CN110178993A - 应用近红外技术实现在线颗粒饲料生产线的配方保真方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了属于饲料加工质量调控技术领域的一种应用近红外技术实现在线颗粒饲料生产线的配方保真方法。在颗粒饲料生产线上，近红外光谱仪的NIR探头分别安装在混合机与待制粒仓连接段的混合机缓冲斗处、冷却器与成品仓连接段的成品仓上端溜管处，NIR探头收集饲料中间品和成品的近红外光谱信息，并传输至计算机，利用计算机中的近红外定量判别模型获得饲料水分、粗蛋白、粗灰分等营养价值参数，通过分析计算近红外监测结果与饲料配方中相应营养价值参数的相对误差，判断饲料配方在加工中是否失真，并将相对误差控制在5％以内。本发明应用近红外技术在线连续监测饲料的营养价值参数，实现饲料配方的保真加工，保证饲料产品质量。
Description
技术领域
本发明属于饲料加工质量调控技术领域，特别涉及一种应用近红外技术实现在线颗粒饲料生产线的配方保真方法。
背景技术
在目前的饲料加工过程中，配方师根据饲料原料营养价值数据库和抽检原料的营养价值分析结果设计符合动物营养需求的饲料配方，生产人员按饲料配方组织生产，饲料成品在出厂前按批次抽检。这种生产过程存在以下问题：1.对饲料中间品和成品的质量监测程度有限，易导致饲料加工过程中配方失真，成品的营养价值参数不符合配方要求，存在不合格产品出厂风险；2.不能根据实时产品质量及时调整设备和工艺参数，对生产造成的饲料产品质量问题发现滞后，增加了生产成本。
近红外光谱分析技术具有快速、高效、准确、无损、环保和成本低等优点，已广泛应用于饲料原料及成品的品质检测等方面，并建立了丰富且较为完善的饲料模型数据库，为饲料加工中产品的水分、粗蛋白、粗灰分等营养价值的质量调控提供了一种行之有效的技术。
因此，通过近红外光谱分析技术建立有针对性的饲料模型数据库，在线实时监测饲料产品的质量稳定性，精准饲料营养并实现配方保真，是饲料加工智能化需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种应用近红外技术实现在线颗粒饲料生产线的配方保真方法，其特征在于，具体步骤如下：
(1)首先在线颗粒饲料生产线上的配方师根据饲料原料营养价值数据库和饲料原料进厂抽检的营养价值分析结果，应用配方模型设计符合动物营养需求的饲料配方数据，并发送至中控室；
(2)中控室按饲料配方数据组织生产，生产线上安装的NIR探头在线实时监测饲料中间品和成品的营养价值参数；根据NIR探头收集混合后饲料中间品的近红外光谱信息，中控室应用其计算机中的中间品近红外定量判别模型获得饲料中间品的营养价值参数进行分析，并由计算机判断所述监测结果与所生产饲料配方中营养价值参数的相对误差是否超出设定的相对误差阈值范围，如果在允许误差范围内，则继续按原配方和工艺参数进行饲料生产；所述NIR探头是Bruker公司生产的Matrix-F型在线傅立叶变换近红外光谱仪探头；
(3)当误差超出设定的阈值范围，中控室的计算机作出报警处理动作给配方师，配方师根据近红外监测结果应用配方模型重新调整配方数据，若配方师认可新配方数据则发送至中控室调整配方生产，否则按原配方继续生产；
(4)当误差超出设定的阈值范围，中控室的计算机作出报警处理动作给配方师，中控室操作人员根据近红外监测结果调整饲料加工工艺参数，确保在线颗粒饲料生产线的配方保持不变，继续进行饲料配方的保真生产。
所述饲料营养价值参数包括水分、粗蛋白、粗灰分含量。
所述近红外监测的营养价值参数与饲料配方数据中对应的营养价值参数的相对误差阈值控制在5％以内。
述颗粒饲料生产线包括粉料投料口和待粉碎仓，待粉碎仓下端连接粉碎机，粉碎机和粉料投料口均连接配料仓，配料仓下端连接配料秤，配料秤下端连接混合机，混合机下端连接待制粒仓，待制粒仓下端连接制粒机，制粒机下端连接冷却器，冷却器下端连接成品仓；并且在混合机与待制粒仓连接段、冷却器与成品仓连接段安装NIR探头，NIR探头与计算机连接；
所述混合机与待制粒仓连接段的NIR探头安装在混合机缓冲斗处，所述冷却器与成品仓连接段的NIR探头安装在成品仓上端溜管处。
