Catégorie : Innovation

Innovation-fr 9 octobre 2024

Analyse des degrés Brix des pommes entières par NIRS et en temps réel

NIRS analysis of Brix degrees
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Analyse des degrés Brix

L’industrie agroalimentaire a beaucoup progressé ces dernières années grâce à la mise en œuvre de technologies permettant d’améliorer le contrôle de la qualité et l’efficacité des processus de production. L’une des technologies les plus pertinentes à cet égard est la spectroscopie proche infrarouge (NIRS). Cette technologie a montré un grand potentiel pour l’analyse non destructive et rapide des produits agricoles, tels que les pommes, permettant la mesure d’une large gamme de paramètres de qualité. Cet article vise à présenter une analyse détaillée de l’application de la technologie NIRS à l’analyse en continu de pommes Golden Delicious entières, en mettant l’accent sur l’analyse des degrés brix, qui est le principal paramètre pour le contrôle de la maturation du fruit, ainsi que pour sa conservation et sa commercialisation.

Analyse traditionnelle des degrés brix des pommes - Analyse des degrés Brix

La méthode traditionnelle d’analyse des degrés Brix des pommes utilisée dans l’industrie est la réfractométrie. Bien qu’il s’agisse d’une méthode simple et relativement peu coûteuse, elle est destructive, hors ligne, basée sur un échantillonnage aléatoire et lent, ce qui la rend impossible à analyser pour de grands volumes de production.

Avantages de la technologie NIRS

  • Non destructive : Contrairement aux méthodes traditionnelles, la NIRS ne nécessite pas la destruction de l’échantillon, ce qui permet d’analyser le fruit dans son intégralité et de le garder apte à la commercialisation.
  • Rapide : L’analyse est immédiate, avec des temps de réponse de l’ordre de la milliseconde.
  • Multiparamétrique : Une seule analyse NIRS peut fournir des informations sur plusieurs paramètres de qualité simultanément.
  • Réduction du gaspillage : En identifiant immédiatement les fruits de mauvaise qualité, il est possible de les détourner avant qu’ils ne poursuivent le processus d’emballage, ce qui réduit le gaspillage de ressources.
  • Optimisation du stockage : La technologie NIRS permet d’identifier les fruits qui ont le plus grand potentiel de stockage, ce qui aide les entreprises à mieux gérer leurs stocks.

Analyse des degrés Brix des pommes par spectroscopie NIR

Le modèle NIRS suivant pour l’analyse des degrés brix a été réalisé avec 40 échantillons et références de la variété de pomme Golden Delicious. Les spectres et les références ont été obtenus à partir de 4 points différents (réplicats) de chaque pomme à partir de l’ensemble d’étalonnage avec l’analyseur de processus Visum NIR In-Line™. Enfin, un réfractomètre numérique a été utilisé pour obtenir l’ensemble des valeurs de référence.

Figure 1 : Degrés Brix – Chiffres clés de l’analyseur de processus Merit Visum NIR In-Line™

Figure 2 : Échantillons utilisés lors de l’apprentissage du modèle (gris) et échantillons de validation interne divisés automatiquement (bleu). Figure 3 : Risque de surajustement du modèle brix pour les pommes Golden Delicious.

Conclusions : L'Analyse des degrés Brix

Pour la gamme d’échantillons de l’ensemble d’étalonnage (11,1 – 15,8 brix), un RMSEP (Root Mean Square Error of Prediction) de ±0,3 et un coefficient de corrélation (R2) de 0,93 ont été obtenus par rapport aux résultats obtenus à l’aide de la méthode de référence. Le logiciel Model Builder Visum Master™ exécute également automatiquement une routine de qualité spectrale pour éliminer les données spectrales aberrantes , c’est-à-dire les données identifiées en dehors du champ du modèle pendant la phase d’entraînement et enfin un test de permutation pour déterminer le risque d’overfitting, qui peut être compris comme la probabilité que la calibration effectuée ne réponde pas de manière adéquate aux échantillons futurs (non utilisés lors de la calibration). Pour ce modèle, le risque d’overfitting n’était que de 0,0015, ce qui démontre l’utilité et la précision de l’analyseur de processus Visum NIR In-Line™ pour l’analyse en continu sur les lignes de triage des pommes.

Par IRIS Technology Solutions
Innovation-fr 7 octobre 2024

Analyse de l’activité de l’eau dans les aliments pour animaux avec le Visum Palm™ portable NIR

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Analyse de l'activité de l'eau dans les aliments pour animaux avec le Visum Palm™ portable NIR

La teneur en eau des aliments pour animaux est un facteur essentiel de leur qualité et de leur sécurité. L’eau est non seulement essentielle pour les fonctions biologiques des animaux, mais elle joue également un rôle crucial dans la stabilité des aliments pendant le stockage, la conservation, l’activité microbienne et la sécurité alimentaire. L’humidité, ou plus précisément l’activité de l’eau (Aw), influence directement la stabilité du produit et la probabilité de réactions affectant sa qualité.

Dans cet article, nous présentons l’analyse de la teneur en eau des aliments pour animaux par spectroscopie infrarouge en temps réel avec l’analyseur portable Visum Palm™, propriété d’IRIS Technology Solutions SL.

Analyse de l'activité de l'eau

Analyse de l'activité de l'eau dans les aliments pour animaux

L’activité de l’eau (Aw) est une mesure plus précise que la teneur en humidité pour prédire la stabilité microbiologique et la durée de conservation des aliments pour animaux. L’activité de l’eau est définie comme le rapport entre la pression de vapeur de l’eau dans l’aliment et la pression de vapeur de l’eau pure à la même température. Elle est exprimée sur une échelle de 0 à 1, où 1 indique la présence d’eau pure.

