乳成分红外分析仪原理讲义
红外光谱分析技术应用于乳品检测原理及影响因素
红外光谱分析技术应用于乳品检测原理及影响因素1.1 红外光谱分析原理在整个电磁波范围内，包含了紫外区，可见光区，红外区，微波区四大主要区域。
其中400nm到700 nm属于可见光区域。
位于可见光和微波之间的光谱为红外光谱，波长为0.75~100μm，其中0.75~2.5μm为近红外，2.5~50μm为中红外，50~100μm为远红外。
由于有机物以及部分无机物分子中的各种化学基团（如C=C，N=C，O=C，O=H，N=H）的运动（伸缩、振动、弯曲等）都有它固定的振动频率，当这些分子受到红外线照射时，被激发产生共振，同时吸收一部分能量，通过测量吸收光的大小，可以得到极为复杂的图谱，这种图谱可以表示被测物质的特征。
不同物质在红外区域有丰富的吸收光谱，每种成分都有特定的吸收特征，这就为红外光谱定量分析提供了基础。
目前在红外光谱区域有两种主要的光谱分析技术：红外光照射到被测样品后，从样品表面反射出来的光被检测器吸收检测，此为红外反射光谱分析法。
它要求样品的粉碎程度一致，从而保证样品表面光滑一致。
另一类为红外光穿过样品后，再被检测器检测到，即为红外透射光谱分析法。
该法优点是很少或不用制备样品，因此重复性较高。
1.2 红外分析技术的操作流程红外技术是依据某一化学成分对红外区光谱的吸收特性而进行的定量测定，所以应用红外光谱进行检测的技术关键就是在光谱吸收和组分浓度两者之间建立一种定量的函数关系，依靠这种关系，就能从未知样品的光谱中求出样品的成分和含量。
为此，基本流程包括：首先收集具有代表性的样品（其组成及其变化范围接近于要分析的样品），然后采集样品的光学数据；利用标准的化学方法对样品进行化学成分测定；通过数学方法将这些光谱数据和检测的数据进行关联，一般将光谱数据进行转换（一阶或二阶导数），与化学测定值进行回归计算，然后得出定标方程，建立数学模型；在分析未知样品时，先对待测样品进行扫描，根据光谱值利用建立的模型可以计算出待测样品的成分含量。
奶牛DHI知识讲座
分娩日期：计算其他各项派生指标的依据，可 产生一系列重要参数。
泌乳天数：从分娩第一天到本次测奶的时间， 反映奶牛所处的泌乳阶段，有助于调整牛群结构， 是计算305天预测奶量的必备条件。
日产奶量：测试日产奶量，反映牛只、牛群当 前真实的产奶水平。单位：公斤。
校正奶：根据实际泌乳天数和乳脂率校正为泌 乳天数150天、乳脂率3.5%的日产奶量，用于不同 泌乳阶段，不同胎次牛只间产奶性能的比较。单 位：公斤。
高峰日、高峰奶：高峰日指奶牛在几次 测奶中奶量最高时的泌乳天数。高峰奶指 几次测奶中的最高奶量。
305天奶量：预测奶量，当泌乳天数达 到或超过305天时，指305天的实际奶量。 单位：公斤。
成年当量：指将各胎次产量校正到第五 胎时的305天产奶量。一般认为第五胎母牛 的身体各部位发育成熟，生产性能理论上 达到最高峰。利用成年当量可以比较不同 胎次母牛的整个泌乳期的生产性能高低。
40万≤X＜110万
ML=7.5×产奶量/92.5
110万≤X＜300万 ML=12.5×产奶量/87.5
X＞300万 ML=17.5 ML=17.从下表可以看出，体细胞数高会对乳成 分产生影响，从而影响生奶质量以及乳制 品风味，当然在按质讨论时也会降低奶农 的奶款。
DHI的相关知识
DHI的概念 DHI是一套完整的奶牛性能记录体系，即
每月一次统一采集每头泌乳牛的奶样，进 行奶量记录，乳成分分析以及体细胞计数 等。它是提高奶牛群管理水平和生奶质量 水平的有效工具，也是奶牛育种工作的基 础，是评估公牛遗传素质最重要的数据来 源。
DHI的起源
1905年9月，来自丹麦的Helmer Rabild在美国 密歇根州的Newaygo县，创建了美国国内第一个奶 牛记录组织，当时的名称为母牛测定协会（Cow Testing Association）。母牛测定协会起初大约 由26 个牧场主组成，为了公正地评估这些牛场奶 牛的生产水平，他们雇用了一个记录监测员，这 监测员每月不定期地去牛场收集产奶量记录，并
丙烯酸乳液红外光谱
丙烯酸乳液红外光谱1.引言1.1 概述概述丙烯酸乳液是一种广泛应用于涂料、胶黏剂、纸张涂覆等领域的重要材料。
它具有良好的稳定性、可调控的粘度和优异的附着性能，因此备受关注。
而红外光谱作为一种非常有用的表征手段，可以通过对物质分子振动和转动的观察，来揭示物质的组成、结构以及各种功能性基团。
本文将探讨丙烯酸乳液在红外光谱中的表现和应用。
首先，我们将介绍红外光谱的基本原理，包括红外辐射与物质的相互作用原理，以及红外光谱图的解读方法。
