

Análisis de Plásticos con NIR Visum Palm™: Precisión, Agilidad y Versatilidad para la Industria

El análisis de plásticos y su clasificación se han convertido, hoy más que nunca —impulsados por nuevas regulaciones y prácticas medioambientales—, en procesos críticos para múltiples sectores, desde fabricantes de materiales y recuperadores de residuos, hasta recicladores, chatarreros y empresas transformadoras de plásticos reciclados.
En este contexto, el analizador portátil NIR Visum Palm™ se presenta como una herramienta ideal para la identificación rápida y precisa de plásticos en tiempo real, independientemente del tipo de muestra: residuos, láminas, pellets vírgenes o reciclados, flakes, entre otros. Visum Palm™ es un analizador self-contained, lo que significa que tiene ordenador, software y pantalla táctil incorporado y trabaja sin necesidad de estar vinculado con ningún dispositivo externo como otro PC, tablets o smartphones.
El equipo incorpora una librería gratuita con 39 clases de materiales, que abarca la mayoría de los plásticos convencionales. Puede utilizarse como dispositivo de mano para análisis de plástico directo en contacto con la muestra, o como analizador de sobremesa en entornos de laboratorio o almacén de recepción de materiales, empleando diferentes portamuestras según las necesidades del muestreo y el tipo de muestra.
Modo análisis de plásticos: Identificación (izquierda) y clasificación (derecha)
Modo análisis ded plásticos: Verificación (PASS/FAIL) y material correcto.
Como se mencionó anteriormente, el Visum Palm™ incluye una librería de identificación con 39 clases de plásticos, entre las que se encuentran:
PMMA, PE, PC, PETG, EVA, PVC, PET, PU, PS, ABS, PA, PP, VIN, PLA, PBT, PMP, POMC, PPS, PVA, PPSU, EMA, PHBV, PAEK, PBAT, PBS, TPES, TPS, MABS, HIPS, MBS, SBC, PCL, PEEK, PHB, SAN, PI, PB, HDPE y LDPE.
Esta librería se actualiza periódicamente para garantizar la mejor cobertura y rendimiento en aplicaciones reales.
El analizador es compatible con una gran variedad de muestras, entre ellas:
Como toda técnica analítica, la espectroscopía NIR tiene ciertas limitaciones intrínsecas relacionadas con el principio físico de detección y el rango espectral utilizado por el Visum Palm™ (900–1700 nm). A continuación, se detallan algunos casos en los que el análisis de plásticos puede no ser posible o presentar dificultades:
La espectroscopía NIR, como técnica empírica, requiere interpretar el espectro obtenido y compararlo con la base de datos existente. Por eso, siempre pueden presentarse casos particulares que deben evaluarse individualmente, especialmente cuando se trabaja con muestras complejas o muy similares a otras clases.
En escenarios donde las diferencias entre materiales son mínimas, Visum Palm™ permite realizar modelos de clasificación específicos, utilizando algoritmos matemáticos avanzados que mejoran la precisión y amplían las capacidades del análisis de plásticos con un segundo paso confirmatorio.
Nuestra experiencia en el sector confirma que la variabilidad de muestras plásticas es inmensa, tanto por tipo de polímero como por forma, color, recubrimientos u origen (virgen, posconsumo o reciclado). Aunque la librería incluida se actualiza regularmente, es imposible cubrir todas las combinaciones posibles.
Por eso, entregamos junto con el equipo el software para PC Visum Master™ SMART, que permite al usuario final:
A continuación, se muestra el proceso típico de creación o actualización de una librería personalizada, que incluye la adquisición de espectros de muestras propias de distintas clases, junto con múltiples variaciones representativas de forma, color y superficie, y la asignación de su correspondiente nombre según el material.
Desarrollo o actualización de una librería de identificación o clasificación con Visum Master™ SMART | Análisis de plásticos
De esta manera cada reciclador o fabricante es absolutamente independiente para tener una librería robusta, representativa de toda la variabilidad posible en su proceso y actualizada.
El Visum Palm™ representa una solución práctica, precisa y versátil para el análisis de plásticos, su identificación y clasificación en entornos industriales. Su portabilidad, facilidad de uso y capacidad para trabajar con distintos tipos de muestras —desde residuos y pellets hasta flakes o piezas— lo convierten en una herramienta valiosa tanto en laboratorio como en planta.
Si bien la tecnología NIR presenta algunas limitaciones, especialmente con plásticos negros, materiales con alta carga inorgánica o determinadas formulaciones, la posibilidad de crear librerías personalizadas y clasificaciones específicas con el software Visum Master™ SMART permiten adaptar el sistema a cada realidad productiva.
En un contexto donde la trazabilidad y la correcta separación de materiales cobran cada vez más importancia, el Visum Palm™ se posiciona como un aliado estratégico para empresas que buscan mejorar sus procesos de reciclaje, control de calidad o identificación rápida de polímeros.
