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三分鐘了解分析“巨人”——近紅外光譜技術(shù)!
近紅外光譜(NIR)分析技術(shù)是分析化學(xué)領(lǐng)域迅猛發(fā)展的高新分析技術(shù),在分析化學(xué)領(lǐng)域被譽(yù)為分析“巨人",它的出現(xiàn)可以說(shuō)帶來(lái)了又一次分析技術(shù)的革命。
近紅外技術(shù)在上世紀(jì)八十年代開(kāi)始進(jìn)入我國(guó),在一些國(guó)內(nèi)科研機(jī)構(gòu)和儀器廠家的不懈努力下,各行各業(yè)都開(kāi)始逐漸出現(xiàn)國(guó)產(chǎn)近紅外儀器的身影。即便如此,許多人對(duì)這項(xiàng)新技術(shù)仍然很陌生,下面就跟隨迅杰一起了解一下這項(xiàng)新技術(shù)吧!
01 什么是近紅外技術(shù)?
簡(jiǎn)而言之,近紅外光譜技術(shù)是通過(guò)研究近紅外光對(duì)含氫基團(tuán)X-H(X=C、N、O)振動(dòng)的倍頻和合頻吸收,從而分析有機(jī)物組分和結(jié)構(gòu)的信息、確定組分含量的一項(xiàng)技術(shù)。
近紅外光(Near Infrared,NIR)是介于可見(jiàn)光(ⅥS)和中紅外光(MIR)之間的電磁波,按ASTM(美國(guó)試驗(yàn)和材料檢測(cè)協(xié)會(huì))定義是指波長(zhǎng)在780~2526nm范圍內(nèi)的電磁波,習(xí)慣上又將近紅外區(qū)劃分為近紅外短波(780~1100nm)和近紅外長(zhǎng)波(1100~2526nm)兩個(gè)區(qū)域。
近紅外光主要是對(duì)含氫基團(tuán)X-H(X=C、N、O)振動(dòng)的倍頻和合頻吸收,其中包含了大多數(shù)類型有機(jī)化合物的組成和分子結(jié)構(gòu)的信息。
由于不同的有機(jī)物含有不同的基團(tuán),不同的基團(tuán)有不同的能級(jí),不同的基團(tuán)和同一基團(tuán)在不同物理化學(xué)環(huán)境中對(duì)近紅外光的吸收波長(zhǎng)都有明顯差別,且吸收系數(shù)小,發(fā)熱少,因此近紅外光譜可作為獲取信息的一種有效的載體。
近紅外光照射時(shí),頻率相同的光線和基團(tuán)將發(fā)生共振現(xiàn)象,光的能量通過(guò)分子偶極矩的變化傳遞給分子;而近紅外光的頻率和樣品的振動(dòng)頻率不相同,該頻率的紅外光就不會(huì)被吸收。
因此,選用連續(xù)改變頻率的近紅外光照射某樣品時(shí),由于試樣對(duì)不同頻率近紅外光的選擇性吸收,通過(guò)試樣后的近紅外光線在某些波長(zhǎng)范圍內(nèi)會(huì)變?nèi)?,透射出?lái)的紅外光線就攜帶有機(jī)物組分和結(jié)構(gòu)的信息。
通過(guò)檢測(cè)器分析透射或反射光線的光密度,就可以確定該組分的含量。
02 近紅外技術(shù)有什么特點(diǎn)?
1、快速
• 多數(shù)精確測(cè)量在1-2min內(nèi)完成
• 在線條件下最快可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)檢測(cè)
2、無(wú)損
• 無(wú)需預(yù)處理,不破壞樣品
• 光源安全,不傷害待測(cè)樣品
3、綠色環(huán)保
• 無(wú)需消耗任何化學(xué)試劑
• 不產(chǎn)生廢氣、廢液等污染物,綠色環(huán)保,更符合企業(yè)可持續(xù)發(fā)展理念
4、多組分同時(shí)分析
• 分析效率高,測(cè)量一次光譜對(duì)應(yīng)多個(gè)指標(biāo)模型,可輸出多項(xiàng)結(jié)果
• 多組性質(zhì)同時(shí)測(cè)定、同時(shí)輸出
03 近紅外技術(shù)可以應(yīng)用在哪些行業(yè)
糧油行業(yè):從收購(gòu)到倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)節(jié),近紅外分析技術(shù)能科學(xué)評(píng)估小麥、高粱、大米、大豆、玉米、油菜籽、山茶籽等糧食作物的品質(zhì),實(shí)現(xiàn)公平貿(mào)易、按質(zhì)論價(jià)。
化工行業(yè):近紅外在線分析技術(shù)可以解決工藝過(guò)程不清晰的隱性問(wèn)題,滿足化工企業(yè)的需求,將工況管理、管道和反應(yīng)釜內(nèi)部隱形運(yùn)行等場(chǎng)景可視化,及時(shí)獲取反應(yīng)過(guò)程的關(guān)鍵參量,幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)高效、安全生產(chǎn)。
食品行業(yè):可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品關(guān)鍵工藝環(huán)節(jié)中食品質(zhì)量的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè),從而降低生產(chǎn)過(guò)程中質(zhì)量參數(shù)的波動(dòng),穩(wěn)定食品質(zhì)量。
發(fā)酵行業(yè):近紅外在線分析技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)發(fā)酵流程的檢測(cè)控制,為掌握生產(chǎn)條件運(yùn)行狀態(tài)、確定合理工藝參數(shù),提高轉(zhuǎn)化率起到指導(dǎo)性作用。
水果行業(yè):可對(duì)大中型水果進(jìn)行無(wú)損分析,實(shí)時(shí)檢測(cè)水果糖度、酸度、水分、病變等內(nèi)部關(guān)鍵指標(biāo),推動(dòng)水果優(yōu)質(zhì)優(yōu)價(jià),實(shí)現(xiàn)種植效益提高。
飼料行業(yè):近紅外分析技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)飼料生產(chǎn)流程的檢測(cè)控制,在不同的飼料加工工藝監(jiān)控點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè),并為飼料配方設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。
煙草行業(yè):可以在不破壞煙葉樣品的前提下,實(shí)現(xiàn)對(duì)煙葉復(fù)烤線煙草常規(guī)六項(xiàng)的含量檢測(cè),從而幫助工作人員及時(shí)獲知煙葉質(zhì)量,在穩(wěn)定煙草產(chǎn)品品質(zhì)的同時(shí)也可以為卷煙企業(yè)煙葉配方提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
由此可見(jiàn),近紅外分析技術(shù)作為一項(xiàng)快速無(wú)損的技術(shù),除了可以幫助糧油行業(yè)按質(zhì)論價(jià),還可以在各行各業(yè)的工業(yè)化流程中都可以發(fā)揮巨大的作用。
作為省級(jí)專精特新企業(yè),迅杰光遠(yuǎn)深耕近紅外領(lǐng)域,取得了許多驕人成績(jī)。
除了可以提供性能穩(wěn)定的近紅外光譜儀,我們還可以為企業(yè)提供一整套在線解決方案,幫助企業(yè)加速實(shí)現(xiàn)智能化、數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級(jí),實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展。
未來(lái)征程,迅杰光遠(yuǎn)會(huì)以近紅外技術(shù)在國(guó)內(nèi)的普及為己任,繼續(xù)砥礪深耕,以不遺余力的創(chuàng)新精神不斷突破近紅外技術(shù)邊界。