Kategori: Innovation

Industry-4-0-tr, Innovation-tr 22 Nisan 2025

IRIS Technology: Leading the Way in Material Detection with Hyperspectral Imaging for RECLAIM project

IRIS Technology: Leading the Way in Material Detection with Hyperspectral Imaging

IRIS Technology Solutions, a pioneer in photonics and artificial intelligence, is playing a key role in the European RECLAIM project as leader of Work Package 3 (WP3). The company is spearheading the development of an advanced material classification system prototype based on optical and spectroscopic techniques, with the aim of revolutionizing how waste materials are identified and categorized for recycling purposes.

Cutting-Edge Detection Using Hyperspectral Imaging

At the heart of IRIS’s contribution is a prototype system built around hyperspectral imaging (HSI). This technology captures detailed spectral data for each pixel in an image, producing a three-dimensional dataset—two spatial dimensions plus a spectral dimension. Each pixel carries a unique spectral signature that reflects the chemical composition of the material it represents.

To harness this powerful technology for waste classification, IRIS has designed and assembled a linear HSI system that has been posteriorly integrated in the portable robotic Material Recovery Facilities (prMRF) developed under the RECLAIM project allowing real-time monitoring and analysis of waste materials as they move along the belt of the pilot plant. 

To ensure the maximization and quality of the spectral features of the analyzed material, various optical configurations were tested to identify the best setup for reliable spectra acquisition and consequent classification.

Advanced AI Algorithms

To interpret the massive amount of spectral data generated by the HSI system, IRIS has developed AI algorithms that analyze the chemical characteristics of materials. These models have been developed both by data collected at IRIS facilities and by real waste spectral data, to access the most representative data and ensure effective material prediction.  The development process involved creating AI models that combined the spectral and spatial information provided by the HSI system to obtain trustworthy classification outputs. To support the classification AI models development, various data treatments and advanced AI algorithms have been tested and evaluated. IRIS has tested multiple system configurations, adjusting key variables such as camera frame rates, conveyor speeds, and the distance between the camera and the conveyor, to optimize detection performance under different operational scenarios.

A Breakthrough in Material Classification

One of the most significant achievements so far is the creation of an extensive classification model that goes beyond traditional broad categories. The model distinguishes between multiple waste types with high accuracy, identifying the following classes:

  • METAL
  • PAPER
  • PET (Polyethylene Terephthalate)
  • PE (Polyethylene with concrete differentiation between the High and Low Density)
  • PP (Polypropylene)
  • PS (Polystyrene)

This is a major milestone in plastic waste sorting, marking the first time that such detailed sub-classification of plastic polymers has been integrated into an operational industrial spectroscopic sorting system. By enabling the separation of similar-looking but chemically distinct plastics, this advancement significantly improves the quality and value of recycled materials.

IRIS Technology Solutions
Innovation-tr 4 Aralık 2024

PLA (polilaktik asit) üretimi sırasında serbest lakti̇si̇ti̇n i̇zlenmesi̇

FREE_LACTICIDE_PHOTO

PLA (polilaktik asit) üretimi sırasında serbest laktisit seviyelerinin gerçek zamanlı olarak izlenmesi | Serbest laktidin izlenmesi

Reaktif ekstrüzyon – REX

Reaktif ekstrüzyon (REX), polimerlerin ekstrüzyon süreci sırasında kimyasal olarak modifiye edilerek özelliklerinin iyileştirilmesini sağlayan bir yöntemdir. Reaksiyon ve ekstrüzyonun birleştirilmesi, kesme kuvvetleri ve sıcaklık gibi sinerjik etkilerden faydalanarak reaksiyonun daha kısa sürede tamamlanmasını ve ürünün doğrudan nihai formunda elde edilmesini sağlar.

Reaktif ekstrüzyonun avantajlarından biri, geleneksel kesikli polimerizasyon süreçlerine kıyasla çözücüsüz veya çok az çözücü kullanılarak reaksiyonların gerçekleştirilmesidir. Bu, maliyetlerin ve emisyonların önemli ölçüde azalmasını sağlayarak süreci daha sürdürülebilir hale getirir.

Ancak her reaktif ekstrüzyon süreci; ekstrüder geometrisi, vida hızı, sıcaklık profili, reaktif maddelerin oranı ve besleme hızı gibi birçok değişkeni içerir. Bu değişkenler, verim ve reaksiyon süresiyle doğrudan bağlantılıdır, dolayısıyla süreç oldukça karmaşıktır ve basit tarifler veya üretim kurallarıyla yeterince modellenemez.

Polilaktik Asit (PLA)

ATOM

PLA’nın Yapısal Birimi

Polilaktik asit (PLA), PLA sentezi için kullanılan bir monomerdir ve biyobozunur, biyolojik bazlı bir biyoplastiktir. Yenilenebilir gıda kaynaklarının anaerobik fermantasyonu ile elde edilir ve kompostlanabilir ambalaj endüstrisinde, 3D baskı filamenti olarak ve tıbbi/cerrahi endüstride birçok uygulama alanına sahiptir. Ayrıca, stereoizomerin saflığına bağlı olarak yarı kristalli veya tamamen amorf olabilen sert bir termoplastiktir.

Visum NIR In-Line Probe™ ile Reaktif Ekstrüzyon Sürecinde PLA Sentezinin İzlenmesi

Yakın kızılötesi (NIR) spektroskopisine dayalı analitik araçların kullanımı, L-laktit’in halkalı açılım polimerizasyonu (ROP) süreci sırasında reaktif ekstrüderin içinde neler olup bittiğine dair gerçek zamanlı bilgiler sağlar.

Bu bağlamda en önemli bilgi kaynağı, süreç boyunca reaksiyona girmemiş veya polimerleşmemiş L-laktit miktarıdır. Nihai ürünün saflığı, moleküler ağırlık açısından verimi, mekanik ve termal özellikleri, sürecin verimliliğine doğrudan bağlıdır.