IRIS Technology Solutions is proud to announce that we have been recognized as a «Key Innovator» by the European Commission’s Innovation Radar for our contributions to the AIDPATH project. This recognition highlights our innovative development of a monitoring strategy for optimal measurement of selected parameters in bioreactors, leveraging cutting-edge technologies such as Artificial Intelligence (AI), soft-sensors, and machine learning algorithms.
AIDPATH (Artificial Intelligence-driven, Decentralized Production for Advanced Therapies in the Hospital) is a high-impact EU-funded consortium dedicated to advancing the next generation of personalized medicine using gene-engineered immune cells at EU hospitals through AI technology. The project focuses on T cells modified to express a synthetic chimeric antigen receptor (CAR-T), a revolutionary treatment in hematology and oncology, with potential applications for infections and autoimmune diseases. AIDPATH aims to address the complexities of traditional CAR-T therapy, which is hindered by centralized manufacturing and inflexible clinical use schemes. By integrating patient-specific data and biomarkers, AIDPATH uses AI to enable flexible manufacturing and optimize CAR-T cell products, improving anti-tumor potency and reducing costs and resource utilization in hospitals.
In this project, IRIS Technology Solutions played a pivotal role by developing a monitoring strategy that allows for the optimal measurement of selected parameters in bioreactors. Bioreactors are essential in bioprocessing as they provide the environment needed for biological reactions to occur, such as for the production of pharmaceuticals, biofuels and other bio-based products. In the case of AIDPATH, the bioreactor performs a so-called «perfusion» process which, starting from a small number of CAR T-cells taken from a patient, grows a much larger amount, which are then reintroduced into the patient for immunotherapy cancer treatment. However, maintaining optimal growth conditions within the bioreactor is a complex task that requires precise monitoring of variables such as pH, temperature, oxygen levels, and nutrient concentrations.
We tackled this challenge by designing a system capable of monitoring these parameters in real time, adapting dynamically to changes and ensuring that the bioreactor’s conditions remain optimal for the biological processes involved. One of the key achievements was our development of a control system that provides alerts based on the variations in these parameters. The system was programmed to follow specific control rules and thresholds to ensure expected behaviors during in-line monitoring, making it more efficient and reliable than traditional systems.
A standout innovation that contributed to this recognition was our integration of AI-powered “smart-sensors” within the monitoring system. Unlike the traditional approach that provides information based on a small number of hard sensors with a PID controller, our smart-sensors apply AI technologies (Fuzzy and Consensus Based algorithms) and advanced statistical techniques (Bollinger, sliding window), to aggregate the data from a larger and more varied set of hard sensors and convert it into actionable insights.
These smart-sensors have been designed to support decision-making by providing real-time insights into the bioreactor’s performance. For instance, instead of simply reporting temperature fluctuations, the soft-sensors analyze the behavior over time and relate it to the trends from other hard sensors. This approach allows for a more holistic feedback to the human expert operator of any significant changes within the bioreactor, ultimately leading to more efficient bioprocesses and higher yields.
Additionally, the soft sensors are integrated in the SCADA type interface (called COPE in AIDPATH) which displays the soft sensor outputs and alerts in real time on a dashboard which is easily interpretable by the human expert operator. Furthermore, the smart sensors are completely parameterizable (soft coded) by the end user, an advantage when calibrating the system for new use cases. Data analytics and machine learning can be used to further fine tune the control parameters and data processing rules.
Being recognized by the European Commission’s Innovation Radar underscores IRIS Technology Solutions’ leadership in advanced process monitoring and AI applications. This recognition not only acknowledges our efforts but also opens opportunities for future collaborations and partnerships with other innovators, businesses, and academic institutions. It highlights our commitment to developing cutting-edge technologies with real-world applications and impact.
Moreover, the Innovation Radar platform provides visibility to potential customers, investors, and partners seeking innovative solutions in the biotechnology and pharmaceutical sectors. As part of this platform, IRIS is poised to attract new interest and expand its network within the scientific and industrial communities.
Being named a “Key Innovator” by the European Commission’s Innovation Radar is a significant achievement that reflects our dedication to technological advancement and innovation, as well as the hard work and commitment of our team. We look forward to continuing to drive innovation in advanced process monitoring, artificial intelligence, and beyond.
El proceso de mezclado de polvos es el más popular para lograr la uniformidad del contenido en formas sólidas. A pesar de su aparente simplicidad, es decir, aprovechar las fuerzas de cizallamiento para mezclar API y excipientes con sólo mover el recipiente durante un cierto tiempo, cualquier especialista en galénica sabe que el comportamiento real de la mezcla no es tan sencillo. De hecho, la distribución final resulta de una combinación caótica de interacciones microscópicas entre las partículas y de mecánica de flujo macroscópica, por no mencionar que, una vez alcanzada la homogeneidad, existe un riesgo real de desmezcla como consecuencia de la afinidad entre partículas homólogas. Por ello, independientemente de las mejoras mecánicas en el diseño del mezclador, la comprobación sistemática de la homogeneidad de la mezcla es un requisito clave en el sector farmacéutico y nutracéutico. Es aquí donde la espectroscopía NIR cobra importancia como técnica de monitorización del proceso de mezclado en tiempo real.
