簡介

糖是人類必需的能源來源之一，其主要功能是提供熱能。每1克葡萄糖在人體內氧化產生 4 千卡能量，人體所需的 70% 能量由糖提供。食糖是關系國計民生的重要物資。糖料產業的健康平穩發展是我國食糖生產的基石，是國家食糖供給安全的保障。國家劃定的糖料蔗生產保護區中有 77% 位于廣西。

2023年12月14日，國家領導到廣西考察了糖料蔗基地和糖廠，提出要將廣西甘蔗制糖產業做強做大，為保障國家糖業安全、促進蔗農增收致富發揮更大作用。要積極培育和推廣良種、提高機械化作業水平，建設好現代農業產業園。要探索建立更加穩定的利益聯結機制，讓廣大農民共享農村改革和發展成果。我國糖業面臨激烈的國際競爭，要按照智能化、綠色化要求，加大科技創新力度，延伸產業鏈、提高附加值，不斷提質、降本、增效，推動高質量發展。

制糖行業中需要進行品控監管的主要有六個過程，這六個工藝分別為：甘蔗驗收，甘蔗研磨，副產品，食糖碾磨過程，食糖精煉過程，生物乙醇過程。其中在將澄清汁處理成粗糖的各個步驟中，會產生各種中間產品，應立刻分析這些產品以進行更嚴格的監控和控制。用在線 NIR 分析儀可以在一分鐘內分析所有類型的糖汁、糖蜜、乳漿、種子、原料和糖膏中所含的白利糖度、Pol、灰分、蔗糖、葡萄糖和果糖。本文分享某個糖廠采用步琦的在線近紅外檢測系統對甘蔗糖廠濃縮糖漿中間工藝控制，從而通過優化生產條件來提高白砂糖產品的質量產生較好的經濟效益。

實驗簡介

1. 測量目的：使用 BUCHI 在線近紅外光譜分析儀對濃縮糖漿的 BX，IU 等參數進行測定，考察近紅外分析儀對濃縮糖漿的定量分析效果。 
   

2. 樣品描述：濃縮糖漿

3. 儀器配置：X-THREE version 3

4. 測量參數：波長：400-1700nm；分辨率：5nm；檢測速度：10ms
   

試驗材料和方法

3.1 儀器與樣品

如下圖所示，在回流旁路上安裝步琦 DN50 的液體管道附件，將探頭固定在附件上，光通過窗口照射到樣品，經反射后被接收形成吸收光譜，實時監控樣品狀態。

3.2 近紅外光譜采集

圖 2 為濃縮糖漿的近紅外漫反射光譜圖，從圖中可以看出，光譜信號較強，光譜比較集中，表明測量過程中光譜穩定性較好，保證模型有更高的精確度。

3.3 定標模型：

3.3.1濃縮糖漿 IU 定標模型的建立

如圖3所示，模型的SEC= 5.8070,R²=0.979，SECV=6.0761， R²=0.976，模型建立過程中采用 206 條光譜譜圖，模型具有較小的 SEC 和 SECV 說明建立的模型具有很好的準確性，模型的 R² 值大于 0.95 說明建立的模型具有很好的線性。

3.3.2 濃縮糖漿 BX 定標模型的建立

如圖4所示，模型的SEC= 0.5769,R²=0.951，SECV=0.6131， R²=0.945，模型建立過程中采用 217 條光譜譜圖，實驗室化學值和模型預測值相關性較好，模型偏差小，預測精確性和準確性較高。

總結

本文分享了針對甘蔗糖廠傳統分析手段存在著弊端的情況提采用現代近紅外光譜分析技術對甘蔗糖廠濃縮糖漿的進行在線分析的研究。傳統分析技術檢測時間長化學試劑含有鉛試劑使用量大對環境及分析人員造成的污染嚴重。

近紅外光譜分析技術是一種“綠色無污染的” 的現代高科技分析技術。將會提高糖廠實時在線質量監控的力度提高分析速度和效率以及實現清潔生產能夠達到較好控制糖廠生產中質量指標的目的。

制搪生產過程中濃縮糖漿色值的測定是衡量工藝效果的重要指標也是產品質量的重要指標，步琦在線近紅外的光譜范圍：400-1700nm，允許用戶僅利用近紅外光和僅利用可見光或將兩種信號結合來，來檢測色值并使數據準確度達到最大。