Dans les aliments pour animaux, la valeur typique de l’Aw se situe généralement entre 0,2 et 0,7 pour les produits secs, ce qui permet une plus grande stabilité pendant le stockage. Lorsque l’activité de l’eau est supérieure à 0,7, la croissance de micro-organismes tels que les moisissures et les bactéries pathogènes est facilitée.

Il est donc essentiel de maintenir l’activité de l’eau en dessous de 0,70 pour empêcher la croissance microbienne et garantir la sécurité des aliments pour animaux.

Analyse de l'activité de l'eau Analyse de l'activité de l'eau

A gauche : Courbe de régression résultante pour l’Aw – échantillons d’étalonnage (gris) et échantillons de validation (bleu).   À droite : test de permutation de Fisher-Pitman pour déterminer le risque de surajustement du modèle de l’Aw.

Traditional Analysis Method

The most common traditional method in the industry for measuring the water content in animal feed is oven drying. This procedure involves the following steps.

  • Feed sample: A specified amount of sample is extracted and weighed.
  • Drying: The sample is placed in an oven at a constant temperature (usually between 105°C and 110°C) for a certain period of time (usually between 2 and 4 hours).
  • Calculation of water content: At the end of drying, the sample is reweighed and the weight loss is calculated as the amount of water evaporated.

This method is widely used due to its accuracy and simplicity, although it is time-consuming, labour-intensive in terms of sampling.

Détermination de l'activité de l'eau par NIRS en quelques secondes

Pour le développement du modèle prédictif de détermination de l’activité de l’eau, nous avons travaillé en étroite collaboration avec un fabricant mexicain d’aliments pour animaux de compagnie. Au total, 345 échantillons d’étalonnage dans la gamme 0,1 – 1 % Aw ont été utilisés, dont 20 % ont été automatiquement séparés par le logiciel Model Builder Visum Master™ pour la validation interne de la méthode NIRS.

Le traitement des données (spectres et références de laboratoire) étant entièrement automatisé, le logiciel exécute et applique lui-même la routine de traitement et les paramétrages les plus appropriés en fonction des données d’entrée. À la fin, il applique automatiquement un test de permutation pour vérifier que le modèle résultant est utile pour l’analyse des échantillons futurs et qu’il n’est pas le produit d’un surajustement, ce qui est également connu sous le nom de risque de surajustement, un indicateur de confiance dans la méthode analytique.

En conséquence, le modèle développé pour prédire l’activité de l’eau dans les aliments pour animaux a donné un coefficient de corrélation (R²) de 0,96 et une RMSEP (erreur quadratique moyenne de prédiction) de ± 0,04. Cela valide l’utilisation de l’analyseur NIR portable Visum Palm™ comme méthode en temps réel (< 3 secondes) pour déterminer l’activité de l’eau dans les aliments pour animaux et l’alimentation animale comme une alternative beaucoup plus efficace à la méthode traditionnelle.

Importance de l'analyse de la teneur en eau pour la sécurité alimentaire

Le contrôle de la teneur en eau et de l’activité de l’eau dans les aliments pour animaux est essentiel pour la sécurité alimentaire, et ce pour plusieurs raisons :

  • Prévention de la croissance microbienne : Les micro-organismes ont besoin d’eau libre pour se développer et se reproduire. Une teneur en eau et une Aw trop élevées favorisent le développement d’agents pathogènes tels que Salmonella, E. coli et les moisissures, qui peuvent provoquer des maladies chez les animaux et les humains, puisqu’ils sont liés à la chaîne alimentaire.
  • Préservation du produit : Un aliment dont l’activité de l’eau est contrôlée a une durée de conservation plus longue. La croissance microbienne et les réactions chimiques qui provoquent la détérioration des nutriments sont minimisées lorsque l’Aw se situe dans des plages optimales.
  • Contrôle des toxines : Une mauvaise gestion de la teneur en eau peut favoriser l’apparition de toxines fongiques, telles que les aflatoxines, qui peuvent être très dangereuses pour les animaux et donc pour la chaîne alimentaire humaine.
  • Maintien de la qualité nutritionnelle : Un taux d’humidité adéquat garantit la stabilité des nutriments présents dans les aliments pour animaux. L’oxydation des graisses et la dégradation des vitamines sont accélérées dans des conditions d’humidité élevée, ce qui réduit la qualité nutritionnelle des aliments pour animaux.
  • Coûts et efficacité : Une teneur en eau contrôlée réduit les pertes économiques, car les aliments pour animaux sont plus stables pendant le transport et le stockage, ce qui réduit le risque de pertes dues à la contamination ou à la détérioration.

Conclusions de l'analyse de l'activité de l'eau dans les aliments pour animaux

Analyseur de poche ou de laboratoire Visum Palm™

 

Le contrôle de la teneur en eau et de l’activité de l’eau dans les aliments pour animaux est essentiel non seulement pour maintenir la qualité nutritionnelle des aliments, mais aussi pour garantir la sécurité alimentaire et prévenir les risques liés à la croissance microbienne et à la contamination.

Les méthodes d’analyse traditionnelles telles que le séchage au four fournissent des outils essentiels pour garder ces facteurs sous contrôle, mais elles nécessitent beaucoup de ressources et de temps par rapport à l’analyse de l’activité de l’eau à l’aide de la spectroscopie infrarouge NIRS.

L’analyseur portable Visum Palm™ est capable de prédire l’Aw dans les échantillons d’aliments pour animaux en moins de 3 secondes avec une précision de ± 0,04, contribuant ainsi à une bonne gestion de l’activité de l’eau au cours du processus de production, ce qui est essentiel pour garantir la qualité des aliments pour animaux, la santé des animaux et la durabilité de la production alimentaire. En tant qu’analyseur multiparamétrique portable ou de table (laboratoire), il peut être utilisé simultanément pour déterminer la teneur en eau, en graisses et en fibres, pour ne citer que les paramètres les plus importants dans la production d’aliments pour animaux de compagnie, constituant ainsi un outil fondamental pour des contrôles analytiques et de produits efficaces, même pour les matières premières agroalimentaires.

