بررسی امکان سنجش غلظت ساکاروز در نیشکر شریدر شده با استفاده از روش طیف‌سنجی دی-الکتریک

Abstract

نیشکر محصولی است کلیدی در تولید شکر کشور که قطب تولید آن در استان خوزستان است. پس از برداشت از مزرعه و ورود آن به کارخانه، نیشکر با استفاده از دستگاه شریدر خرد و الیافی می­شود. در این مطالعه، برای سنجش ساکاروز موجود در نیشکر شرید شده، روش طیف­سنجی دی­الکتریک در بازه بسامد صفر تا صد مگاهرتز با استفاده از حسگر دی­الکتریک استوانه­ای با قابلیت تراکم نمونه ارزیابی شد. تعداد 55 نمونه نیشکر شرید شده در فصل برداشت نیشکر در سال 1400 از فرایند تولید کارخانۀ شکر خام سلمان فارسی خوزستان تهیه شد و ضمن اندازه­گیری شاخص­های بریکس با روش رفرکتومتری، Pol با روش پلاریمتری ساده و درصد ساکاروز با روش پلاریمتری مضاعف، نمونه­ها با حسگر دی­الکتریک مورد سنجش قرار گرفت و طیف­های حاصل از آن برای سنجش میزان شاخصه­های غلظت قند (به عنوان متغیرهای وابسته) تحلیل شد. از روش­های رگرسیونی چند متغیره حداقل مربعات جزیی (PLSR)، رگرسیون مولفه­های اصلی (PCR) و رگرسیون ماشین بردار پشتیبان (SVR) برای توسعۀ مدل­های پیش­بینی متغیرهای غلظت استفاده شد. اعتبارسنجی مدل­ پیش­بینی PLSR پیش­بینی قوی­تری از درصد ساکاروز حاصل از روش پلاریمتری مضاعف (79/0 R2=، 75/0 RMSE= و 22/2RPD=) در مقایسه با Pol (76/0 R2=، 8/0 RMSE= و 07/2RPD=) و بریکس (77/0 R2=، 89/0 RMSE= و 2RPD=) نشان داد. این نتیجه با سهم بیشتر قند ساکاروز در مواد انحلال­پذیر در عصاره نیشکر و تعداد گروه­های بیشتر OH مولکول ساکاروز در مقایسه با دیگر قندهای موجود در عصاره و تأثیر غالب ساکاروز بر خصوصیات دی­الکتریک عصارۀ نیشکر قابل توجیه است. با بهینه­سازی و بهبود دقت سنجش این روش می­توان ابزاری ساده و کم هزینه برای استفاده در صنایع شکر ارائه داد.