近红外光谱分析技术的价值所在

近红外谱区早在1800年被发现,直到20世纪50年代才出现了商品近红外光谱仪，近红外定量和定性分析的应用早于目前我们更熟悉的红外（即中红外）光谱。在20世纪80年代之前由于受当时光谱仪性能和信息提取技术条件的限制，虽然出现了成型的近红外仪器，但是近红外光谱分析技术应用并不多。随着计算机技术的高度发展和化学计量学方法的日趋成熟，近红外检测技术逐渐发展并得到迅速推广，产生了现代近红外光谱分析技术。尤其是近二十年来，近红外在仪器、软件和应用技术上获得了高度发展。

       在分析工作中，经常需要分析一个样品的一种或多种（有时为十几种）组成或性质数据，比如在果葡糖浆制造过程中，需要检测的性质包括：ph值,波美度，蛋白，脂肪，水分，果糖含量，酵母菌，菌落总数等等。对于这样一些常规分析工作，往往涉及使用大量各种分析仪器设备和分析方法，其中，有些设备和分析及维护费用都很高，有些分析方法比较费事和费时，分析前需要对样品进行复杂的前处理，有些分析过程（尤其是涉及到物理分离或化学转化过程）短则几小时（如淀粉乳中蛋白，脂肪的测定），多则几天（如酵母菌需要5—6天培养），其分析效率很低，这种情况常常严重制约了生产以及质检工作效率（比如在异构环节中的测量果糖含量，本来可以通过这个值来调节电子阀流速，以达到控制果糖浓度的目的，但由于数据的滞后性，通常上午数据下午才能拿到报告，达不到质量控制的目的），这些矛盾在高要求的产品供给中表现得更为突出。经常出现由于分析效率低，而不能及时为生产提供控制所需的分析数据，从而影响到产品的正常出厂和供应。因此，分析效率对生产企业的市场竞争能力有着较大的影响，主要体现在以下几个方面：

（1）分析效率与产品质量：企业的产品质量是企业的生命线，质量的好坏是影响企业*的重要因素之一。而在生产过程中变化的因素很多，都会对产品质量有影响，需要及时检测原料（玉米质量）、中间物料（淀粉质量）和产品（果葡糖浆）的质量指标，根据测量数据及时控制生产条件，以生产出合格的产品。分析效率低，滞后于生产对其的需求，就会影响到产品质量，从而对市场竞争能力产生不良影响。

（2）因为影响生产过程的许多因素变化是不可避免的，造成产品质量波动也是必然的（“上午采样，下午出报告"这样的效率*不了对产品质量生产过程的监控）。企业在分析效率低的情况下，为了保证产品质量合格，采取的办法是在生产条件上留有“余地"，比如提高装置的苛刻度和增加产品中高附加值的组分含量，与近红外的质量卡边操作相比， “浪费"了一些质量指标，大大增加了生产成本。

（3）分析成本是整个企业生产成本的一部分，主要体现在仪器设备购置、维护、材料消耗和人工费用上，低的分析效率导致高分析成本，对于大企业的这部分费用也是相当可观的，它对企业的市场竞争能力的影响也是不容忽视的。就仪器购置而言，某些仪器的单项购置看似非常便宜，但机件损坏非常快，一年可能要重复购置多次，其最终数据还并不准确，只能结合工人经验加以判断，然后在工艺技术上进行调整来达到监控质量的目的。（比如粘度计，单支价格大约在5000—10000左右，但一年一般需更换三四次，并且数据并不是十分准确）再就人工而言，质量监控这一项以十人计（以每人月工资4000元计）：10（人）×4000（元）×12（月）=480000，一年人工投入就达到四十八万，而且不包括仪器购置，更替，损坏，修理的费用以及大量试剂消耗的费用。

近红外光谱分析技术能够有效地解决上述问题，成为当今分析领域中的技术热点，关键在于它能够显著提高分析工作效率。如仅需一个人使用一台近红外光谱仪在若干秒之内就可以同时完成上述的一个生产点的全性质数据的测量。显然，与传统分析方法相比，近红外光谱分析技术对于提高分析工作效率，具有划时代的意义。由于近红外光谱仪除消耗少量电能外，不需消耗任何试剂、标准物质和设备零件，甚至不需要实验室环境，被测量样品不发生损耗，仍然可以进入生产销售环节，极为经济。一台近红外光谱仪用于控制分析，可以替代多种多台分析仪器，可以节省大量设备费用、操作费用和维护费用、大量人力和物力，以及大量时间，因此，近红外光谱分析技术的应用将使厂里化验室繁忙不堪的面貌有很大改观，工作效率极大提高。近红外光谱分析技术用于在线测量，将获得的质量参数及时传输到装置的分散控制系统（DCS）或现场总线（MODEBUS）系统，生产操作优化系统根据这些参数调整装置控制条件，实现装置的平稳运行和质量卡边操作，产生巨大的经济效益。