Analizador de granos NIR de IAT: el experto en pruebas rápidas de calidad para granos y cereales

Los granos y cereales son las principales fuentes de energía para los seres humanos y están profundamente integrados en nuestra vida diaria. El trigo, por ejemplo, es uno de los tres granos más importantes del mundo y es un alimento básico vital, rico en carbohidratos, proteínas y micronutrientes esenciales. Antes de que los granos de trigo se muelan para obtener harina con la que se elaboran productos como pan, galletas y otros alimentos, es esencial evaluar rigurosamente su calidad. Este paso garantiza que el procesamiento posterior cumpla con altos estándares.

Los granos de trigo se analizan para determinar su contenido de humedad, niveles de proteínas, fuerza del gluten, composición de aminoácidos, contenido de almidón y cualquier imperfección, que son factores cruciales para determinar su idoneidad para el almacenamiento y el procesamiento. Las características del trigo determinan su mejor uso: el trigo duro y las variedades con alto contenido de proteínas, conocidas por su fuerte gluten, son ideales para el pan y los productos fermentados debido a su capacidad para proporcionar estructura y estabilidad. Mientras tanto, el trigo blando y las variedades con bajo contenido de proteínas son más adecuadas para pasteles, galletas y fideos. Tanto para los agricultores como para los compradores, evaluar la calidad del trigo utilizando estos indicadores clave garantiza un precio justo y una utilización óptima. El analizador de granos de infrarrojo cercano IAT es la herramienta preferida para realizar estas evaluaciones esenciales con rapidez y precisión, lo que le permite tomar decisiones informadas que benefician a toda la cadena de suministro.

Existen varios métodos para evaluar la calidad de los granos de trigo, pero muchos de ellos, tanto químicos como físicos, requieren un tratamiento previo de las muestras y el uso de reactivos tóxicos. Por ejemplo, el análisis de proteínas suele basarse en el método Kjeldahl, que requiere de 5 a 6 horas por prueba. Debido al tamaño del equipo y a la gran cantidad de reactivos químicos necesarios, estas pruebas solo se pueden realizar en un laboratorio. Esto genera limitaciones significativas en términos de tiempo y ubicación, lo que dificulta satisfacer las necesidades de pruebas rápidas in situ y la fijación de precios durante el proceso de adquisición.

De manera similar, las pruebas de calidad del gluten, como el lavado manual del gluten, pueden dar lugar a variaciones sustanciales en los resultados (hasta 2 puntos porcentuales o más, según la técnica del operador). Como resultado, los métodos de prueba de laboratorio requieren personal altamente calificado y equipo estable. Sin embargo, la confiabilidad de estas pruebas a menudo se ve comprometida por errores humanos, variabilidad del equipo y diferencias metodológicas. Por lo tanto, existe una necesidad crítica de un dispositivo de prueba portátil, rápido, no destructivo, preciso y altamente repetible para abordar los desafíos que se enfrentan durante el proceso de adquisición, donde la calidad del trigo con frecuencia se evalúa basándose únicamente en la variedad, la textura y la experiencia.

La espectroscopia de infrarrojo cercano (NIR) ha ganado reconocimiento como una tecnología líder para evaluar la calidad del trigo, en gran parte debido a su asequibilidad, velocidad, precisión y naturaleza de prueba no destructiva. Este método innovador se utiliza ampliamente en entornos de investigación y en la industria de los granos para proporcionar evaluaciones de calidad confiables. Los analizadores de granos NIR portátiles se emplean comúnmente para medir parámetros clave como la humedad, el almidón y el contenido de proteínas en los granos de trigo, lo que ofrece información valiosa para optimizar las condiciones de almacenamiento y facilitar la clasificación rápida de variedades de trigo especializadas.

Dadas las diversas exigencias de evaluación de la calidad en las distintas etapas del procesamiento del trigo (desde el almacenamiento hasta la molienda y la producción de alimentos), existe una creciente necesidad de explorar las aplicaciones actuales de la tecnología NIR en las pruebas de trigo. Además, comprender la eficacia de la tecnología NIR para detectar componentes específicos dentro de los granos es crucial para mejorar su utilidad y precisión. A medida que la tecnología NIR siga evolucionando, su papel en la mejora de la eficiencia y la fiabilidad de la evaluación de la calidad del trigo será cada vez más importante, lo que respaldará a toda la cadena de suministro.

