Spectroscopie d’infrarouge proche (NIR)

Les bandes harmoniques des molécules dans l'IR de proximité sont généralement très larges, ce qui conduit à des spectres complexes. Les techniques de calibration multivariée sont souvent utilisées pour extraire les informations souhaitées. Ces techniques d'étalonnage prennent en compte des données de référence provenant de diverses mesures de test d'un groupe d'échantillons. En utilisant des données de calibration appropriées et l'application possible de techniques de calibration multivariée, les informations recueillies à partir des spectres mesurés peuvent être corrélées à une quantité d'une substance dans l'échantillon. La spectroscopie NIR est la méthode de choix pour quantifier des ingrédients spécifiques dans des échantillons liquides. La lumière proche infrarouge va de 750 nm à 2500 nm. La mesure d'adsorption dans une gamme spécifique des longueurs d'onde peut être utilisée pour déterminer la teneur en alcool dans une large gamme de boissons alcoolisées, comme la bière, le vins, les spiritueux et les liqueurs.

Pour quantifier la teneur en alcool dans les boissons alcoolisées, le spectre NIR de l'échantillon dans la plage du deuxième overtone de la vibration d'étirement C-H près de 1200 nm est analysé. Il utilise la vibration symétrique du groupe méthyle car sa forme prononcée et distincte est légèrement influencée par la matrice. Dans cette plage spectrale particulière, l'influence des autres ingrédients est si faible que des résultats extrêmement précis sont obtenus pour le taux d'alcool. En raison de la sélectivité et de la linéarité de cette méthode de mesure, le système nécessite uniquement un ajustement avec de l'eau et une solution d'éthanol/eau.

La plage étroite et très spécifique à l'alcool du spectre NIR doit être évaluée avec un spectromètre à haute résolution. Une source de lumière, un détecteur et un réseau de diffraction permettent la détection de l'intensité de la lumière transmise à différentes longueurs d'onde. Un agencement spécifique de composants optiques est utilisé pour projeter le faisceau lumineux vers une unité de détection qui mesure l'intensité de la lumière qui a traversé l'échantillon. En conséquence, la perte d'intensité à des longueurs d'onde spécifiques peut être liée à la quantité d'une substance spécifique (par exemple, l'éthanol) dans l'échantillon.

En appliquant la méthode d'évaluation de référence, la contribution de l'alcool à l'absorption mesurée peut être évaluée. À cette fin, les absorptions A de l'échantillon dans la plage NIR spécifique à des longueurs d'onde spécifiques λ1, λ2 et λ3 sont évaluées. Cet algorithme d'évaluation utilisé en spectroscopie NIR est basé sur la soustraction d'une absorbance de fond des spectres mesurés. Un fond linéaire traversant le spectre d'absorption à deux longueurs d'onde différentes λ1 et λ3 est utilisé. Le ΔA, représentant la différence de la longueur d'onde d'absorbance λ2 par rapport à la ligne de base précédemment calculée, est évalué. Cette sortie est directement liée à la quantité d'éthanol dans l'échantillon.