4008-508-928

应用近红外光谱分析不同产区工业分级烟叶样品的特性

发表时间:2016-06-12 11:59作者:王毅,马翔来源:万方数据网址:http://www.wanfangdata.com.cn/

  烟叶的分级和产区是决定烟叶品质的两个重要因素,烟叶等级的划分使得烟叶原料模块以及叶组配方的可操作性更强,但相同分级不同产区的烟叶,由于受到特定生态条件的影响,形成的烟叶香味、风格等品质特征有较大差异;目前单纯用感官评吸对不同生态条件下的烟叶品质特性进行评价较难取得令人满意的结果。因此,借助现代仪器分析手段开展不同产区、不同分级烟叶的品质特性研究,对形成科学合理的烟叶跨区模块配方组合具有重要的作用和意义,同时对于烟叶的种植区域规划及栽培技术等具有指导作用。
  具有快速、无损以及信息量丰富特点的近红外光谱分析技术使得烟草生产企业实时的对烟叶质量进行管理和控制成为了可能,近红外光谱主要是对含氢基团X—H(x=c,N,0)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信息,与烟叶化学成分关联的信息非常丰富,近年来在烟叶质量的定量、定性分析中得到了广泛的应用和发展目前针对来源于实际工业化生产现场中多类型、多产区、多年度下的烟叶等农产品,利用近红外光谱全信息的定性分析来指导产品质量控制的研究还鲜有文献报道。本文应用光谱特征投影及相关分析等方法对3个产区、六种中上等工业分级17类样品的近红外光谱进行了分析研究,量化解释了分级和产区造成烟叶品质的差异,其量化数据可以作为烟叶跨区模块组合的参考;同时所采用的质量控制方式和分析方法对其他农产品生产亦具有参考价值。

1 实验部分
1.1材料

  试验样品为红塔烟草(集团)有限责任公司2010年玉溪、楚雄、昭通产区内经工业分级后不同部位及色组的中上等烟叶,其烤烟品种为K326,3个产区、六种中上等工业分级17类共计6 064份烟叶样品。
1.2设备与测试方法
 MPA型傅里叶变换近红外光谱仪(德国BRUKER公司)。工作参数:光谱采集范围12 000~4 000 cm-1;光谱分辨率:8 cm-1;扫描次数:64次。
 1.3分析方法
  光谱特征投影采用PPF(Projection of basing on principalcomponent and fisher criterion)投影算法,该算法是一种主成分分析方法同Fisher准则相结合的方法。其基本思想是应用光谱主成分数据,对类内散在矩阵逆矩阵Sw-1与类间散布矩阵SB的乘积SB*Sw-1进行投影矢量求解,得到的投影

值数据可使类内距离最小化、类间距离**化,能较客观的体现类内及类间的离散性和相似性,其中光谱主成分数结合方差贡献率大小由人工设定,本文中主成分数设定为4,占全部主成分信息的贡献率约为95%。
  依据PPF投影值求解各类之间相似性度值的计算公式如下

  其中Spq为两类的相似度值,Dpq为两类的类间距离值,Dpp和Dqq分别为两类各自的类内离散度。该公式的类间距离值和类内离散度与相应的PPF投影图相对应,当两类的圆完全重合时Spq值为1;两类圆相切时Spq的值约为0;两圆有交叉时Spq的值在0~1之间,交叉程度越大spq的值越接近于1;两类的圆没有交集时Spq值为负数;圆与圆之间的距离越大,负数的绝对值越大。两类样品的Spq值越大,代表它们的相似性越高。建立模型过程中均采用4 000~8 000 cm-1作为有效谱区范围,且使用一阶导数15点平滑进行光谱预处理。

2 结果与讨论
2.1样品光谱特征的分析

  分别将2010年度采集的3个产区的中上等工业分级烟叶样品进行PPF投影分析,得到的二维特征投影图,见图1,图中等级名称**个字母代表产区,其中Z代表昭通,C代表楚雄,J代表玉溪江川;第二个字母代表品种K326,第三个字母代表烟叶部位,B代表上二棚叶,C代表腰叶,X代表下二棚叶;第四个字母代表烟叶色组。由第l和第2维特征投影均值分别按照分级和产区进行类别归属划分后,得到的类别归属的结果情况分别见表1和表2。