La luz del infrarrojo cercano (NIR) fue la primera región de luz no visible que se descubrió, con longitudes de onda que se encuentran entre las regiones visible e infrarroja media, que van desde 780 a 2526 nm. En este rango de longitudes de onda, las sustancias que contienen enlaces de hidrógeno (OH, CH, SH, NH, etc.) exhiben absorción de sobretonos y combinación. La espectroscopia NIR mide la absorción característica de una sustancia en la región del infrarrojo cercano para generar un espectro que contiene información sobre la muestra. Esta técnica se utiliza actualmente principalmente para el análisis cualitativo y cuantitativo de compuestos orgánicos. Si bien las señales NIR son fáciles de obtener como las del espectro de luz visible, su absorción más débil en la región infrarroja y la presencia de bandas espectrales superpuestas las hacen complejas de interpretar. La adopción generalizada de la espectroscopia NIR se hizo posible con el desarrollo de métodos quimiométricos avanzados, que permitieron un mejor análisis e interpretación. Con sus características únicas, la espectroscopia NIR se ha convertido en una herramienta valiosa por sus capacidades de pruebas rápidas y no destructivas y su capacidad de medir múltiples parámetros sin pretratamiento de la muestra, lo que la hace ideal para pruebas rápidas y confiables de granos y cereales, desde el control de calidad hasta la seguridad alimentaria.

Los espectrómetros NIR son el hardware que permite la aplicación de la espectroscopia NIR para determinar la calidad del trigo. Varios tipos de espectrómetros NIR están diseñados para aplicaciones específicas. Los instrumentos dispersivos e interferométricos son los dispositivos NIR más utilizados en el mercado. Los espectrómetros interferométricos, generalmente los modelos de transformada de Fourier, son instrumentos costosos y de alta gama que se adaptan mejor a los análisis de laboratorio precisos. Los instrumentos NIR dispersivos que se utilizan comúnmente en entornos de producción incluyen detectores de matriz o de un solo punto con rejilla fija y espectrómetros NIR con filtro sintonizable acústico-óptico (AOTF-NIR). Sin embargo, el elemento dispersor central en los instrumentos AOTF es costoso, lo que hace que la detección basada en AOTF sea más cara. En general, los espectrómetros de detección de matriz o de un solo punto con rejilla fija son los más utilizados.

IAT (SINGAPUR) TECHNOLOGY PTE. LTD. (IAT) es una empresa de tecnología innovadora especializada en espectrómetros NIR y que ofrece soluciones industriales a medida. Desde su creación, IAT se ha convertido en un proveedor líder de productos y servicios NIR profesionales centrándose en la investigación y el desarrollo, la producción y las ventas. Con importantes inversiones en I+D y un equipo en el que más del 50% de sus miembros tienen un título de máster o doctorado. Para satisfacer la fuerte demanda de pruebas de calidad portátiles, rápidas y rentables en la adquisición de granos y productos agrícolas, IAT ha utilizado tecnología MEMS junto con una matriz de microespejos DMD + rejilla fija y un enfoque de detección de un solo punto. Este enfoque condujo al desarrollo del analizador de granos NIR portátil IAS-5100, diseñado para satisfacer las necesidades del control de calidad agrícola moderno de manera eficiente.

Analizador NIR portátil IAS-5100

La norma IAS-5100 El IAS-5100 cuenta con un innovador dispositivo de mezcla de reflexión difusa con iluminación lateral que mejora la precisión del análisis de muestras granulares en tres veces, lo que garantiza resultados confiables en los que tanto compradores como vendedores pueden confiar para realizar transacciones justas y tomar decisiones rentables. Su pantalla táctil intuitiva y la función de análisis con un solo clic permiten a los usuarios realizar pruebas fácilmente sin necesidad de capacitación profesional. Compacto, liviano y alimentado por batería, el IAS-5100 es ideal para usar en sitios de adquisición, en vehículos o en el campo. Su amplia base de datos de detección, desarrollada a partir de años de datos de muestras, garantiza un análisis preciso y exacto. El IAS-5100 mide principalmente el contenido de humedad, proteína, gluten y ceniza en el trigo, lo que lo hace ideal para la clasificación, calificación y fijación de precios en la adquisición de trigo.

