Análisis de granos con tecnología NIR en tiempo real

La calidad de los productos alimenticios depende directamente de la calidad de las materias primas utilizadas. Por lo tanto,  evaluar su composición, pureza y características fisicoquímicas es de interés para la industria alimentaria.

En el análisis de granos, la espectroscopia NIR juega un papel crucial en proporcionar información detallada sobre diversos parámetros de forma simultánea, siendo la humedad uno de los factores críticos para evaluar su calidad. Sin embargo, esta técnica también posibilita el análisis de otros parámetros clave, como ser proteínas, grasas, fibras, cenizas y contenido de almidón, ofreciendo así un control más riguroso en función de los criterios de calidad establecidos.

La espectroscopía NIR se distingue de otras técnicas al ser no destructiva, lo que implica que las mediciones pueden realizarse de manera continua sin comprometer la integridad del lote o muestra bajo análisis. Además, los resultados se obtienen en cuestión de segundos, agilizando el análisis de granos, los procesos de control de calidad y permitiendo la toma de decisiones instantánea en comparación con los análisis convencionales realizados mediante procedimientos de química húmeda.

A continuación veremos dos maneras de efectuar el análisis de granos, ya sea de forma totalmente automatizada y en continuo en línea de producción o mediante un análizador portátil, útil para efectuar análisis en campo, almacén de recepción de materia prima o en procesos discontinuos.

Para el desarrollo del modelo de calibración de granos se empleó un analizador NIR en continuo Visum NIR In-Line™ (900-1700 nm) y se utilizaron, de cada clase, 30 muestras de calibración y 7 de validación. Además, de cada muestra se obtuvieron los análisis de referencia por duplicado, a los fines de mitigar el error inherente al método primario de análisis. Para el análisis  de humedad se empleó un medidor de humedad termogravimétrico HE53 (Metler Toledo), la determinación de proteína se realizó mediante el método Kjeldahl y la determinación de contenido graso se efectuó mediante el método Soxhlet. 

En la tabla que se muestra a continuación, se presentan los principales resultados y figuras de mérito para el análisis de granos de trigo blando (TB) y duro (TD) de los parámetros humedad y proteína expresada en % sobre materia seca. Además, también se muestra los resultados de grasa y humedad de maíz amarillo. Resulta importante aclarar que una misma calibración es útil y agrupa ambas clases de trigo en una única familia o método de análisis. No se observaron diferencias espectrales significativas para su tratamiento individualizado.

^{* Tabla 1: Análisis de granos de trigo blando, trigo duro y maíz amarillo. Principales figuras de mérito resultantes del  analizador en continuo Visum NIR-InLine™ .}

El análisis de granos con tecnología NIR también es importante en la fabricación de alimentación animal para optimizar las dietas y el rendimiento. En el sector agroalimentario, la técnica NIR ofrece numerosas ventajas frente a los métodos de química húmeda, principalmente por la inmediatez del resultado y la posibilidad de poder tomar decisiones tecnológicas en el instante, más aún si pensamos en la introducción de estos sistemas como el analizador Visum NIR In-Line™ en líneas de producción que permiten una monitorización en continuo de todo el flujo de producto para garantizar las condiciones idóneas del proceso y del producto, mitigando en lo que refiere a humedad, cualquier desviación con consecuencias fitosanitarias que pueda afectar la inocuidad de todo un lote.

En numerosas ocasiones, principalmente debido a las condiciones y al ambiente donde se ha de realizar el análisis de granos, puede ser de gran utilizad trabajar con un analizador de granos NIR portátil como el Visum Palm™. Este dispositivo, que trabaja en el mismo rango espectral (900 – 1700 nm) que el analizador en continuo que vimos anteriormente, es capaz de determinar en menos de 3 segundos distintos parámetros de interés en todo tipo de granos, cereales y oleaginosas.

Algunas de sus principales ventajas, especialmente para el análisis en campo, son:

• Es un analizador self-contained (ordenador y pantalla táctil embebidos). No ha de estar conectado a ningún dispositivo externo, tablet o smartphone para funcionar.
• Dispone de un área de medición de la muestra de 10 mm de diámetro y de iluminación de 50 mm de diámetro, lo que permite mitigar las heterogeneidades presentes y obtener más información química de cada muestra.
• A diferencia de la mayoría de analizadores portátiles de granos NIR existentes en el mercado actualmente, dispone de una resolución espectral de 3 nm o 256 píxeles, esto es dos o tres veces superior, permitiendo obtener así espectros y por ende, resultados, de gran fiabilidad y calidad.
• Incluye librerías de fábrica para distintos tipos de granos.
• Y está asistido por un software externo para ordenador Visum Master™, para que el propio usuario final pueda desarrollar sus calibraciones NIR y ampliarlas de forma automatizada y asistida por IA. De esta forma, el usuario no depende de librerías de terceros y tiene total autonomía para robustecer y ampliar sus calibraciones para nuevos parámetros o productos de acuerdo a sus necesidades actuales o futuras.

Esperamos que este artículo sobre el análisis de granos con tecnología NIR les haya sido de utilidad. Para ampliar información, lo invitamos a ponerse en contacto con nosotros a nuestro correo electrónico info@iris-eng.com.