烟中真假鉴别检测方案(近红外光谱仪)

美国 BRIMROSE 公司 AOTF/NIR中国总代理&技术支持中心--济南金宏利实业有限公司 七 美国 BRIMROSE 公司LUMINAR 5030 便携式AOTF-NIR 光谱仪 真假烟鉴别分析 露泄勿 烟草行业目前状况： 成品卷烟市场上假烟现象比较严重，特别是一些高档品牌的卷烟，假冒现象更为严重，而且制假水平逐渐提高，很难通过普通的常规检测方法判断真假。目前，尚未有专门的仪器能够快速准确地对卷烟的真假进行有效判别。 AOTF-NIR检测方案： 采用 Luminar 5030 便携式近红外光谱仪对成品卷烟的烟丝部位直接进行扫描，几十秒钟就可快速鉴别卷烟的真假。 三 目的： 实现对成品卷烟的快速有效真假鉴别，节省时间、降低成本、增加效益。打击假冒伪劣产品，维护卷烟企业的利益。 四. 意义： 利用 AOTF-NIR 光谱仪对于烟草行业成品卷烟的真假进行分析，验证分析的结果完全能够达到实际应用的要求。对于加强打击假冒伪劣的卷烟产品，维护卷烟企业和消费者的利益，具有重大的意义。 五. 仪器条件和样品处理： 仪器：美国BRIMROSE 公司产的 Luminar 5030 型便携式 AOTF 技术近红外光谱仪，主要部件包括：光学部分、控制部分、电源适配器、笔记本电脑。仪器波长范围为1100nm到2300nm， 2nm 的波长增量，扫描次数为300，采用 InGaAs 检测器。挪威 CAMO 公司 The Unscrambler分析软件。 样品：07年产的白将军和国际将军各20支，用于建立定性分析模型，另备07年产的国际将军10支和过期风干的白将军10支(存放时间比较长，与建模白将军 相比比较干燥)用于验证模型。 六、 测量方式： 本次实验扫描成品卷烟样品数量60支，样品状态为市场上出售的盒装成品卷烟。使用 Brimrose Luminar 5030 型近红外光谱仪采集卷烟样品的光谱数据。光谱采集方式为直接扫描，将卷烟样品的烟丝截面直接放置在光谱仪的镜头上，采用漫反射的测样方式采集光谱，每一张光谱都是300次扫描的平均结果。波长范围从 1100nm 到2300nm， 波长增量为 2nm。将40个建模样品的光谱数据经过一阶微分处理(9点平滑)， 导入 The Unscrambler 定量分析软件，然后利用 PCA对光谱数据进行计算创建定性校正模型。利用校正模型对20个验证卷烟样品进行预测。 七、 模型： 泄1.光谱 勿 清 图7-1.卷烟样品的原始吸收光谱 图7-2.卷烟样品的一阶微分光谱 卷烟样品的原始吸收光谱(见图7-1)，从图中可以看出，所有光谱排列整齐有序，没有异常的样品光谱。卷烟样品的一阶微分光谱(见图7-2)，同样整齐有序，有比较明显的吸收峰，光谱排列更加紧密，光谱与光谱之间的相似性较强，采集到的光谱信息量大。 2.建立PCA模型 利用主成分分析(PCA)对一阶微分光谱数据进行进行分析、建模。 图7-3.国际将军的 PCA 主成分空间分布图 图7-4.白将军的 PCA主成分空间分布图 图7-5.国际将军和白将军的 PCA 主成分空间分布图 (蓝色点为国际将军校正集，红色点为白将军军正集) 由以上的 PCA 主成分分布图可以看出，单独的国际将军、白将军的 PCA 分布图样品的信息范围较广(如图7-3、图7-4所示)，但是如果将这两者放在一起做 PCA 分析的话(如图7-5所示)，还是很明显的能将这两个类型的的卷烟样品区分开的。 八. 预测 利用建立好的国际将军和白将军的模型对验证样品进行预测。结果如下： 图 7-6.两模型对国际将军样品的分类表格 图7-7.两模型对白将军样品的分类表格 分类表格中有“*”号的表示被测样品与模型属于同一类，没有的表示不同类。 × 图7-8.两模型对国际将军样品的距离视图 图7-9.1两模型对白将军样品的距离视图 样品距离视图中，蓝色点为国际将军的模型点阵，红色点为白将军的模型点阵，绿色点为用来验证的10个国际将军样品或者白将军样品。 从图7-6、图7-7的分类表格分析，10个用来验证的国际将军样品有7个被确定属于国际将军，另有3个不确定。而10个用来验证的白将军由于之前存放时间过长，水分丢失严重，烟丝比较干燥，：，因此被两模型排除在外。 从图7-8、图7-9的样品距离视图上分析，两模型对国际将军的分类效果明显，10个国际将军验证样品与国际将军模型点阵明显属于同一类。而过期的白将军明显不属于两模型中的任何一个。说明即使是同一类的样品，存放时间的长短，水分含量的多少对验证结果还是有明显影响的。 九. 结论 通过这次建立模型实验，我们可以得出这样的结论： Bimrose 公司的便携式AOTF 近红外光谱仪完全可用于卷烟产品的定性识别。 实验的样品光谱采集方式需要进一步的改进，卷烟样品的烟丝截面烟丝的密度不一致，可能导致样品光谱的误差产生，还有就是这次实验所用样品数量不多，模型还不是很完善。通过进一步的规范光谱的采集方式，扩大校正样品集的数量，预测的准确性会得到更大的提高。 露泄勿请 址：济南历城区洪楼西路电话：真：_mail： jinhongliohu. comhttp：//www. jhlsoft. com www. jhlaotf. com 地址：济南历城区洪楼西路电话：真：_mail：jinhongliohu.comhttp：//www.jhlsoft. com www. jhlaotf. com