Спектральные методы анализа в последнее время широко применяются для лабораторного и промышленного контроля качества пищевых продуктов.
В предлагаемой книге впервые в отечественной литературе обобщены спектральные методы анализа пищевых продуктов; изложены основные аспекты спектрального анализа в инфракрасной, видимой и ультрафиолетовой областях спектра, а также спектроскопии комбинационного рассеяния, спектроскопии рассеивающих сред, спектроскопии НПВО, люминесцентного и атомного эмиссионного спектральных анализов; рассмотрены современные образцы спектрофотометров различного назначения; приведены сведения о работе с ними и порядок расшифровки полученных результатов; рассказано о применении спектрального анализа в различных отраслях пищевой промышленности для определения качества пищевых продуктов; приведены данные о связи спектральных приборов с ЭВМ с целью введения их в автоматизированную систему управления производством (АСУП).
Таблиц 18. Иллюстраций 85. Список литературы — 241 название.
ПРЕДИСЛОВИЕ
В Основных направлениях развития народного хозяйства СССР на 1976—1980 годы значительное место отведено вопросу повышения качества выпускаемой продукции. Практическое осуществление этой важнейшей народнохозяйственной задачи зависит от оснащенности пищевой промышленности современной контрольной аппаратурой. Большинство применяемых в настоящее время методов и приборов для контроля качества сырья, полуфабрикатов и готовых пищевых продуктов предназначены для проведения периодических анализов в лабораторных условиях. Эти методы и приборы не всегда обеспечивают необходимую точность измерений, нередко требуют больших затрат времени на проведение анализов, непригодны Для непрерывного автоматического контроля качества продуктов в технологическом потоке.
Спектральные методы являются одними из наиболее эффективных средств исследования строения и контроля состава вещества. Их использование позволяет сократить до миниму-ма время анализа качества различных продуктов при обеспе: чении необходимой точности результатов анализа.
Спектральный анализ основан на измерении различных эффектов, сопровождающих взаимодействие излучения е- веществом. С помощью спектров можно исследовать основные виды движения в молекуле, зависящие от природы атомов; типов их химических связей в молекуле, взаимного простран>-ственного расположения, меж- и внутримолекулярных взаимодействий и т. д. Поэтому спектральный анализ является тонкой и однозначной характеристикой вещества, отличается высокой избирательностью, универсальностью и производительностью. С его помощью можно анализировать практически любые -вещества в различных агрегатных состояниях.
Анализ пищевых продуктов производится по спектрам поглощения в ультрафиолетовом (УФ), видимом и инфракрасном (ИК) участках спектра (абсорбционный анализ), -по спектрам люминесценции (люминесцентный анализ), комбинационного рассеяния (КР) и атомным эмиссионным спектрам. Анализы по спектрам поглощения и люминесценции наибо-лее широко применяются в пищевой промышленности. Люми-„есценция в основном используется для контроля качества сельскохозяйственной продукции и состава молока, анализ в
!
видимой области — для контроля цветности. В УФ области? спектра определяется содержание ряда групп атомов и иссле-1 дуются превращения отдельных веществ, входящих в состав j пищевых продуктов, в процессе технологической обработки. I
Одним из важнейших физических методов идентификации, \ изучения строения молекул и количественного анализа смесей[ является метод ИК спектроскопии. Молекулярный анализ по j ИК спектрам хорошо дополняется анализами с помощью спектров КР. К преимуществам КР следует отнести нечувствительность оптических элементов и материала кювет к атмосферной влаге и водным растворам образцов, а также возможность одноразовой регистрации всего колебательного спектра, в то время как полная развертка ИК спектра требует смены призм или решеток. Возможность использования табличных значений интенсивностей позволяет при количественном анализе смесей с помощью КР обойтись без эталонов, которые зачастую являются дорогостоящими и трудно доступными веществами. Однако из-за специфических трудностей анализ по спектрам КР не получил в пищевой промышленности такого распространения, как анализ по ИК спектрам. Новые возможности появились благодаря применению лазеров в качестве источников возбуждения излучения, что позволяет получать спектры КР не только прозрачных, но и. дисперсных и капиллярно-пористых тел.
