快速分析固体有机废物：比较具有不同测量配置的不同紧凑型近红外光谱系统的分析性能

摘要：

在过去的十年中，已成功开发出使用近红外光谱对固体有机废物进行快速表征。但是，由于缺乏适用性和高成本，在沼气厂中采用它来监测饲料基质仍然有限。该技术的最新发展催生了更紧凑和更模块化的低成本近红外系统，可以实现更大规模的部署。当前的研究通过评估四种不同的傅里叶变换近红外光谱系统（实验室、便携式、微型光谱仪）以及不同的测量配置（远距离偏振光、接触光）来研究这些新系统的相关性。尽管传统的实验室光谱仪在测试的各种生化参数（碳水化合物、脂质、氮气、化学需氧量、生化甲烷潜能）上显示出最佳性能，但紧凑型系统提供的结果非常接近。使用低成本的微型光谱仪可以预测生物化学甲烷的潜力，其独立验证集误差仅为91 nmL（CH4）.gts-1，而实验室光谱仪的独立验证集误差为60 nmL（CH4）.GTS-1。事实证明，性能差异主要是由较差的光谱采样造成的；而不是光谱分辨率等仪器特性造成的。关于测量配置，评估的系统均未在稳健性方面取得显著增益。特别是，偏振光系统在使用其多散射信号时提供了更好的结果，这进一步证明了物理光散射特性对于成功建立在固体有机废物上的模型的重要性。