  由表1和表2计算得出,第1维光谱特征投影均值区分不同分级类型的概率为84%;第2维光谱特征投影均值区分不同产区类型的概率为71%}因此表明,第1维投影主要体现了不同工业分级之间烟叶品质的差异,第2维投影主要体现了不同产区之间烟叶品质的差异,较好的量化解释了分级和产区造成烟叶品质的差异。

2.2 样品光谱之间相似关系的数值化描述
  运用1.3节中的公式来量化描述不同产区相同工业分级烟叶样品特性的相似性关系,得到的不同产区不同工业分级样品光谱之间的相似度数值结果情况见表3。

 表3可以反映不同产区相同工业分级烟叶样品之间相似关系的高低,这些分析结果可为烟叶模块配方组合或替代等提供量化的参考数据。

3 结论
 (1)对不同产区工业分级烟叶光谱投影特征分析结果表明,第1维投影主要体现了不同工业分级之间烟叶品质的差异,第2维投影主要体现了不同产区之间烟叶品质的差异,可较好的量化解释分级和产区造成烟叶品质的差异,得到的不同产区不同工业分级烟叶样品之间相似关系结果可为烟叶的模块配方组合或替代等提供量化的参考数据。
 (2)本试验样品均来源于实际工业化生产现场,充分利用了近红外光谱快速、无损以及信息量丰富的特点进行产品质量控制,其采用的质量控制方式和分析方法对其他农产品生产亦具有参考价值。

