拉曼光谱检测蔗糖浓度

2021/06/16   下载量: 2

方案摘要

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应用领域 食品/农产品
检测样本 糖果
检测项目 理化分析>物理性指标
参考标准

本实验利用PR1064拉曼光谱仪对不同浓度的糖溶液,固体白砂糖和糖蜜进行了检测,结果说明拉曼光谱可以实现对糖的检测。由于特征峰的强度随糖溶液浓度的升高而升高,并且这种变化具有很好的线性度,因此拉曼光谱可以实现对糖溶液的浓度监测。

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近几十年来,蔗糖制糖工业获得了飞速的发展,目前我国已是世界上重要的食糖生产大国。甘蔗制糖需要经过破碎,压榨,沉降,过滤等步骤制成清汁,再经过多效蒸发浓缩形成糖浆,经过煮糖,结晶等步骤得到原糖。在制糖生产中,糖溶液中蔗糖浓度的检测不仅是对工序中各步骤成果的检验,同时也对生产操作的控制过程起到非常重要的意义。

目前制糖工艺中的检测方法主要有折光法,电导率检测法,射频检测法等。现在我们用拉曼光谱法测试蔗糖浓度,看看能得到什么样的结果。

 

 

一.实验设计

1.     实验设备

PR1064拉曼光谱仪         1

液体光谱测量池            1

探头支架                  1

石英比色皿                1

设备搭建方式如下图所示

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2.实验环境

    24℃恒温条件

3.实验样品

    浓度为5%10%15%20%25%的白砂糖溶液,固体白砂糖和糖蜜。

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4.实验步骤

1)三种不同样品的检测方式:

白砂糖平铺于铝箔上,放置于探头下方,调节探头位置使激光聚焦于样品表面进行测试。

不同浓度的糖溶液和糖蜜置于比色皿,并将比色皿置于测量池中,将拉曼探头插入测量池,调节探头位置使激光聚焦于白砂糖溶液中进行测试。

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二.实验结果

 

实验测得不同浓度白砂糖溶液,糖蜜,固体白砂糖光谱如图所示:

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由图可看出,有许多清晰的糖的谱峰,且1291.935nm(图中标蓝)处可见水的谱峰。糖蜜可看出明显的谱峰,但可能由于荧光的影响,使得糖蜜的谱峰较之白砂糖和糖溶液有一定的偏移。

由于糖蜜和糖溶液均有明显的水的谱峰,我们用水的谱峰做基准,将糖溶液和糖蜜谱图进行校准并对比,可得下图:

image.png

在五种不同浓度的溶液中,选取较为明显的1168.42nm1201.09nm1260.21nm三个峰(如图所示),以浓度为x,峰强为y,对各处的峰进行线性拟合,发现浓度与峰强存在线性相关。

 

 image.png


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由图显示,各个特征峰的强度随糖溶液浓度的升高而升高,并且具有明显的线性趋势。

 

本实验利用PR1064拉曼光谱仪对不同浓度的糖溶液,固体白砂糖和糖蜜进行了检测,结果说明拉曼光谱可以实现对糖的检测。由于特征峰的强度随糖溶液浓度的升高而升高,并且这种变化具有很好的线性度,因此拉曼光谱可以实现对糖溶液的浓度监测。


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