Hasta ahora, la forma tradicional de hacerlo ha sido detener periódicamente el proceso de mezclado después de varios ciclos para tomar algunas muestras de diferentes puntos, que se analizan posteriormente por cromatografía. Sin embargo, este enfoque tiene también algunos inconvenientes no deseados, como el tiempo de espera añadido (debido a los engorrosos procedimientos de laboratorio que conlleva), el tiempo de mezclado subóptimo (debido al prolongado mezclado arbitrario destinado a garantizar la homogeneidad) y los artefactos del mezclado (como la desmezcla y los grumos como consecuencia de mantener la carga en condiciones estáticas mientras se esperan los resultados del laboratorio).
Por el contrario, un enfoque PAT, como una monitorización del proceso de mezclado en tiempo real basada en la espectroscopia, podría considerarse la forma óptima de comprobar si se ha alcanzado la condición final. De hecho, tanto la FDA como la EMA han descrito este enfoque como un nuevo paradigma recomendado.
En principio, tal y como se describe detalladamente en la literatura científica, existen dos formas de implementar una determinación del punto final basada en PAT: mediante el uso de un modelo predictivo de machine learning supervisado (por ejemplo, un modelo PLS que predice cuantitativamente la concentración de API) o mediante el uso de un algoritmo agnóstico a la composición específica de la mezcla. El primero suele arrojar resultados más directos y precisos pero, a su vez, requiere desarrollar modelos específicos a partir de muestras de referencia adecuadas, lo que no siempre es factible, especialmente cuando hay demasiadas formulaciones diferentes. El enfoque agnóstico para la monitorización del proceso de mezclado, por el contrario, se basa en la similitud espectral; no es necesario disponer de antemano de datos reales sobre la composición específica de cada formulación.
De hecho, la estabilidad espectral es agnóstica a la composición específica de cada formulación. No es necesario desarrollar ningún modelo de predicción cuantitativa para evaluar las concentraciones de los componentes porque el razonamiento subyacente establece que, independientemente de la composición, no se puede mejorar la homogeneidad una vez que los espectros permanecen inalterados, al menos para los componentes principales. De hecho, una mezcla puede considerarse homogénea una vez que sus espectros permanecen inalterados tras varios ciclos de mezclado.
Dado que la espectroscopia NIR es sensible a concentraciones del 0,1-1 % o superiores, durante el proceso de mezclado la monitorización de la homogeneidad de los componentes menores no puede evaluarse mediante dicha tecnología. Sin embargo, puede inferirse a partir de la homogeneidad de los componentes principales y validarse oportunamente con métodos de laboratorio tradicionales si es necesario.
La desviación estándar en bloque móvil (MBSD) es el algoritmo agnóstico más ampliamente descrito, al menos en la literatura científica. Por lo general, el criterio de punto final MBSD es bastante arbitrario. Incluso cuando se utiliza un criterio con fundamento estadístico [Evaluación crítica de métodos para la determinación del punto final en procesos de mezclado farmacéutico. M. Blanco, R. Cueva-Mestanza y J. Cruz. Anal. Methods, 2012, 4, 2694], debe cumplirse alguna hipótesis restrictiva sobre la distribución de la métrica de similitud para que sea correctamente aplicable. Además, la media de la desviación típica tiene un efecto bastante «suavizador» que podría velar en cierta medida la tendencia real de la similitud espectral.
El algoritmo patentado de IRIS Technology Solutions, por el contrario, se basa en la comprobación de la estabilidad de una métrica de similitud real (MSD: diferencia cuadrática media entre dos espectros sucesivos) mediante el uso de fuertes criterios estadísticos sobre la distribución MSD específica del mezclado. De hecho, nuestro enfoque de bloques móviles adapta dinámicamente el umbral a cada distribución estadística de similitud espectral en función de la formulación. En consecuencia, proporciona un criterio de punto final robusto para la monitorización del proceso de mezclado, independientemente del comportamiento específico de cada formulación, lo que resulta especialmente necesario cuando se producen anomalías en el mezclado, como la desmezcla o la formación de grumos.
En aras de la flexibilidad, los usuarios pueden establecer a su conveniencia tanto el tamaño del bloque móvil como la significación estadística. Siempre que sea posible, estos parámetros deben ajustarse en la fase de puesta en servicio, aunque los valores ajustados de fábrica deberían funcionar para las circunstancias más frecuentes.