Перспективными методами спектрального анализа являются метод спектроскопии по нарушенному полному внутреннему отражению (НПВО) и метод неупругого рассеяния нейтронов (СНРН). Метод СНРН позволяет получить высокое разрешение спектров в области 1,0—1000 см~' и не ограничен правилами отбора образца.
Атомный эмиссионный спектральный метод предназначен для проведения качественного и количественного анализа. В настоящее время этот метод разработан значительно лучше, чем молекулярный, и применяется в основном для анализа неорганических элементов в пищевых продуктах (рыбе, мясе, пиве, вине и др.).
Применение ЭВМ в спектральном анализе позволяет значительно ускорить расшифровку спектрограмм, теоретический расчет молекулярных спектров, идентификацию соединений, статистическую обработку не связанных на первый взгляд экспериментальных данных, корреляцию спектральных данных с результатами, полученными другими методами.
Внедрение методов спектрального анализа — непременное условие выполнения современных требований к научно-технической базе промышленных предприятий, улучшения качества изделий, повышения производительности труда и экономиче-
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие................&;
Глава 1. Методы спектрального анализа пищевых продуктов ... 5-
Молекулярная инфракрасная спектроскопия........5
Инфракрасное излучение..............5
Образование спектров............6>
Характеристические частоты...........8
Прохождение излучения через нерассеивающую среду . . . . 1& Рассеяние излучения на пищевых продуктах .... . . . . 12"
Спектры отражения.............И
Взаимосвязь спектров поглощения и отражения . . . . • . . 17"
Спектроскопия НПВО..............' jiift
Комбинационное рассеяние света........... 21
Люминесцентный анализ.............23
Атомный эмиссионный спектральный анализ.......25-
Глава 2. Техника лабораторного анализа пищевых продуктов . . . 28
Инфракрасные спектрофотометры...........л 28-
Инфракрасные приборы, выпускаемые ЛОМО......29
Импортные спектрофотометры..........32"
Спектрофотометры для ультрафиолетовой и видимой областей . . . 36
Спектрофотометры комбинационного рассеяния.......38
Аппаратура для люминесцентного анализа........39
Приборы для атомного эмиссионного спектрального анализа ... 41 Стандартные приставки и приспособления к спектральным приборам . 42'
Кюветы................. 43
Приставки НПВО..............45
Приставки для измерения спектров отражения......46
Микроспектральные установки..........48
Получение и использование абсорбционных спектров пищевых продуктов 49 Спектры в ультрафиолетовой, видимой и инфракрасной областях . 49
Качественный анализ.............53
Количественный анализ............55;
Использование спектральных данных для расчета промышленных
анализаторов качества ............57
Глава 3. Приборы для экспресс-анализа и непрерывного контроля качества пищевых продуктов.............58
Требования к приборам для экспресс-анализа и непрерывного контроля 58
Классификация спектральных анализаторов качества.....<\
Однолучевые анализаторы.............°0
Двухлучевые анализаторы............"
Двухканальные приборы............°?
Одноканальные приборы............°9
Двух- и многоволновые приборы...........'*
Обработка результатов спектрального анализа на ЭВМ и соединение анализаторов качества с автоматизированными системами управления производством (АСУП) . ......'..-'*
Математическая модель определения концентрации спектральным
методом................ 81
Общая оценка погрешности спектральных приборов .... 83 Глава 4. Применение спектрального анализа для контроля качества пищевых продуктов............... 85
Молекулярный спектральный анализ в ультрафиолетовой, видимой и
инфракрасной областях............. 85
Измерение влажности пищевых продуктов....... 85
Спектральные характеристики воды и водосодержащих пищевых
•продуктов........... .... 85
Определение влажности с помощью спектрофотометров ... 88 Определение влажности с помощью автомагических анализаторов
качества................ ПО
Определение состава жиров........... 120
Анализ продуктов различных отраслей пищевой промышленности 133
Спектроскопия нарушенного полного внутреннего отражения . . . 156
Люминесцентный анализ............. 159
Атомный эмиссионный спектральный анализ........ 166
Список использованной литературы .......... 171
Цена: 150руб.
