【摘要】：近年來(lái)，各種聯(lián)合干燥技術(shù)以其干燥時(shí)間短，能耗低，產(chǎn)品質(zhì)量高等優(yōu)勢(shì)而被廣泛應(yīng)用。果蔬中的水分主要以結(jié)合水，半結(jié)合水和自由水的狀態(tài)存在，大部分的自由水和半結(jié)合水在干燥過(guò)程中脫除，而結(jié)合水因與物料到固質(zhì)結(jié)合的非常緊密一般不能在干燥中去除。聯(lián)合干燥技術(shù)融合各種干燥技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，在物料干燥的不同的階段采用不同的干燥技術(shù)，脫除物料中大部分的自由水和半結(jié)合水。對(duì)物料干燥過(guò)程中的水分狀態(tài)及其水分分布的研究有利于為變溫聯(lián)合干燥過(guò)程干燥工藝、轉(zhuǎn)換點(diǎn)的確定以及數(shù)學(xué)模型的建立提供理論依據(jù)。目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者已經(jīng)利用無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，如H核磁共振技術(shù)(HNMR)、計(jì)算機(jī)斷層技術(shù)(CT)以及γ射線(xiàn)等獲得物料水分的分布圖，而HNMR法測(cè)量速度快，結(jié)果精度高，攜帶信息多的特點(diǎn)使其應(yīng)用于果蔬干燥過(guò)程研究具有顯著優(yōu)勢(shì)。 論文應(yīng)用核磁共振及其成像技術(shù)研究胡蘿卜不同恒溫?zé)犸L(fēng)溫度干燥過(guò)程中物料內(nèi)部水分的變化規(guī)律，試驗(yàn)采用電熱恒溫干燥箱設(shè)備，分別在40℃、50℃、60℃、70℃和80℃的條件下對(duì)胡蘿卜切片進(jìn)行熱風(fēng)恒溫干燥。 論文第一部分研究了核磁共振總信號(hào)幅值與干基含水率的相關(guān)系數(shù)，并擬合出定標(biāo)曲線(xiàn)。借助SPSS13.0軟件進(jìn)行回歸分析，胡蘿卜樣品核磁共振總信號(hào)幅值與樣品干基含水率的相關(guān)系數(shù)R=0.999(R2=0.9991)，顯著性水平為α0.01，干基含水率在5.10%~90.71%之間，因此干基含水率與核磁共振信號(hào)幅值存在十分顯著的線(xiàn)性關(guān)系。定標(biāo)曲線(xiàn)方程為y=3.1784x+107.97，x代表干基含水率，y代表信號(hào)幅值，通過(guò)定標(biāo)曲線(xiàn)可以得到胡蘿卜未知樣品的含水率以及干燥過(guò)程中物料內(nèi)部各狀態(tài)水分的含量。 論文第二部分研究胡蘿卜不同溫度熱風(fēng)干燥對(duì)物料內(nèi)部水分狀態(tài)及其分布的影響。制作胡蘿卜切片直徑為25mm，厚度10mm五個(gè)，分別在不同的熱風(fēng)溫度下干燥，，至濕基含水率≤10%為止。通過(guò)T2反演譜分析得出：譜中包含三個(gè)波峰(即三種狀態(tài)的水分)，證實(shí)胡蘿卜片中水分以結(jié)合水、半結(jié)合水和自由水狀態(tài)存在；干燥過(guò)程改變了胡蘿卜樣品中水的分布和結(jié)合狀態(tài)，自由度高的水分向自由度低的遷移；隨著干燥溫度升高，干燥速率加快，但溫度為80℃時(shí)，由于物料表面結(jié)殼阻礙了水分的外遷從而影響干燥速率。 論文第三部分對(duì)樣品在40℃和70℃的條件下干燥過(guò)程中不同時(shí)段的成像研究。通過(guò)成像可視化物料內(nèi)部水分的分布，樣品內(nèi)部水分分布不均勻。從成像的偽彩圖我們清晰看到，隨著干燥時(shí)間的延長(zhǎng)，圖像的亮度變?nèi)酰捎跍囟忍荻群退痔荻鹊姆植�，外層的水分先被蒸發(fā)。干燥后期使物料收縮嚴(yán)重阻礙了水分的外遷，另外，此時(shí)的水分與固質(zhì)的結(jié)合更緊密，干燥速率處于降速段，但是70℃干燥條件下溫度相對(duì)較高，破壞了樣品的組織，從圖像上看亮度變?nèi)跛俾氏鄬?duì)更快。 論文第四部分研究反演軟件算法對(duì)不同信噪比(SNR)的適應(yīng)性，通過(guò)仿真我們得出當(dāng)SNR40時(shí)，聯(lián)合迭代重建算法(SIRT)反演的結(jié)果穩(wěn)定，論文中第三部分試驗(yàn)采集的信號(hào)的SNR都大于40，所以反演的結(jié)果可信；而當(dāng)SNR40時(shí)，反演譜出現(xiàn)假峰或者峰變的尖銳，短弛豫組分的信噪比低于長(zhǎng)弛豫組分的信噪比，所以短弛豫組分受干擾更大。 低場(chǎng)核磁技術(shù)揭示了胡蘿卜干燥過(guò)程內(nèi)部水分的變化規(guī)律，為果蔬干燥參數(shù)的研究提供了一種有效方法。
【圖文】：