然后，我们将详细介绍丙烯酸乳液的特性，包括其化学成分、形态结构和性能特点等。
进而，我们将重点讨论红外光谱在丙烯酸乳液分析中的应用，包括通过红外光谱图谱解析丙烯酸乳液中各个组分的含量和结构等。
通过本文的研究，我们希望能够更加深入地了解丙烯酸乳液的特性和红外光谱的应用价值。
这将有助于更好地理解丙烯酸乳液的性质和用途，并为其在相关领域的应用提供科学依据和技术支持。
同时，我们也将为相关研究提供新的思路和方向，推动该领域的发展和创新。
需要注意的是，本文的研究仅限于丙烯酸乳液的红外光谱分析，尚未包括其他表征方法和领域的讨论。
因此，读者在阅读本文时要有一个明确的范围和理解，以利于更好地把握文章的主旨和内容。
1.2 文章结构文章结构部分的内容可以按照以下方式来编写:本文主要包括以下几个部分的内容：引言、正文和结论。
引言部分将对本文要涉及到的主题进行概述，并介绍文章的结构和目的。
正文部分将详细介绍红外光谱的基本原理和丙烯酸乳液的特性。
首先，我们将介绍红外光谱的基本原理，包括什么是红外光谱以及其应用领域等。
然后，我们将详细探讨丙烯酸乳液的特性，包括其组成、性质和应用等方面的内容。
最后，在结论部分，我们将总结红外光谱在丙烯酸乳液研究中的应用，并对本文所述内容进行总结和归纳。
通过以上所述，读者将能够了解到红外光谱在丙烯酸乳液红外光谱中的应用情况，并对丙烯酸乳液的特性有进一步的了解。
1.3 目的本文旨在研究和探讨丙烯酸乳液的红外光谱特性。
红外光谱分析技术在乳及乳制品检测中的应用
红外光谱分析技术在乳及乳制品检测中的应用李欢欢卜秀秀(蒙牛乳业(焦作)有限公司，河南焦作454150)摘要：近年来，国内乳品行业多次发生质量问题,导致国内乳品消费者的基本权益受到了威胁，国家就此提出了许多解决方法，且相关检测技术的研究也进一步提升，国内乳品行业质量得到了保障。
红外光谱分析技术在乳及乳制品的检测过程中起到了重要作用。
本文主要就红外光谱分析技术在乳及乳制品检测中的应用展开讨论。
关键词：红外光谱分析技术；乳及乳制品；检测；应用进入21世纪以来，我国社会经济及科技发展迅速，相关检测技术得到了完善，但随着技术的完善，越来越多的质量问题也得到了进一步的确认。
如从发生最早、危害最广的三聚！胺毒奶粉事件，再到多个品牌产品致病菌超标事件以及多次反复出现的化学添加剂超标事件等等，国家相关部门对此类事件进行了严厉的打击，进一步加强了相关物质的检测技术研究，此类事件得到了进一步解决。
然而这并不是结束。
虽然国家已经进一步完善了相关的检测技术，但始终有不良商家试图寻找法律及技术的漏洞，为满足其自身的欲望，使用不合格的化学添加剂以延长产品的保质期及增强口感，或使用非牛乳的其它蛋白来降低乳及乳制品的制作成本等等，可谓无所不有，而这首先要重视对先进计算机信息技术的应用，充分发挥出计算机信息技术的价值与作用，建立具备丰富育苗、移栽、造林知识和技术的信息平台，为新时期移栽造林工作的开展提供重要的参考。
其次要制定健全完善的移栽造林管理制度，明确移栽造林工作流程，保证移栽造林工作的科学化、规范化展开。
要健全并落实动态化监管制度，实现对苗木选种、培育、移栽、生长等全过程的标准化管理，达到最佳的苗木培育和移栽造林质量。
2.5加强后期养护苗木移栽造林后，做好后期的养护管理工作也具有重要的现实意义，这是保障苗木良好生长的关键。
在养护管理过程中，应密切留意不同苗木的生长状况，及时地发现缺苗、死苗等现象，及时进行补苗。
针对弱苗，应架设支架进行固定，避免其被刮倒。
(2024年)红外分析仪的培训教程详述
分析需求来确定。
03
信噪比
信号与噪声的比例，反映了红外分析仪检测微弱信号的能力。高信噪比
可以提高谱图的质量和可靠性，减少误判和漏检的可能性。
ห้องสมุดไป่ตู้18
谱图质量评价标准及实例分析
谱图基线平直度
评价谱图基线是否平直，无弯曲或漂移现象。基 线平直度好的谱图可以提供更准确的吸收峰位置 和强度信息。
噪声水平
评价谱图中噪声的大小和分布情况。低噪声水平 的谱图可以提供更可靠的光谱信息，减少误判和 漏检的可能性。
仪器操作界面显示异常或按键失灵
检查仪器显示屏是否损坏或老化，按键是否卡住或失灵，必要时更换显示屏或按键。
25
06 红外分析仪应用案例分享 与讨论
2024/3/26
26
石油化工行业应用案例
01
02
03
石油炼制过程监控
红外分析仪可实时监控石 油炼制过程中的关键参数 ，如馏分组成、硫含量等 ，帮助优化生产流程。
水质污染监测
红外分析仪可用于检测水体中的有机污染物、重金属离子等，帮助 及时发现和治理水污染。
固体废弃物监测
利用红外光谱技术，红外分析仪可快速鉴别固体废弃物的种类和成分 ，为废弃物处理和资源化利用提供指导。