Visum NIR In-Line Probe™ ile Serbest Laktisit İzleme

Visum NIR In-Line Probe™ proses analizörü – IRIS Technology Solutions, S.L. (İspanya) tarafından tasarlanmış, üretilmiş ve pazara sunulmuştur – ve normalde 180°C’nin üzerinde gerçekleşen laktik asit polikondenzasyon reaksiyonunu izlemek için başarıyla kullanılmıştır.

Visum NIR In-Line™ analizöründen farklı olarak, Probe versiyonu, daha agresif ortamlarda çalışmak üzere özel olarak tasarlanmıştır. İzlenecek matrisin özelliklerine ve sürecin spesifik koşullarına (sıcaklık, viskozite, basınç, patlama riski) bağlı olarak geçirgenlik (transmittance), yansıma (reflectance) veya transflektans (transflectance) optik probları kullanır.

Reaksiyonu izlemek için, bu amaç için özel olarak işlenmiş bir reaktör portuna monte edilen bir yansıma probu kullanılmıştır.

Aşağıda görüldüğü gibi, tahmin edilen laktit konsantrasyon değerleri, referans laboratuvar analizleriyle karşılaştırıldığında %1,6 RMSEP (kütle/kütle) belirsizliğine sahiptir. Bu belirsizlik oranı, tipik kalan laktit miktarının %5 ila %10 arasında olduğu göz önüne alındığında, oldukça kabul edilebilir bir seviyededir. Alternatif olarak kullanılan çevrimdışı kromatografi (HPLC) analizi yaklaşık bir günlük bir bekleme süresi gerektirebilir, bu da verimli bir süreç kontrolü için uygun değildir.

Nihai hedef, reaktördeki kalma süresini optimize etmektir – ne kadar kısa olursa o kadar iyidir, ancak polimerleşmemiş kalan laktit konsantrasyonunun nihai ürünün kalitesini ve saflığını garanti edecek kadar düşük olması sağlanmalıdır. Yanlış ekstrüzyon ayarları, geri döndürülemez bir süreç olduğundan, zaman, enerji ve hammadde kaybına neden olur.

Gri noktalar modelleme (“eğitim”) spektrumlarını, kırmızı noktalar ise doğrulama spektrumlarını temsil eder ve eğitim setine dahil edilmemiştir.

  • Ordinatlar: Tahmin edilen L-laktit konsantrasyonları
  • Absisler: Geleneksel HPLC yöntemiyle sağlanan referans L-laktit konsantrasyonları

Makine öğrenmesi modeli ile ilgili olarak, Visum Master™ yazılımının Model Builder aracı, uzman olmayan bir kullanıcının, bazı referans spektrumlar ve ilgili analit konsantrasyonları mevcut olduğu sürece, kolayca özel kalibrasyonlar oluşturmasını sağlar. Model Builder, yapay zeka heuristiklerine göre çalıştığı için, matematiksel ön işleme yöntemleri ve makine öğrenmesi algoritmalarının en iyi kombinasyonu, kullanıcıdan herhangi bir giriş gerektirmeden otomatik olarak bulunur. Bu, kullanıcının çevrimiçi analiz cihazının uygulanabilirliğini PLA üretimiyle sınırlı kalmaksızın, gelecekte daha geniş bir uygulama yelpazesine genişletebileceği anlamına gelir.

Özetle, Visum NIR In-Line Probe™ analizörü, bir temsil spektrumunu saniyenin küçük bir kesrinde alabilir ve matematiksel olarak işleyebilir, böylece reaktif ekstrüzyon süreci, geriye kalan L-laktit miktarı açısından otomatik olarak denetlenebilir ve kullanıcı, güncellenmiş optimal parametreler doğrultusunda gerçek zamanlı kararlar alabilir.

FREE_

Gri noktalar modelleme (“eğitim”) spektrumlarını, kırmızı noktalar ise doğrulama spektrumlarını temsil eder ve eğitim setine dahil edilmemiştir.

  • Ordinatlar: Tahmin edilen L-laktit konsantrasyonları
  • Absisler: Geleneksel HPLC yöntemiyle sağlanan referans L-laktit konsantrasyonları

Makine öğrenmesi modeli ile ilgili olarak, Visum Master™ yazılımının Model Builder aracı, uzman olmayan bir kullanıcının, bazı referans spektrumlar ve ilgili analit konsantrasyonları mevcut olduğu sürece, kolayca özel kalibrasyonlar oluşturmasını sağlar. Model Builder, yapay zeka heuristiklerine göre çalıştığı için, matematiksel ön işleme yöntemleri ve makine öğrenmesi algoritmalarının en iyi kombinasyonu, kullanıcıdan herhangi bir giriş gerektirmeden otomatik olarak bulunur. Bu, kullanıcının çevrimiçi analiz cihazının uygulanabilirliğini PLA üretimiyle sınırlı kalmaksızın, gelecekte daha geniş bir uygulama yelpazesine genişletebileceği anlamına gelir.

Özetle, Visum NIR In-Line Probe™ analizörü, bir temsil spektrumunu saniyenin küçük bir kesrinde alabilir ve matematiksel olarak işleyebilir, böylece reaktif ekstrüzyon süreci, geriye kalan L-laktit miktarı açısından otomatik olarak denetlenebilir ve kullanıcı, güncellenmiş optimal parametreler doğrultusunda gerçek zamanlı kararlar alabilir.

IRIS Technology Solutions
Innovation-tr 11 Kasım 2024

Raman Proses Analizörü: Endüstriyel Süreç Kontrolünde Yenilik

Visum Raman In-Line™ Raman proses analizörü sayesinde endüstriyel proses kontrolünde yenilik

Raman teknolojisi, endüstriyel sektörlerin kimyasal analiz yapma biçiminde devrim yaratarak, malzeme ile doğrudan temas olmadan hassas, gerçek zamanlı ölçümler yapılmasına olanak sağlamıştır. IRIS Technology Solutions olarak, modern endüstrinin taleplerini karşılamak ve kritik uygulamalarda endüstriyel proses kontrolünü kolaylaştırmak için tasarlanmış sağlam, yüksek performanslı bir Raman proses analizörü olan Visum Raman In-Line™‘ı tanıtmaktan gurur duyuyoruz.

