cè)定，得出含水率與介電特性的關(guān)聯(lián)模型為W915=0.199 9+0.013 4 ε'-0.009 3 ε"，W2450=0.209 3+0.014 7 ε'-0.014 5 ε"；含水率與糖度的關(guān)聯(lián)模型為B=84.14-78.08 W；糖度與介電特性的關(guān)聯(lián)模型為B915=70.51-1.578 ε'+1.829 ε"，B2450=70.19-1.484 ε'+2.019 ε"；密度與介電特性的關(guān)聯(lián)模型為 ρ915=1.208 1-0.006 8 ε'+0.009 4 ε"；ρ2450=1.229 0-0.009 9 ε'+0.007 4 ε"+0.000 2 ε'ε".且經(jīng)過方差分析以及模型驗(yàn)證表明，用介電特性預(yù)測(cè)干燥過程中的含水率、糖度、密度是可行的，用含水率預(yù)測(cè)糖度也是可行的.

本文對(duì)青蘿卜在干燥過程中內(nèi)部品質(zhì)預(yù)測(cè)模型的建立，為開發(fā)基于介電特性在線、快速無損檢測(cè)技術(shù)提供了一定的理論基礎(chǔ).