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30
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
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药物质量控制
在药物生产过程中，红外 分析仪可用于监控关键工 艺参数，确保药物质量和 稳定性。
假药鉴别
利用红外光谱特征，红外 分析仪可快速鉴别假药， 保障患者用药安全。
28
食品安全检测领域应用案例
使用中红外光谱快速判别牛奶中是否掺假的方法
使用中红外光谱快速判别牛奶中是否掺假的方法随着科技的不断进步，人们对于食品安全的关注也越来越高。
特别是在牛奶领域，由于掺假、添加劣质原料等问题频发，导致了消费者对于牛奶的质量产生了疑虑。
因此，如何快速、准确地判别牛奶中是否掺假成为了一个亟待解决的问题。
本文旨在介绍一种使用中红外光谱的方法来快速判别牛奶中是否掺假的方法。
一、中红外光谱的原理及应用中红外光谱是指在波长区间为2.5~25μm的红外光谱范围，其原理是通过物质对于红外光的吸收特性来分析物质组分。
中红外光谱具有快速、非破坏性、无污染等优点，广泛应用于食品、药品、化工等领域的质量控制和研究工作。
二、牛奶掺假常见方法及特点1. 脂肪、蛋白质含量调整：生产商可能会通过调整脂肪含量和蛋白质含量来掺假，以提高成本效益。
这种方法的特点是较为隐蔽，不易被消费者察觉。
2. 劣质原料添加：生产商可能会添加劣质原料，如淀粉、植物油等，以掺杂进牛奶中。
这种方法的特点是成本低，但质量较差。
3. 控制酸度：生产商可能通过在牛奶中控制酸度，来延长其保质期。
这种方法的特点是易于操作，但会对牛奶的口感和营养价值造成影响。
三、中红外光谱在牛奶掺假鉴别中的应用1. 数据采集：首先，使用中红外光谱仪器对于纯净牛奶样品、不同掺假比例的牛奶样品进行扫描，获取样品的红外光谱数据。
同时，还需采集控制组和参照组的数据，用于进行对比分析。
2. 数据分析：通过对采集的红外光谱数据进行预处理，如去除噪声、标准化等，然后使用统计学方法进行数据分析，如主成分分析(PCA)、偏最小二乘法(PLS)等。
3. 特征提取：通过数据分析，提取出牛奶样品中的特征指标，如蛋白质含量、脂肪含量等。
4. 构建模型：将特征指标作为输入，控制组和参照组的数据作为训练样本，使用机器学习算法构建模型。
常用的算法包括支持向量机(SVM)、随机森林(Random Forest)等。
5. 模型验证：使用构建好的模型对未知样品进行验证，判断其是否为纯净牛奶或掺假牛奶。
红外乳腺诊断仪培训资料
第一章红外乳腺诊断仪的仪器组成1．原理框图发射红外线摄取图像图像处理2．诊断原理红外线乳腺诊断仪主要是通过红外探头发射红外线穿透乳房，由于不同的组织对红外光的吸收程度不同，如：癌可优先吸收红外光，而良性病变吸收红外光较少，故恶性区比良性区吸收更多的红外线，通过高灵敏度的摄像机呈现在荧光屏上的图像也不相同，因此根据图像的异同来诊断疾病。
第二章红外乳腺诊断仪的使用第一节使用环境电脑彩色乳腺诊断仪属精密电子仪器，价格较贵，为了提高诊断率、延长仪器的使用寿命，对使用环境要求如下：1、光线：此检查是用光源探头对乳腺组织进行透视扫描，经过图像处理显示的屏幕上。
检查应在暗室中进行。
室内光线太强时，乳腺表面的光线将透进乳腺的部分光线抵消，从而不能有效地显示灰影，尤其可以掩盖浅灰影，而且太强的光线也可干扰视觉对屏幕的观察。
但是，室内光线太暗时，对操作不利，所以，可以让少量光线进入室内，以便操作及其它活动。
2、清洁：室内空气中尘埃过多，落入机内，日久会造成电气事故，损坏仪器。
所以，室内应适量减少流动人数，清洁地面勿干扫，最好用吸尘器。
因湿扫可增加室内湿度，对仪器也不利。
3、温度：电脑彩色乳腺诊断仪的使用环境温度在10-40℃，但是，由于受检者在检查时暴露较多，温度太低易造成受凉，而室温超过30℃时，又会使人感到闷热、易出汗，不利检查。
所以，诊断室的温度以30℃左右为宜。
最好能装置空调。
4、湿度：乳腺诊断室湿度不应超过80%（相对湿度），否则会降低仪器零部件、元件的绝缘电阻，对电压很高的部件甚至会造成危险；高湿还会引起仪器金属部分的锈蚀，加速仪器损坏。
5、供电：乳腺诊断仪的工作电压为220V±10%，电源电压不应波动过大，控制在使用电压的±5%范围为最好，不能超过±10%，否则会严重影响仪器的工作性能，甚至会烧坏仪器。