Raman spektroskopisi nedir?

Raman spektroskopisi, lazer ışığının bir numunenin molekülleriyle etkileşimine dayanan analitik bir tekniktir. Lazer örneğe çarptığında, ışığın bir kısmı orijinal lazerinkinden farklı frekanslarda saçılır. Raman kaymaları olarak bilinen bu frekans farklılıkları, her bir molekülün benzersiz özellikleridir ve bileşiklerin hassas bir şekilde tanımlanmasına ve miktarlarının belirlenmesine olanak tanır.

Raman teknolojisinin endüstrideki uygulamaları

Raman teknolojisi, süreçlerin optimize edilmesi, sürelerin kısaltılması ve kalitenin standartlaştırılması için çeşitli parametrelerin hassas ve gerçek zamanlı olarak izlenmesinin gerekli olduğu ilaç, kimya, biyoteknoloji ve gıda ve içecek gibi sektörlerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Raman teknolojisi şunları sağlar:

  • Kimyasal reaksiyonların gerçek zamanlı izlenmesi.
  • Karıştırma ve çözündürme süreçlerinin optimizasyonu.
  • Doğrudan temasa gerek kalmadanürünlerin kalite kontrolü.
  • Farklı matrislerin veya ürünlerinkimyasal bileşiminin invazif olmayan analizi.
Analizator procesów Raman

Raman Proses Analizörü: Visum Raman In-Line™

Raman Proses Analizörü Visum Raman In-Line™: In-line analiz için yenilik ve hassasiyet

IRIS Technology Solutions’ın Visum Raman In-Line™ analizörü, endüstriyel prosesleri gerçek zamanlı olarak izlemek için özel olarak tasarlanmış son teknoloji bir analitik araç olarak öne çıkmaktadır. İşte bu ekipmanın bazı temel özellikleri:

  • Yüksek stabiliteli lazer: Floresan riskini azaltan ve katı, sıvı veya yarı katı olsun çeşitli matrislerde hassas ölçümler sağlayan 785 nm lazer ile donatılmıştır.
  • Yüksek güç ve hız: 500 mW çıkışa sahip Sınıf 4 lazer, matris emiliminden bağımsız olarak prosesin farklı aşamalarında daha iyi sinyal elde edilmesini sağlar ve daha net, daha doğru ve daha hızlı veri toplanmasına olanak tanır.
  • Azaltılmış ısınma süresi: Çoğu endüstriyel proses Raman analizörünün aksine, lazer ışık kaynağı sadece 5 dakikalık bir ısınma süresine sahiptir.
  • Hat içi entegrasyon: Raman proses analizörü Visum Raman In-Line™’ın bir ölçüm modülü ve bir güvenlik ve izleme modülüne sahip kompakt ve dayanıklı tasarımı, bir daldırma probu kullanarak üretim hatlarına doğrudan entegrasyona olanak tanır. Tüm olasılıklar için uzman ekibimize danışın.
  • Yüksek çözünürlüklü sensörler: 150-3.000 cm-¹ aralığında yüksek spektral çözünürlüklü veriler (11 cm-¹) sağlayan gelişmiş sensörler kullanır ve 0,01 w/w kadar düşük konsantrasyonlarda bile bileşenlerin hassas bir şekilde tanımlanmasını ve miktarının belirlenmesini sağlar.
  • Otomatik modelleme: Visum Master™ yazılımımız, bir Model Oluşturucu kullanarak otomatik olarak ve uzman bilgisi olmadan tahmine dayalı modeller oluşturma yeteneği açısından benzersizdir. Ayrıca, ilaç endüstrisinin tüm gereksinimlerini karşılayan GMP için özel bir sürüm de içerir.
  • Tam bağlantı: Visum Raman In-Line™, OPC, Ethernet, Modbus, Profinet ve daha birçok protokolü kullanarak hat üzerindeki PLC’ler veya bilgi sistemleri ile iletişim kurabilir. Verileriniz, ihtiyaç duyduğunuz her yerde ve her şekilde.
  • Çok yönlülük: Üretim hatlarında kantitatif analiz için özel olarak tasarlanmış olmasına rağmen, farklı proseslerde veya hat içi uygulamalarda kullanılmak üzere tekerlekli bir rafa monte edilebilir. Falcon tipi şişelerdeki katıları, sıvıları veya yarı katıları analiz etmek için bir örnekleme modülü içerir ve hat dışında güvenli ve çevik çalışma için gerekli tüm korumalara sahiptir.

Neden Raman Proses Analizörü Visum Raman In-Line™'ı seçmelisiniz?

IRIS Technology Solutions olarak, hassasiyet ve güvenilirliğin endüstriyel proseslerin başarısı için çok önemli olduğunu biliyoruz. Visum Raman In-Line™ raman proses analizörü en yüksek kalite standartlarına göre geliştirilmiştir ve her türlü üretim ortamında başarılı bir şekilde uygulanmasını sağlamak için rehberlik ve destek sağlayan uzman ekibimiz tarafından desteklenmektedir.

Daha fazlasını öğrenmek ister misiniz? Visum Raman In-Line™’ın üretim süreçlerinizin verimliliğini ve hassasiyetini nasıl artırabileceğini keşfetmek için bizimle iletişime geçin.

