Лабораторный NIR-спектрометр particuLAB
Обозначение «NIR-» - это сокращенная аббревиатура от английского Near Infrared Spectrum (ближний инфракрасный спектр). Технология использования ближней инфракрасной части спектра для определения состава различных веществ начала активно использоваться только ближе к концу XX века. Предпосылками развития этого направления измерений (БИК-спектроскопии) послужила потребность в количественном определении содержания воды, белков и жиров в различных веществах при производстве продуктов питания и в сельском хозяйстве. Выбор именно этого способа измерений связан с тем, что в ближней инфракрасной части спектра проявляются, в основном, колебания как раз С–Н, N–H и O–H групп, что позволяет определить количество веществ, в структуру которых они входят.
Лабораторный NIR-спектрометр particuLAB был разработан компанией Harrer&Kassen с использованием новейшей онлайн-технологии NIR с диодной матрицей и предназначен для измерения до 10 органических составляющих продукта в пищевой отрасли (например, жиров, воды, белка, коллагена, лактозы и т.п.). Спектрометр particuLAB предназначен для измерения компонентов в твердых, пастообразных и порошкообразных продуктах, не обработанных паром. Благодаря простой подготовке образца, легкой и компактной конструкции, particuLAB может использоваться для лабораторных измерений и измерений AT-Line (в производственном цехе).
Области применения лабораторных NIR-спектрометров particuLAB: - переработка мяса / колбасы К преимуществам приборов БИК-анализа particuLAB можно отнести: • Современная NIR-Технология | ||
Компания Harrer & Kassen GmbH использует в своих лабораторных измерительных приборах детектор на диодной матрице ближнего инфракрасного диапазона (спектрометр) с термоэлектрическим охлаждением. Это необходимо для оптимального соотношения сигнал-шум, даже при жестких условиях применения.
Лабораторный NIR-спектрометр particuLAB имеет высокое быстродействие. Время анализа образца (регулируемое) – порядка 36 сек.
Температура исследуемого образца: + 4°C, сотклонением ± 2°С, что обусловлено технологическими условиями пищевого производства (в частности, при переработке мяса или птицы). Для других продуктов данное условие может быть скорректировано.
Для проведения измерений используются чашки Петри (90, 100 и 145 мм).
Технические характеристики NIR-спектрометра particuLAB:
| Корпус: | ABS пластик/ алюминий |
| Размер Вx Ш x Г: | 340 x 375 x 255 мм |
| Вес: | около 9,5 кг |
| Степень защиты: | IP32 |
| Напряжение питания: | 100 - 240 V/AC – 50/60 Гц – макс. 200 мA |
| Управление: | 4 интегрированные мембранные клавиши |
| Дисплей: | 2x24-символьный LCD-дисплей, светодиодная подсветка |
| Температура окружающей среды: | -20°C - +30°C |
Упрощенные основы спектрографического анализа:
Цель спектрального анализа состоит в том, чтобы вычислить из полученных спектров количество (концентрацию) неизвестных составляющих, представляющих интерес в образце. Как и при любом количественном анализе, предполагается, что измеренные значения (спектры) некоторым образом связаны с концентрацией интересующих составляющих в образце. Было разработано калибровочное уравнение, которое при применении к этим данным может показать концентрацию интересующих компонентов. Это калибровочное уравнение также называется калибровочной моделью.
Сначала измеряется набор спектров с известными концентрациями интересующих составляющих. Модель калибровки применяется к этому спектру и обеспечивает (в достаточной мере) набор констант, который позволяет определить интересующие составляющие в неизвестном спектре, в свою очередь. Другими словами: процедура калибровки предоставляет собой получение набора констант для калибровочного уравнения, которое при применении к неизвестным спектрам позволяет рассчитать концентрацию интересующих компонентов.
Концентрация рассчитывается на основании закона Бугера — Ламберта — Бера, определяющего ослабление параллельного монохроматического пучка света при распространении его в поглощающей среде. Этот закон показывает простую линейную зависимость между поглощением и концентрацией составляющей при заданной длине волны. Другими словами: при помещении образца в пучок света спектрометра существует прямая и линейная зависимость между концентрацией составляющих и поглощенным светом.
Спектрометр расщепляет спектры в 256 опорных точках. Через расщепление спектров мы можем выбрать с помощью нашего программного обеспечения для калибровки SPECTER оптимальную длину волны для каждого компонента. То есть поглощение на определенной длине волны линейно связано с концентрацией всех составляющих образца. Поэтому теоретически можно рассчитать концентрацию всех составляющих в образце. Нужно только решить систему уравнений из n-выражений и n-неизвестных, что с сегодняшней вычислительной мощностью не проблема. | ||
При измерениях по принципу отражения продукт освещается белым галогенным светом. Отраженная часть NIR обнаруживается с помощью NIR-датчика и передается на диодную матрицу через оптическое волокно.
При измерениях по принципу передачи белый галогенный свет пропускают через продукт. Это применяется только в том случае, если изделие изготовлено из прозрачного материала. Галогенный свет принимается NIR-датчиком (на противоположной стороне лампы) и передается в диодную матрицу также через оптическое волокно.
Программное обеспечение particuLAB является открытым, что означает:
- существующая калибровка может быть расширена;
- новые калибровки могут быть созданы независимо.