El contenido de humedad de los granos de trigo, definido como la relación entre la masa de agua y la masa total del grano, es fundamental para el procesamiento, el transporte y el almacenamiento. El nivel óptimo de humedad se logra secando el grano justo por debajo del umbral en el que los microorganismos pueden prosperar, lo que garantiza un almacenamiento más seguro y una mejor conservación de la frescura, la comestibilidad, la tasa de germinación y la calidad de las semillas. El exceso de humedad conduce a un desperdicio de capacidad y a un aumento de la actividad enzimática, lo que provoca la descomposición de nutrientes, temperaturas más altas y problemas como el crecimiento de moho y la infestación de insectos. Por el contrario, una humedad insuficiente puede hacer que los granos se vuelvan quebradizos, lo que afecta a la calidad de los alimentos y a la viabilidad de las semillas. Por lo tanto, la medición y el control precisos del contenido de humedad son esenciales durante todo el proceso de almacenamiento y transporte de granos.

Teniendo en cuenta esto, el uso de la espectroscopia de infrarrojo cercano (NIR) para la detección durante el transporte y almacenamiento de granos es de gran importancia. El IAS-5100, desarrollado por IAT, es portátil y compacto, lo que lo hace ideal para la detección durante el transporte y almacenamiento. A medida que la sociedad avanza, existe una creciente demanda de automatización y operaciones no tripuladas en el transporte y almacenamiento. Para satisfacer esta necesidad, IAT ha desarrollado un espectrómetro diseñado para una detección conveniente en línea en tiempo real, utilizando una tecnología de detector de matriz + rejilla fija. Esto permite tiempos de detección tan cortos como milisegundos por muestra, lo que satisface las necesidades de detección en línea en tiempo real. El sistema también se puede personalizar de acuerdo con las condiciones de operación específicas, incluidos los requisitos a prueba de explosiones, el diseño de la sonda y las soluciones de detección de unidades múltiples.

El análisis de granos se centra principalmente en la detección de componentes nutricionales. El IAS-5100 está diseñado para cultivos de granos grandes, que incluyen no solo trigo sino también soja, colza, semillas de girasol, arroz y arroz con cáscara. Los principales indicadores de detección incluyen humedad, proteínas, grasas, almidón, cenizas y valor ácido, todos ellos cruciales para el control de calidad. IAT cuenta con un equipo de aplicaciones profesional y experimentado que actualiza periódicamente los modelos de granos para satisfacer las necesidades de detección de más variedades, regiones más amplias y diferentes años de cosecha. Además, está disponible el desarrollo de modelos personalizados para satisfacer los requisitos específicos de los clientes.

El desarrollo de los instrumentos de espectroscopia NIR está evolucionando para ofrecer una mayor estabilidad, fiabilidad y velocidad. En el ámbito de la producción industrial, la integración de la detección en línea NIR con fibras ópticas e Internet permite el control de la calidad del producto en tiempo real, ofreciendo una solución precisa para el control de calidad. En el análisis de granos, la aplicación de la tecnología NIR en la evaluación de la calidad ha mejorado significativamente la eficiencia de la producción y la calidad del producto, contribuyendo a un almacenamiento más seguro del grano y a una mayor seguridad alimentaria.

A medida que los niveles de vida y las demandas nutricionales continúan aumentando, los granos especializados, como los colorantes ricos en nutrientes, se están volviendo más frecuentes. Estos granos contienen niveles más altos de antocianinas, carotenoides y otros nutrientes en comparación con el trigo común, lo que los hace más nutritivos y visualmente atractivos. Sin embargo, la presencia de estos pigmentos puede afectar los espectros de absorción NIR, lo que genera desviaciones significativas en las mediciones de indicadores de calidad como almidón, proteína y humedad. Por lo tanto, la optimización del equipo NIR o los modelos predictivos para mejorar la evaluación de la calidad de estos trigos especializados es de gran importancia.

IAT se dedica al desarrollo continuo de instrumentos de espectroscopia NIR y al desarrollo de modelos para satisfacer las necesidades del mercado. Al aprovechar las oportunidades actuales e impulsar las innovaciones, IAT se compromete a impulsar la industria NIR global.

Fuente: https://millermagazine.com/blog/ensuring-optimal-grain-quality-the-future-of-wheat-testing-5849