Imagen 1: Módulo adaptador de ventana de zafiro para el analizador en línea Visum NIR In-line™ fabricado por IRIS Technology Solutions S.L.
El módulo adaptador con ventana de zafiro permite integrar fácilmente el analizador Visum NIR In-Line™ mediante una conexión tri-clamp. Existen diferentes tamaños del módulo adaptador en función de las configuraciones propias de la máquina mezcladora.
A diferencia de otros analizadores del mercado, el Visum NIR In-Line™ es un analizador autónomo (ordenador integrado) y puede comunicarse con múltiples protocolos de comunicación. Además, cumple la normativa farmacéutica 21 CFR Parte 11 (FDA), los requisitos de la Farmacopea Americana (USP) y Europea (Ph. Eur.) y las Directrices 2014 y 2023 de la Agencia Europea del Medicamento (EMA).
En su versión Blender, el analizador Visum NIR In-Line™ es inalámbrico, funciona con baterías recargables y reemplazables con una autonomía de más de 3 horas y se conecta a través de Wi-Fi, como se muestra en la siguiente imagen.
Imagen 2: Analizador Visum NIR In-Line™ en un ciclo de monitorización del proceso de mezclado.
Tabla 1: Analizador en línea Visum NIR In-Line™ especificaciones técnicas
El analizador NIR In-Line™ de IRIS Technology Solutions S.L. presenta un método dinámico más robusto y realista para la monitorización del proceso de mezclado que el algoritmo de desviación estándar de bloque móvil (MBSD), ya que se basa en la media cuadrática de dos espectros sucesivos y no en la media de la desviación estándar como índice de similitud utilizado por el enfoque MBSD.
Al disponer de un ordenador integrado, no es necesario conectarlo a otros dispositivos electrónicos u ordenadores externos, lo que lo convierte en una excelente herramienta autónoma para trabajar a nivel de producción en planta y en entornos GMP.
Además, dispone de un área de iluminación y adquisición de espectro mucho mayor que otros analizadores de espectroscopía NIR, especialmente los muy pequeños, con una resolución de 256 píxeles, obteniendo más información química y calidad espectral para una monitorización óptima de cada ciclo de mezclado.
En la industria farmacéutica existen muchas formulaciones granulares que se recubren para conseguir una liberación sostenida o controlada del fármaco o principio activo farmacéutico (API) a lo largo del tiempo, un ejemplo claro y bien conocido es el Omeprazol. En este artículo hablaremos de estas formulaciones de liberación prolongada y de cómo es posible optimizar el tiempo de liberación y los análisis de potencia durante el proceso de recubrimiento mediante espectroscopia NIR.
Durante el proceso de granulación de las formas farmacéuticas de liberación modificada, la correcta aplicación del recubrimiento (por ejemplo, un recubrimiento de liberación entérica destinado a evitar la digestión o degradación gástrica) determinará la posterior eficacia del fármaco y el tiempo de liberación mg/API del mismo, por lo que se realizan controles a lo largo de este proceso para garantizar la calidad y, por tanto, la acción farmacológica esperada.
Actualmente, este control se realiza durante el proceso de recubrimiento con muestras obtenidas del equipo de recubrimiento en diferentes momentos y analizadas en el laboratorio mediante la técnica analítica de HPLC o cromatografía líquida y pruebas de disolución para demostrar que la liberación del principio o principios activos es satisfactoria. Ambos métodos exigen la preparación de la muestra antes del análisis, requieren personal especializado y consumibles (materiales), además de la duración (horas) de una prueba de disolución, cuyo objetivo principal es determinar la biodisponibilidad del fármaco, es decir, la cantidad relativa del fármaco que ha entrado en la circulación general tras su administración y la velocidad a la que se ha producido este acceso.
Por lo tanto, el principal problema de la analítica tradicional es que se tarda mucho en obtener los resultados y, por lo tanto, no permite rectificar a tiempo el proceso de recubrimiento en caso de fallos o, en el caso frecuente de detener el proceso para tomar muestras, se corre el riesgo de alterar la calidad del semiproducto.
Una herramienta alternativa y muy eficaz que permite supervisar en tiempo real el proceso de recubrimiento es la tecnología NIR, ya que la firma espectral de cada gránulo puede relacionarse con sus condiciones de recubrimiento, dosificación y tiempos de liberación sin necesidad de recurrir a los métodos tradicionales.
Con el fin de desarrollar un modelo predictivo para la determinación en tiempo real de los tiempos de liberación y la potencia (mg API/g pellet) que se libera a 1, 4 y 7 horas, se trabajó en coordinación con un importante laboratorio farmacéutico español y el analizador espectroscópico NIR portátil Visum Palm™ fabricado y comercializado por IRIS Technology Solutions S.L.
