[00115261]漫透射式滤光片型近红外粮食成分快速分析技术研究和仪器开发

近红外光谱（NIR）谱区波长是介于可见光与中红外之间[780nm～2500nm]的电磁波。由于绝大多数有机化合物的化学键振动的基频均在此区域出现，当使用红外光源照射到一种或多种分子组成的有机物上，具有近红外活性分子中的键与红外光子发生了作用，使分子振动能级跃迁产生吸收谱，NIR技术分析过程首先用计算机控制仪器采集光谱数据，再用光谱分析化学计量学应用软件中的多元校正方法解析谱图，即建立光谱与组成或性质的校正模型，并用该模型预测未知样品的组成或性质。NIR分析技术是技术密集型的综合性技术。此技术以光学、化学计量学为科学基础，还综合采用了计算机技术、微电子技术、粮油化验技术，硬件光谱仪器集光机电于一体。NIR分析技术是软硬件结合最紧密的技术。它由两个要素组成：一是按照被检测物质的组份和指标要求，设计制造并能准确、稳定采集样品光谱的硬件仪器。二是利用多元校正方法计算测定结果的软件技术，一般由光谱采集软件和化学计量学光谱分析软件两部分构成。 仪器技术性能：1、谱区范围：900nm-1100 nm 2、吸光度范围：0～5 AU、3、滤光片带宽：5nm-10nm4、信噪比：6000～100005、扫描时间：100/秒 6、测量时间：≤1分钟7、样品温度范围：±30 ℃ 8、仪器环境温度：10～30℃ 9、样品形态：整粒无损10、检测品种：十种粮食、油料 11、检测项目：一次装样可同时测定四项成分 仪器测量精度：1、低温高水分玉米：仪器示值准确性与国家标准法比较85%样品≤0.5%；仪器示值重现性：五次测量平均值≤0.2%占被测样品总数的95%以上。2、常温玉米、大豆粗脂肪（湿基）与《企业标准》比较相对偏差≤5%；示值重复性≤0.4%；粗蛋白质（干基）、玉米淀粉（干基）≤0.4%；示值重复性≤0.4%，台间差≤04%。技术的创造性与先进性：1、采用短波区、漫透射、滤光片分光方式整粒无损伤检测粮食、油料技术领先国内水平。 2、选用窄带LED固化光源，仪器内无移动光学器件，适于现场收粮技术领先国内水平。3、采用低温冻态样品光谱采集、建模定标软件补偿功能，解决冻态高水分样品检测难题技术领先世界水平。仪器先后经过中试、小批量试生产、大范围应用示范，以通过国家粮食局组织的《低温高水分玉米仪器性能》专家测试与评审。吉林省常温玉米、大豆的粗脂肪、粗蛋白质、玉米淀粉以建好标准样品光谱数据库；制定并备案《企业标准》；进行了多次试验，技术达成熟可应用阶段。应用前景广泛。我国农业种植业结构调整中，定单农业优质品种；贯彻国家“按质论价、优质优价”收购政策；执行新的粮食质量标准中的优质专用粮多项成分；都急需快速收购、加工现场验质的仪器。北方寒冷地区高水分玉米在冻态下急需快速收购验质的仪器。解决我国加入WTO后与国际粮油市场品质评价方法接轨的仪器。该课题设置关系到实现农业增效、农民增收高效农业目标和全面建设农村小康社会目标的“三农”问题。