所述在混合机与待制粒仓连接段的NIR探头收集混合后饲料中间品的近红外光谱信息，并将该近红外光谱信息传输至计算机，根据近红外光谱信息，应用计算机中的中间品近红外定量判别模型获得饲料中间品的营养价值参数；再将所获得的营养价值参数与饲料配方数据对比，并计算相对误差，根据对比结果判断饲料配方在线加工中是否产生饲料配方失真。
所述在冷却器与成品仓连接段的NIR探头收集饲料成品的近红外光谱信息，并将该近红外光谱信息传输至计算机，应用计算机中的成品近红外定量判别模型获得饲料成品的营养价值参数，再将所得营养价值参数与饲料配方数据对比，并计算相对误差，根据对比结果判断饲料配方在线加工中是否产生饲料配方失真。
本发明的有益效果是与现有技术相比，在饲料加工中不停机停产的情况下，应用近红外技术在线实现饲料中间品和成品营养价值参数的实时快速连续监测，及时调整配方数据或生产工艺参数，保证产品的营养价值符合配方要求并保障饲料产品质量安全，达到在线饲料配方的保真加工效果，保证饲料产品质量并降低饲料生产成本。
附图说明
图1是一种饲料加工中近红外在线配方保真的工艺流程图；
图2是饲料生产线及NIR探头安装布局示意图，图中：
1-粉料投料口；2-粉碎机；3-配料秤；4-混合机；5-NIR探头；6-制粒机；7-冷却器；8-计算机；9-成品仓；10-待制粒仓；11-配料仓；12-待粉碎仓。
具体实施方式
本发明提供一种应用近红外技术实现在线颗粒饲料生产线的配方保真方法，下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述。
图2所示是颗粒饲料生产线及NIR探头安装布局示意图；图示颗粒饲料生产线包括粉料投料口1和待粉碎仓12，待粉碎仓12下端连接粉碎机2，粉碎机2和粉料投料口1均连接配料仓11，配料仓11下端连接配料秤3，配料秤3下端连接混合机4，混合机4下端连接待制粒仓10，待制粒仓10下端连接制粒机6，制粒机6下端连接冷却器7，冷却器7下端连接成品仓9；并且在混合机与待制粒仓连接段和冷却器与成品仓连接段各安装近红外光谱仪NIR探头5，近红外光谱仪NIR探头与计算机8连接。其中所述混合机与待制粒仓连接段的近红外光谱仪NIR探头安装在混合机缓冲斗处，所述冷却器与成品仓连接段的近红外光谱仪NIR探头安装在成品仓上端溜管处。所述NIR探头是Bruker公司生产的Matrix-F型在线傅立叶变换近红外光谱仪探头。
所述在混合机与待制粒仓连接段的NIR探头收集混合后饲料中间品的近红外光谱信息，并将该近红外光谱信息传输至计算机，根据近红外光谱信息，应用计算机中的中间品近红外定量判别模型获得饲料中间品的营养价值参数；再将所获得的营养价值参数与饲料配方数据对比，并计算相对误差，根据对比结果判断饲料配方在线加工中是否产生饲料配方失真。
所述在冷却器与成品仓连接段的NIR探头收集饲料成品的近红外光谱信息，并将该近红外光谱信息传输至计算机，应用计算机中的成品近红外定量判别模型获得饲料成品的营养价值参数，再将所得营养价值参数与饲料配方数据对比，并计算相对误差，根据对比结果判断饲料配方在线加工中是否产生饲料配方失真。
所述在线颗粒饲料生产线的配方保真方法，其特征在于，具体步骤如下：
(1)配方师根据饲料原料营养价值数据库和饲料原料进厂抽检的营养价值分析结果，应用配方模型设计符合动物营养需求的饲料配方数据，并发送至中控室；
(2)中控室按饲料配方数据组织生产，生产线上安装的NIR探头在线实时监测饲料中间品和成品的营养价值参数；根据NIR探头收集混合后饲料中间品的近红外光谱信息，应用计算机中的中间品近红外定量判别模型获得饲料中间品的营养价值参数进行分析，并由计算机判断所述监测结果与所生产饲料配方中营养价值参数的相对误差是否超出设定的相对误差阈值范围，所述饲料营养价值参数包括水分、粗蛋白、粗灰分含量。所述近红外监测的营养价值参数与饲料配方数据中对应的营养价值参数的相对误差阈值控制在5％以内。如果在允许误差范围内，则继续按原配方和工艺参数进行饲料生产；
(3)当误差超出设定的阈值范围，计算机作出报警处理动作给中控室，中控室操作人员分析判断报警原因，可以根据近红外监测结果调整饲料加工设备或计算机作出报警处理动作给配方师，配方师根据近红外监测结果应用配方模型重新调整配方数据，若配方师认可新配方数据则发送至中控室调整配方生产，否则按原配方继续生产；