Los datos facilitados por el laboratorio consisten en los espectros NIR de varios lotes de dos medicamentos basados, por un lado, en un antihistamínico que, por motivos de confidencialidad, denominaremos «DS» y, por otro, en una forma de vitamina B6 que, por los mismos motivos, denominaremos «PH». En ambos casos, la sustancia activa formaba parte del recubrimiento de los gránulos que constituían el vehículo.
Los espectros de los gránulos se adquirieron en diferentes momentos del proceso de recubrimiento, tanto de muestras húmedas como secas y, paralelamente, la muestra respectiva se sometió a los análisis habituales en estos casos para determinar la liberación del fármaco a 1, 4 y 7 horas y la potencia mg PI/g.
Los modelos predictivos desarrollados a partir de los datos espectrales mostraron que no es necesario secar las muestras para la adquisición de los espectros -por lo que el control puede realizarse directamente sobre la muestra húmeda, ahorrando tiempo y manipulación- y que existe una clara relación entre los espectros NIR, la potencia y los tiempos de liberación de 1h, 4h y 7h, como veremos a continuación.
Tabla 1: Parámetros de calidad de los modelos de predicción para la liberación a 1, 4, 7 horas y la potencia en las muestras con diferentes etapas del proceso de recubrimiento PH. El símbolo * indica que el modelo se construyó utilizando la media de los espectros NIR de las réplicas de cada muestra.
Figura 1: Curvas de regresión para PH a) Todas las muestras; b) Lotes 1,3,4 y 7; c) Espectros medios de los lotes 1,3,4 y 7; d) Lote 7.
El cuadro 2 muestra los parámetros de calidad de los modelos para el análisis de las muestras de DS húmeda. Todas las muestras se estudiaron simultáneamente: las muestras de los lotes 6, 8 y 10 juntas, y el lote 6 por separado. Los lotes 6, 8 y 10 se eligieron para el estudio de un conjunto de lotes porque tenían el mayor número de muestras. Además, se eligió el lote 6 para el análisis individual porque contenía el mayor número de muestras con los parámetros de liberación óptimos para el caso de estudio.
Tabla 2: Parámetros de calidad de los modelos de predicción para la liberación a 1, 4, 7 horas y la potencia en las muestras con diferentes etapas del proceso de recubrimiento DS.
La figura 2 muestra las curvas de regresión resultantes del estudio para la sustancia activa DS. Los valores de los parámetros de calidad para los modelos DS muestran, en general, una buena correlación. Como observación, se observa que el error aumenta cuando se utilizan datos de diferentes lotes, probablemente porque las condiciones de proceso de cada lote son diferentes debido a que los datos proceden de la fase de desarrollo y puesta a punto del proceso de producción. La predicción de la liberación a las 7 horas es peor que la de los demás parámetros, probablemente porque el final del proceso de liberación se ha alcanzado en muchos casos antes de ese momento.
Figura 2: Curvas de regresión para DS a) todas las muestras; b) Lotes 6, 8 y 10; c) Espectros medios de los lotes 6, 8 y 10; d) Lote 6.
Tabla 3: Parámetros de calidad de los modelos de predicción para las muestras secas del lote 6 de DS y del lote 7 de PH.
Los modelos de predicción de las muestras secas para lotes individuales de PH y DS muestran una buena correlación. Cabe señalar que el error de predicción se debe a las pocas muestras de validación utilizadas.
Figura 3: Curvas de regresión para los simples secos de a) DS lote 6 y b) PH lote 7.
Como consecuencia de la pandemia mundial reciente, los procesos de las cadenas de valor han tenido que transformarse por completo. Esto ha provocado inquietud sobre las tendencias sociales, económicas y ambientales, así como su impacto relacionado a la forma en que organizan las cadenas de suministro. En este contexto, el proyecto ReSChape analizará y evaluará el efecto de las interrupciones sociales, económicas y medioambientales con el fin de proporcionar una recopilación de recomendaciones y propuestas de nuevos escenarios políticos, incluyendo una herramienta digital basada en la web.
El proyecto ReSChape ha sido financiado por la Comisión Europea dentro de la convocatoria HORIZON-CL2-2021-TRANSFORMATIONS-01; y coordinado por el Consiglio Nazionale delle Riserche (CNR). Asimismo, el consorcio internacional está formado por 9 socios de 5 países europeos, además de Reino Unido, entre estos se encuentran universidades, centros de investigación y PYMEs.
IRIS Technology Solutions es uno de los socios y lidera la estrategia de visualización digital del proyecto. Con las especificaciones y necesidades detectadas y evaluadas por las diferentes partes interesadas del consorcio, IRIS creará un módulo web dinámico para la puesta en común de datos y la evaluación del impacto de los diferentes parámetros de base social en una serie de Cadenas de Suministro. En concreto, se diseñará e implementará un marco para integrar y poner a disposición los resultados más importantes de las herramientas analíticas desarrolladas, y un módulo web dará acceso a los resultados seleccionados a los diferentes tipos de partes interesadas. Se crearán perfiles específicos de acceso teniendo en cuenta las necesidades de información de los distintos usuarios, como empresas industriales, sindicatos comerciales y sociales y responsables políticos.
