預(yù)調(diào)雞尾酒生產(chǎn)過程中部分產(chǎn)品通過現(xiàn)有在線檢測設(shè)備無法精確檢測,有檢測精度差、檢測速度慢等問題。本文基于以上問題,提出了基于激光拉曼光譜技術(shù)結(jié)合偏最小二乘法（Partial Least Square簡稱PLS）檢測模型,實(shí)現(xiàn)了預(yù)調(diào)雞尾酒生產(chǎn)在線快速定量檢測。首先,分析了預(yù)調(diào)雞尾酒主要成分乙醇、果糖、葡萄糖、蔗糖的拉曼光譜特征光譜曲線。分別采用了多項(xiàng)式移動(dòng)平均值濾波法、小波變換濾波法和去基線算法進(jìn)行光譜預(yù)處理,選取待測物質(zhì)特征峰值段光譜建立了PLS定量分析模型。其次,在離線狀態(tài)下對(duì)模型進(jìn)行分析優(yōu)化,采用多項(xiàng)式移動(dòng)平均值濾波法、小波變換濾波法、去基線后選取特征峰值處72點(diǎn)簡化光譜結(jié)合PLS檢測模型在保證檢測精度的前提下明顯降低了計(jì)算量,提升了檢測效率。最后,在線狀態(tài)下采用小波變換濾波法、去基線后選取60～1790（88）^-1連續(xù)光譜結(jié)合PLS檢測模型取得較好精度。在舍棄對(duì)四種物質(zhì)分別定性分析的性能后,PLS檢測模型以產(chǎn)品的特征光譜作為基礎(chǔ)使用單組份檢測模式取得最好的檢測精度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示:拉曼光譜結(jié)合PLS檢測模型在不同成分比例的產(chǎn)品上濃度檢測精度都在±0.05%以內(nèi),... 

【文章來源】：天津工業(yè)大學(xué)天津市

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

拉曼散射和瑞利散射能級(jí)圖

第一章緒論3率增加、波長減小的過程產(chǎn)生反斯托克斯拉曼散射；光子失去能量，頻率減小，波長增加的過程產(chǎn)生斯托克斯拉曼散射。拉曼散射是在圖1-1中分子在較低=0能級(jí)受到入射光0的激發(fā)后躍遷到一種受激虛態(tài)，在分子中這種受激虛態(tài)是一種不穩(wěn)定狀態(tài)，分子會(huì)迅速躍遷到穩(wěn)定能級(jí)，當(dāng)分子中從受激虛態(tài)躍遷到=1時(shí)發(fā)射一個(gè)光子(0)，這個(gè)光子能量小于入射光子0，波長增加部分既是拉曼位移。激光拉曼光譜儀介紹拉曼光譜儀是根據(jù)拉曼效應(yīng)原理設(shè)計(jì)制造的檢測儀器，主要分為表面增強(qiáng)拉曼光譜、共焦拉曼光譜、共振拉曼光譜等。本文實(shí)驗(yàn)采用的是表面增強(qiáng)拉曼光譜，本文使用的拉曼光譜結(jié)構(gòu)如圖1-2所示。圖1-2拉曼光譜儀結(jié)構(gòu)Fig.1-2RamanspectrometerstructureLaser為單色激光光源；LF為激光濾光片；BS為瑞利濾光片；L1,L2為兩個(gè)凸透鏡；Es為狹縫光柵；CM,FM為凹面反光鏡；Grating為刻線光柵；CCD為感光鏡頭。單色激光光源與激光濾光片組合為光譜儀提供波長為785nm激光。瑞利濾光片的作用將波長小于790nm的光線全部反射，將波長大于790nm的光線全部透射，這樣激光和瑞利散射光就無法通過該濾光片，拉曼散射光則可以透射，瑞利濾光片的光透射曲線圖1-3（a）所示。激光通過瑞利濾光片的反射透過L1凸透鏡使激光可以匯聚到待測樣品的表面上；待測樣品產(chǎn)生的拉曼散射光同反射的激光一起透過L1透鏡到達(dá)瑞利濾光片,只有拉曼散射光線可以穿透瑞利濾光片到達(dá)L2凸透鏡，透過L2凸透鏡使拉曼散射光聚焦到一點(diǎn)通過Es為狹縫光柵。L1、L2和Es組成的共焦結(jié)構(gòu)有效濾掉外界干擾信號(hào)，只有特定檢測位置的拉曼散射光經(jīng)過透鏡聚焦才能透過光柵。

第一章緒論5傳統(tǒng)離線檢測方式離線檢測方式是通過折光方法測量出產(chǎn)品白利度，再通過近紅外檢測儀和密度檢測儀來測量乙醇的濃度，這種方法無法直接測量出產(chǎn)品中各種成分的濃度，且檢測周期比較長。圖1-4所示左圖為白利度檢測儀，右圖為離線安東帕檢測系統(tǒng)。圖1-4白利度檢測儀與離線安東帕檢測系統(tǒng)Fig.1-4Bleaknessdetectorandoff-lineAntonPaardetectionsystem測量產(chǎn)品中總糖含量需要用化學(xué)滴定的方式檢測。先用36.5%的鹽酸溶液將混合糖溶液中的蔗糖水解成葡萄糖和果糖，再利用葡萄糖和果糖的還原性，直接滴定法或高錳酸鉀法測定。檢測還原糖是根據(jù)還原糖可以還原堿性酒石酸銅(C4H4CuO6)，進(jìn)一步生成氧化亞銅(Cu2O)這一特性來檢測的。酒石酸銅溶液使用時(shí)由甲、乙兩種溶液混合得到。試劑甲為硫酸銅溶液，試劑乙為氫氧化鈉(NaOH)與酒石酸鉀鈉(C4H4KNaO6)的混合液。甲乙兩種溶液的混合液與還原糖在加熱滴定時(shí)反應(yīng)產(chǎn)生紅色氧化亞銅。借助次甲基蘭(CHClNS)溶液做指示劑確定滴定終點(diǎn)，次甲基蘭在堿性溶液中(加熱至沸騰)可被還原成無色。滴定到溶液顯示綠色溶液中的糖全部被氧化，來計(jì)算溶液中總還原糖含量。如果溶液中有蔗糖和還原糖需要測量時(shí)，一次經(jīng)過水解測量還原糖總量，第二次不經(jīng)過水解測量還原糖總量，通過兩次差值來計(jì)算蔗糖的含量。這種方法檢測用時(shí)長，化學(xué)試劑消耗量大，是一種效率低成本高的檢測手段[4]。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]除譜新方法在光譜分析中的應(yīng)用[D]. 鞠思文.西安電子科技大學(xué) 2018
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本文編號(hào)：3474672