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Previous issue date: 2014-02-24 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The analyzes of the physical properties of cotton fibers are made in HVI, which is characterized
by the high cost of acquisition and maintenance, performs invasive analysis and can’t be used to
evaluate chemical characteristics of the samples. The classical methods for analysis of cotton
fibers are destructive, time consuming, laborious and require large amounts of reagents. The VIS
and NIR spectroscopy appears as a good alternative for the analysis of white and naturally
colored cotton fiber because this method maintains the integrity of the sample, can perform
multiple measurements simultaneously and has a relatively low cost of acquisition if compared
to HVI. This work aims to obtain calibration models for the prediction of physical properties of
naturally colored cotton fiber using spectroscopy in the visible (VIS) and near-infrared (NIR)
spectra, combined with multivariate analysis. A set of 72 independent fiber samples of six cotton
cultivars were used, 24 of them of two with white fiber cultivars (BRS Aroeira and BRS 8H) and
four with naturally colored fiber (BRS Topázio, BRS Verde, BRS Safira, and BRS Rubi) were
analyzed. The samples were analyzed for fiber yield (FIB), upper half mean length (UHM),
uniformity index (UNF), short fiber index (SFI), strength (STR), elongation (ELG), micronaire
(MIC), maturity (MAT), count strength product (CSP) and wax content (WAX). A Tukey’s test
and principal component analysis (PCA) were performed in the reference results. The reflectance
spectra were preprocessed (Savitzky-Golay, MSC and SNV) before a partial least squares
regression (PLS) calibration method and then obtained within a spectral range of 400-2500 nm.
The Tukey’s test and PCA results were statiscally significative for SFI, ELG and WAX (this last
one is more specifically for BRS Verde) parameters to all analyzed cultivars but BRS Topázio.
The STR, UHM and CSP measurements stand out for the white fiber cultivars and have a negative relationship as compared to the MIC, MAT and FIB variables. In the set of evaluatedsamples, the SFI, ELG and WAX measurements tend to provide an inverse correlation with theother variables analyzed. The results of these measurements using HVI system, for white andnaturally colored fiber, are dependent of the composition and the wax content of the the fiber.The PLS calibration models with pre-processed spectra used for analysis of the principal
properties which express cotton fiber quality were consistent with results obtained in the HVI
system. The application of VIS-NIR spectroscopy and PLS calibration are strategies that providesatisfactory results for the analysis of cotton fiber with speed, accuracy and reliability. / As análises das propriedades físicas das fibras de algodão são feitas em sistema HVI, que se
caracteriza pelo alto custo de aquisição e manutenção, realiza análises invasivas e não pode ser
usado para avaliação de características químicas das amostras. Já os métodos clássicos para
análise de fibras de algodão são destrutivos, demorados, laboriosos e exigem grandes
quantidades de reagentes. A espectroscopia VIS-NIR surge como uma boa alternativa para a
análise de fibras de algodão branco e naturalmente colorido, pois se trata de um método que
mantem a integridade da amostra, permite várias determinações simultaneamente e tem um custo
de aquisição relativamente baixo se comparado ao HVI. Pelo exposto, objetivou-se obter
modelos de calibração para a predição de atributos da fibra de algodão naturalmente colorido
utilizando espectroscopia na região do visível (VIS) e infravermelho próximo (NIR), aliadas a
técnicas de análise multivariada. Um conjunto de 72 amostras independentes de seis cultivares
de algodão foi utilizado, sendo 24 delas de duas cultivares de fibra branca (BRS 8H e BRS
Aroeira) e 48 amostras de quatro cultivares de fibra naturalmente colorida (BRS Topázio, BRS
Verde, BRS Safira e BRS Rubi). As amostras foram analisadas para as propriedades de
rendimento de fibra (FIB), comprimento médio (UHM), uniformidade (UNF), índice de fibras
curtas (SFI), resistência (STR), alongamento à ruptura (ELG), micronaire (MIC), maturidade
(MAT), índice de fiabilidade (CSP) e teor de cera (WAX). Os resultados de referência foram
submetidos ao Teste de Tukey e análise de componentes principais (PCA). Os espectros de
reflectância foram obtidos na faixa espectral de 400 a 2500 nm, os quais foram pré-processados
(Savitzky-Golay, MSC e SNV) antes da calibração pelo método de regressão por Mínimos
Quadrados Parciais (PLS). Constatou-se significância entre as variáveis SFI, ELG e WAX, as duas primeiras para as cultivares de fibra naturalmente coloridas, com exceção da BRS Topázio,
e a última para a cultivar BRS Verde. As medidas de STR, UHM e CSP destacam-se para as
cultivares de fibra branca e possuem relação negativa entre as variáveis MIC, MAT e FIB. No
conjunto de amostras avaliadas, as medidas de SFI, ELG e WAX tendem a fornecer correlação
inversa com as demais varáveis analisadas. Os resultados dessas medidas em sistema HVI, tanto
em fibra branca e naturalmente colorida, são dependentes da composição da fibra para os teores
de cera. Os modelos de calibração por PLS, em espectros pré-processados, para as principais
propriedades que expressam a qualidade de fibras de algodão foram compatíveis com os
resultados obtidos em sistema HVI. A aplicação da espectroscopia VIS-NIR e calibração por
PLS são estratégias que fornecem resultados satisfatórios para análise de fibra de algodão com
rapidez, precisão e confiabilidade.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede.bc.uepb.edu.br:tede/2346 |
| Date | 24 February 2014 |
| Creators | Silva, Demetrius José da |
| Contributors | Medeiros, Everaldo Paulo de, Lima, Liziane Maria de, Pontes, Márcio José Coelho de |
| Publisher | Universidade Estadual da Paraíba, Programa de Pós-Graduação em Ciências Agrárias - PPGCA, UEPB, Brasil, Pró-Reitoria de Pós-Graduação e Pesquisa - PRPGP |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UEPB, instname:Universidade Estadual da Paraíba, instacron:UEPB |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | -3549167150673249483, 600, 600, 600, 600, 524871450381110278, 7828424726906663919, 2075167498588264571 |
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