(4)当误差超出设定的阈值范围，计算机作出报警处理动作给中控室，中控室操作人员根据近红外监测结果调整饲料加工工艺参数，确保在线颗粒饲料生产线的配方保持不变，继续进行饲料配方的保真生产。
Claims (7)
1.一种应用近红外技术实现在线颗粒饲料生产线的配方保真方法，其特征在于，具体步骤如下：
(1)首先在线颗粒饲料生产线上的配方师根据饲料原料营养价值数据库和饲料原料进厂抽检的营养价值分析结果，应用配方模型设计符合动物营养需求的饲料配方数据，并发送至中控室；
(2)中控室按饲料配方数据组织生产，生产线上安装的NIR探头在线实时监测饲料中间品和成品的营养价值参数；根据NIR探头收集混合后饲料中间品的近红外光谱信息，中控室应用其计算机中的中间品近红外定量判别模型获得饲料中间品的营养价值参数进行分析，并由计算机判断所述监测结果与所生产饲料配方中营养价值参数的相对误差是否超出设定的相对误差阈值范围，如果在允许误差范围内，则继续按原配方和工艺参数进行饲料生产；所述NIR探头是Bruker公司生产的Matrix-F型在线傅立叶变换近红外光谱仪探头；
(3)当误差超出设定的阈值范围，中控室的计算机作出报警处理动作给配方师，配方师根据近红外监测结果应用配方模型重新调整配方数据，若配方师认可新配方数据则发送至中控室调整配方生产，否则按原配方继续生产；
(4)当误差超出设定的阈值范围，中控室的计算机作出报警处理动作给配方师，中控室操作人员根据近红外监测结果调整饲料加工工艺参数，确保在线颗粒饲料生产线的配方保持不变，继续进行饲料配方的保真生产。
2.根据权利要求1所述应用近红外技术实现在线颗粒饲料生产线的配方保真方法，其特征在于，所述饲料营养价值参数包括水分、粗蛋白、粗灰分含量。
3.根据权利要求1所述应用近红外技术实现在线颗粒饲料生产线的配方保真方法，其特征在于，所述近红外监测的营养价值参数与饲料配方数据中对应的营养价值参数的相对误差阈值控制在5％以内。
4.根据权利要求1所述应用近红外技术实现在线颗粒饲料生产线的配方保真方法，其特征在于，所述颗粒饲料生产线包括粉料投料口和待粉碎仓，待粉碎仓下端连接粉碎机，粉碎机和粉料投料口均连接配料仓，配料仓下端连接配料秤，配料秤下端连接混合机，混合机下端连接待制粒仓，待制粒仓下端连接制粒机，制粒机下端连接冷却器，冷却器下端连接成品仓；并且在混合机与待制粒仓连接段、冷却器与成品仓连接段安装NIR探头，NIR探头与计算机连接。
5.根据权利要求4所述应用近红外技术实现在线颗粒饲料生产线的配方保真方法，其特征在于，所述混合机与待制粒仓连接段的NIR探头安装在混合机缓冲斗处，所述冷却器与成品仓连接段的NIR探头安装在成品仓上端溜管处。
6.根据权利要求4所述应用近红外技术实现在线颗粒饲料生产线的配方保真方法，其特征在于，所述在混合机与待制粒仓连接段的NIR探头收集混合后饲料中间品的近红外光谱信息，并将该近红外光谱信息传输至计算机，根据近红外光谱信息，应用计算机中的中间品近红外定量判别模型获得饲料中间品的营养价值参数；再将所获得的营养价值参数与饲料配方数据对比，并计算相对误差，根据对比结果判断饲料配方在线加工中是否产生饲料配方失真。
7.根据权利要求4所述应用近红外技术实现在线颗粒饲料生产线的配方保真方法，其特征在于，所述在冷却器与成品仓连接段的NIR探头收集饲料成品的近红外光谱信息，并将该近红外光谱信息传输至计算机，应用计算机中的成品近红外定量判别模型获得饲料成品的营养价值参数，再将所得营养价值参数与饲料配方数据对比，并计算相对误差，根据对比结果判断饲料配方在线加工中是否产生饲料配方失真。
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| CN112198135A (zh) * | 2020-09-17 | 2021-01-08 | 江西本草天工科技有限责任公司 | 一种基于近红外光谱技术的维c银翘片制粒过程在线检测装置和快速终点判断方法 |
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| CN107280049A (zh) * | 2017-07-14 | 2017-10-24 | 湖南伟业动物营养集团股份有限公司 | 一种近红外在线饲料生产系统 |
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