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近红外光谱技术离线快速检测米果水分
文章来源:IAS
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02

Jun
2022

  1、背景

  水分在烘焙行业是常规检测指标,检测频次高,贯穿米果生产全流程,是其他生产工艺参数的基础。准确、操作简便是检测方法的必要条件,准确的水分值,能检验每一道工序的质量。现有电饼铛检测方法操作不友好,容易烫伤,人员操作误差大,掌握压饼方法时间长,耗电。近红外技术具备快速、无损、节能、准确,能够替代原检测方法,控制生产过程,提高员工操作便利性、准确性,提高企业效益。

  2、设备及方法

  2.1 样品信息

  检测对象:米果。

  2.2 设备信息

  机型:设备型号IAS-3300,采用漫反射检测原理。一体化旋转样品池、液体样品池、片状样品池等多种采样附件供选择。

IAS-3300 

片状样品采样附件

  2.3 使用场景

IAS-3300车间实际安装场景

  设备安装在二干车间水分测试工位,室内环境温度可达有40℃多,机器旁是电饼铛,以及米果烘干设备,都是高温设备,所以设备的实际工作温度可能是45℃。放置设备的台面偶尔会有震动。

  3、建模及分析

  3.1 样品光谱图

米果原始光谱图

预处理后光谱图

  3.2 建模指标

SEC

R2

SECV

R2-CV

0.22

0.97

0.24

0.97

  3.3 建模结果分布

水分预测值VS理化值

  3.4 模型实测

7.6g雪饼抽测水份对比表

序号

电烤炉测试

自动水份仪

误差

生地

干物

水份

1

4.36

3.85

11.7

11.78

0.08

2

4.26

3.79

11.03

11.12

0.09

3

4.21

3.73

11.4

11.28

-0.12

4

4.44

3.93

11.49

11.54

0.05

5

4.3

3.8

11.62

11.58

-0.04

6

4.38

3.86

11.87

11.55

-0.32

7

4.38

3.9

11.1

11.16

0.06

8

4.22

3.76

10.9

10.82

-0.08

9

4.24

3.76

11.3

11.21

-0.09

10

4.29

3.8

11.4

11.33

-0.07

11

4.33

3.83

11.5

11.21

-0.29

12

4.31

3.82

11.3

11.27

-0.03

13

4.28

3.79

11.5

11.38

-0.12

14

4.3

3.8

11.62

11.52

-0.1

15

4.36

3.86

11.46

11.39

-0.07

16

4.34

3.84

11.5

11.42

-0.08

17

4.27

3.72

11.7

11.59

-0.11

18

4.25

3.76

11.5

11.48

-0.02

19

4.31

3.82

11.42

11.4

-0.02

20

4.36

3.86

11.46

11.41

-0.05

21

4.33

3.83

11.54

11.49

-0.05

22

4.29

3.8

11.42

11.37

-0.05

23

4.4

3.91

11.13

11.04

-0.09

24

4.38

3.89

11.18

11.21

0.03

25

4.29

3.8

11.4

11.33

-0.07

26

4.33

3.82

11.77

11.67

-0.1

27

4.36

3.85

11.69

11.71

0.02

28

4.39

3.88

11.61

11.56

-0.05

29

4.42

3.9

11.76

11.64

-0.12

30

4.35

3.83

11.95

11.9

-0.05

  3.5 建模总结

  采用偏最小二乘法建立米果的近红外定量分析模型,样品理化值分布均匀,模型相关系数0.99,有良好的预测效果。

  4、总结与展望

  4.1 应用总结

  本项目采用IAS-3300便携式近红外光谱仪,选取片状样品采样附件,能够适配各品相的米果。模型效果良好,SECV0.24,R²0.99,实测样品误差符合生产实际需求。近红外方法比原电饼铛方法更快速、安全、节能,减少了人员间操作差异,使检测结果更准确。提高企业生产效率,控制生产车间的产品质量。

  4.1 优势总结

  1)IAS-3300近红外光谱仪便携、小巧,检测涵盖各种品相的米果,无需更换采样附件。耗电量小,一年能够节省1.2万多能耗费用。

  2)检测快速、准确。人员只需要简单培训,即可操作设备,没有人员误差,操作友好,不会发生烫伤风险。检测一个样品的时间为1分钟,大大提高了检测反馈速度,提高生产效率。

  3)改善员工工作环境,炎热的环境会导致员工工作失误率增加,恶劣的工作环境不利于员工的留存,降低员工离职率。


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