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近紅外及其組網技術在飼料集團的應用

來源:聚光科技(杭州)股份有限公司   2017年01月03日 10:17  

近紅外分析儀在飼料品質分析的應用場景
  近紅外分析儀在配合飼料整個生產過程中可以設置的質量監控點,如圖1所示的1~5。
  1)原料進廠時的品質監控
  2)生產工藝過程及時監控:在混合工藝、膨化工藝及制粒工藝設置品質監控點
  3)成品質量判斷
 


圖1:配合飼料生產流程圖

近紅外分析儀在飼料品質分析的應用優勢
  近紅外分析儀在飼料配合料生產過程中的各個應用點監測帶來的優勢:
  1)快速分析來料品質,便于快速卸貨,并對各個供應商來料情況進行評估管理。
  通過快速分析大宗原料(如玉米,小麥,魚粉,菜粕,DDGS等)的水分,蛋白及脂肪含量,便于快速卸貨,加快收購速度,并與供應商商定可能的結果及價格,將低于要求的原料進行降價收購或退換。
另外,快速分析魚粉的各種氨基酸含量,獲得各含量的比例關系,可以方便快速地判別魚粉是否存在摻雜摻假行為;方便飼料配方技術員進行合理配方。
  2)生產過程中品質快速監控,及時反饋并指導生產調整工藝參數,減少返工費用。
  實時檢測生產過程中飼料半成品的水分含量,根據水分含量進行調質,有利于飼料制粒和膨化成型。
  實時檢測生產過程中飼料半成品的蛋白含量,根據蛋白波動反映混合設備異常或投料異常。
  例如,在攪拌機及制粒工藝中分別取樣,快速測定水分。如果攪拌機中混合料的水分偏高,會通知制粒過程需要多吹下冷風,帶走水分,控制下水分。如果水分正常,則要求制粒后的樣品水分與攪拌機中混合物的水分相當,否則需要控制蒸汽通量。
  3)成品品質快速分析
  快速分析成品的常規指標(如水分,粗蛋白,粗脂肪,粗纖維,鈣,磷,鹽分等),判斷是否滿足配方要求,是否滿足飼料標簽要求;對于急于出貨的成品料,可以快速地進行判斷,保證出貨的同時也防止不合格產品流向市場。
因此,近紅外分析儀在飼料企業的應用,不僅能大大減少實驗室化驗成本,同時還降低原料成本和成品返工費用,提高產品質量的穩定性,從而為企業帶來巨大的效益。
SupNIR-2750飼料分析儀簡介
  SupNIR-2750飼料分析儀可以快速、準確地分析飼料中的水分、粗蛋白、粗脂肪、粗纖維、灰分、鈣、磷和其他成分的含量。


圖2:SupNIR-2750分析儀

  聚光科技的近紅外產品在技術指標上,可與國外*近紅外產品相媲美。與儀器配套使用的RIMP分析軟件是一款全中文顯示、用戶界面友好、操作簡單的專業軟件。它將儀器操作、建模和數據管理整合為一體,支持業內主流化學計量學技術,包括用于定量分析的偏zui小二乘法回歸分析(PLS)、神經網絡法(ANN)算法,以及用于定性分析的軟模式族類分析方法(SIMCA)和聚類分析方法。軟件通過數據庫實現數據存儲、查看、交換、統計和報表輸出等功能。
SupNIR-2750飼料分析儀已有模型基礎
  聚光科技通過與國家糧食局、農業部谷物分析檢測中心等機構合作,并從已有的糧油飼料客戶中不斷積累數據,目前在飼料行業領域,已積累了25種飼料原料模型及4種飼料成品模型,如表2所示。
  表中綠色底的表示模型數據庫樣品數量在400個以上,一般來說,這類模型只需客戶提供5-10個樣品進行比對修正,即可用于分析;
藍色底的表示數據庫樣品數量在200-400之間,此類模型需要客戶模型驗證情況,一般只需提供20-50個樣品進行擴充修正,即可實現分析;
黃色底的表示數據庫數量在200以下,需要客戶根據模型驗證情況,一般只需提供50個以上樣品可基本實現分析。

表2:已有飼料原料及成品模型列表

模型成熟度

成熟

 

數據量在400以上

基本成熟

 

數據量在200-400

不成熟

 

數據量在200以下

飼料原料

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

序號

樣品名稱

可檢測性質

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

玉米

Moisture

Protein

Ash    

Fat    

Fiber  

P      

蛋白(干基)

脂肪(干基)

容重   

磷     

粗淀粉

2

進口DDGS

Moisture

Protein

Ash    

Fat    

Fiber  

Ca     

P      

 

 

 

 

3

玉米蛋白

Moisture

Protein

Ash    

Fat    

 

 

 

 

 

 

各種氨基酸

4

玉米胚芽粕

Moisture

Protein

Ash    

Fat    

Fiber  

 

 

 

 

 

 

5

小麥

Moisture

Protein

Ash    

Fat

Fiber  

Zeleny沉降值

硬度   

濕面筋 

 

 

 

6

面粉

Moisture

Protein

Ash    

 

 

 

 

 

 

 

 

7

次粉

Moisture

Protein

Ash    

Fat  

Fiber  

Starch 

麩質Gluten

 

 

 

 

8

麥麩

Moisture

Protein

Ash    

 

 

 

 

 

 

 

 

9

精米顆粒

Moisture

Protein

 

 

 

直連淀粉

 

食味品質

 

 

 

10

米粉

Moisture

Protein

 

Fat  

 

直連淀粉

氮含量

食味品質

 