Está previsto que el proyecto ReSChape tenga una duración de 36 meses, comenzando en octubre de 2022 y finalizando en octubre de 2025.
La espectroscopia de infrarrojo cercano (NIR), es una herramienta analítica valiosa para analizar en tiempo real la composición química de una gran variedad de productos, entre ellos, los de origen agroindustrial. En el presente artículo, vamos a abordar algunas aplicaciones de la espectroscopia NIR particularmente para el análisis de granos de trigo blando (Triticum aestivum) y duro (Triticum durum), así como para el análisis de granos de maíz amarillo (Zea Mays).
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:
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.
En el presente artículo abordaremos la problemática de la clasificación e identificación de plásticos empleando el analizador NIR portátil Visum Palm™ como una técnica ágil, en tiempo real y no destructiva útil en distintos procesos, ya sea en el reciclaje de plásticos post industriales, en el análisis y clasificación de plásticos post consumo, en la identificación de materia prima de naturaleza polimérica para su industrialización, o incluso, en áreas de investigación y desarrollo de nuevos plásticos.
En todos estos casos la espectroscopía de infrarrojo cercano se presenta como una herramienta valiosa utilizada para la clasificación e identificación de plásticos frente a los métodos tradicionales de análisis.
Es importante la separación e identificación de plásticos en su reciclaje y en la fabricación cuando se emplean plásticos reciclados, ya que en ambos casos deben asegurarse que los materiales plásticos sean lo más puros y limpios posibles debido a que bajos niveles de impurezas pueden afectar de forma significativa la calidad y el rendimiento de un lote reciclado.
Aunque existen varios analizadores NIR portátiles en el mercado, es importante tener en cuenta el rango espectral con el que trabaja el equipo, el tamaño del área de medición (de adquisición del espectro) y la resolución espectral (la calidad del espectro obtenido). El nuevo analizador Visum Palm™ tiene un área de medición de 10 mm de diámetro, opera en el rango espectral de 900-1700 nm con una resolución de tan sólo 3 nm (↓ nm = ↑ resolución espectral). Es un dispositivo self-contained con ordenador y pantalla táctil embebidos y por tanto no requiere de estar conectado a ningún ordenador o smartphone para poder trabajar con él.
El nuevo Visum Palm™, incluye una librería de plásticos que permite realizar lecturas y determinaciones a pie de línea, sin la necesidad de preparación de muestras en menos de 3 segundos. También es posible utilizarlo como un dispositivo de laboratorio ya que cuenta con una base de apoyo que permite acoplar distintos portamuestras para el análisis de pellets, flakes o plásticos de hasta 2 mm.
La librería de fábrica incluida en el analizador dispone de las siguientes clases: PMMA, PE, PC, PETG, EVA, PVC, PET, PU, PS, ABS, PA, PP, VIN, PLA, PBT, PMP, POMC, PPS, PVA, PPSU, EMA, PHBV, PAEK, PBAT, PBS, TPES, TPS, MABS, HIPS, MBS, SBC, PCL, PEEK, PHB, SAN, PI, PB.
Visum Master™ es un software para ordenador que permite al usuario final desarrollar, ampliar y robustecer sus propios métodos o librerías de clasificación, cuantificación e identificación de plásticos sin la necesidad de contar con un especialista o conocimiento técnico sobre espectroscopía, lo que convierte al analizador en un sistema realmente abierto para poder atender a necesidad de análisis presentes y futuras (nuevas clases de pl´saticos, nuevos proveedores, etc.)
Como se muestra a continuación, es posible incorporar nuevos espectros de nuevas muestras dentro de una clase ya existente o incorporar nuevas clases y mantener de esta manera la librería lo más robusta y actualizada posible.
Es un método de trabajo que permite identificar el tipo de polímero analizado dentro de la librería disponible en el analizador. El resultado obtenido, como se puede ver a continuación, es el tipo de polímero con mayor similitud y los siguientes (de mayor a menor similitud).
Al igual que sucede con identificación de plásticos, se basa en un procedimiento matemático de similitud pero permite escoger un tipo de material a analizar dentro de la librería de identificación para confirmar su identidad. Como resultado del análisis de verificación se obtiene PASS / FAIL. En caso de resultado negativo (FAIL), proporciona la clase correspondiente al tipo de plástico analizado. A continuación se muestran ambos casos.
A diferencia del análisis de identificación de plásticos, la clasificación utiliza algoritmos de machine learning para analizar y clasificar con exactitud muestras que espectralmente son muy similares entre sí, en las que conviene hacer una doble comprobación para determinar la clase de polímero de que se trata (PET/PETG, por citar un ejemplo). A través del software Visum Master™ el usuario puede realizar sus propias librerías de clasificación para aquellos casos más problemáticos.
