乙醇是一种可再生燃料，由各种植物原料，谷物和淀粉制成。由于美国具有丰富的玉米供应（其数量的作物），因此美国生产的大多数乙醇是由玉米制成的。
清除空气法（1970/1990）授权将含氧化合物（例如乙醇）加入降低一氧化碳排放，降低空气污染。利用乙醇作为燃料添加剂可相对于汽油减少59％的温室气体排放量。根据美国能源信息管理，2017年前六个月，每周乙醇产量平均每天122亿桶;up 5% from the same period in 2016. The U.S. Department of Energy states that nearly 97% of gasoline containing ethanol is classified as E10 (10% ethanol, 90% gasoline), which requires no special fueling equipment, and can be used in any conventional gasoline engine.
自上世纪80年代以来，乙醇产量稳步增长，并随着美国努力减少对外国能源供应的依赖而继续增长。因此，质量控制已经成为乙醇生产商的首要任务。工艺改进包括干磨、发酵和蒸馏等领域，正在整个行业实施。
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近红外光谱技术已成功应用于燃料乙醇工业的主要领域:进口粮食质量监测;发酵过程监控;馏分油分析;混合和干燥室内操作。与湿化学、高效液相色谱等传统方法相比，近红外光谱在燃料乙醇质量控制方面具有明显优势，如:
- 消除昂贵的消耗品，如溶剂、色谱柱和试剂
- 提供极快的结果;每个样品测量时间一般不超过1分钟
- 允许同时分析每个样本的多个组件
- 有效消除样品准备时间
- 消除了许多由于样品制备和仪器误用造成的系统误差来源
燃料乙醇工业的FT-NIR光谱
传入的粮食
天气条件在很大程度上决定了用于乙醇生产的玉米产品的质量。例如，作物完全成熟前的霜冻可以结束灌浆过程。过多的降雨和冰雹会损害作物，增加田间霉菌和穗腐病的机会。在乙醇生产设施，根据水分和淀粉含量，玉米是否被接受。近红外光谱技术提供了一种快速、无损的原料分析方法。
通过漫反射测量，整个玉米可以通过傅里叶变换近红外(FT-NIR)光谱分析。水分、蛋白质、油脂和淀粉的数值可以在几秒钟内得到。
发酵过程
对于乙醇生产，必须具有一致的发酵过程。使用FT-NIR光谱,可以始终如一地在线或离线监测发酵。
使用在线方法，漫反射探头插入发酵罐直接和连续更新分析。
离线法是利用积分球对样品进行分析的一种方法。参数如乙醇含量、碳水化合物、酸和甘油含量可以在发酵的不同阶段进行监测，并与剖面记录进行比较。任何异常都能立即识别和纠正。
通过近红外光谱实时监测过程可以用来评价发酵过程中使用的酶、酵母和添加剂，并提高过程收率。发酵过程中产生的乙醇含量越高，蒸馏成本越低，利润越高。
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图1。发酵玉米醪乙醇交叉验证结果（r2= 99.78，RNSECV = 0.17）。
馏分油分析
发酵后，混合物经过蒸馏，从水中分离出乙醇含量。因为乙醇的沸点比水低，所以它会先蒸发。捕获的蒸汽随后被冷却并压缩成液体形式;ft -近红外分析可用于质量控制目的。
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图2。用Quasir™4000样品隔室蒸馏在玻璃小瓶中。
干铣过程
将玉米转化为乙醇：湿磨和干铣削有两种主要方法。在美国，干磨已成为主要方法，主要是因为它是最经济的;部分原因是其副产物之一是用可溶物（DDGS）干燥的蒸馏器的谷物，其通常作为牲畜的高能量，高蛋白饲料出售。
持续的质量控制对DDGS至关重要。用于监测质量参数的传统湿化学方法需要长达3天的分析时间。利用近红外光谱技术，可以在数秒内对DDGS样品进行分析，确定其蛋白质、脂肪、淀粉和其他营养成分。
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图3。DDGS蛋白质交叉验证结果（R2= 94.31，RNSECV = 0.44）。
结论
FT-NIR提供了一种快速，无损的方法，用于分析乙醇生产的每个阶段的乙醇含量和其他参数（例如水分，蛋白质，碳水化合物，酸等）。
FT-NIR分析在乙醇生产中的基本益处包括：
- 消除昂贵的消耗品，如溶剂、色谱柱和试剂
- 提供极快的结果:通常，少于10秒的测量时间，每个样品
- 允许同时分析每个样本的多个组件
- 有效地消除了样品制备时间，这是原材料分析的理想选择
- 消除了许多系统错误来源
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图4。用QuasIR™4000积分球分析旋转杯中的玉米样品。
Galaxy Scientific的Quasir™4000是对燃料乙醇的离线分析的理想选择。大型采样区域集成球体对于不均匀的固体样品，例如进入玉米和DDG，或悬浮样品如玉米醪。另外，变速器样品隔室非常适用于诸如馏出物的液体。
此信息已采购，从Galaxy Scientific Inc.提供的材料进行审核和调整欧洲杯足球竞彩
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