 

 

11

米糠

Moisture

Protein

Ash    

Fat    

Fiber  

 

 

 

AcidValue

 

 

12

米糠粕

Moisture

Protein

Ash    

 

 

 

 

 

 

 

 

13

稻谷

脂肪酸 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14

芝麻餅

Moisture

 

 

Fat    

 

 

 

 

 

 

 

15

花生仁餅

Moisture

Protein

Ash    

Fat    

 

 

 

 

 

 

 

16

花生粕

Moisture

Protein

Ash    

Fat

 

 

 

 

 

 

 

17

油葵粕

Moisture

Protein

 

Fat

 

 

 

 

 

 

 

18

菜粕

Moisture

Protein

Ash    

Fat    

Fiber  

蛋白溶解度

 

 

 

 

各種氨基酸

19

豆粕

Moisture

Protein

Ash    

Fat    

Fiber  

蛋白溶解度

 

 

 

 

各種氨基酸

20

棉籽粕

Moisture

Protein

Ash    

Fat    

Fiber  

蛋白溶解度

 

 

 

 

各種氨基酸

21

肉粉

Moisture

Protein

Ash    

Fat    

 

 

 

 

 

 

各種氨基酸

22

魚粉

Moisture

Protein

Ash    

Fat

Ca     

P      

Salt   

VBN    

AcidValue

真粗蛋白比

各種氨基酸

23

木薯

Moisture

Protein

Ash    

 

 

 

 

 

 

 

 

24

啤酒糟

Moisture

Protein

Ash    

Fat    

Fiber  

 

 

 

 

 

 

25

蝦殼粉

Moisture

Protein

Ash    

 

 

 

 

VBN    

 

 

 

飼料成品

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

序號

樣品名稱

可檢測性質

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

蛋雞鴨配合料

水分

蛋白

 

 

灰分

 

 

 

 

2

肉雞鴨配合料

水分

蛋白

脂肪

纖維

灰分

鹽分

 

 

 

3

魚配合料

水分

蛋白

脂肪

 

灰分

 

 

 

 

4

豬配合料

水分

蛋白

脂肪

 

灰分

 

 

 

 

  從表2中可看出,在飼料領域中,大宗原料如玉米,小麥,魚粉,DDGS等模型已較成熟,其他原料只需再補充zui多50個樣品,即可實現分析檢測。
近紅外技術準確度說明
  近紅外分析建立在傳統化學分析的基礎上。故此,在測試準確度表觀上看,因為在評判近紅外分析準確性的樣品標準真實值由化驗值所代替,近紅外分析只能接近或等同于傳統理化分析,但不會高于它。經驗總結為: 近紅外測試結果誤差范圍是理化分析誤差的1.2-1.5倍左右; 在測試的精度上,儀器分析誤差總是比人工分析更小,所以在精度、平行性指標上,近紅外優于常規理化分析。
聚光科技服務能力
  我們為用戶能夠提供以下服務:
  1)提供用戶所需的現成基礎模型(25種飼料原料模型及4種飼料成品模型),指導和幫助用戶應用好各種模型(包括優化、調整和升級等),以及開發新模型。
  2)依托公司旗下的第三方檢測實驗室,建立近紅外模型服務中心,直接為用戶提供樣品檢測、樣品比對、模型校準及升級服務。檢測樣品的指標涵蓋水分,粗蛋白,粗脂肪,粗纖維、灰分。后續將開展氨基酸等指標檢測服務。
  3)配備專職近紅外技術服務團隊(均為本科及研究生),為用戶提供24小時“在線式”的技術咨詢和檢修服務,隨時提供。用戶可以通過各種聯絡工具,隨時免費獲得本公司的各種和幫助。
  4)如果在本公司的下,出現用戶自己仍不能解決的問題,本公司將依據用戶要求,及時派技術人員前往解決。
儀器組網應用優勢
  NIR組網對于飼料集團化管理的好處如下:
  1)集團只需在中心實驗室配備一個高技術水平的近紅外分析儀專職人員,全面負責下屬各子公司的數據管理及模型開發,降低人力成本,模型開發和維護成本。
  2)對各子公司的原料及成品品質進行統一分析及管理,確保網絡中所有儀器測量結果的準確性和一致性,保證被測樣品價值得到公正和可信的評價。
  3)重要的儀器數據記錄保存在服務器上,便于溯源。
  4)實現網絡中所有儀器的實時監控,保證*的儀器性能。
  5)遠程診斷故障判斷,快速解決問題。
RIMP近紅外網絡平臺及其功能
  RIMP提供了開放的遠程信息和儀器網絡管理平臺,通過網頁瀏覽器登錄進入網絡平臺,實現網絡中所有儀器的實時監控,保證*的儀器性能,并實現模型資源共享。
  組網策略:
  1)同一個子網使用相同的儀器
  2)同一個子網使用相同的模型
  3)網絡中的所有儀器使用同一組監控樣品進行校正
  4)網絡中的所有設備人員進行統一的操作指導

圖4:網絡平臺界面

  網路平臺功能模塊介紹:
  1)地圖監控:聯網的各臺儀器定位。
  2)儀器監控:儀器性能及參數監控,確定儀器性能是否正常。
  3)數據查詢:實時查詢測量數據,歷史報警,性能測試以及歷史日志查詢。
  4)數據分析:樣品檢測的趨勢分析以及統計報表導出。
  5)模型服務:提供光譜,樣品集以及模型的上傳下載功能。
  6)網絡配置:對允許接入網絡內的儀器進行配置。
 

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