Como resultado del análisis, el usuario obtiene la clase correspondiente.
Como conclusión, la espectroscopía NIR es una herramienta muy valiosa y efectiva a la hora de la clasificación e identificación de plásticos y, aunque no lo abordamos en este artículo, también es útil para los fabricantes de plásticos y de nuevas formulaciones para cuantificar mezclas. La naturaleza abierta del analizador a través del software Visum Master™ hace del analizador Visum Palm™ un sistema abierto, autónomo y al que continuamente se le puede ir introduciendo nuevas muestras, espectros y generar distintas librerías sin la necesidad de recurrir a un especialista.
A finales de septiembre, IRIS Technology Solutions presentó en Alimentaria FoodTech 2023 Barcelona las distintas soluciones de control de calidad y de procesos en tiempo real para la industria que fabrica la empresa catalana y comercializa bajo la marca Visum®.
Alimentaria-FoodTech es la feria de maquinaria, tecnología e ingredientes que integra la cadena de valor del procesamiento y conservación de alimentos. Es una feria transversal que da servicio a la industria de producción de alimentos y bebidas desde la materia prima hasta la distribución comercial.
Las soluciones Visum® permiten optimizar y digitalizar el control de calidad en distintas líneas de producción. Operan a base de espectroscopía NIR, Raman, Hiperespectral y de Visión Artificial, proveyendo de información en tiempo real para la toma de decisiones y la rectificación de procesos productivos. Además, los participantes de la feria pudieron ver de primera mano el nuevo analizador NIR portátil Visum Palm™.
El nuevo analizador Visum Palm™ tiene un diseño innovador y ergonómico, además de la posibilidad de realizar análisis en cualquier momento y lugar sin la necesidad de conectarlo a ningún dispositivo electrónico externo. Esto es posible ya que incorpora una pantalla táctil y un ordenador embebidos, los cuales permiten todas las funcionalidades rutinarias del dispositivo.
Además cuenta con el Visum Master™, este software a diferencia de los softwares de modelado y calibraciones más comunes del mercado, con los que el usuario tiene que tener determinados conocimientos técnicos sobre quimiometría o confiar dicha tarea a un tercero.
Permite realizar calibraciones de manera automatizada y ágilmente sólo incorporando espectros y referencias (cuantitativas o cualitativas), además de otras funcionalidades.
IRIS Technology Solutions ha presentado también en FoodTech el proyecto europeo SHEALTHY, que procura evaluar y desarrollar una combinación óptima de métodos no térmicos de higienización, conservación y estabilización para mejorar la seguridad (inactivación de patógenos y microorganismos de deterioro), preservando al mismo tiempo la calidad nutricional (hasta un 30%) y prolongando la vida útil (hasta un 50%) de los productos F&V. Combinando y modulando tecnologías no térmicas con operaciones de procesado mínimo, el enfoque de SHEALTHY podrá satisfacer por fin la creciente demanda del consumidor actual en relación con los alimentos sanos.
IRIS Technology Solutions presenta la última versión de su nuevo analizador NIR portátil Visum Palm™, que viene a complementar su gama de analizadores de procesos Visum® en tiempo real para la industria.
El nuevo Visum Palm™ es un espectrofotómetro NIR completamente portátil que permite realizar análisis de distintas sustancias, productos o mezclas en tiempo real, sin necesidad de recurrir a técnicas tradicionales de laboratorio y toma de muestras, permitiendo a la industria obtener resultados en el momento para tomar decisiones o corregir parámetros de los procesos productivos.
La nueva generación Visum Palm™ trae consigo un diseño innovador y un cambio radical en la forma en que los usuarios experimentan la tecnología NIR, ahora asistida por IA con el software Visum Master™, para que cada fabricante pueda crear de forma automatizada, sus propios modelos predictivos o calibraciones atento a sus necesidades de control y análisis.
Diseño, autonomía y robustez
El nuevo analizador NIR Visum Palm™ ofrece un diseño innovador y ergonómico, además de la posibilidad de realizar análisis en cualquier momento y lugar sin tener que conectarlo a ningún dispositivo electrónico externo. Esto es posible ya que incorpora una pantalla táctil y un ordenador embebidos, los cuales permiten todas las funcionalidades rutinarias del dispositivo.
El Visum Palm™ opera en el rango de 900 a 1700 nm, ya que es la banda que mejor combina disponibilidad de información química con precio y madurez tecnológica. Opera principalmente en modo reflectancia difusa, para lo que dispone de una óptica especialmente diseñada y patentada para extraer la máxima información posible de la muestra. Concretamente, dispone de una extensa área de iluminación (50 mm de diámetro) y un área de colección de 10 mm. Estas características lo diferencian de otros analizadores homólogos en cuanto a su idoneidad para analizar muestras heterogéneas, que es lo más frecuente en condiciones de trabajo reales. En aquellos casos donde la heterogeneidad es más evidente, el dispositivo es configurable para que calcule y reporte el promedio de una cantidad determinada de repeticiones.