因此，必须配备功率适当的交流稳压器，并且在同一线路上应避免大功率电器，否则当大功率电器开关时，会影响仪器的图像。
仪器分析实验讲义
仪器分析实验讲义引言：仪器分析是化学专业的一门重要课程，主要通过仪器设备来分析物质成分和性质。
仪器分析实验是学生了解仪器使用和数据分析的重要环节，本次实验将介绍红外光谱分析仪的使用方法。
一、实验目的：1.掌握红外光谱分析仪的使用方法；2.学会获取和解读红外光谱图。
二、实验原理：红外光谱是利用物质分子与特定波长的红外光发生共振吸收的现象来研究物质的结构和成分的一种分析方法。
红外光谱图通常由横坐标表示波数（cm-1）或波长（μm），纵坐标表示吸光度或透射率。
三、实验步骤：1.打开红外光谱仪电源，预热15分钟；2.调节样品室镜筒，使其平衡；3.打开红外光谱软件，选择合适的仪器设置；4.准备样品，通常使用KBr作为样品托盘；5.将样品托盘放入样品室镜筒，并确保样品平整；6.选择合适的红外光谱扫描范围和扫描速度；7.点击开始扫描按钮，开始记录红外光谱；8.扫描结束后，保存光谱图并关机。
四、结果分析：1.根据红外光谱图，识别和记录各吸收峰的波数或波长；2.利用红外光谱图的特征峰和标准光谱图进行对比，确定样品中的官能团和化学键；3.通过与数据库对比，确定样品的化合物结构和成分。
五、实验注意事项：1.操作前应仔细阅读仪器使用说明书；2.严禁直接用手触碰光谱仪的镜面；3.样品制备时应尽量避免杂质的干扰；4.扫描过程中应保持实验室环境的稳定，避免光谱图受到外界干扰。
六、实验总结：通过本次实验，我们初步了解了红外光谱仪的使用方法和数据解析，掌握了红外光谱分析的基本操作。
红外光谱分析是一种常用的快速、准确的物质分析方法，对于化学专业的学生来说具有重要的指导意义。
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紫外 可见
近红外
200 50,000
400 25,000
700 14,285
2500 4,000
定量分析
成分定量分析
分子光谱表观颜色分
分子光谱
Dedicated Analytical Solutions
2020年7月23日星期四
中红外
25,000 nm 400cm-1
官能团定性分析 分子光谱
3
光谱理论
Ax = Absorbance of X（吸光度） CX = Concentration of component X（浓度） B = Calibration coefficients（定标系数）
Dedicated Analytical Solutions
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10
红外光谱技术
4
红外区吸收
红外光谱主要是由分子中O-H, N-H, C-H, S-H 键的振动 吸收引起 的
红外区光谱测试成分须含有 O-H, C-H, N-H 或 S-H 键
- CH - OH
-NH
-SH
Dedicated Analytical Solutions
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5
Beer’s Law（比尔定律）
广义的红外光谱（包括中红外光谱及近红外光谱）是 由分子振动吸收引起的
红外活性分子(包括对中红外及近红外谱区能量吸收分 子）可理解为 一振动双极的机械模型（双极具有 电荷 分离），每一双极模型其振动具有特殊的频率及振幅 。
Dedicated Analytical Solutions
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乳品快速检测技术进展
Dedicated Analytical Solutions
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1
目前市场上存在快速检测技术
超声波技术
红外光谱技术
符合AOAC 972.16 符合IDF 141B
Dedicated Analytical Solutions
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2
红外光谱波长范围
1976 19XX年 1983年 1987年 1991年 1993年 1994年 1996年 目前有售
MilkoScan Minor
2002年 目前有售
丹麦福斯公司一直致力于乳品分析技术的前言研究，将最新
的技术不断推广应用于其新型乳品分析仪，加之其已经获得 的专利技术，使得产品始终处于同类产品的领导地位。