Par IRIS Technology Solutions
Innovation-fr 25 septembre 2024

Contrôle en temps réel du degré de cuisson des gommes à mâcher avec Visum Raman In-Line™

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Contrôle en temps réel du degré de cuisson des gommes à mâcher avec Visum Raman In-Line™

Les bonbons gélifiés, également appelés bonbons à la gelée, haricots gélifiés, bonbons à la gelée de fruits ou gommes, sont une vaste catégorie de bonbons à mâcher à base de gelée qui sont populaires dans le monde entier depuis plus d’un siècle et qui, depuis peu, intègrent également des vitamines dans leurs recettes pour la production de bonbons sains.

Selon la recette, les gommes sont fabriquées à partir d’amidon, de pectine, de gélatine, de sirop de glucose, de sucre, d’eau, de citrate de sodium, d’extraits de fruits et de plantes, d’arômes, de colorants et d’autres additifs ; tous ces ingrédients sont mélangés et diverses caractéristiques sont contrôlées afin d’obtenir le meilleur goût et la meilleure texture. Pour répondre à ces exigences, le degré de gélatinisation de l’amidon est un facteur critique lors de la production de la pâte gélifiée et, par conséquent, l’analyse de l’amidon résiduel après le processus de cuisson est un facteur critique.

Niveau de cuisson de l'amidon : le processus de gélatinisation

Pour obtenir la gélatinisation de la masse gélifiée, on utilise souvent de l’amidon, dont l’amidon de pomme de terre et l’amidon de maïs sont les plus populaires et sont disponibles dans une large gamme de modifications.
La gélatinisation, ou « cuisson », est le processus par lequel les granules d’amidon sont soumis à l’action de l’eau et de la température, qui rompt les liaisons hydrogène et dissout les granules dans la masse du bonbon. Après avoir été soumis à un processus ultérieur de dépôt et de séchage, on obtient la texture et la consistance finales de la gomme.
Dans l’industrie de la confiserie, la gélatinisation a généralement lieu dans des systèmes de cuisson en continu.

Analyse traditionnelle

À l’heure actuelle, il n’existe pas de méthode en ligne permettant de contrôler le degré de cuisson en continu pendant la production. Bien qu’il existe plusieurs méthodes pour déterminer le degré de cuisson, elles sont toutes basées sur le prélèvement d’échantillons et leur analyse hors ligne. Cette technique nécessite beaucoup de travail et un personnel qualifié, sans compter la difficulté de prendre des décisions et de pouvoir corriger les paramètres du processus en temps réel, ce qui permet d’éviter les gommes molles, à la texture incorrecte, ou les problèmes ultérieurs dans le processus de démoulage.

L’une des méthodes utilisées pour contrôler le point final du processus de cuisson est réalisée en laboratoire à l’aide de la technique de comptage des granules d’amidon au moyen d’un microscope à lumière polarisée.

Cette technique consiste à compter visuellement les particules d’amidon et, en fonction de la quantité de particules présentes dans l’échantillon, l’analyste peut déterminer si la cuisson a été satisfaisante ou s’il est nécessaire de modifier les paramètres du processus (température) ou de prolonger le temps de cuisson. Si le nombre de granules d’amidon dans l’échantillon est inférieur ou égal à 10, le degré de cuisson est considéré comme adéquat, tandis que si le nombre est supérieur, le degré de cuisson est considéré comme insuffisant.

Granules d’amidon sous le microscope à lumière polarisée avec la zone marquée en rouge pour le comptage.

Real-time cooking degree monitoring of gummies

Un partenariat pour l'avenir du secteur

IRIS Technology Solutions SL, l’un des principaux fabricants espagnols de solutions basées sur la spectroscopie pour le contrôle et la surveillance des processus industriels, en collaboration avec le fabricant néerlandais Tanis Confectionery B.V., fabricant mondial de machines pour la production de gummies, se sont associés pour développer une méthode de contrôle en temps réel de la gélatinisation de l’amidon et offrir ainsi une solution alternative à valeur ajoutée à l’ensemble de l’industrie.

Dans le cadre de cette collaboration, des tests ont été effectués pendant des mois dans les installations du Tanis Innovation Center (Pays-Bas) à l’aide de l’analyseur Visum Raman In-Line™, propriété d’IRIS Technology Solutions SL.

La spectroscopie Raman est une technique analytique utilisée pour observer les modes de vibration, de rotation et d’autres modes à basse fréquence dans un système. Elle repose sur la diffusion inélastique d’une lumière monochromatique, un laser, pour fournir des informations détaillées sur les vibrations moléculaires et la composition chimique. Contrairement à la spectroscopie NIR, elle est particulièrement adaptée à la surveillance des matrices aqueuses ou à la détermination de la concentration d’un analyte dissous dans l’eau.

Cette technologie est une technique analytique non invasive qui analyse en temps réel le flux du produit, dans ce cas la pâte gélifiée, en insérant une sonde à immersion de qualité alimentaire, capable de fournir des résultats en temps réel de ce qui se passe dans le processus avec l’étalonnage approprié.

Contrôle en temps réel du degré de cuisson des gommes Contrôle en temps réel du degré de cuisson des gommes

Développement d'une méthode d'analyse en temps réel

Pendant la phase de test, différentes recettes à base d’amidon de pomme de terre, d’amidon de maïs et d’une combinaison de gélatine et d’amidon ont été fabriquées et contrôlées et cuites à différentes températures pour obtenir différents degrés de gélatinisation de l’amidon pendant le processus de cuisson afin de développer l’algorithme de prédiction du niveau de cuisson (suffisamment cuit / insuffisamment cuit).