4008-508-928
QQ咨询
文章列表
紫外-可见-近红外分光光度计(UV-Vis-NIR),其扫描波段覆盖紫外光、可见光、近红外光区域,利用物质分子对紫外光、可见光、近红外光的吸收特性来进行定量、定性分析,在科研实验室以及工业领域是常见仪器之一。
前言:为什么物质有颜色?物质在光源 (如大阳光)提供的能量作用下,构成物质元素的原子中的电子,发生了以基态到激发态,又以激发态回到基态的跃迁,导致物质选择性地吸收或发射相应特定的光波,从而显示其特有的颜色。例如:大多数金属显银白色,是因为金属的能带上部存在大量的空轨道,并且相邻轨道之间的能量差值非常小。因此,任何波长的光子进入金属表面时,都能将金属内部的自由电子激发到能带上部的空轨道上,但电...
    锂离子电池是一种高性能、轻便且可重复充电的电池技术,因其高能量密度而备受青睐,广泛应用于便携式电子设备和电动汽车等移动能源领域。随着对能源存储需求的不断增加,锂离子电池的性能优化和安全性成为研究的热点。在锂离子电池研究中,显微拉曼光谱仪已经成为一种强大的工具,它可以提供关于电池内部结构、化学成分和动力学过程的详细信息。本文将介绍显微拉曼光谱仪在锂离子电池研究中的应用,探讨其在电极材...
在生活和工业生产中,无论是原料还是半成品、成品,都含有一定的水,比如酒糟、粮食、烟草等。一定的含水量对物质保持形态、性状等具有重要意义。例如在食品领域,食品中的含水率高低会影响到食品的腐败和发霉,同时食品中的含水率高低对食品的鲜度、硬软性、流动性、呈味性等多方面有着重要的关系。常规的含水率烘干法存在测量时间比较长,测量比较繁琐。利用水分在近红处有吸收的原理进行含水率的测量是一种快速而简单的方...
研究相近产地大米的快速准确无损鉴别的方法能为鉴别地理标识大米提供理论和技术支持。拉曼光谱通过物质内部分子对可见单色光的散射强度.....
自1928年Raman现拉曼效应以来,拉曼光谱就成为检测分析物质结构的重要手段。拉曼光谱技术是一种检测分子振动以表征样品潜在化学结构的光谱技术。拉曼光谱技术广泛应用于检测固体和液体材料的化学成分,它可利用物质的光谱“指纹”信息,区分各种物质...
石墨烯被誉为“黑金”,轻得像空气,却又硬得像钢铁......
拉曼光谱在石墨烯的层数表征方面具有独特的优势......
【实测】奥谱天成手持拉曼ATR6600和显微拉曼光谱仪ATR8300-532/633
拉曼光谱仪在制药的各个环节中都具有巨大的应用潜力,如:原料筛查;过程监控,包括反应、晶化、配药、干燥、混合等;晶型识别;有效成分和赋形剂的表征等... ...
超微量分光光度计本身就是一类很重要的分析仪器,无论是物理学、化学、生物学、医学、材料学、环境学等科学研究领域,还是在化工、医药、环境检测、冶金等现代生产与管理部门都有很重要的应用。超微量分光光度计奥谱天成的全波长(190~1000 nm)超...
3#样品,无颜色区域,强度相对于有颜色即有膜... ...
4#样品,红色区域强度比淡黄色区域强度... ...
5#样品... ...
拉曼光谱技术是一种非接触,无损的快速检测技术,能方便地给出物质的结构、组分等指纹信息,并且能从分子层面上识别各类物质及晶型结构,非常适合用于制药过程及药品检测。
激光拉曼光谱是一种振动光谱技术,通过分子振动引发的拉曼效应,可以对钻探设备的油气特征进行很好地识别,以分辨故障...
寻求一门新的高科技 手段应用到森林资源监测、森林防火及林业执法中,已成为林业管理的一项迫在眉睫、亟待解决的重大课题
利用高光谱特性可以识别不同染病期的松木监测。并且与无人机进行结合,可以实现高效大面积森林的高效监测...
借助无人机高光谱手段,不仅可以对城市绿地进行提取,而且可以进一步分析植被的健康程度、病虫害以及含水量或易燃风险等等...
拉曼光谱具有准确、无损、非接触的快速检测技术被应用于各行各业中...
利用无人机在高空巡航和遥控地面端人工识别的的手段,可实现大面积水体的蓝藻遥感探测,为水质分析和水体环境保护提供技术支撑...
利用无人机在高空巡航和遥控地面端人工识别的的手段,可以克服传统的人工踏勘费时、费力......
文章列表
紫外-可见-近红外分光光度计(UV-Vis-NIR),其扫描波段覆盖紫外光、可见光、近红外光区域,利用物质分子对紫外光、可见光、近红外光的吸收特性来进行定量、定性分析,在科研实验室以及工业领域是常见仪器之一。
2023-12-13
前言:为什么物质有颜色?物质在光源 (如大阳光)提供的能量作用下,构成物质元素的原子中的电子,发生了以基态到激发态,又以激发态回到基态的跃迁,导致物质选择性地吸收或发射相应特定的光波,从而显示其特有的颜色。例如:大多数金属显银白色,是因为金属的能带上部存在大量的空轨道,并且相邻轨道之间的能量差值非常小。因此,任何波长的光子进入金属表面时,都能将金属内部的自由电子激发到能带上部的空轨道上,但电...
