No.37「近赤外イメージング分光器応用測定装置(2)」〜近赤外分光式水分計〜

No.37
近赤外イメージング分光器応用測定装置(2)~近赤外分光式水分計~
Moisture Gauge with NIR Imaging Spectrometer

食品、医療品や衛生用品などを製造する際の品質管理項目として、水分量は重要です。水分の測定方法には、乾燥重量法、化学測定法、電気抵抗法、近赤外法などがあります。これらの中で近赤外法は、非破壊・非接触でのインライン検査や二次元画像化に有効な手法です。水分には近赤外波長領域に特定の吸収帯があるため、分光情報を用いた水分量測定が可能です。当社は、イメージング分光器「ImSpector ®」を使用した二次元水分計を開発、実用化しています。

小麦粉の水分量測定結果(乾燥重量法との比較)
図1 小麦粉の水分量測定結果(乾燥重量法との比較)

本装置では、測定対象に照射した近赤外光の反射光または透過光をイメージング分光器により二次元分光解析することにより、測定対象の水分量を計測できます。同時多点分光式であるため、3波長式などの近赤外水分計よりも検出精度が高く、水分量の分布を高い空間分解能で測定することが可能です。さらに高速データ処理を活かして製造プロセスでの全数インライン計測にも対応できます。具体的には、水分量既知のサンプルを複数回測定し、分光スペクトルを取得した後に多変量解析を行い、水分量と分光情報との関係を把握することにより定量評価が可能になります。図1は小麦粉の水分量定量評価の事例であり、従来法による測定結果と良い相関が得られています。また、水分量の分布を二次元的に画像化することも可能です(図2)。

図2 水分量の二次元測定事例(擬似カラー表示) (a)、(b)共に画面内サンプルの左から右へ水分量が減少
図2 水分量の二次元測定事例(擬似カラー表示)
(a)、(b)共に画面内サンプルの左から右へ水分量が減少

水分量を高速で二次元定量評価ができる当社の装置は、様々な製品の原料または製品のインライン水分管理を実現します。お客様のご要望に応じた最適なシステムを設計、提供し、製造プロセスにおける生産効率・品質管理向上に貢献いたします。ご興味のある方は是非お気軽にご相談ください。

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JFEテクノリサーチ株式会社 営業本部

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