[發明專利]一種快速、準確測量動物膠干燥時間的紅外光譜方法

有效

• 申請號: 201710592197.6
• 申請日: 2017-07-19
• 公開（公告）號: CN107688008B
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發明（設計）人: 王菊琳;許昆;樊平
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: G01N21/359
• 分類號: G01N21/359;G01N21/3577;G01N21/3554
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 張立改

一種快速、準確測量動物膠干燥時間的紅外光譜方法，屬于紙張和造紙領域。基于紅外光譜的干燥時間測試方法包括：配置不同濃度的動物膠溶液，測試溶液蒸發過程中的紅外光譜；利用紅外光譜軟件對譜圖進行預處理，將不同時間譜圖的部分或所有波數區域的譜圖特征數學化，得到譜圖特征?時間圖；對譜圖特征?時間圖求導數，得到導數譜圖特征?時間圖，導數值小于等于閾值且之后導數值一直小于等于閾值的時間點即為動物膠的干燥時間。本方法能在防止膠料變質的情況下，快速、準確測量動物膠的干燥時間。

技術領域

本發明涉及了一種快速、準確測量動物膠干燥時間的紅外光譜方法。該方法是基于紅外光譜信息和化學計量學方法開發，包括測試方法，數據處理和判斷方法，實現了宣紙粘接用動物膠干燥時間的快速、準確測量。因此，本發明屬于紙張和造紙領域。

背景技術

動物膠干燥時間是指單位體積動物膠中水分完全蒸發所需要的時間，是動物膠的一項重要物理性能。目前動物膠干燥時間的測試方法有稱重法，吹羽毛法和測粘彈力法。這些方法中，由于測試原理和測試儀器條件的限制，測試過程中所需要的樣品量一般為幾毫升或幾十毫升，水分蒸發需要時間長。30℃條件下，2ml濃度為3wt.％的豬骨膠溶液水分完全蒸發大約需要800min，動物膠溶液長時間暴露在空氣中會發生蛋白質變質，導致測試前后樣品的性質改變。而其余的吹羽毛法和測粘彈力法需要的樣品量更大，動物膠干燥時間也更長，蛋白質也會發生變質。因此在保證動物膠不發生蛋白質變質的條件下，快速準確獲得動物膠的干燥時間，給動物膠的干燥時間測試帶來了巨大的挑戰。

為了解決動物膠干燥時間測試過程中蛋白質變性的問題，本發明公布了一種快速、準確測量動物膠干燥時間的紅外光譜方法，測試需要的樣品量為10μL，測試時間不超過60min。測量動物膠溶液蒸發不同時間的紅外光譜，溶液中水分蒸發使得動物膠成分的相對含量改變并產生相應的光譜信息，通過紅外光譜圖來確定動物膠溶液蒸發的時間終點，計算動物膠的干燥時間。

發明內容

本發明目的是提供一種快速、準確測量動物膠干燥時間的紅外光譜方法，主要縮短了測試時間，提高了測試準確性，能在防止動物膠的蛋白質變質的情況下，快速、準確測量動物膠的干燥時間。

本發明公布的一種快速、準確測量動物膠干燥時間的紅外光譜方法特征在于，是基于水分蒸發后分子光譜信息變化開發的，包括測試方法、數據處理和判斷方法，該方法包括以下幾個步驟：

(1)配置動物膠溶液，用紅外光譜儀測試蒸發不同時間的同一整體動物膠溶液紅外光譜；

(2)利用紅外光譜軟件對布置(1)所得譜圖進行預處理，將不同時間點的譜圖的部分波數區域或所有波數區域的譜圖特征進行數字化，得到譜圖特征數字-時間圖；

(3)對譜圖特征數字-時間圖求導數，設置導數閾值，得到譜圖特征數字-時間導數圖，導數值小于等于閾值且之后導數值一直小于等于閾值的時間點即為動物膠的干燥時間。

上述方法中動物膠可以是豬、牛、鹿或魚等動物的皮、骨或筋的一種、多種混合膠或改性膠；

紅外光譜可以是透射中紅外光譜、反射中紅外光譜、衰減全反射中紅外光譜、漫反射中紅外光譜、透射近紅外光譜、反射近紅外光譜及漫反射近紅外光譜的一種或多種。

上述方法中預處理包括基線校正、平滑、歸一化中的一種或者多種；

譜圖特征包括紅外強度、半峰高、積分面積或相關系數的一種或多種，其中計算相關系數的方法可以是夾角余弦(Cosine)、杰卡德相關系數(Jaccard similaritycoefficient)或皮爾遜相關系數(Pearson correlation coefficient)的一種或幾種。

上述方法中求導數可以是一階求導或多階求導的一種或多種。