IRIS Technology Solutions
Innovation-tr 9 Ekim 2024

Bütün elmalardaki Brix derecelerinin gerçek zamanlı NIRS analizi

Brix derecelerinin analizi

Tarımsal gıda endüstrisi, kalite kontrolünü ve üretim süreçlerinin verimliliğini artırmaya yönelik teknolojilerin uygulanması yoluyla son yıllarda önemli ölçüde ilerleme kaydetmiştir. Bu konudaki en önemli teknolojilerden biri Yakın Kızılötesi Spektroskopisidir (NIRS). Bu teknoloji, elma gibi tarımsal ürünlerin tahribatsız ve hızlı analizi için büyük bir potansiyel göstermiş ve çok çeşitli kalite parametrelerinin ölçülmesine olanak sağlamıştır. Bu makale, meyvenin olgunlaşmasını kontrol etmenin yanı sıra korunması ve ticarileştirilmesi için ana parametre olan brix derecelerinin analizine özel bir odaklanma ile bütün Golden Delicious elmalarının sürekli analizinde NIRS teknolojisinin uygulanmasının ayrıntılı bir analizini sunmayı amaçlamaktadır.

Elmalarda briks derecelerinin geleneksel analizi

Elmaların Brix derecelerinin analizinde endüstride kullanılan geleneksel yöntem refraktometridir. Basit ve oldukça ucuz bir yöntem olmasına rağmen, tahrip edici, çevrim dışı, rastgele ve yavaş örneklemeye dayalı olması, büyük hacimli üretimin analizini imkansız kılmaktadır.

NIRS teknolojisinin avantajları

  • Tahribatsızdır: Geleneksel yöntemlerin aksine, NIRS numunenin tahrip edilmesini gerektirmez, meyvenin bütün olarak analiz edilmesine ve pazarlamaya uygun kalmasına olanak tanır.
  • Hızlıdır: Milisaniye cinsinden yanıt süreleri ile analiz anında gerçekleşir.
  • Multiparametrik: Tek bir NIRS analizi aynı anda birkaç kalite parametresi hakkında bilgi sağlayabilir.
  • Azaltılmış israf: Düşük kaliteli meyveler anında tespit edilerek, paketleme sürecine devam etmeden önce yönlendirilebilir ve kaynak israfı azaltılabilir.
  • Depolama optimizasyonu: NIRS teknolojisi hangi meyvelerin en yüksek depolama potansiyeline sahip olduğunu belirleyerek şirketlerin envanterlerini daha iyi yönetmelerine yardımcı olabilir.

NIR spektroskopisi ile elmalarda briks analizi

Briks derecelerinin analizi için aşağıdaki NIRS modeli, Golden Delicious elma çeşidinin 40 numunesi ve referansları ile gerçekleştirilmiştir. Spektrumlar ve referanslar, Visum NIR In-Line™ proses analizörü ile kalibrasyon setinden her bir elmanın 4 farklı noktasından (replika) elde edilmiştir. Son olarak, referans değerler setini elde etmek için bir dijital refraktometre kullanılmıştır.

BRIX_DEGREES_TABLES

Şekil 1: Briks dereceleri – Merit Visum NIR In-Line™ proses analizörünün Temel Şekilleri

CHARTS_APPLES_BRIX

Şekil 2: Model eğitimi sırasında kullanılan örnekler (gri) ve otomatik olarak bölünmüş dahili doğrulama örnekleri (mavi). Şekil 3: Golden Delicious elmaları için brix modeli içinaşırı uyumriski .

Conclusions: NIRS analysis of Brix degrees

Kalibrasyon setinin örnek aralığı için (11.1 – 15.8 brix), referans yöntem kullanılarak elde edilen sonuçlara göre ±0.3’lük bir RMSEP (Tahminin Ortalama Karekök Hatası) ve 0.93’lük bir korelasyon katsayısı (R2) elde edilmiştir. Model Builder Visum Master™ yazılımı ayrıca spektral aykırı değerleri , yani eğitim aşamasında model alanının dışında tanımlanan verileri ortadan kaldırmak için otomatik olarak bir spektral kalite rutini ve son olarak, gerçekleştirilen kalibrasyonun gelecekteki örneklere (kalibrasyon sırasında kullanılmayan) yeterli yanıt vermeme olasılığı olarak anlaşılabilecek aşırı uyum riskini belirlemek için bir permütasyon testi çalıştırır. Bu model için aşırı uyum riski sadece 0,0015’tir ve Visum NIR In-Line™ proses analizörünün elma ayıklama hatlarında sürekli analiz için kullanışlılığını ve doğruluğunu göstermektedir.

IRIS Technology Solutions
Innovation-tr 7 Ekim 2024

Visum Palm™ taşınabilir NIR ile hayvan yemlerinde Su Aktivitesi Analizi

PHOTO_PIENSO

Visum Palm™ taşınabilir NIR ile hayvan yemlerinde Su Aktivitesi Analizi

Hayvan yemlerindeki su içeriği, yem kalitesi ve güvenliği açısından kritik bir faktördür. Su sadece hayvanların biyolojik fonksiyonları için gerekli olmakla kalmaz, aynı zamanda depolama, muhafaza, mikrobiyal aktivite ve gıda güvenliği sırasında yemin stabilitesinde de önemli bir rol oynar. Nem veya daha spesifik olarak su aktivitesi (Aw), ürünün stabilitesini ve kalitesini etkileyen reaksiyonların olasılığını doğrudan etkiler.

Bu makalede, IRIS Technology Solutions SL’nin Visum Palm™ el tipi analizörü ile gerçek zamanlı kızılötesi spektroskopi yoluyla hayvan yemlerindeki su içeriğinin analizini sunuyoruz.

Hayvan Yemlerinde Su Aktivitesi Analizi

Su aktivitesi (Aw), mikrobiyolojik stabiliteyi ve yemin raf ömrünü tahmin etmek için nem içeriğinden daha doğru bir ölçüdür. Su aktivitesi, yemdeki suyun buhar basıncının aynı sıcaklıktaki saf suyun buhar basıncına oranı olarak tanımlanır. 0’dan 1’e kadar bir ölçekte ifade edilir, burada 1 saf suyun varlığını gösterir.

