Экспертиза зерна инфракрасным методом требует знания ключевых аспектов, чтобы избежать ошибок. Важно понимать, какие параметры анализируются, как правильно подготовить образец, интерпретировать результаты и учитывать возможные погрешности.
Методику поверки ИК-анализаторов, предназначенных для измерений содержания веществ, характеризующих качество зерна, описывает ГОСТ Р 8.593-2002. «Государственная система обеспечения единства измерений. Анализаторы состава зерна и кормов инфракрасные. Методика поверки». Документ распространяется на инфракрасные анализаторы, которые работают в ближней инфракрасной области в спектральном диапазоне от 1300 до 2400 нм на принципе диффузного отражения.
Принцип работы ИК-анализатора зерна (NIR-спектроскопия)
- Зерно облучается ИК-светом (700–2500 нм)
- Молекулы поглощают часть излучения
- Спектрометр фиксирует спектр отражения/поглощения
- ПО сравнивает с калибровочными моделями
Преимущества метода:
- Мгновенный результат
- Нет химических реактивов
- Можно анализировать цельное зерно
Почему состав зерна влияет на ИК-сигнал?
ИК-анализатор регистрирует спектр анализируемой пробы в ближней инфракрасной области (от 770 до 2500 нм). При прохождении инфракрасного излучения через образец происходит взаимодействие с молекулами вещества, в результате чего формируются характерные полосы поглощения. Местоположение полос в спектре поглощения указывает на наличие определённых функциональных групп, а их интенсивность — на концентрацию вещества в образце.
От чего зависит точность ИК-анализатора:
- Источник света
- Спектрометр (интерферометр)
- Калибровки и программное обеспечение
Ключевые параметры источника света
📏 Ширина спектра (850-2500 нм)
⏱️ Стабильность интенсивности (±0.1% у профессиональных моделей)
🔄 Срок службы (10 000 часов vs 2 000 у дешевых аналогов)
Качественный источник и дешевый аналог что покажет спектр
Методы диагностики
- Тест на стабильность. Замерьте интенсивность каждые 30 мин (должна быть ±0.2%)
- Спектр эталона с помощью полистироловых пластин
- Потемнение колбы источника
Как избежать потерь:
- Выбирайте анализаторы с галогенными лампами
- Заключайте контракт на ежегодную замену источника света
Спектрометр.
Неточные спектры → Ложные данные о составе
Методы диагностики
- Спектр эталона с помощью полистироловых пластин.
- Анализ стабильности базовой линии (должна быть прямой)
- Проверка повторяемости результатов (10 замеров подряд)
Как избежать потерь:
Прикидывать цену, исходя из стоимости того, из чего состоит анализатор. Спектрометр – сердце прибора, его мотор.
Хороший спектрометр (европейского качества) на конец 2024 года, который является только одной частью прибора, стоил от 6000 тысяч долларов США.
Калибровки.
Как создаются точные калибровки для анализа зерна?
- Нужно собрать образцы с разными возможными значениями показателей, где будет максимальная вариативность.
- Провести анализ этих образцов арбитражным методом на каждый показатель, который мы хотим, чтобы выдавал наш ИК-анализатор
- Когда мы знаем референтные значения показателей, мы снимаем их спектр
- Обучаем наше программное обеспечение какие спектры каким значениям соответствуют
Пример калибровки – жир в майонезе. Собрано более 500 образцов с разных заводов и регионов. Обратите внимание на кучность показателей и отдаленные пики на 80% и 5,5% жира.
Теперь давайте зададим риторический вопрос — когда говорят, что прибор откалибруют на месте по 10 образцам – какую стабильность этой калибровки мы получим?
Ловушки дешевых калибровок
Если для анализа только одного показателя в прибор заложено 500 результатов на жир, по столько же на влагу, белок и умножьте на количество культур.
Вопрос – какова должна быть производительность процессора и качество спектров, чтобы прибор мог выдавать точные результаты по каждому параметру из миллионов спектров? И может ли это делать дешевый спектрометр с по 10 референтным анализам?
Может, НО вопрос в погрешности и насколько точным будет этот результат большой вопрос.
Калибровки как обезопасить себя
Спросите у поставщика:
- какие типы образцов поддерживаются?
- на каких референтных методах основаны калибровки? По каким ГОСТ, ISO?
- запросите отчет о валидации (если прибор внесен или был внесен в реестр СИ эту процедуру уже провел регистрирующий орган, можно доверять качеству ПО)
- проведите тестовые замеры своих образцов с известными параметрами на приборе и посмотрите на результат
- уточните возможность пользователю калибровать прибор самостоятельно и добавлять значения в существующие калибровки, так как это позволяет в будущем вносить новые продукты (актуально для развивающихся бизнесов)
- уточните адаптацию под конкретный регион. Европейские калибровки не всегда подходят для Российской Федерации, так как разный климат, состав почв, технологий выращивания.
Расчет потерь при покупке дешевого ИК-анализатора зерна
На примере анализатора родом из китая за 1,6 млн и именитого бренда foss за 4,5 млн
1 Неточность анализа – главная проблема
Пример расчета для партии 1 000 т пшеницы:
— Реальный белок: 12.0% (4 класс)
— Показания дешевого NIR: 13% (завышение на 1%) (уже тянет на 3 класс)
— Переплата (если цена +1500 руб./т за 1% белка):
— 1500×1000 т =1 500 000 руб.
Итого за год (10 000 т):
Потери от переплат/недополученной выгоды: до 15 млн руб. за 10 000 тонн, а если у вас 150 000 тонн?
2. Частые поломки и дорогое обслуживание
3. Простои из-за некорректных результатов
- Дешевый NIR: Частые перепроверки в лаборатории → задержки при приемке.
- Потери: 1 час простоя = 5 000 –10 000 руб. (для элеватора среднего размера).
- Итого за год: до 500 000 –1 000 000 руб.
Поставщики теряют доверие при частых спорах о качестве
ИТОГО потери на дешевом NIR в год при первоначальной разнице в цене 2,9 млн Минимальные:
- Потери на погрешности 15 000 000 руб.
- Потери на простоях и репутационные риски 500 000 руб.
- Обслуживание и докалибровка 1 295 000 руб в год
Альтернативная стоимость потерь для объема в 10 000 тонн 13 895 000 руб.
Выводы и рекомендации
- Решение о покупке ИК анализатора принимается, когда мы хотим получить быстрый и качественный результат анализа зерна с минимальной погрешностью. Дешевый ИК-анализатор на это не способен!
- Если не хватает денег на новый анализатор от проверенных брендов есть смысл рассмотреть варианты:
— Покупка б/у анализатора, но проверенного бренда.
— Покупка нового анализатора проверенного бренда в лизинг (даже % по лизингу подлежит окупаемости)
— Сохранение традиционных методов анализа до момента достаточности ресурсов для покупки сразу качественного оборудования - ИК-анализатор сложный технический прибор, который состоит из аппаратной части и программного обеспечения. Он просто не может стоить дешевле, чем себестоимость его частей.
- Перед покупкой обязательно смотрите кейсы поставщика, видео, аналогичные успешные проекты, говорите с пользователями (но тут помните, что говорите с конкурентами)
Смотреть видео семинара. Экспертиза зерна инфракрасным методом при приемке. Что нужно знать чтобы не совершать ошибки.
Спикер: Карпенко Кира Васильевна, руководитель компании ООО «КОЛБА»
Международная промышленная академия, практический отраслевой семинар 2025 «Учет зерна и продуктов его переработки»
Остались вопросы? Получите бесплатную консультацию по подбору ик-анализатора для решения ваших задач.
