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应用分享┠ 拉曼光谱检测蔗糖浓度

发布时间: 2021-06-03 04:54 来源:上海如海光电科技有限公司

 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,最后经过煮糖,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、液体光谱测量池、探头支架、石英比色皿

  设备搭建图如下图所示:

000.jpg

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。

001.jpg

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。

002.jpg


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:

003.jpg

  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:

004.jpg

  在五种不同浓度的溶液中,选取较为明显的1168.42nm,1201.09nm,1260.21nm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。

005.jpg


  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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