Hayvan yemlerinde, tipik Aw değeri kuru ürünler için tipik olarak 0,2 ila 0,7 aralığındadır, bu da depolama sırasında daha fazla stabilite sağlar. Su aktivitesi 0,7’den yüksek olduğunda, küf ve patojenik bakteriler gibi mikroorganizmaların büyümesi kolaylaşır.

Bu nedenle, su aktivitesini 0,70’in altında tutmak, mikrobiyal büyümeyi önlemek ve yem güvenliğini sağlamak için çok önemlidir.

Sol: Aw için sonuç regresyon eğrisi – kalibrasyon örnekleri (gri) ve doğrulama örnekleri (mavi) Sağ: Aw modeline aşırı uyum riskini belirlemek için Fisher-Pitman permütasyon testi.

 

Geleneksel Analiz Yöntemi

Hayvan yemlerindeki su içeriğini ölçmek için endüstride en yaygın kullanılan geleneksel yöntem fırında kurutmadır. Bu prosedür aşağıdaki adımları içerir:

  • Yem numunesi: Belirli bir miktarda numune alınır ve tartılır.
  • Kurutma: Numune, belirli bir süre boyunca (genellikle 2 ila 4 saat arasında) sabit bir sıcaklıkta (genellikle 105°C ila 110°C arasında) bir fırına yerleştirilir.
  • Su içeriğinin hesaplanması: Kurutma sonunda numune yeniden tartılır ve ağırlık kaybı buharlaşan su miktarı olarak hesaplanır.

Bu yöntem, örnekleme açısından zaman alıcı ve emek yoğun olmasına rağmen doğruluğu ve basitliği nedeniyle yaygın olarak kullanılmaktadır.

NIRS ile saniyeler içinde su aktivitesinin belirlenmesi

Su aktivitesinin belirlenmesine yönelik tahmine dayalı modelin geliştirilmesi için Meksikalı bir evcil hayvan maması üreticisi ile yakın işbirliği içinde çalıştık. 0,1 – %1 Aw aralığında toplam 345 kalibrasyon numunesi kullanıldı ve bunların %20’si NIRS yönteminin dahili validasyonu için Model Builder Visum Master™ yazılımı tarafından otomatik olarak ayrıldı.

Verilerin (spektrumlar ve laboratuvar referansları) işlenmesi tamamen otomatik olduğundan, yazılım giriş verilerine göre en uygun işleme rutinini ve parametrelendirmeleri kendisi yürütür ve uygular. Sonunda, ortaya çıkan modelin gelecekteki numunelerin analizi için yararlı olup olmadığını ve analitik yönteme olan güvenin bir göstergesi olan aşırı uyum riski olarak da bilinen aşırı uyumun ürünü olmadığını kontrol etmek için otomatik olarak bir permütasyon testi uygular.

Sonuç olarak, hayvan yemindeki su aktivitesini tahmin etmek için geliştirilen model 0,96’lık bir korelasyon katsayısı (R²) ve ± 0,04’lük bir RMSEP (kök ortalama karesel tahmin hatası) vermiştir. Bu, Visum Palm™ taşınabilir NIR analizörünün yem ve hayvan yemindeki su aktivitesini belirlemek için gerçek zamanlı (<3 saniye) bir yöntem olarakkullanımını geleneksel yönteme çok daha verimli bir alternatif olarakdoğrulamaktadır .

Gıda Güvenliği için Su İçeriği Analizinin Önemi

Hayvan yemlerinde su içeriğinin ve su aktivitesinin kontrol edilmesi, çeşitli nedenlerden dolayı gıda güvenliği için gereklidir:

  • Mikrobiyal büyümenin önlenmesi: Mikroorganizmalar büyümek ve çoğalmak için serbest suya ihtiyaç duyar. Nem içeriği ve Aw çok yüksekse, bu durum Salmonella, E. coli ve küf gibi patojenlerin büyümesini kolaylaştırır ve bunlar gıda zinciriyle bağlantılı oldukları için hem hayvanlarda hem de insanlarda hastalığa neden olabilir.
  • Ürün muhafazası: Kontrollü su aktivitesine sahip bir yemin raf ömrü daha uzundur. Mikrobiyal büyüme ve besin maddelerinin bozulmasına neden olan kimyasal reaksiyonlar, Aw optimum aralıklarda olduğunda en aza indirilir.
  • Toksin kontrolü: Su içeriğinin kötü yönetimi, hayvanlar ve dolayısıyla insan gıda zinciri için son derece tehlikeli olabilen aflatoksinler gibi mantar toksinlerinin ortaya çıkmasına izin verebilir.
  • Besin kalitesinin korunması: Yeterli nem seviyesi, yemde bulunan besin maddelerinin stabil kalmasını sağlar. Yüksek nem koşullarında yağ oksidasyonu ve vitamin bozulması hızlanır, bu da yemin besin kalitesini düşürür.
  • Maliyetler ve verimlilik: Kontrollü su içeriği ekonomik kayıpları azaltır, çünkü yem nakliye ve depolama sırasında daha iyi stabiliteye sahip olacak ve kontaminasyon veya bozulma nedeniyle kayıp riskini azaltacaktır.

Hayvan yemlerinde su aktivitesi analizinin sonuçları

HANDHELD_ANALYZER_BENCHTOP_MODE VISUM_PALM_RENDER_90_DEGREES

Visum Palm™ el tipi veya laboratuvar analizörü

 

 

Hayvan yemlerindeki su içeriğini ve su aktivitesini kontrol etmek, yalnızca yemin besinsel kalitesini korumak için değil, aynı zamanda gıda güvenliğini sağlamak ve mikrobiyal büyüme ve kontaminasyonla ilişkili riskleri önlemek için de hayati önem taşır.

Fırında kurutma gibi geleneksel analiz yöntemleri, bu faktörleri kontrol altında tutmak için gerekli araçları sağlar, ancak NIRS kızılötesi spektroskopisi kullanılarak yapılan su aktivitesi analizine kıyasla kaynak ve zaman açısından yoğundur.

