近紅外光譜技術(shù)在飼料工業(yè)中的應(yīng)用

2025-07-01 16:46:28深圳默斯測(cè)控技術(shù)有限公司16

1、近紅外光譜技術(shù)介紹

現(xiàn)代近紅外光譜分析技術(shù)是近年來(lái)分析化學(xué)領(lǐng)域迅猛發(fā)展的高新分析技術(shù)。它是利用化學(xué)物質(zhì)在近紅外光譜區(qū)的光學(xué)吸收特性，來(lái)快速測(cè)定某種樣品中的一種或多種化學(xué)成分含量和特性新的物理測(cè)定技術(shù)。近紅外光譜是指波長(zhǎng)范圍介于可見區(qū)(VIS)與中紅外區(qū)(MIR)之間的電磁波，波長(zhǎng)為780-2500nm范圍內(nèi)的一段電磁波。物質(zhì)中的不同組分或同一組分的不同含氫基團(tuán)在近紅外區(qū)域有豐富的吸收光譜。近紅外光譜主要是反映C-H、O-H、N-H、S-H等化學(xué)鍵的信息，因此分析范圍幾乎可覆蓋所有的有機(jī)化合物和混合物。農(nóng)產(chǎn)品中的蛋白質(zhì)、淀粉、粗纖維、脂肪等成分具有含氫基團(tuán)，在近紅外區(qū)都有特定的吸收光譜，每種成分都有特定的吸收特征。利用近紅外分析儀檢測(cè)飼料的常規(guī)成分，具有快速、準(zhǔn)確、成本低等特點(diǎn)。

2、近紅外分析儀在飼料廠的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

(1)分析速度快。近紅外光譜的信息必須由計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及統(tǒng)計(jì)分析，在線檢測(cè)速度為毫秒級(jí)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)飼料成分含量。

(2)分析效率高。近紅外光譜技術(shù)可同時(shí)測(cè)定樣品的多種組分或性質(zhì)，大大提高檢測(cè)效率。常規(guī)的檢測(cè)方法只能一項(xiàng)一項(xiàng)的測(cè)，花費(fèi)的時(shí)間長(zhǎng)。此外近紅外光譜帶較弱，測(cè)量光程較長(zhǎng)，故光程的精確度要求不高，而且儀器構(gòu)造簡(jiǎn)單，易于維護(hù)。

(3)適用的樣品范圍廣，樣品不需要預(yù)處理，測(cè)定簡(jiǎn)便。近紅外光譜在測(cè)量過(guò)程中不損傷樣品，可直接測(cè)定液體、固體(粉末或顆粒)等樣品，容易保持樣品活性，是一種不消耗樣品的無(wú)損分析技術(shù)。

(4)檢測(cè)過(guò)程是無(wú)污染，屬于綠色分析技術(shù)。近紅外光譜分析中只是取得樣品的光譜信號(hào)，有時(shí)甚至可以在原容器中進(jìn)行測(cè)定，測(cè)試過(guò)程中不破壞樣品，不用試劑，故不污染環(huán)境。

(5)分析成本低。測(cè)定過(guò)程中不使用化學(xué)試劑，檢測(cè)費(fèi)用大為降低。

(6)近紅外光在光纖中具有良好的傳輸特性，便于實(shí)現(xiàn)在線分析。飼料加工的在線檢測(cè)和監(jiān)控是保證飼料產(chǎn)品質(zhì)量安全的有效途徑之一。近紅外光譜分析技術(shù)可在復(fù)雜背景下瞬時(shí)分析樣品的組分信息，而且不破壞樣品，可直接準(zhǔn)確地獲取生產(chǎn)過(guò)程中的實(shí)時(shí)信息，達(dá)到對(duì)各種工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行在線監(jiān)控的要求。

(7)對(duì)操作人員的要求不苛刻，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的培訓(xùn)就可勝任工作。并且相比人員流動(dòng)較大的飼料企業(yè)，近紅外光譜分析儀能夠保持化學(xué)分析的穩(wěn)定性。

(8)隨模型中優(yōu)良數(shù)據(jù)的積累，模型不斷優(yōu)化，檢測(cè)精度不斷提高。由于光譜測(cè)量的穩(wěn)定性，測(cè)試結(jié)果較少受人為因素的影響，與標(biāo)準(zhǔn)或參考方法相比，近紅外光譜一般顯示出更好的重現(xiàn)性。

3、飼料廠使用近紅外分析儀的經(jīng)濟(jì)效益分析

從經(jīng)濟(jì)效益看，采用近紅外光譜分析與實(shí)驗(yàn)室化學(xué)分析相比，可以節(jié)約大量原料成本和人工成本。以一臺(tái)高端進(jìn)口光譜儀約40萬(wàn)/臺(tái)為例來(lái)計(jì)算，通常投資一臺(tái)近紅外只需不到1年便可收回成本。

4、近紅外分析儀品牌選擇

目前,我國(guó)飼料行業(yè)大部分的集團(tuán)和公司都需要近紅外光譜分析儀。國(guó)內(nèi)近紅外光譜儀研制起步較晚，近些年來(lái)我國(guó)在NIR光譜儀研制和生產(chǎn)方面取得了一定成績(jī)，但值得注意的是，國(guó)產(chǎn)NIR光譜儀在一些關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)方面(如測(cè)量精度、信噪比、儀器間一致性等)與國(guó)際先進(jìn)水平相比還存在相當(dāng)?shù)牟罹唷?/p>

國(guó)外知名的近紅外光譜儀生產(chǎn)商有德國(guó)MOSYE,美國(guó)FOSS、Bruker等。其中以德國(guó)MOSYE 品牌， MS-530型光譜分析儀性價(jià)比最高。

5，MS-530型近紅外光譜分析儀方案的特點(diǎn)

1）采用獨(dú)特的算法、能同時(shí)測(cè)量4個(gè)化學(xué)組份。而且每個(gè)組分的參數(shù)的數(shù)據(jù)模型相互獨(dú)立。精度高達(dá)0.1%

2）配置多種數(shù)據(jù)輸出模式，模擬量輸出、數(shù)字量輸出等。

3）整機(jī)無(wú)可動(dòng)部件、無(wú)磨損件、無(wú)需要維護(hù)。

4）防護(hù)等級(jí)達(dá)IP65，可室內(nèi)外無(wú)恒溫濕環(huán)境下可靠運(yùn)行。

5）安裝靈活,可多種方式安裝。適用于在線檢測(cè)環(huán)境.

6）德國(guó)安全標(biāo)準(zhǔn)、微波對(duì)人體無(wú)損害、整機(jī)原裝德國(guó)進(jìn)口。品質(zhì)保證。