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.

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

^{Şekil 2: Model eğitimi sırasında kullanılan örnekler (gri) ve otomatik olarak bölünmüş dahili doğrulama örnekleri (mavi).} ^{Şekil 3: Golden Delicious elmaları için brix modeli için}^{aşırı uyum}^{riski .}

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