三分鐘了解分析“巨人”——近紅外光譜技術!
近紅外光譜(NIR)分析技術是分析化學領域迅猛發(fā)展的高新分析技術,在分析化學領域被譽為分析“巨人",它的出現可以說帶來了又一次分析技術的革命。
近紅外技術在上世紀八十年代開始進入我國,在一些國內科研機構和儀器廠家的不懈努力下,各行各業(yè)都開始逐漸出現國產近紅外儀器的身影。即便如此,許多人對這項新技術仍然很陌生,下面就跟隨迅杰一起了解一下這項新技術吧!
01 什么是近紅外技術?
簡而言之,近紅外光譜技術是通過研究近紅外光對含氫基團X-H(X=C、N、O)振動的倍頻和合頻吸收,從而分析有機物組分和結構的信息、確定組分含量的一項技術。
近紅外光(Near Infrared,NIR)是介于可見光(ⅥS)和中紅外光(MIR)之間的電磁波,按ASTM(美國試驗和材料檢測協會)定義是指波長在780~2526nm范圍內的電磁波,習慣上又將近紅外區(qū)劃分為近紅外短波(780~1100nm)和近紅外長波(1100~2526nm)兩個區(qū)域。
近紅外光主要是對含氫基團X-H(X=C、N、O)振動的倍頻和合頻吸收,其中包含了大多數類型有機化合物的組成和分子結構的信息。
由于不同的有機物含有不同的基團,不同的基團有不同的能級,不同的基團和同一基團在不同物理化學環(huán)境中對近紅外光的吸收波長都有明顯差別,且吸收系數小,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,頻率相同的光線和基團將發(fā)生共振現象,光的能量通過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頻率不相同,該頻率的紅外光就不會被吸收。
因此,選用連續(xù)改變頻率的近紅外光照射某樣品時,由于試樣對不同頻率近紅外光的選擇性吸收,通過試樣后的近紅外光線在某些波長范圍內會變弱,透射出來的紅外光線就攜帶有機物組分和結構的信息。
通過檢測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 近紅外技術有什么特點?
1、快速
• 多數精確測量在1-2min內完成
• 在線條件下最快可實現實時檢測
2、無損
• 無需預處理,不破壞樣品
• 光源安全,不傷害待測樣品
3、綠色環(huán)保
• 無需消耗任何化學試劑
• 不產生廢氣、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、多組分同時分析
• 分析效率高,測量一次光譜對應多個指標模型,可輸出多項結果
• 多組性質同時測定、同時輸出
03 近紅外技術可以應用在哪些行業(yè)
糧油行業(yè):從收購到倉儲環(huán)節(jié),近紅外分析技術能科學評估小麥、高粱、大米、大豆、玉米、油菜籽、山茶籽等糧食作物的品質,實現公平貿易、按質論價。
化工行業(yè):近紅外在線分析技術可以解決工藝過程不清晰的隱性問題,滿足化工企業(yè)的需求,將工況管理、管道和反應釜內部隱形運行等場景可視化,及時獲取反應過程的關鍵參量,幫助企業(yè)實現高效、安全生產。
食品行業(yè):可以實現產品關鍵工藝環(huán)節(jié)中食品質量的實時動態(tài)監(jiān)測,從而降低生產過程中質量參數的波動,穩(wěn)定食品質量。
發(fā)酵行業(yè):近紅外在線分析技術可以實現對整個發(fā)酵流程的檢測控制,為掌握生產條件運行狀態(tài)、確定合理工藝參數,提高轉化率起到指導性作用。
水果行業(yè):可對大中型水果進行無損分析,實時檢測水果糖度、酸度、水分、病變等內部關鍵指標,推動水果優(yōu)質優(yōu)價,實現種植效益提高。
飼料行業(yè):近紅外分析技術可以實現對飼料生產流程的檢測控制,在不同的飼料加工工藝監(jiān)控點進行實時檢測,并為飼料配方設計提供理論依據。
煙草行業(yè):可以在不破壞煙葉樣品的前提下,實現對煙葉復烤線煙草常規(guī)六項的含量檢測,從而幫助工作人員及時獲知煙葉質量,在穩(wěn)定煙草產品品質的同時也可以為卷煙企業(yè)煙葉配方提供數據基礎。
由此可見,近紅外分析技術作為一項快速無損的技術,除了可以幫助糧油行業(yè)按質論價,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。
作為省級專精特新企業(yè),迅杰光遠深耕近紅外領域,取得了許多驕人成績。
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)加速實現智能化、數字化轉型升級,實現高質量發(fā)展。
未來征程,迅杰光遠會以近紅外技術在國內的普及為己任,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邊界。