近红外光谱技术在饲料工业中的应用
发布时间: 2020-06-11   351 次浏览   

近红外光谱技术先容

现代近红外光谱分析技术是近年来分析化学领域迅猛发展的高新分析技术。它是利用化学物质在近红外光谱区的光学吸取特性,来快速测定某种样品中的一种或多种化学成分含量和特性新的物理测定技术。近红外光谱是指波长范围介于可见区(VIS)与中红外区(MIR)之间的电磁波,波长为780-2500nm范围内的一段电磁波。物质中的不同组分或同一组分的不同含氢基团在近红外区域有丰富的吸取光谱。近红外光谱主要是反映C-H、O-H、N-H、S-H等化学键的信息,因此分析范围几乎可覆盖所有的有机化合物和混合物。农产品中的蛋白质、淀粉、粗纤维、脂肪等成分具有含氢基团,在近红外区都有特定的吸取光谱,每种成分都有特定的吸取特征。利用近红外分析仪检测饲料的常规成分,具有快速、准确、成本低等特点。

近红外分析仪在饲料厂的应用优势

1)分析速度快。近红外光谱的信息必须由计算机进行数据处理及统计分析,一般一个样品取得光谱数据后可以立即得到定性或定量分析结果。通过己建立的校正模型,测定一个样品通常只需1-2分钟,极大的缩短了检测周期。

2)分析效率高。近红外光谱技术可同时测定样品的多种组分或性质,大大提高检测效率。常规的检测方法只能一项一项的测,花费的时间长。此外近红外光谱带较弱,测量光程较长,故光程的精确度要求不高,而且仪器构造简单,易于维护。

3) 适用的样品范围广,样品不需要预处理,测定简便。近红外光谱在测量过程中不损伤样品,可直接测定液体、固体(粉末或颗粒)等样品,容易保持样品活性,是一种不消耗样品的无损分析技术。

4) 检测过程是无污染,属于绿色分析技术。近红外光谱分析中只是取得样品的光谱信号,有时甚至可以在原容器中进行测定,测试过程中不破坏样品,不用试剂,故不污染环境。

5)分析成本低。测定过程中不使用化学试剂,检测费用大为降低。

6)近红外光在光纤中具有良好的传输特性,便于实现在线分析。饲料加工的在线检测和监控是保证饲料产品质量安全的有效途径之一。近红外光谱分析技术可在复杂背景下瞬时分析样品的组分信息,而且不破坏样品,可直接准确地获取生产过程中的实时信息,达到对各种工业生产过程进行在线监控的要求。

7)对操作人员的要求不苛刻,经过简单的培训就可胜任工作。并且相比人员流动较大的饲料企业,近红外光谱分析仪能够保持化学分析的稳定性。

8)随模型中优良数据的积累,模型不断优化,检测精度不断提高。由于光谱测量的稳定性,测试结果较少受人为因素的影响,与标准或参考方法相比,近红外光谱一般显示出更好的重现性。

饲料厂使用近红外分析仪的经济效益分析

从经济效益看,采用近红外光谱分析与实验室化学分析相比,可以节约大量原料成本和人工成本。以一台高端进口光谱仪约40万/台为例来计算,通常投资一台近红外只需不到1年便可收回成本。

近红外分析仪品牌选择

目前,我国饲料行业大部分的集团和企业都需要近红外光谱分析仪。国内近红外光谱仪研制起步较晚,近些年来我国在NIR光谱仪研制和生产方面取得了一定成绩,但值得注意的是,国产NIR光谱仪在一些关键技术指标方面(如测量精度、信噪比、仪器间一致性等)与国际先进水平相比还存在相当的差距。

国外知名的近红外光谱仪生产商有德国MOSYE,丹麦某某品牌、Bruker等。其中以德国MOSYE 品牌,MS-A-540、MS-A-530型光谱分析仪性价比最高。

MS-540型近红外光谱分析仪方案的特点

1)采用独特的算法、能同时测量4-7个化学组份。而且每个组分的参数的数据模型相互独立。精度高达0.05%

2)物料的颜色不影响数据的测量,周边微光环境不影响成分的测量。

3)配置多种数据输出模式,模拟量输出、数字量输出等。

4)整机无可动部件、无磨损件、无需要维护。

5)防护等级达IP65,和室内外无恒温湿环境下可靠运行。

6)安装灵活,可多种方式安装,适用于在线检测环境。

7)德国安全标准、微波对人体无损害、德国进口、品质保证。

参数指标

1)系统参数

适应产品温度:0-130度

测量组份:4-7组份可选

测量精度:最高可达0.01%

不锈钢外壳, IP66长x宽x高 = 600x300x167

重量: 大约 16,5 kg

2)主机: 

外壳: 铝合金外壳, IP65

长x宽x高 = 280x230x110

重量: 大约. 5kg

电源: 100 – 240VAC / 47 – 63Hz

消耗功率: 50VA

输出电流: 0/4 – 20mA, 激活, 绝缘, 最大电阻500Ω

RS232 串口: COM1: 4800 - 38400 波特, 8数据, 1 stop, no parity

COM2: 9600 – 115200 Baud, 8 data, 1 stop, no parity

数字输入: TTL

显示: 2 x 24 字符 LCD 带背景光

环境温度: -20 – 40°C

湿度: 相对空气温度最大70 %

储藏温度: -30 – 80°C

辐射干扰: EN 55011 part B

噪音干扰: EN 50082-1

安全性: EN 61010-1