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近红外光对烟叶的穿透能力研究

发表时间:2016-06-13 09:03作者:何智慧,邹振民来源:万方数据网址:http://www.wanfangdata.com.cn/

近红外光谱技术自90年代以来,在中国各行业得到了广泛应用, 特别是在烟草行业得到了充分的发展。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。对人体组织可以穿透数毫米,用来检测体液中某些成分含量,或扫描病灶用于协助疾病诊断。张录达课题组研究发现近红外光仅能扫描烟叶表层。 工作中研究了近红外光谱对烟叶的穿透能力。

 选用Luminar 5030近红外光谱(Brimrose,美国),扫描范围1100-2300nm。初烤烟叶由天昌国际烟草有限公司提供,烟叶首先展平,一片烟叶一般沿主叶脉左右对称,选取无虫害,无穿孔,无主要叶脉,无外物污染,裁剪直径4.5cm的圆片,实验选取不同等级的、产地烟叶共20片。分别标记为1-20号,相邻编号烟叶尽量存在较大物理、化学差异。将烟叶每五片分为一组(如1-5号)按序号逐层叠加于自制的旋转平台样品杯中,1号样品存于最底层。旋转扫描样品光谱,每次实验扫描2次光谱,然后揭掉最外层样品(如5号),依次实验,直至剩余最后一片烟叶圆片,所得的光谱分别记录为1-10号,光谱经一阶微分处理之后如图1:

  从图1可以看出9,10号光谱存在明显差别,说明近红外光谱穿透了第一层烟叶,采集到了第二层信息,其他四组烟叶都是类似的结果。近红外光谱对第一层烟叶的信息采集量达98%。用相关模型预测上述光谱的尼古丁,1—10号光谱尼古丁结果(以质量百分比表示),分别为:2.16,2.11,2.20,2.18,2.17,2.14,2.21,2.11,2.12,2.06,3.68,3.66.结果进一步说明9,10号光谱与前8条光谱存在很大差异,总糖也是类似结果。实验表明近红外光可以穿透一层烟叶,对第二层烟叶有吸收,不能穿透。

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