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Pin number
9
Calibration定标
= =
=
H2C OH
HO H H OH
O
O HH
H
OH
Lactose
FAT A
O
H
HH
HC C C C C C R3
FAT B H
HH
Basic Calibration
O
R2
HC C N CH C
R1
H
O
Protein
Cfat = Blac Alac + BproApro + BfatAfat+ B0
Dedicated Analytical Solutions
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7
脂肪所对应的主要红外吸收
CH2-OH CH-OH
CH2-OH
甘油
CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH
油酸
+ CH3(CH2)14COOH
棕榈酸
CH3CH2CH2COOH
丁酸
FAT A O
H
=
HH
H2C O C C C C C R1
滤光片技术 Filter
干涉仪技术(FTIR) Interferometer
Dedicated Analytical Solutions
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11
中红外线技术 — 福斯滤光片 技术
丹麦FOSS公司生产产品MilkoScan 系列
名称
发行年份
MilkoScan 300/203 MilkoScan 104 MilkoScan 605 MilkoScan 130 MilkoScan 300 MilkoScan 4000 MilkoScan 50 MilkoScan S50
2
1.8
1.6
1.4
Absorbance
Homog.
Fat A ref
1.2
Fat B ref
P ref Carb. ref
1
0.8
CUPirea
Fat B
Fat A
TS Carb.
0.6
0.4
0.2
0
Dedicated Analyti2ca0l 0Solutions 400
600
800
1000
1200
Dedicated Analytical Solutions
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13
中红外线技术 — 福斯FTIR 技术
丹麦FOSS公司代表产品 名称
MilkoScan FT 120 MilkoScan FT 6000 ProcesScan FT
发行年份
1995年 1999年 1999年
H
HH
O
H
HH
=
H2C O C C C C C R2
H
HH
O
H
HH
=
H2C O C C C C C R3
FAT B H
HH
Fat B CH 3.5 m
Fat A C=O 5.7 m
Dedicated Analytical Solutions
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8
利用全光谱信息
FatIR=BFa*Afa+ BFb*AFb + BFc*AFc +BP*AP+BL*AL+…….+B0
6
糖及蛋白所对应的主要红外吸收
H2C OH
HO H H OH
O
O HH
H2C OH
HH
O OH
OH
HH
H
OH
H
OH
Lactose
COOH
H2N C H R
Amino Acid
O
R2
H
O
= =
=
HC C
N
CH C
N
C CH
N
R1
H
O
R3
H
Protein
Alcohols CO 9.5 m
Amides N -H 6.5 m
b
P0
P
Absorbing solution
of contration c 吸收液浓度为C
A=
-log10T =
log P0 P
A = a·b ·c
Dedicated Analytical Solutions
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Absorbance 吸光度
P T=
P0
Concentration 浓度
MSC 4000 MSC S 50
Dedicated Analytical Solutions
2020年7月23日星期四
MSC Minor
12
中红外线技术 — 滤光片 技术
滤光片技术原理
滤光片技术局限性 1、滤光片技术提供的光谱信息量非常有限，仅能测定几项简单指标 2、滤光片技术对于检测复杂乳制品表现不佳，无法满足用户的要求