当我们走进水果店时,会发现同一种水果会分不同的价格售卖,而影响价格的主要原因是其品质,这时我们就会产生疑问 ➙
什么样的荔枝核小而甜?
什么样的西瓜皮薄瓤多脆又甜?
随着生活质量提高和消费水平的改变,消费者对于水果品质不同的需求也就促成了水果的销售分级处理;利用非接触式水果分选检测技术,不断细分果品,以便满足不同消费市场的需求。
什么是水果分选?
糖度 | 硬度 | 酸度 | 内部缺陷 |
然而传统的破坏性检验方法不仅成本高,还造成资源浪费,因此光谱无损检测的方法成为一大趋势。
水果分选机因其具有检测速度快、可同时检测多种内部成分等优点,近年在农产品内部品质检测方面发展迅速。其基本原理是:当用近红外光照射水果时,不同的水果内部成分对于不同波长的光学吸收和散射程度不同,而内部光谱也会随着水果内部成分质量分数的不同而发生变化。利用这一特性,即可根据近红外光谱特征分析水果中的主要成分及其质量分数。
为什么是近红外光谱?
近红外光谱
近红外光谱属于分子振动光谱的倍频和主频吸收光谱,主要是由于分子振动的非谐振性使分子振动从基态向高能级跃迁时产生的,具有较强的穿透能力。近红外光主要是对含氢基团X-H(X=C、N、O)振动的倍频和合频吸收,其中包含了大多数类型有机化合物的组成和分子结构的信息。由于不同的有机物含有不同的基团,不同的基团有不同的能级,不同的基团和同一基团在不同物理化学环境中对近红外光的吸收波长都有明显差别,且吸收系数小,发热少,因此近红外光谱可作为获取信息的一种有效的载体。近红外光照射时,频率相同的光线和基团将发生共振现象,光的能量通过分子偶极矩的变化传递给分子;而近红外光的频率和样品的振动频率不相同,该频率的红外光就不会被吸收。因此,选用连续改变频率的近红外光照射某样品时,由于试样对不同频率近红外光的选择性吸收,通过试样后的近红外光线在某些波长范围内会变弱,透射出来的红外光线就携带有机物组分和结构的信息。通过检测器分析透射或反射光线的光密度,就可以确定该组分的含量。
近红外光谱优劣势
应用案例
基于近红外光谱技术检测水果糖度(水分/黑心病【可见+近红外】)
光路模块的光源对待测水果样品进行有效照射,通过光纤传递给光纤探头,再将透过水果样品的光谱信息进行收集,并通过光纤传递给数据处理模块的光谱仪。通过微处理器进行处理、计算和分析,从而完成对待测水果样品糖度的预测,在显示屏上获取结果,实现水果糖度的无损检测。
由于水果的尺寸大小、果肉薄厚,糖酸度有高有低,且分布不均的情况,在光谱采集模块中有多种方式:
图片来源:仪器信息网
以下图为实际的光谱采集谱图案例
▼▼▼
脐橙原始光谱采集(可见+近红外)
苹果吸收光谱(可见+近红外)
香蕉的不同反射光谱(近红外)并做归一化平均
草莓反射光谱(可见+近红外)
正常与不同腐变程度的苹果透射光谱比较图(可见+近红外)
化学计量学建模
化学计量学模型的建立主要包括两个过程:校正和预测
硬件:光谱采集模块
① 光谱仪
(近红外系列光谱仪,可见-近红外光谱仪)
② 光源(海洋光学提供集成和光路设计方案,解决客户在光学部分的担忧;因集成到在线设备,我们推荐使用高度可集成化、高稳定性的光源,以适应在线设备的光路设计和长时间稳定运行。)
③ 光谱收集附件
(可选配/定制/也可空间光耦合的光纤、准直镜附件,帮助客户解决系统中光传输和耦合问题。)
软 件
① 光谱读取软件定制/二次开发(Omnidriver/Seabreeze)
② 近红外光谱建模软件(可根据需求选取不同建模软件)
③ 数据传输与分选机制协议定制
针对不同的水果产线和分选机制,为客户定制数据传输模块及协议方式。由于通讯方式的差异及需求差异,我们还可以为客户进行光谱仪器协议、固件等开发,实现同样光谱设备在不同应用中发挥其不同长处。
理由1:触发准确性
在线系统中如果出现系统故障会影响整条产线的正常运行,我们可为客户定制系统运行自测协议,减少人为检验步骤,提高生产效率。
本文来源:海洋光学
关于海洋光学
海洋光学作为世界领先的光学解决方案提供商,应用于半导体、照明及显示、工业控制、环境监测、生命科学生物、医药研究、教育等领域。其产品包括光谱仪、化学传感器、计量检测设备、光纤、透镜等。作为光纤光谱仪的发明者,如今海洋光学在全球已售出超过40万套的光纤光谱仪。
关于爱蛙科技
爱蛙科技(iFrogTech)是海洋光学官方授权合作伙伴,提供光谱分析仪器销售、租赁、维护,以及解决方案定制、软件开发在内的全链条一站式精准服务。如需了解更多详情或探讨创新应用,可拨打400-860-5168转5895客服电话。
[来源:爱蛙科技]
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