El nuevo analizador NIR Visum Palm™ cuenta con protección IP65, por lo que es resistente ante el polvo, la humedad y al agua. Además, es lo suficientemente robusto para llevar y realizar análisis en prácticamente cualquier sitio interior o exterior e incluso viene provisto con una base de apoyo para utilizarlo en modo escritorio o de sobremesa.
Una nueva experiencia de usuario asistida por IA
A diferencia de los softwares de modelado y calibraciones más comunes del mercado, con los que el usuario tiene que tener determinados conocimientos técnicos sobre quimiometría o confiar dicha tarea a un tercero, el software Visum Master™ para ordenador hace aún más accesible la tecnología NIR automatizando el preprocesamiento, la selección del algoritmo de análisis multivariante y la validación. Esto permite que cualquier usuario pueda generar modelos simplemente introduciendo espectros y referencias (cuantitativas o cualitativas) para realizar análisis rutinarios en tiempo real en reemplazo de los análisis tradicionales.
El nuevo software permite además ampliar y editar modelos preexistentes, sincronizarse con el analizador portátil para importar espectros, exportar modelos, descargar resultados de mediciones, generar automáticamente informes de validación de métodos analíticos e informes de auditoría para ambientes GMP y comprobar de forma guiada el rendimiento metrológico del dispositivo cuando se necesite.
Para la industria y ambientes GMP
Si bien la tecnología NIR tiene una infinidad de aplicaciones en numerosas industrias como la del plástico, alimentación, química, agroindustria, madera, biocombustibles, por mencionar las más relevantes pero no las únicas; es para la industria farmacéutica y ambientes GMP donde el nuevo dispositivo Visum Palm™ introduce novedades significativas a nivel de usabilidad y funcionalidad. Es compatible con 21 CFR Parte 11, permitiendo generar y visualizar un informe automático del Audit Trail, el registro de toda la actividad del dispositivo, donde se pueden incorporar comentarios y observaciones. Posibilita también al usuario generar automáticamente las validaciones de métodos analíticos desarrollados y realizar las comprobaciones metrológicas del dispositivo cuando se requiera y descargar sus resultados posteriormente.
“La tecnología NIR, hoy en día, debe ser fácil de utilizar y de entender y, al mismo tiempo, le tiene que dar libertad y autonomía al usuario para explotarla al máximo y facilitar su trabajo en el día a día. La tecnología debe ser un facilitador. Vamos a seguir dando más pasos en materia de automatizaciones y nuevas funcionalidades porque estamos convencidos de que es el camino correcto y lo que necesita la industria y las personas que la conforman”, dice Oonagh Mc Nerney, Directora de IRIS Technology Solutions, S.L.
El nuevo analizador NIR portátil Visum Palm™ ya está disponible aquí, donde además se puede encontrar información técnica del dispositivo, vídeos y contactar con IRIS Technology Solutions, S.L. para realizar una demostración o consulta específica.
Barcelona— 1 de junio de 2023 — En el día de hoy, el director de IRIS Technology, Joan Puig, presentó en Expoquimia 2023 las distintas soluciones de control de calidad y de procesos en tiempo real para la industria que fabrica la empresa catalana y comercializa bajo la marca Visum®. Expoquimia es el principal encuentro de la industria química para poner de manifiesto la importancia estratégica en la transformación de la industria hacia modelos productivos energéticamente más eficientes y con criterios de economía circular.
Las soluciones Visum® permiten optimizar y digitalizar el control de calidad en distintas líneas de producción. Operan a base de espectroscopía NIR, Raman, Hiperespectral y de Visión Artificial, proveyendo de información en tiempo real para la toma de decisiones y la rectificación de procesos productivos. “IRIS Technology está desarrollando y mejorando su porfolio de productos y soluciones, y al mismo tiempo abriendo nuevos mercados de exportación como América Latina. Seguimos invirtiendo en I+D y somos la PYME española con más proyectos en este ámbito dentro de la Unión Europea”, expresó Joan Puig durante su presentación en el evento.
IRIS ha participado de Expoquimia por invitación de la Agencia por la Competitividad de la Empresa de la Generalitat de Catalunya (ACCIÓ).
Desde IRIS se quiere agradecer a todas las personas que han asistido a la presentación y a ACCIÓ por invitar y dar una nueva oportunidad a IRIS de presentar sus dispositivos Visum® con soluciones para los sectores químico y plástico.
Para ampliar información sobre los avances de IRIS, les invitamos a ponerse en contacto con nosotros mediante el correo electrónico que se muestra a continuación: info@iris-eng.com.