2023-11-01
    锂离子电池是一种高性能、轻便且可重复充电的电池技术,因其高能量密度而备受青睐,广泛应用于便携式电子设备和电动汽车等移动能源领域。随着对能源存储需求的不断增加,锂离子电池的性能优化和安全性成为研究的热点。在锂离子电池研究中,显微拉曼光谱仪已经成为一种强大的工具,它可以提供关于电池内部结构、化学成分和动力学过程的详细信息。本文将介绍显微拉曼光谱仪在锂离子电池研究中的应用,探讨其在电极材...
2023-11-01
在生活和工业生产中,无论是原料还是半成品、成品,都含有一定的水,比如酒糟、粮食、烟草等。一定的含水量对物质保持形态、性状等具有重要意义。例如在食品领域,食品中的含水率高低会影响到食品的腐败和发霉,同时食品中的含水率高低对食品的鲜度、硬软性、流动性、呈味性等多方面有着重要的关系。常规的含水率烘干法存在测量时间比较长,测量比较繁琐。利用水分在近红处有吸收的原理进行含水率的测量是一种快速而简单的方...
2023-10-31
研究相近产地大米的快速准确无损鉴别的方法能为鉴别地理标识大米提供理论和技术支持。拉曼光谱通过物质内部分子对可见单色光的散射强度.....
2021-12-15
自1928年Raman现拉曼效应以来,拉曼光谱就成为检测分析物质结构的重要手段。拉曼光谱技术是一种检测分子振动以表征样品潜在化学结构的光谱技术。拉曼光谱技术广泛应用于检测固体和液体材料的化学成分,它可利用物质的光谱“指纹”信息,区分各种物质...
2021-01-21
石墨烯被誉为“黑金”,轻得像空气,却又硬得像钢铁......
拉曼光谱在石墨烯的层数表征方面具有独特的优势......
【实测】奥谱天成手持拉曼ATR6600和显微拉曼光谱仪ATR8300-532/633
2021-01-05
拉曼光谱仪在制药的各个环节中都具有巨大的应用潜力,如:原料筛查;过程监控,包括反应、晶化、配药、干燥、混合等;晶型识别;有效成分和赋形剂的表征等... ...
2020-12-11
超微量分光光度计本身就是一类很重要的分析仪器,无论是物理学、化学、生物学、医学、材料学、环境学等科学研究领域,还是在化工、医药、环境检测、冶金等现代生产与管理部门都有很重要的应用。超微量分光光度计奥谱天成的全波长(190~1000 nm)超...
2020-11-25
3#样品,无颜色区域,强度相对于有颜色即有膜... ...
4#样品,红色区域强度比淡黄色区域强度... ...
5#样品... ...
2020-11-17
拉曼光谱技术是一种非接触,无损的快速检测技术,能方便地给出物质的结构、组分等指纹信息,并且能从分子层面上识别各类物质及晶型结构,非常适合用于制药过程及药品检测。
2020-11-09
激光拉曼光谱是一种振动光谱技术,通过分子振动引发的拉曼效应,可以对钻探设备的油气特征进行很好地识别,以分辨故障...
2022-12-13
寻求一门新的高科技 手段应用到森林资源监测、森林防火及林业执法中,已成为林业管理的一项迫在眉睫、亟待解决的重大课题
2022-05-11
利用高光谱特性可以识别不同染病期的松木监测。并且与无人机进行结合,可以实现高效大面积森林的高效监测...
2022-05-11
借助无人机高光谱手段,不仅可以对城市绿地进行提取,而且可以进一步分析植被的健康程度、病虫害以及含水量或易燃风险等等...
2022-05-11
拉曼光谱具有准确、无损、非接触的快速检测技术被应用于各行各业中...
2022-05-11
本研究从地物光谱反射率着手,探索分析诊断作物缺水状况的可行性...
2022-05-11
利用无人机在高空巡航和遥控地面端人工识别的的手段,可实现大面积水体的蓝藻遥感探测,为水质分析和水体环境保护提供技术支撑...
2022-05-11
利用无人机在高空巡航和遥控地面端人工识别的的手段,可以克服传统的人工踏勘费时、费力......
2022-05-11
煤粉天然气双用燃烧器|封边机报价|可视化大屏ui设计|十大窗帘品牌加盟|陶瓷加工|天津公墓|光纤准直器|零食货柜|气动扭矩扳手|乙炔炭黑|慈溪律师|U型排水沟|氟离子测定仪|深圳标志设计|家庭下水道疏通|耶格尔|高速滚齿机||增深剂|60HZ变频电源|亚朵酒店加盟|高压陶瓷电容|双备份集成电源|不锈钢复合板厂家|弧形铝方通|牟平白麻|AVX代理|篷盖布涂层机|嘉兴专利申请|奉化漂流有哪些|工业卷材| 江阴心理咨询|高尔夫模拟器|可燃气体报警器|自动平衡|内衬不锈钢复合钢管|美国试管|美国试管|陕西移动厕所|AVX钽电容|农林保水剂||卸船机|净化公司|精装修工程地板|打桩木|橡塑保温|铝压铸|弱视治疗哪里好|吸音隔音涂料|宜昌租车|复合风管|双登胶体蓄电池|碱式氯化铝|俄罗斯GOST认证|缓蚀剂|PCBA清洗|聚氨酯墙面板|OPPC光缆厂家|小区儿童游乐设施|万能式断路器|