Pendant que l’analyseur Visum Raman In-Line™ acquiert des spectres tout au long du processus de cuisson des différents lots ou recettes, des échantillons sont extraits et analysés par la méthode de référence du comptage visuel à l’aide d’un microscope à lumière polarisée.

Pour le suivi du processus continu, le modèle a été développé pour déterminer deux classifications finales, « Suffisamment cuit » (≤10 granules d’amidon) et « Mal cuit » (>10 granules d’amidon). Le résultat obtenu est le fruit de 3 analyses consécutives pour confirmer le degré de gélatinisation et éviter toute erreur de classification.

 

Left: comparison of the average pre-processed Raman spectrum of the different recipes used. Right: classification results of the model for five of the recipes. The points above the red dotted line correspond to measurements classified as adequately cooked.

Real-time cooking degree monitoring of gummies Real-time cooking degree monitoring of gummies

Conclusions

Les tests effectués ont permis de conclure que le même modèle prédictif peut être utilisé pour établir des prévisions de niveau de cuisson pour les recettes à base d’amidon de maïs et de pomme de terre.

Pour tous les lots fabriqués à partir d’amidon de pomme de terre et de maïs, le Visum Raman In-Line™ a correctement classé leur niveau de cuisson.

Outre les modèles développés, il est possible de créer des modèles uniques pour des recettes de bonbons et des ingrédients uniques grâce à cette méthode en ligne.

Pour les recettes avec de la gélatine ou de l’amidon modifié qui ont été analysées, des différences spectrales plus significatives ont été observées, de sorte que des modèles prédictifs classificatoires spécifiques ont été réalisés pour ces formulations avec des résultats de validation similaires.

Il est donc possible de prédire avec succès le niveau de cuisson de la pâte à gelée à base d’amidon de maïs et de pomme de terre ainsi que de différentes gélatines modifiées à l’aide de l’analyseur de processus raman en temps réel, une alternative réellement plus efficace à la méthode d’analyse traditionnelle et actuelle.

Principales caractéristiques de l'analyseur de processus Visum Raman In-Line™

  • Capteur prêt à l’emploi dès la mise sous tension (pas de préchauffage nécessaire).
  • Analyseur conçu pour fonctionner dans un environnement industriel.
  • Ordinateur et système d’exploitation intégré.
  • Source d’excitation laser 785 nm.
  • Système de refroidissement interne stable à -40°C.
  • IP 65-68.
  • Connexion au process via une sonde d’immersion de qualité alimentaire.
  • Compatible avec différents pilotes de communication avec le PLC ou le SCADA de l’usine.
  • Il peut être facilement intégré dans n’importe quelle position de la tuyauterie.
  • Dispositif nécessitant peu d’entretien.
  • Avec le logiciel Visum Master™ version SMART, l’utilisateur dispose d’un Model Builder assisté par IA pour développer, ajuster ou mettre à jour des modèles prédictifs pour différentes recettes ou formulations.
raman analyzer

Analyseur de processus Visum Raman In-Line™

Par IRIS Technology Solutions
Industry-4-0-fr, Innovation-fr 25 janvier 2024

Classification, vérification et identification des plastiques à l’aide de Visum Palm™.

identificación, verificación y clasificación
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Classification, vérification et identification des plastiques à l'aide de Visum Palm™.

Dans cet article, nous aborderons le problème de la classification et de l’identification des plastiques en utilisant l’analyseur NIR portable Visum Palm™ comme une technique agile, en temps réel et non destructive utile dans différents processus, que ce soit dans le recyclage des plastiques post-industriels, dans l’analyse et la classification des plastiques post-consommation, dans l’identification des plastiques pour leur industrialisation, ou même dans les domaines de la recherche et du développement de nouveaux plastiques.

Dans tous ces cas, la spectroscopie proche infrarouge se présente comme un outil précieux pour la caractérisation des polymères par rapport aux méthodes d’analyse traditionnelles.

L’identification desplastiques et le tri sont importants dans le recyclage des polymères et dans la fabrication lorsqu’on utilise des plastiques recyclés, car dans les deux cas, il faut s’assurer que les matières plastiques sont aussi pures et propres que possible, car de faibles niveaux d’impuretés peuvent affecter de manière significative la qualité et les performances d’un lot recyclé.

Bien qu’il existe plusieurs analyseurs NIR portables sur le marché, il est important de tenir compte de la gamme spectrale avec laquelle l’équipement travaille, de la taille de la zone de mesure (acquisition du spectre) et de la résolution spectrale (la qualité du spectre obtenu). Le nouvel analyseur Visum Palm™ a une zone de mesure de 10 mm de diamètre, fonctionne dans la gamme spectrale 900-1700 nm avec une résolution de seulement 3 nm (↓ nm = ↑ résolution spectrale). C’est un appareil autonome doté d’un ordinateur embarqué et d’un écran tactile et il n’est donc pas nécessaire de le connecter à un ordinateur ou à un smartphone pour travailler avec lui.

Análise de forragens e espectroscopia nir

Le nouveau Visum Palm™, qui comprend une bibliothèque de polymères, permet d’effectuer des lectures et des déterminations sur la ligne, sans préparation d’échantillon, en moins de 3 secondes. Il est également possible de l’utiliser comme appareil de laboratoire car il dispose d’une base de support qui permet de fixer différents porte-échantillons pour l’analyse de granulés, de paillettes ou de plastiques jusqu’à 2 mm.

La bibliothèque d’usine incluse dans l’analyseur comprend les classes suivantes : 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.