Taşınabilir Visum Palm™ analiz cihazı, yem numunelerindeki Aw değerini ± 0,04 doğrulukla3 saniyeden daha kısa bir sürede tahmin edebilmekte ve yem kalitesi, hayvan sağlığı ve gıda üretiminin sürdürülebilirliğinin sağlanmasında kilit öneme sahip olan üretim sürecinde su aktivitesinin uygun şekilde yönetilmesine katkıda bulunmaktadır. El tipi veya tezgah üstü (laboratuvar) multiparametrik bir analiz cihazı olarak, evcil hayvan yemi üretiminde en önemli parametrelerden bahsetmek gerekirse nem, yağ ve lif içeriğini belirlemek için aynı anda kullanılabilir, böylece tarımsal gıda hammaddeleri için bile etkili analitik ve ürün kontrolleri için temel bir araç oluşturur.

IRIS Technology Solutions
Innovation-tr 25 Eylül 2024

Visum Raman In-Line™ ile sakızların gerçek zamanlı pişme derecesi takibi

GUMMIES_PHOTO

Visum Raman In-Line™ ile sakızların gerçek zamanlı pişme derecesi takibi | Sakızların pişirme derecesinin izlenmesi

Jöleli şekerler, jöleli fasulyeler, jöleli meyve şekerleri veya sakızlar olarak da adlandırılan jöleli tatlılar, bir asırdan fazla bir süredir dünya çapında popüler olan ve son zamanlarda sağlıklı şekerlerin üretimi için tariflerine vitaminleri de dahil eden çiğneme jölesi bazlı şekerlerin geniş bir kategorisidir.
Reçeteye bağlı olarak, jelibonlar nişasta, pektin, jelatin, glikoz şurubu, şeker, su, sodyum sitrat, meyve ve bitki özleri, tatlandırıcılar, renklendiriciler ve diğer katkı maddelerinden yapılır, tüm bu bileşenler birlikte karıştırılır ve en iyi tadı ve dokuyu elde etmek için çeşitli özellikler kontrol edilir. Bu gereksinimleri karşılamak için, sakızlı hamur üretimi sırasında kritik bir faktör nişastanın jelatinleşme derecesidir ve bu nedenle kritik bir faktör de pişirme işleminden sonra kalan nişastanın analiz edilmesidir.

Level of starch cooking: the gelatinisation process

Sakızlı kütlenin jelatinleşmesini sağlamak için genellikle patates ve mısır nişastasının en popüler olduğu ve geniş bir modifikasyon yelpazesinde mevcut olan nişasta kullanılır.

Jelatinleşme ya da ‘pişirme’, nişasta granüllerinin hidrojen bağlarını kıran ve granülleri şeker kütlesi içinde çözen su ve sıcaklık etkisine maruz bırakılması işlemidir. Daha sonra bir biriktirme ve kurutma işlemine tabi tutulduktan sonra, sakızın nihai dokusu ve kıvamı elde edilir.

Şekerleme endüstrisinde jelatinleşme genellikle sürekli pişirme sistemlerinde gerçekleşir

Traditional analysis

Şu anda, üretim sırasında pişirme derecesini sürekli olarak izlemek için hat içi bir yöntem bulunmamaktadır. Pişme derecesini belirlemek için çeşitli yöntemler olmasına rağmen, bunların hepsi numune almaya ve bunları hat dışında analiz etmeye dayanmaktadır. Bu teknik yoğun emek gerektirir ve kalifiye personel gerektirir, ayrıca karar vermenin ve proses parametrelerini gerçek zamanlı olarak düzeltebilmenin ve böylece yanlış bir dokuya sahip yumuşak sakızlardan veya kalıptan çıkarma işleminde müteakip sorunlardan kaçınmanın zorluğuna ek olarak.

Pişirme sürecinin son noktasını kontrol etmek için kullanılan yöntemlerden biri, polarize ışık mikroskobu ile nişasta granüllerini sayma tekniği kullanılarak laboratuvarda gerçekleştirilir.

Bu teknik, nişasta partiküllerinin görsel olarak sayılmasından oluşur ve numunede bulunan partiküllerin miktarına bağlı olarak analist, pişirmenin tatmin edici olup olmadığını veya işlem parametrelerini (sıcaklık) değiştirmenin veya pişirme süresini uzatmanın gerekli olup olmadığını belirleyebilir. Numunedeki nişasta granüllerinin sayısı 10’dan az veya eşitse, pişirme derecesinin yeterli olduğu kabul edilirken, sayı daha yüksekse, pişirme derecesinin yetersiz olduğu kabul edilir.

 

Polarize ışık mikroskobu altında nişasta granülleri ve sayım için kırmızı ile işaretlenmiş alan.

A partnership for the future of the industry

Endüstriyel süreçlerin kontrolü ve izlenmesine yönelik spektroskopi tabanlı çözümlerin önde gelen İspanyol üreticisi IRIS Technology Solutions SL, dünya çapında sakız üretimi için makine üreticisi olan Hollandalı Tanis Confectionery B.V. ile işbirliği yaparak nişasta jelatinleşmesinin izlenmesine yönelik gerçek zamanlı bir yöntem geliştirmek ve böylece tüm sektöre alternatif, katma değerli bir çözüm sunmak üzere bir araya geldi.

Bu işbirliği çerçevesinde, IRIS Technology Solutions SL’nin Visum Raman In-Line™ analizörü kullanılarak Tanis İnovasyon Merkezi (Hollanda) tesislerinde aylardır testler yapılmaktadır.

Raman spektroskopisi, bir sistemdeki titreşimsel, rotasyonel ve diğer düşük frekanslı modları gözlemlemek için kullanılan analitik bir tekniktir. Moleküler titreşimler ve kimyasal bileşim hakkında ayrıntılı bilgi sağlamak için bir lazer olan monokromatik ışığın elastik olmayan saçılımına dayanır. NIR spektroskopisinin aksine, özellikle sulu matrislerin izlenmesi veya suda çözünmüş bir analitin konsantrasyonunun belirlenmesi için uygundur.

