Analyse des grains en temps réel grâce à la technologie NIR

La qualité des produits alimentaires dépend directement de la qualité des matières premières utilisées. Par conséquent, l’évaluation de leur composition, de leur pureté et de leurs caractéristiques physicochimiques présente un intérêt pour l’industrie alimentaire.
Dans l’analyse des grains, la spectroscopie NIR joue un rôle crucial en fournissant des informations détaillées sur plusieurs paramètres simultanément, l’humidité étant l’un des facteurs critiques dans l’évaluation de la qualité des grains. Cependant, cette technique permet également d’analyser d’autres paramètres clés tels que la teneur en protéines, en matières grasses, en fibres, en cendres et en amidon, offrant ainsi un contrôle plus rigoureux selon les critères de qualité établis.
La spectroscopie NIR se distingue des autres techniques par son caractère non destructif, ce qui signifie que les mesures peuvent être effectuées en continu sans compromettre l’intégrité du lot ou de l’échantillon analysé. En outre, les résultats sont obtenus en quelques secondes, ce qui rationalise l’analyse des grains, les processus de contrôle de la qualité et permet une prise de décision instantanée par rapport à l’analyse conventionnelle par chimie humide.

Nous examinerons ci-dessous deux façons d’effectuer l’analyse NIR des grains, soit de manière entièrement automatisée et continue sur la ligne de production, soit au moyen d’un analyseur portable, utile pour l’analyse sur le terrain, dans l’entrepôt de réception des matières premières ou dans les processus discontinus.

Un analyseur en continu Visum NIR In-Line™ (900-1700 nm) a été utilisé pour développer le modèle d’étalonnage des grains et 30 échantillons d’étalonnage et 7 échantillons de validation ont été utilisés pour chaque classe. En outre, des analyses de référence en double ont été obtenues à partir de chaque échantillon afin d’atténuer l’erreur inhérente à la méthode d’analyse primaire. Pour l’analyse de l’humidité, un humidimètre thermogravimétrique HE53 (Metler Toledo) a été utilisé, la teneur en protéines a été déterminée par la méthode Kjeldahl et la teneur en matières grasses a été déterminée par la méthode Soxhlet.

Le tableau ci-dessous présente les principaux résultats et chiffres de mérite de l’analyse des grains de blé tendre (TB) et de blé dur (TD) pour les paramètres humidité et protéines exprimés en % de matière sèche. En outre, les résultats concernant la matière grasse et l’humidité du maïs jaune sont également indiqués. Il est important de préciser que le même étalonnage est utile et regroupe les deux classes de blé en une seule famille ou méthode d’analyse. Aucune différence spectrale significative n’a été observée pour leur traitement individuel.

^{* Tableau 1 : Analyse des grains de blé tendre, de blé dur et de maïs jaune. Principaux chiffres de mérite résultant de l’analyseur en continu Visum NIR In-Line™.}

L’analyse des grains par spectroscopie NIR est également importante dans la fabrication d’aliments pour animaux afin d’optimiser les régimes et les rendements. Dans le secteur agroalimentaire, la technique NIR offre de nombreux avantages par rapport aux méthodes de chimie humide, principalement en raison de l’immédiateté du résultat et de la possibilité de pouvoir prendre des décisions technologiques sur place, d’autant plus si l’on considère l’introduction de ces systèmes tels que l’analyseur Visum NIR In-Line™ dans les lignes de production qui permettent un contrôle continu de l’ensemble du flux de produits afin de garantir les conditions idéales du processus et du produit, en atténuant toute déviation ayant des conséquences phytosanitaires qui peuvent affecter la sécurité d’un lot entier, en ce qui concerne l’humidité.

En de nombreuses occasions, principalement en raison des conditions et de l’environnement dans lesquels l’analyse des grains doit être effectuée, il peut être très utile de travailler avec un analyseur de grains NIR portable tel que le Visum Palm™. Cet appareil, qui travaille dans la même gamme spectrale (900 – 1700 nm) que l’analyseur continu que nous avons vu précédemment, est capable de déterminer en moins de 3 secondes différents paramètres d’intérêt dans tous les types de grains, céréales et oléagineux.

Voici quelques-uns de ses principaux avantages, en particulier pour l’analyse des grains sur le terrain :

• Il s’agit d’un analyseur autonome (ordinateur embarqué et écran tactile). Il n’a pas besoin d’être connecté à un appareil externe, une tablette ou un smartphone pour fonctionner.
  Il dispose d’une zone de mesure de l’échantillon de 10 mm de diamètre et d’un éclairage de 50 mm de diamètre, ce qui permet d’atténuer les hétérogénéités présentes et d’obtenir davantage d’informations chimiques à partir de chaque échantillon.
• Contrairement à la plupart des analyseurs de grains NIR portables actuellement disponibles sur le marché, il possède une résolution spectrale de 3 nm ou 256 pixels, soit deux à trois fois plus élevée, ce qui permet d’obtenir des spectres, et donc des résultats, d’une grande fiabilité et d’une grande qualité.
• Il comprend des bibliothèques d’usine pour différents types de grains.
• Et il est pris en charge par le logiciel Visum Master™ PC externe, afin que l’utilisateur final puisse développer ses propres calibrations NIR et les étendre de manière automatisée et assistée par IA. De cette manière, l’utilisateur ne dépend pas de bibliothèques tierces et dispose d’une totale autonomie pour renforcer et étendre ses étalonnages pour de nouveaux paramètres ou produits en fonction de ses besoins actuels ou futurs.

Nous espérons que cet article sur l’analyse des grains avec la technologie NIR vous a été utile. Pour de plus amples informations, nous vous invitons à nous contacter par courrier électronique à l’adresse info@iris-eng.com.