Étendez et développez votre propre bibliothèque avec Visum Master™

Le software Visum Master™ est un logiciel informatique qui permet à l’utilisateur final de créer, d’étendre et de renforcer ses propres méthodes ou bibliothèques d’identification, de classification et de quantification sans avoir besoin d’un spécialiste ou de connaissances techniques en spectroscopie, ce qui fait de l’analyseur un système véritablement ouvert pour répondre aux besoins d’analyse présents et futurs (nouvelles classes de polymères, nouveaux fournisseurs, etc.).

Comme indiqué ci-dessous, il est possible d’incorporer des spectres de nouveaux échantillons dans une classe existante ou d’incorporer de nouvelles classes et de maintenir ainsi la bibliothèque aussi robuste et à jour que possible afin de pouvoir classer ou identifier les polymères.

Identification des polymères visum master

Identification des plastiques

Il s’agit d’une méthode de travail qui permet d’analyser l’identification des plastiques dans la bibliothèque disponible dans l’analyseur. Le résultat obtenu, comme on peut le voir ci-dessous, est le type de polymère ayant la plus grande similarité et les suivants (de la plus grande à la plus petite similarité).

identification des plastiques polymers identification

Vérification des plastiques

Comme pour l’identification des plastiques, elle est basée sur une procédure mathématique de similarité, mais elle permet de choisir un type de matériau à analyser dans la bibliothèque d’identification pour confirmer son identité. Le résultat de l’analyse de vérification est PASS / FAIL. En cas de résultat négatif (FAIL), il fournit la classe correspondant au type de plastique analysé. Les deux cas sont illustrés ci-dessous.

polymers_identification

Classification des matières plastiques

Contrairement à l’analyse d’identification des plastiques, la classification utilise des algorithmes d’apprentissage automatique pour analyser et classer avec précision des échantillons qui sont spectralement très similaires les uns aux autres, où une double vérification est nécessaire pour déterminer la classe de polymère (PET/PETG, par exemple). Grâce au software Visum Master™, l’utilisateur peut créer ses propres bibliothèques de classification pour les cas les plus problématiques.

À l’issue de l’analyse, l’utilisateur obtient la classe correspondante.

En conclusion, la spectroscopie NIR est un outil très précieux et efficace pour la classification ou l’identification des plastiques et, bien qu’elle ne soit pas abordée dans cet article, elle est également utile aux fabricants de plastiques et de nouvelles formulations pour quantifier les mélanges. La nature ouverte de l’analyseur grâce au software Visum Master™ fait de l’analyseur Visum Palm™ un système ouvert et autonome qui peut continuellement introduire de nouveaux échantillons, de nouveaux spectres et générer différentes bibliothèques sans avoir besoin d’un spécialiste.

Par IRIS Technology Solutions
Industry-4-0-fr, Innovation-fr 10 octobre 2023

IRIS Technology Solutions à Salon Alimentaria FoodTech 2023

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IRIS Technology Solutions à Salon Alimentaria FoodTech 2023

Fin septembre, IRIS Technology Solutions a présenté à Salon Alimentaria FoodTech 2023 Barcelona les différentes solutions de contrôle en temps réel de la qualité et des processus pour l’industrie que l’entreprise catalane fabrique et commercialise sous la marque Visum®.

Alimentaria-FoodTech est le salon des machines, des technologies et des ingrédients qui intègre la chaîne de valeur de la transformation et de la conservation des aliments. Il s’agit d’un salon transversal qui s’adresse à l’industrie de la production d’aliments et de boissons, depuis les matières premières jusqu’à la distribution commerciale.

Visum® Solutions

Les solutions Visum® optimisent et numérisent le contrôle de la qualité sur différentes lignes de production. Elles fonctionnent sur la base de la spectroscopie NIR, Raman, hyperspectrale et de la vision industrielle, fournissant des informations en temps réel pour la prise de décision et la rectification des processus de production. En outre, les participants au salon ont pu découvrir de première main le nouvel analyseur NIR portable Visum Palm™.

nouvel analyseur NIR portable Visum Palm™

Le nouvel analyseur Visum Palm™ présente un design innovant et ergonomique, ainsi que la possibilité d’effectuer des analyses à tout moment et en tout lieu, sans qu’il soit nécessaire de le connecter à un appareil électronique externe. Cela est possible car il intègre un écran tactile et un ordinateur embarqués, qui permettent toutes les fonctionnalités de routine de l’appareil.

En outre, il dispose du Visum Master™, ce logiciel, contrairement aux logiciels de modélisation et d’étalonnage les plus courants sur le marché, avec lesquels l’utilisateur doit avoir certaines connaissances techniques en chimiométrie ou confier une telle tâche à un tiers.

Il permet d’effectuer des étalonnages de manière automatisée et agile uniquement en incorporant des spectres et des références (quantitatives ou qualitatives), en plus d’autres fonctionnalités.

Shealthy Project

Salon Alimentaria FoodTech

IRIS Technology Solutions a également présenté à FoodTech le projet européen SHEALTHY, qui vise à évaluer et à développer une combinaison optimale de méthodes non thermiques d’assainissement, de conservation et de stabilisation pour améliorer la sécurité (inactivation des pathogènes et des micro-organismes de détérioration) tout en préservant la qualité nutritionnelle (jusqu’à 30 %) et en prolongeant la durée de conservation (jusqu’à 50 %) des produits alimentaires et de consommation. En combinant et en modulant les technologies non thermiques avec des opérations de traitement minimales, l’approche de SHEALTHY sera enfin en mesure de répondre à la demande croissante des consommateurs pour des aliments sains.

Par IRIS Technology Solutions
Ai-fr, Digitalization-fr, Industry-4-0-fr, Innovation-fr, Pharma-4-0-fr 5 septembre 2023

Nouvel analyseur NIR portable Visum Palm™ assisté par l’IA

nouvel analyseur NIR portable Visum Palm™
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Nouvel analyseur NIR portable Visum Palm™ assisté par l'IA

IRIS Technology Solutions présente la dernière version de son nouvel analyseur NIR portable Visum Palm™, qui vient compléter sa gamme Visum® d’analyseurs de procédés en temps réel pour l’industrie.

