【摘要】：在拉曼光譜或近紅外光譜定量分析中,由于受到儀器、樣品等因素造成的乘性效應(yīng)干擾,測(cè)量到的譜帶強(qiáng)度或其轉(zhuǎn)化后的吸光度難以保持穩(wěn)定,直接通過(guò)拉曼強(qiáng)度與組分濃度或吸光度與物性之間的線性關(guān)系實(shí)現(xiàn)定量非常困難。在拉曼光譜中,通常認(rèn)為有效的方法是加入內(nèi)標(biāo)物,但此方法破壞了拉曼光譜非接觸分析的優(yōu)勢(shì)。本文將不穩(wěn)定的光譜強(qiáng)度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的向量夾角,實(shí)現(xiàn)無(wú)需內(nèi)標(biāo)物的拉曼光譜定量分析。并針對(duì)發(fā)酵液中乙醇檢測(cè)時(shí)間長(zhǎng)、成本高、無(wú)法批量檢測(cè)等問(wèn)題,運(yùn)用簡(jiǎn)單混合物體系驗(yàn)證向量夾角轉(zhuǎn)化方法的可行性,實(shí)現(xiàn)發(fā)酵液及發(fā)酵過(guò)程中乙醇含量的快速分析。同時(shí),將此方法拓展應(yīng)用于近紅外光譜,預(yù)測(cè)汽油的辛烷值、蒸汽壓、密度、氧含量、50%餾出溫度。研究具體內(nèi)容包括:(1)驗(yàn)證向量夾角轉(zhuǎn)化方法的可行性。依據(jù)向量特點(diǎn)、向量點(diǎn)積公式進(jìn)行簡(jiǎn)單公式推導(dǎo),具體闡述將不穩(wěn)定的拉曼強(qiáng)度轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的向量夾角可重構(gòu)近似的線性關(guān)系;在甲醇/乙醇/異丙醇混合體系中,當(dāng)乘性效應(yīng)較為顯著時(shí),所建乙醇含量預(yù)測(cè)模型驗(yàn)證集中預(yù)測(cè)值與實(shí)際值的線性相關(guān)系數(shù)為0.9978,預(yù)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.0164(v/v)。表明此方法建立的模型可用于簡(jiǎn)單混合體系中乙醇含量的快速預(yù)測(cè)。(2)使用向量夾角轉(zhuǎn)化方法結(jié)合拉曼光譜檢測(cè)甘蔗汁和葡萄糖發(fā)酵液中乙醇含量。其中,甘蔗汁發(fā)酵液校正集從發(fā)酵樣品中直接選取,葡萄糖發(fā)酵液校正集使用發(fā)酵樣品蒸餾乙醇后的殘液作為溶劑,通過(guò)添加定量的無(wú)水乙醇配制而成。兩種體系所建乙醇含量預(yù)測(cè)模型預(yù)測(cè)集中預(yù)測(cè)值與實(shí)際值的線性相關(guān)系數(shù)為0.9921和0.9933,預(yù)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.1836(v/v)和0.4258(v/v)。表明此方法可用于復(fù)雜的發(fā)酵液中乙醇含量的快速分析。(3)使用向量夾角轉(zhuǎn)化方法結(jié)合拉曼光譜檢測(cè)葡萄糖發(fā)酵過(guò)程中乙醇含量。依據(jù)建立的葡萄糖發(fā)酵液中乙醇含量預(yù)測(cè)模型,預(yù)測(cè)搖床發(fā)酵和發(fā)酵罐發(fā)酵過(guò)程中的乙醇含量。預(yù)測(cè)結(jié)果與氣相色譜法測(cè)定值接近,且發(fā)酵過(guò)程中乙醇含量的變化趨勢(shì)與現(xiàn)有方法測(cè)定結(jié)果一致。(4)使用向量夾角轉(zhuǎn)化方法結(jié)合近紅外光譜預(yù)測(cè)汽油物性。依據(jù)在線近紅外光譜儀采集到的光譜數(shù)據(jù)和化驗(yàn)室對(duì)應(yīng)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),結(jié)合向量夾角轉(zhuǎn)化分別建立汽油研究法辛烷值、蒸汽壓、氧含量、密度和50%餾出溫度的預(yù)測(cè)模型。模型預(yù)測(cè)集中預(yù)測(cè)值與實(shí)測(cè)值線性相關(guān)系數(shù)均大于0.98,預(yù)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)偏差小于偏最小二乘法所建模型的預(yù)測(cè)結(jié)果。
【學(xué)位授予單位】：廣西科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：O657.3;TQ223.122;TE626.21

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本文編號(hào)：2771443