Bu teknoloji, gıda sınıfı bir daldırma probu yerleştirerek ürün akışını, bu durumda sakızlı hamuru, gerçek zamanlı olarak analiz eden, uygun kalibrasyonla süreçte neler olup bittiğine dair gerçek zamanlı sonuçlar sağlayabilen, invazif olmayan bir analitik tekniktir

RAMAN_INLINE_TEST

Developing a real-time analytical method

Test aşamasında, patates nişastası, mısır nişastası ve nişasta ile jelatin kombinasyonuna dayalı farklı tarifler üretilmiş ve izlenmiş ve pişirme seviyesi tahmin algoritmasını (yeterince pişmiş / az pişmiş) geliştirmek amacıyla pişirme işlemi sırasında farklı nişasta jelatinleşme dereceleri elde etmek için farklı sıcaklıklardapişirilmiştir .

Visum Raman In-Line™ analizörü farklı partilerin veya tariflerin pişirme süreci boyunca spektrumları alırken, numuneler çıkarılmış ve polarize ışık mikroskobu kullanılarak görsel sayım referans yöntemiyle analiz edilmiştir.

Sürekli sürecin izlenmesi için, “Yeterince pişmiş” (≤10 nişasta granülü) ve “Az pişmiş” (>10 nişasta granülü) olmak üzere iki nihai sınıflandırma belirlemek üzere bir model geliştirilmiştir. Elde edilen sonuç, jelatinleşme derecesini doğrulamak ve herhangi bir yanlış sınıflandırmayı önlemek için yapılan 3 ardışık analizin sonucudur.

 

Sol: kullanılan farklı tariflerin önceden işlenmiş ortalama Raman spektrumunun karşılaştırılması. Sağda: beş tarif için modelin sınıflandırma sonuçları. Kırmızı noktalı çizginin üzerindeki noktalar yeterince pişmişolarak sınıflandırılan ölçümlere karşılık gelmektedir.

Conclusions

Yapılan testlerden, aynı tahmin modelinin hem mısır hem de patates nişastası bazlı tarifler için pişirme seviyesi tahminleri yapmak için kullanılabileceği sonucuna varılabilir.

Hem patates hem de mısır nişastasından yapılan tüm partiler için Visum Raman In-Line™ pişirme seviyelerini doğru bir şekilde sınıflandırmıştır.

Geliştirilen modellerin yanı sıra, bu inline yöntemle benzersiz şekerleme tarifleri ve malzemeleri için benzersiz modeller oluşturmak mümkündür.

Analiz edilen jelatin veya modifiye nişasta içeren tarifler için daha önemli spektral farklılıklar gözlenmiştir, bu nedenle benzer doğrulama sonuçlarıyla bu formülasyonlar için özel sınıflandırıcı tahmin modelleri gerçekleştirilmiştir.

Bu nedenle, geleneksel ve mevcut analiz yöntemine gerçekten daha verimli bir alternatif olan gerçek zamanlı raman proses analizörü ile hem mısır hem de patates nişastası bazlı jelibon hamurunun yanı sıra farklı modifiye jelatinlerin pişirme seviyesini başarılı bir şekilde tahmin etmek mümkündür.

Key features of the Visum Raman In-Line™ Process Analyser

  • Sensör açıldıktan sonra kullanıma hazırdır (ısınma gerekmez).
  • Endüstriyel ortamlarda çalışmak üzere tasarlanmış analizör.
  • Bilgisayar ve gömülü işletim sistemi.
  • 785 nm lazer uyarım kaynağı.
  • Dahili soğutma sistemi -40°C’de kararlıdır.
  • IP 65-68.
  • Gıda sınıfı daldırma probu aracılığıyla prosese bağlantı.
  • Tesisin PLC veya SCADA’sı ile farklı iletişim sürücüleri ile uyumludur.
  • Borunun herhangi bir pozisyonuna kolayca entegre edilebilir.
  • Az bakım gerektiren cihaz.
  • Visum Master™ SMART versiyon yazılımı ile kullanıcı, farklı reçeteler veya formülasyonlar için öngörücü modeller geliştirmek, ayarlamak veya güncellemek için AI destekli bir Model Oluşturucuya sahiptir.

 

raman analyzer RENDER

Visum Raman In-Line™ proses analizörü

IRIS Technology Solutions
Industry-4-0-tr, Innovation-tr 25 Ocak 2024

Plastic identification, verification and classification using Visum Palm™

Plastic identification, verification and classification using Visum Palm™

In this article we will address the problem of classification and plastic identification using the Visum Palm™ handheld NIR analyser as an agile, real-time and non-destructive technique useful in different processes, whether in the recycling of post-industrial plastic, in the analysis and classification of post-consumer plastic, in the identification of polymeric raw materials for their industrialisation, or even in areas of research and development of new plastic.

In all these cases, near infrared spectroscopy is presented as a valuable tool used for the characterisation of plastic compared to traditional methods of analysis.

Identification and sorting is important in plastic recycling and in manufacturing when using recycled plastic, as in both cases it must be ensured that the plastic materials are as pure and clean as possible because low levels of impurities can significantly affect the quality and performance of a recycled batch.

Although there are several portable NIR analyzers on the market, it is important to consider the spectral range that the equipment works with, the size of the measurement area (spectrum acquisition) and the spectral resolution (the quality of the spectrum obtained). The new Visum Palm™ analyser has a measuring area of 10 mm diameter, operates in the spectral range 900-1700 nm with a resolution of only 3 nm (↓ nm = ↑ spectral resolution). It is a self-contained device with an embedded computer and touchscreen and therefore does not need to be connected to a computer or smartphone to work with it.