Le nouvel analyseur NIR portable Visum Palm™ est un spectrophotomètre NIR entièrement portable qui permet d’analyser en temps réel différentes substances, produits ou mélanges, sans avoir recours aux techniques traditionnelles de laboratoire et d’échantillonnage, ce qui permet à l’industrie d’obtenir des résultats sur place pour prendre des décisions ou corriger les paramètres des processus de production.

Le nouvel analyseur NIR portable Visum Palm™ apporte avec elle un design innovant et un changement radical dans la manière dont les utilisateurs expérimentent la technologie NIR, désormais assistée par IA avec le logiciel Visum Master™, afin que chaque fabricant puisse créer automatiquement ses propres modèles prédictifs ou calibrations en fonction de ses besoins en matière de contrôle et d’analyse.

 

Conception, autonomie et robustesse

Le nouvel analyseur NIR portable Visum Palm™ offre un design innovant et ergonomique, ainsi que la possibilité d’effectuer des analyses à tout moment et en tout lieu, sans avoir à le connecter à un appareil électronique externe. Cela est possible car il intègre un écran tactile et un ordinateur, qui permettent toutes les fonctionnalités de routine de l’appareil.

Le Visum Palm™ opère dans la gamme des 900 à 1700 nm, car c’est la bande qui combine le mieux la disponibilité des informations chimiques avec le prix et la maturité technologique. Il fonctionne principalement en mode de réflectance diffuse, pour lequel il dispose d’une optique spécialement conçue et brevetée afin d’extraire le maximum d’informations de l’échantillon. En particulier, il dispose d’une grande zone d’illumination (50 mm de diamètre) et d’une zone de collecte de 10 mm. Ces caractéristiques le différencient des analyseurs similaires en termes d’aptitude à analyser des échantillons hétérogènes, ce qui est le plus souvent le cas dans les conditions de travail réelles. Dans les cas où l’hétérogénéité est plus évidente, l’appareil peut être configuré pour calculer et rapporter la moyenne d’un nombre donné de répétitions.

 

Le nouvel analyseur NIR portable Visum Palm™ est conforme à la norme IP65, ce qui le rend résistant à la poussière, à l’humidité et à l’eau. Il est également suffisamment robuste pour être transporté et testé presque partout à l’intérieur ou à l’extérieur et est même livré avec un support pour une utilisation de bureau ou de table.

 

Une nouvelle expérience utilisateur assistée par l’IA avec le nouvel analyseur NIR portable Visum Palm™

Contrairement à la plupart des software de modélisation et d’étalonnage courants sur le marché, qui exigent que l’utilisateur ait des connaissances techniques en chimiométrie ou qu’il confie cette tâche à un tiers, le logiciel Visum Master™ basé sur PC rend la technologie NIR encore plus accessible en automatisant le prétraitement, la sélection des algorithmes d’analyse multivariée et la validation. Cela permet à tout utilisateur de générer des modèles en entrant simplement des spectres et des références (quantitatives ou qualitatives) pour une analyse de routine en temps réel afin de remplacer l’analyse traditionnelle.

Le nouveau software permet également d’étendre et d’éditer des modèles préexistants, de se synchroniser avec l’analyseur portable pour importer des spectres, d’exporter des modèles, de télécharger des résultats de mesure, de générer automatiquement des rapports de validation de méthodes analytiques et des rapports d’audit pour les environnements GMP, et de vérifier les performances métrologiques de l’appareil de manière guidée lorsque cela est nécessaire.

 

Pour l’industrie et les environnements GMP

Si la technologie NIR a une myriade d’applications dans de nombreuses industries telles que le plastique, l’agroalimentaire, la chimie, l’agro-industrie, le bois, les biocarburants, pour citer les plus pertinentes mais pas les seules ; c’est pour l’industrie pharmaceutique et les environnements GMP que le nouvel analyseur NIR portable Visum Palm™ introduit des nouveautés significatives au niveau de la convivialité et de la fonctionnalité. Il est conforme à la norme 21 CFR Part 11, permettant la génération et l’affichage d’un rapport Audit Trail automatique, l’enregistrement de toutes les activités de l’appareil, où des commentaires et des observations peuvent être incorporés. Il permet également à l’utilisateur de générer automatiquement les validations de méthodes analytiques développées et d’effectuer des contrôles métrologiques de l’appareil lorsque cela est nécessaire et de télécharger les résultats à une date ultérieure.

« Aujourd’hui, la technologie NIR doit être facile à utiliser et à comprendre, tout en donnant à l’utilisateur la liberté et l’autonomie nécessaires pour l’exploiter au maximum et faciliter son travail quotidien. La technologie doit être un facilitateur. Nous continuerons à progresser en termes d’automatisation et de nouvelles fonctionnalités, car nous sommes convaincus que c’est la bonne voie à suivre et que c’est ce dont l’industrie et les personnes qui y travaillent ont besoin »,déclare Oonagh Mc Nerney, directrice d’IRIS Technology Solutions, S.L.

 

Le nouvel analyseur NIR portable Visum Palm™ est maintenant disponible ici, où vous pouvez également trouver des informations techniques sur l’appareil, des vidéos et contacter IRIS Technology Solutions, S.L. pour une démonstration ou une demande spécifique.

