Kotelnikov Institute of Radio Engineering and Electronics of RAS Русский Sign in Submit a paper
Journal of Radio Electronics Online scientific journal · eISSN 1684-1719
2025, № 1 · BIOMEDICAL RADIO ELECTRONICS

Study of the thermal decomposition products of grain (barley and wheat) using terahertz high-resolution gas nonstationary spectroscopy

V.L. Vaks1,2, V.A. Anfertev1,2, E.G. Domracheva1,2, M.B. Chernyaeva1,2, A.S. Cherniaeva1, A.A. Yablokov1,2

1 IPM RAS, Nizhnii Novgorod, Russia
2 Lobachevsky University, Nizhnii Novgorod, Russia
Full text DOI: 10.30898/1684-1719.2025.1.6 UDC 535.343.4 EDN EEQNUE

Abstract

The work is devoted to studying the composition for grain (barley and wheat) by terahertz (THz) high-resolution gas spectroscopy. The comparison of the set of chemical compounds formed during thermal decomposition of grain and cereals produced from grain was carried out with using a high-resolution spectrometer with phase-switching of radiation in the range of 115-175 GHz acting on studied gas developed by the authors. Free online spectroscopy databases were used for identification of substances. The results of comparison of molecular profiles of gas mixtures of thermal decomposition products of two varieties of barley, pearl barley and one variety of wheat are presented. Good agreement of the molecular composition for barley and pearl barley and some difference from the composition of the mixture obtained by heating wheat are shown.

  • High-resolution THz spectroscopy
  • grain
  • wheat
  • barley
  • chemical composition
  • products of thermal decomposition
  • absorption line
Аннотация (на русском)

Исследование продуктов термического разложения зерна (ячменя и пшеницы) методом терагерцовой газовой нестационарной спектроскопии высокого разрешения

Работа посвящена исследованию состава зерна (ячменя и пшеницы) методом терагерцовой газовой спектроскопии высокого разрешения. Сравнение состава химических соединений, образующихся при термическом разложении зерна и круп, полученных из зерна, проводилось с помощью разработанного авторами спектрометра высокого разрешения с фазовой манипуляцией воздействующего на исследуемый газ излучения диапазона 115-175 ГГц. Для идентификации веществ использовались бесплатные онлайн-базы данных по спектроскопии. Представлены результаты сравнения молекулярных профилей газовых смесей продуктов термического разложения двух сортов ячменя, перловой крупы и одного сорта пшеницы. Показано хорошее совпадение молекулярного состава для ячменя и перловой крупы и некоторое отличие от состава смеси, полученной при нагреве пшеницы.

For citation

Vaks V.L., Anfertev V.A., Domracheva E.G., Chernyaeva M.B., Cherniaeva A.S., Yablokov A.A. Study of the thermal decomposition products of grain (barley and wheat) using terahertz high-resolution gas nonstationary spectroscopy // Journal of Radio Electronics. – 2025. – No. 1. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2025.1.6

References

  1. Ge H. et al. Applications of THz spectral imaging in the detection of agricultural products // Photonics. - MDPI, 2021. - Т. 8. - №. 11. - С. 518. https://doi.org/10.3390/photonics8110518
  2. Vaks V. L. et al. Terahertz High Resolution Gas Spectroscopy for the Analysis of the Composition of Products of Thermal Decomposition of Cereal Grains (Oat, Barley) // Journal of Applied Spectroscopy. - 2019. - Т. 86. - С. 861-866. https://doi.org/10.1007/s10812-019-00907-0
  3. Вакс В.Л. и др. Спектроскопия высокого разрешения терагерцевого частотного диапазона для аналитических приложений // Успехи физических наук. - 2020. - Т. 190. - №. 7. - С. 765-776. https://doi.org/10.3367/UFNe.2019.07.038613
  4. Ячмень яровой сорт "Владимир" ПР2. АПК КОЛОС. https://www.apk-kolos.ru/yachmen-jarovoi/c231.html
  5. Левакова О. В., Ерошенко Л. М., Ерошенко А. Н. Яровой ячмень Надежный // Вестник российской сельскохозяйственной науки. - 2018. - №. 2. - С. 43-44.
  6. Пшеница ИРЕНЬ от Уральский НИИСХ. Глав Аграном. https://glavagronom.ru/base/seeds/zernovie-pshenica-myagkaya-yarovaya-iren-uralskiy-niish-9601678
  7. Pickett H.M. et al. Submillimeter, millimeter, and microwave spectral line catalog // Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer. - 1998. - Т. 60. - №. 5. - С. 883-890.
  8. Endres C.P. et al. The cologne database for molecular spectroscopy, CDMS, in the virtual atomic and molecular data centre, VAMDC // Journal of Molecular Spectroscopy. - 2016. - Т. 327. - С. 95-104.
  9. Нилова Л.П. Товароведение и экспертиза зерномучных товаров. - 2011.