MRI的空間編碼技術(shù)是采用梯度磁場(chǎng)，以達(dá)到層面選擇的目的。對(duì)一個(gè)選定層面的體素進(jìn)行相位編碼和頻率編碼核磁共振信號(hào)時(shí)便具有二維空間信息，經(jīng)相位編碼梯度多的信號(hào)確定每一體素的空間位置和信號(hào)強(qiáng)度，經(jīng)二維傅立圖像�，F(xiàn)狀，2004年，Bertram et al[29]等利用低場(chǎng)強(qiáng)的NMR研究了動(dòng)性，發(fā)現(xiàn)與額外的肌原纖維蛋白水分子數(shù)目相關(guān)的NMR特性是有聯(lián)系的，并且縱肌的收縮與橫肌縮水是肌原纖維動(dòng)力。2007年，Prabal.K.Ghosh.et al[30]利用自旋回波序列磁種子干燥過(guò)程中的水分分布圖像，通過(guò)分析利用該圖像研數(shù)學(xué)模型為谷物的干燥提供理論基礎(chǔ)。而Lodi.et al[31]利用包儲(chǔ)存過(guò)程中水分分布和移動(dòng)進(jìn)行研究，得出水分的均勻和杏仁面包的變質(zhì)發(fā)揮著基礎(chǔ)作用的結(jié)論。Sally G. Hardin術(shù)測(cè)量木板干燥過(guò)程中的水分分布，證明了在含有纖維素共振可以提供有用的可視化和定量的水分分布數(shù)據(jù)。

當(dāng)自旋核不加外加磁場(chǎng)時(shí)，質(zhì)子的排列處于無(wú)序狀態(tài)，其南、北極的朝向是隨機(jī)的、瞬間即變的，各瞬間不同朝向質(zhì)子的磁力將互相抵消，物質(zhì)不顯示磁性。即生物組織的宏觀磁矩M=0。如圖2-1所示：圖 2-1 無(wú)外加磁場(chǎng)時(shí)質(zhì)子宏觀磁矩Fig.2-1 Macro magnetic moment of protons when there is no additional magnetic field分析證明，自旋并不完全與磁場(chǎng)趨向一致，而是傾斜一個(gè)角度θ。當(dāng)外加主磁場(chǎng)B0時(shí)，氫原子核自旋的同時(shí)，又沿主磁場(chǎng)方向作圓周運(yùn)動(dòng)，將質(zhì)子磁矩的這種運(yùn)動(dòng)稱(chēng)為拉莫爾進(jìn)動(dòng)，它與陀螺在地球引力的作用下的運(yùn)動(dòng)類(lèi)似，如圖2-2所示。
【學(xué)位授予單位】：南昌航空大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類(lèi)號(hào)】：R445.2

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本文編號(hào)：2707507