Par IRIS Technology Solutions
Environment-fr, Industry-4-0-fr, Innovation-fr 15 décembre 2022

Recyclage des plastiques multicouches et composites

Reciclaje de plásticos multicapa
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Recyclage des plastiques multicouches et composites

Les plastiques apportent de la valeur en tant que produits de consommation pratiques, polyvalents et légers, ainsi que des performances avancées dans des applications haut de gamme telles que les automobiles. Cependant, malgré leur utilité, il est clair que la consommation linéaire de plastiques à usage unique est incompatible avec la transition de l’Europe vers une économie circulaire. Ce modèle donne la priorité à la réutilisation et au recyclage des ressources, dans le but de réduire les déchets et de conserver autant de valeur que possible.

En matière de recyclage des plastiques, des progrès ont été réalisés. Par exemple, 41,5 % des déchets d’emballages plastiques générés ont été recyclés en 2018. Cela reste insuffisant pour parvenir à une circularité totale, notamment en ce qui concerne le recyclage des plastiques multicouches qui sont difficiles à séparer. En outre, il est essentiel que les technologies de recyclage suivent l’évolution des nouveaux matériaux qui arrivent sur le marché

Recyclage avancé des plastiques

Le projet MultiCycle, financé par l’UE, vise à développer une usine pilote pour le recyclage industriel et le traitement des plastiques multicouches. Cette usine se concentre sur deux segments industriels importants qui posent un défi aux recycleurs : les emballages multicouches/films souples et les composites thermoplastiques renforcés de fibres du type de ceux utilisés dans le secteur automobile.

Choix de la technologie

Les techniques NIR et HSI-NIR sont traditionnellement utilisées pour le tri des conteneurs. La première convient pour les pièces d’emballage individuelles avant le déchiquetage et peut également fournir une évaluation initiale de l’adéquation avant de passer à la seconde, qui fournit un mode d’imagerie. Dans le cadre du projet MultiCycle, les matériaux d’emballage ont été introduits sur un convoyeur sous la forme de flocons de 5 cm maximum. Cependant, la spectroscopie NIR ponctuelle était la technique cible utilisée pour contrôler les plastiques dissous et récupérés pendant et après le processus CreaSolv®, où aucune capacité d’imagerie n’est requise. Des techniques complémentaires telles que la LIBS et la FTIR ont également fait l’objet d’essais préliminaires pour détecter d’autres fractions telles que l’AlOx ou pour permettre la détection des conteneurs noirs, ce qui pourrait améliorer la précision du contrôle lorsqu’un système complet sera mis en œuvre.

Spectroscopie proche infrarouge (NIRS)

La spectroscopie NIR est une technique spectroscopique vibrationnelle. Dans cette région, les spectres d’absorption sont composés d’harmoniques et de bandes de combinaison par rapport aux modes fondamentaux des molécules dans la région de l’infrarouge moyen. Le rayonnement proche infrarouge a une longueur d’onde comprise entre 900 et 2500 nm. Les bandes d’absorption dans cette région sont larges, en raison du degré élevé de chevauchement des bandes. En outre, en raison des règles de sélection des phénomènes, l’intensité du signal est dix à mille fois plus faible que les signaux dans la région de l’infrarouge moyen. Toutefois, ce manque d’intensité et le chevauchement élevé des bandes sont compensés par sa grande spécificité. La spécificité de la spectroscopie NIR repose sur le fait que les liaisons NH, OH et CH absorbent fortement les radiations à ces longueurs d’onde, ce qui en fait un outil optimal pour l’étude des composés organiques et des polymères. En outre, l’utilisation de méthodes multivariées pour l’analyse des données spectrales a permis d’exploiter tout le potentiel de la technique à des fins d’identification, de discrimination, de classification et de quantification.

Système d'imagerie hyperspectrale dans l'infrarouge à ondes courtes (HSI-SWIR)

Les technologies actuelles de contrôle et de classification des déchets plastiques solides dans le proche infrarouge ont intégré des caméras hyperspectrales dans leur configuration. Elles permettent, au lieu de collecter un seul spectre, d’enregistrer une image hyperspectrale (HSI) de l’échantillon (cube hyperspectral), qui contient non seulement la localisation spatiale de l’échantillon, mais aussi sa composition chimique et sa distribution. À cet égard, plusieurs publications et développements technologiques ont été réalisés en utilisant l’HSI-SWIR pour la classification et l’identification des matières plastiques.

Un système d’imagerie hyperspectrale de base, illustré à la figure 3, comprend dans sa configuration un capteur sensible (caméra CCD), une source d’éclairage à large bande, un spectromètre qui sépare la lumière rétrodiffusée/transmise en ses différentes longueurs d’onde et, le cas échéant, une bande transporteuse pour l’échantillonnage. Dans ce cas, il convient de noter que le tapis roulant doit être synchronisé avec la vitesse d’enregistrement du capteur CCD pour une acquisition correcte des images. Un système hyperspectral fournit un hypercube en sortie. Un hypercube est un ensemble de données disposées en trois dimensions, deux spatiales (un plan XY) et une spectrale (𝜆, longueur d’onde), comme illustré ci-dessous.

Paramètres de mesure :

Les paramètres les plus importants pour l’enregistrement d’un cube hyperspectral peuvent être résumés comme suit :

  • Fréquence d’images de la caméra (fps)
  • Vitesse du transporteur (m/s)
  • Distance caméra-transporteur (cm) et temps de collecte (µs). Ces paramètres sont interdépendants et doivent être optimisés pour obtenir des spectres enregistrés de bonne qualité.

Les images hyperspectrales ont été enregistrées avec une caméra SWIR fonctionnant dans la gamme ∼900-1700 nm, à une fréquence d’images de 214 fps, avec un temps d’intégration de 350𝜇s et une vitesse de transport de 25m/min.

Recyclage des plastiques multicouches

Figure 1 : (Gauche) Jeu d’échantillons n° 1. Comprend des films plastiques souples en PE, PP, PA et PET. Les combinaisons simples et doubles de ces polymères (c’est-à-dire polymère A/polymère B) ont été incluses. (Droite) Image de classification réalisée à l’aide d’un modèle PLSDA.

