發(fā)布時間：2020-11-19 01:15

　　 中國作為鮮棗的原產(chǎn)國,鮮棗產(chǎn)量居世界之首,然而出口比例卻非常低,究其原因主要是由于我國鮮棗在線檢測技術比較落后,鮮棗商品化水平低。鮮棗品質(zhì)檢測分選是促進鮮棗增值、提高鮮棗產(chǎn)業(yè)利潤的主要方法之一,通過鮮棗品質(zhì)檢測分選能夠推動鮮棗的商品化與品牌化發(fā)展,因而,實現(xiàn)鮮棗內(nèi)外部品質(zhì)的檢測分選是非常必要的。目前,國內(nèi)外對鮮棗品質(zhì)在線無損檢測分選的研究報道還較少,相關的無損檢測技術和分選方法還不夠成熟,國內(nèi)還沒有鮮棗內(nèi)外部品質(zhì)在線無損檢測設備,而少數(shù)國外水果品質(zhì)在線檢測分選裝備由于其昂貴的價格,不能夠大范圍普及應用。本研究以冬棗為研究對象,以可溶性固形物和輕微損傷為鮮棗內(nèi)外部品質(zhì)的研究指標,設計出鮮棗品質(zhì)的在線光譜無損檢測分選裝置；利用近紅外光譜分析技術,結合化學計量學方法建立了鮮棗內(nèi)部品質(zhì)預測模型和外部損傷判別模型,并對所建模型進行精確度和穩(wěn)定性的分析比較,優(yōu)選出最佳建模方法,最后通過在線檢測裝置驗證該方案的可行性和正確率。本文主要做了如下幾方面的研究：(1)鮮棗品質(zhì)在線光譜無損檢測分選裝置的設計和檢測控制軟件的開發(fā)。結合機械學、電子學和計算機技術,研制開發(fā)了基于近紅外光譜技術的鮮棗內(nèi)外部品質(zhì)在線無損檢測與分選系統(tǒng),系統(tǒng)包括機電控制部分、數(shù)據(jù)采集部分、數(shù)據(jù)處理部分和分選執(zhí)行部分,并且設計開發(fā)了相應的檢測控制軟件,實現(xiàn)鮮棗檢測分選過程中的實時控制、數(shù)據(jù)顯示和結果統(tǒng)計等功能。(2)對鮮棗內(nèi)部品質(zhì)指標一可溶性固形物在可見／近紅外波段的特征波長提取及預測模型建立。在全光譜波段范圍內(nèi),對經(jīng)過不同預處理方法后的光譜數(shù)據(jù)建立PLS定量分析模型,確定最佳預處理方法—9點平滑；然后,對經(jīng)過9點平滑預處理后的數(shù)據(jù)進行RC、SPA、CARS三種方法的特征波長提取；最后,對各自提取的特征波長數(shù)據(jù)以及全波段數(shù)據(jù)分別建立PLS模型和LS-SVM模型,分析比較所建立模型精度,最終選取RC-LS-SVM法為最佳冬棗樣品SSC值預測模型,其中RC為0.9347,RMSEC為0.9928,RP為0.9176,RMSEP為1.0828。(3)對鮮棗外觀品質(zhì)指標—輕微損傷在可見／近紅外波段的特征波長提取及預測模型建立。在全光譜波段范圍內(nèi),對經(jīng)過不同預處理方法后的光譜數(shù)據(jù)建立PLS定量分析模型,確定最佳預處理方法—9點平滑；然后,對經(jīng)過9點平滑預處理后的數(shù)據(jù)進行RC、SPA、CARS三種方法的特征波長提取；最后,對各自提取的特征波長數(shù)據(jù)以及全波段數(shù)據(jù)分別建立PLS模型和LS-SVM模型,分析比較所建立模型精度,最終選取RC-LS-SVM法為最佳冬棗樣品輕微損傷判別模型,判別精度達到97.50%。(4)鮮棗品質(zhì)在線光譜無損檢測分選系統(tǒng)精確度驗證。利用本研究所設計的系統(tǒng)對不同可溶性固形物含量的鮮棗樣本和輕微損傷鮮棗樣本分別進行檢測分選,以驗證檢測分選裝置的精確度。結果表明,本研究所設計系統(tǒng)方案具有可行性且能夠達到較高分選準確率。
【學位單位】：山西農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2016
【中圖分類】：S665.1;S226.5
【部分圖文】：