Análise de forragens e espectroscopia nir

The new Visum Palm™, which includes a polymers library, allows readings and determinations to be made at the line without the need for sample preparation in less than 3 seconds. It is also possible to use it as a laboratory device as it has a support base that allows the attachment of different sample holders for the analysis of pellets, flakes or plastic up to 2 mm.

The factory library included in the analyser has the following classes: 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.

Extend and develop your own library with Visum Master™

Visum Master™ is a computer software that allows the end user to create, extend and strengthen their own identification, classification and quantification methods or libraries without the need for a specialist or technical knowledge of spectroscopy, making the analyser a truly open system to meet present and future analysis needs (new polymer classes, new suppliers, etc.).

As shown below, it is possible to incorporate spectra of new samples within an existing class or to incorporate new classes and thus keep the library as robust and up-to-date as possible in order to be able to classify or identify plastic.

plastics

Plastic identification

It is a working method that allows the plastic identification analysed within the library available in the analyser. The result obtained, as can be seen below, is the type of polymer with the highest similarity and the following (from highest to lowest similarity).

Image 1: Visum Palm™ screen performing plastic identification

Plastic identification screen visum palm polymers identification

Polymer Verification

As with plastic identification, it is based on a mathematical procedure of similarity but it allows choosing a type of material to be analysed within the identification library to confirm its identity. The result of the verification analysis is PASS / FAIL. In case of a negative result (FAIL), it provides the class corresponding to the type of plastic analysed. Both cases are shown below.

polymers_identification

Plastic classification

In contrast to plastic identification analysis, classification uses machine learning algorithms to accurately analyse and classify samples that are spectrally very similar to each other, where a double check is necessary to determine the polymer class (PET/PETG, for example). Through the Visum Master™ software, the user can create his own classification libraries for the most problematic cases.

As a result of the analysis, the user obtains the corresponding class.

In conclusion, NIR spectroscopy is a very valuable and effective tool for plastic identification or classification and, although not covered in this article, it is also useful for manufacturers of plastic and new formulations to quantify blends. The open nature of the analyser through the Visum Master™ software makes the Visum Palm™ analyser an open, self-contained system that can continuously introduce new samples, spectra and generate different libraries without the need for a specialist.

IRIS Technology Solutions
Ai-tr, Digitalization-tr, Industry-4-0-tr, Innovation-tr, Pharma-4-0-tr 5 Eylül 2023

New Visum Palm™ AI-assisted handheld NIR analyser

handheld nir analyser

New Visum Palm™ AI-assisted handheld NIR analyser

IRIS Technology Solutions introduces the latest version of its Visum Palm™ portable NIR analyser to complement its Visum® range of real-time process analysers for industry.

The new Visum Palm™ is a fully portable NIR spectrophotometer that allows real-time analysis of different substances, products or mixtures, without the need for traditional laboratory and sampling techniques, allowing industry to obtain results on the spot to make decisions or correct production process parameters.

The new generation Visum Palm™ brings with it an innovative design and a radical change in the way users experience NIR technology, now assisted by AI with the Visum Master™ software, so that each manufacturer can automatically create their own predictive models or calibrations according to their control and analysis needs.

 

Design, autonomy and robustness

The Visum Palm™ handheld nir analyser offers an innovative and ergonomic design, as well as the possibility to perform analysis at any time and place without having to connect it to any external electronic device. This is possible because it incorporates an embedded touch screen and computer, which enable all the routine functionalities of the device.

The Visum Palm™ operates in the 900 to 1700 nm range, as this is the band that best combines availability of chemical information with price and technological maturity. It operates mainly in diffuse reflectance mode, for which it has specially designed and patented optics to extract as much information as possible from the sample. Specifically, it has a large illumination area (50 mm diameter) and a collection area of 10 mm. These features differentiate it from similar analysers in terms of its suitability for analysing heterogeneous samples, which is most often the case in real working conditions. In cases where heterogeneity is more evident, the device is configurable to calculate and report the average of a given number of repetitions.

The Visum Palm™ handheld NIR analyser is IP65 compliant, making it resistant to dust, moisture and water. It is also rugged enough to be carried and tested almost anywhere indoors or outdoors and even comes with a stand for desktop or tabletop use.

 

A new AI-assisted user experience

Unlike most common modelling and calibration software on the market, which requires the user to have some technical knowledge of chemometrics or entrust the task to a third party, Visum Master™ PC-based software makes NIR technology even more accessible by automating pre-processing, multivariate analysis algorithm selection and validation. This allows any user to generate models by simply inputting spectra and references (quantitative or qualitative) for routine real-time analysis to replace traditional analysis.

handheld nir

The new software also allows to extend and edit pre-existing models, synchronise with the portable analyser to import spectra, export models, download measurement results, automatically generate analytical method validation reports and audit reports for GMP environments, and to check the metrological performance of the device in a guided manner when needed.

 

For industry and GMP environments

While NIR technology has a myriad of applications in numerous industries such as plastics, food, chemical, agribusiness, wood, biofuels, to mention the most relevant but not the only ones; it is for the pharmaceutical industry and GMP environments where the new Visum Palm™ device introduces significant novelties at the level of usability and functionality. It is 21 CFR Part 11 compliant, allowing the generation and display of an automatic Audit Trail report, the record of all device activity, where comments and observations can be incorporated. It also allows the user to automatically generate the analytical method validations developed and perform metrological checks of the device when required and download the results at a later date.

“NIR technology today must be easy to use and understand, and at the same time it must give the user the freedom and autonomy to exploit it to the full and facilitate their day-to-day work. Technology must be an enabler. We will continue to take further steps in terms of automation and new functionalities because we are convinced that this is the right way forward and what the industry and the people in it need”, says Oonagh Mc Nerney, Director of IRIS Technology Solutions, S.L.

 

The new Visum Palm™ handheld NIR analyser is now available here, where you can also find technical information about the device, videos and contact IRIS Technology Solutions, S.L. for a demonstration or specific enquiry.

 

IRIS Technology Solutions