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近红外光谱分析技术的最新进展与展望

2020-11-06褚小立李敬岩许育鹏

分析测试学报 2020年10期

褚小立,陈 瀑,李敬岩,刘 丹,许育鹏

(石油化工科学研究院,北京 100083)

现代近红外光谱(Near infrared spectroscopy,NIRS)分析技术起源于上世纪50年代末期,经过半个多世纪的发展,目前已达到较为成熟的水平,被广泛地用于农业、食品、石化和制药等领域,并在一些领域取得了规模化的应用成效[1]。

在谷物分析方面,目前全球约90%的小麦贸易基于整粒谷物近红外分析仪检测蛋白质含量进行。据统计,加拿大农业采用近红外光谱技术后(主要是对农作物的管理),稻米的产量每公顷提高约0.6吨,小麦的产量提高约1.1吨,小麦蛋白质含量提高约1%[2-3]。

在石化行业,在线近红外光谱已广泛应用于炼油企业。从原油调合、原油加工(原油蒸馏、催化裂化、催化重整和烷基化等)到成品油(汽油、柴油和润滑油)调合的整个生产环节,在线近红外光谱分析技术可为实时控制和优化系统提供原料、中间产物和最终产品物化性质等方面的信息,为装置的平稳操作和优化生产提供准确的分析数据,与优化控制系统结合,为石化企业带来了可观的经济和社会效益。在线近红外光谱分析也成为现代智能化炼厂的标志性技术之一[4]。

在制药领域,以近红外光谱为代表的现代过程分析技术可对制药过程的关键质量参数进行监控,以改进成品的质量并降低药品的制造成本,在欧美的一些大型制药企业得到了广泛推崇,取得了很好的应用效果[5]。

振动光谱基础理论、光谱仪器硬件和化学计量学是现代近红外光谱分析技术的3大支柱。……

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