圖１－１我國２００３年？２０１４年紅孝總產(chǎn)量??Ｆｉｇｌ－Ｉ?Ｃｈｉｎｅｓｅ?ｊｕｊｕｂｅ?０山ｐｕｔ?ｉｕ?化ｅ?ｐｅｒｉｏｄ?ｏｆ?２００３？２０１４??隨著精準農(nóng)業(yè)的發(fā)展和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進程的推進，農(nóng)副產(chǎn)品的商品化已成為增加農(nóng)、促進國民經(jīng)濟增長的重要趙勢。鮮麥品質(zhì)分選作為鮮麥產(chǎn)業(yè)鏈的第一環(huán)，是實商品化和提高商品質(zhì)量的重要手段和關鍵環(huán)節(jié)。首先，當娶成熟，麥林進行大范時，如果不及時剔除鮮麥中所慘雜的損傷果，損傷果所產(chǎn)生的乙稀將會加速其自，并影響到其他正常要果的品質(zhì)，縮短巧果實的保存時間，影響鮮麥的定價，造不必要的損失。此外，采摘后的鮮麥，采用檢測分選技術將損傷果剔除后，根據(jù)各項品質(zhì)參數(shù)進行分選歸類，通過檢測分選的鮮巧，可Ｗ在大小、形狀、色澤、、含糖量等方面基本保持一致，有利于商品的包裝、運輸和儲藏，還能促進紅麥化和品牌化發(fā)展，提升紅孝產(chǎn)品的附加值、增加紅娶產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟效益，提高紅麥市場競爭力。因此，無論是鮮麥的直接銷售，還是作為紅要加工的原材料，鮮夢檢測分選技術對于打造我國紅娶產(chǎn)業(yè)的自主品牌、推動我國紅麥產(chǎn)業(yè)的商品化進重要意義Ｗ。??

圖１－２技術路線圖??Ｆｉｇ?１－２?Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ?民ｏｕｔｅ??１．５本章小結??本章作為緒論部分，對本論文的研究背景與意義、在線無損檢測技術、近紅外光譜??檢測技術、研究內(nèi)容進行了簡單地介紹。首先，在＂研究背景與意義＂部分，對我國紅??麥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀進行了說明，指出了在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向精準農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型的大背景下，鮮麥品??質(zhì)分選作為紅巧產(chǎn)業(yè)的首要環(huán)節(jié)對于提高農(nóng)副產(chǎn)品的附加值，打造傳統(tǒng)水果的品牌效益??具有重要意義；其次，在＂在線無損檢測技術概述＂部分，從多個方面入手，對目前常??用的水果實時檢測和分選技術做了介紹，同時指出了各種技術的優(yōu)勢和弊端。此后，在??介紹無損檢測技術的基礎上，在＂近紅外光譜檢測技術＂部分對國內(nèi)外基于近紅外分析??方法實現(xiàn)水果理化指標檢測和分選的進展做出了綜述。最后，在＂研究內(nèi)容＂部分，分??別闡述了該論文的研究目標、研究內(nèi)容與技術路線。??－１０－??

本研究中近紅外光譜數(shù)據(jù)采集儀器為美國ＡＳＤ公司設計的ＡＳＤ巧ｅｌｄｓｐｅｃ?３型波譜??儀Ｗ及相應的配套設備（反射探頭、光纖、光源和安裝有配套軟件的計算機等），外觀??如圖２－１所示。該光譜儀波長檢測范圍為３５０－２５００ｎｍ，具有較高的光譜分辨率，能夠??實時查看光譜反射曲線，同時還具有可重復性強、可靠性和信噪比高的優(yōu)點，而且儀器??的功耗很小，可連續(xù)工作９小時Ｗ上。??春??４?巧！??圖２－１?Ａ犯Ｆｉｅｌｄｓｐｅｃ?３型波譜儀??Ｆｉｇ２－１?ＡＳＤ?Ｆｉｅｌｄｓｐｅｃ?ｔｙｐｅ?３?ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ??２丄２可溶性固形物（Ｓｏ山ｂｌｅ?ｓｏｌｉｄｓ?ｃｏｎｔｅｎｔ，ＳＳＣ）含量檢測設備??本研究中鮮安樣本的ＳＳＣ指標檢測設備為ＰＲ－１０１型數(shù)顯折射計，如圖２－２所示。??該折射計被廣泛應用于果汁、食物等材料的糖度測量中，其測量范圍為０．０－４５．０?ＯＢｒｉｘ，??測量精度為±化１，其理想工作環(huán)境為５－４０’Ｃ，并能實現(xiàn)自動溫度補償，因此能夠滿足我??們對鮮麥糖度指標的測量要求。同時該折射儀具有數(shù)字顯示功能，可Ｗ方便的讀出糖度??數(shù)值。??－１１?－??
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本文編號：2889482