Conclusions du projet

Le système de surveillance HSI a été en mesure de fournir une bonne approximation du pourcentage de polymère contenu dans un échantillon de polymère multicouche. Dans le pire des cas, le polymère le plus abondant présent dans l’échantillon est prédit, de sorte qu’avec de grands lots, les pourcentages finaux seraient assez précis. En ce qui concerne le suivi du processus de dissolution, seuls 1 polymère et 1 solvant ont été fournis pour être testés dans IRIS. Les résultats obtenus avec le Visum Palm™ étaient conformes aux attentes, mais aucun modèle de processus n’a été testé au fil du temps. Le contrôle de la dissolution n’a pas été effectué en raison de problèmes avec le viscosimètre installé dans LOEMI. Pour cette raison, il n’y a pas d’autres résultats dans cette section.

Pour le contrôle des échantillons automobiles, la technique choisie a été la LIBS. L’optimisation de la LIBS a été compliquée, car c’était la première fois qu’elle était utilisée. Des modèles ont été exécutés en modifiant différents paramètres pour sélectionner les meilleures conditions. L’outil PATbox pour la LIBS ne permettait pas l’acquisition de données à la même vitesse que le logiciel LIBS, de sorte que les modèles ont dû être modifiés. Enfin, les modèles ont été calibrés et testés pour prédire le type de fibres dans les plastiques noirs PP et PA. Les résultats obtenus dans les 3 lots étaient satisfaisants, car les prédictions données par les modèles (chimiométrie et apprentissage automatique) étaient proches de la teneur réelle. Des tests ont été effectués pour différencier le PP et le PA, mais le taux de classification était d’environ 80 % de bonnes prédictions. En général, les erreurs d’étiquetage et l’encrassement des échantillons n’ont pas été très utiles pour le développement des modèles de prédiction.

Par IRIS Technology Solutions
Environment-fr, Innovation-fr 3 août 2022

Économie circulaire : Bioplastiques et plastiques noirs

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Économie circulaire : Bioplastiques et plastiques noirs

Économie circulaire : D’ici 2022, une part importante des plastiques usagés – plus de deux tiers dans certains pays – sera incinérée ou mise en décharge, et seule une petite partie sera recyclée (30 %). Dans ce contexte, il est urgent de trouver des matériaux de substitution biodégradables pour les plastiques noirs qui ne peuvent pas être récupérés aujourd’hui par les techniques optiques et de tri traditionnelles, tout en conservant leurs propriétés fonctionnelles dans les applications industrielles.

Dans ce contexte, IRIS Technology a présenté en juillet dernier au salon SIMULTECH 2022, sa recherche « Biodegradation prediction and modelling for decision support », un modèle mathématique d’IA qui permet de prédire la biodégradation de matériaux naturels d’origine alimentaire qui sont candidats pour remplacer les composés carbonés actuellement utilisés dans l’industrie automobile, l’électronique, les sacs plastiques, entre autres.

Bioplastiques et plastiques noirs

Le terme « bioplastique » est complexe et englobe les matériaux provenant de sources renouvelables et les matériaux biodégradables. Si de nombreux plastiques sont dégradables dans certaines conditions naturelles ou artificielles, tous ne sont pas récupérables. En particulier, les plastiques noirs, en raison de leur pigment ou de leur couleur, échappent aux systèmes infrarouges traditionnels utilisés dans l’industrie du recyclage pour leur séparation.

BionTop: Bioplastiques et plastiques noirs

Les travaux menés par IRIS Technology avec une douzaine d’entités européennes s’inscrivent dans le cadre du projet européen BIOnTop, qui vise à développer une gamme de bioplastiques et de revêtements complémentaires et à valider leur utilisation dans les emballages de produits alimentaires et de soins personnels, en déterminant leur impact environnemental et la viabilité économique d’un projet de substitution étendu dans l’industrie.

Bioplastiques

Administrations et entreprises participant au projet

  • Allemagne : European Bioplastics EV, Fachhochschule Albstadt-Sigmaringen
  • Belgique : Istrazivanjei Razvoj Centre Scientifique & Technique del’Industrie Textile Belge ASBL, Organic Waste Systems NV, Sioen Industries NV
  • Slovénie : BIO-Mi Drustvo S Ogranicenom Odgovornoscu za Proizvodnju
  • Espagne : AIMPLAS, Cristobal Meseguer SA, Emsur Macdonell SA, IRIS Technology Solutions SL, Queserías Entrepinares SA, Ubesol SL
  • Estonie : Wearebio OU
  • Italie : Consorzio Interuniversitario Nazionale per la Scienza e Tecnologia dei Materiali, Enco SRL, Laboratori Archa SRL, Movimento Consumatori, Planet Bioplastics SRL, Romei SRL
  • Pays-Bas : Total Corbion PLA BV
  • République tchèque : Silon SRO
Par IRIS Technology Solutions
Industry-4-0-fr, Innovation-fr 24 janvier 2022

IRIS Technology développe le premier système industriel d’inspection et de contrôle des produits chimiques pour les panneaux de mélamine

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IRIS Technology développe le premier système industriel d'inspection et de contrôle des produits chimiques pour les panneaux de mélamine

IRIS Technology, une société d’ingénierie espagnole qui fabrique des solutions photoniques pour le contrôle qualité en ligne, a développé le premier système industriel de contrôle qualité en temps réel des panneaux de mélamine ou de particules avec la technologie NIR et hyperspectrale.

L’industrie du bois, et par conséquent l’industrie du meuble et de l’ameublement, est un secteur qui continue de croître à pas de géant dans le monde entier, avec une augmentation de 6,5 % d’une année sur l’autre, toujours stimulée par l’augmentation de la consommation pendant la pandémie. Il n’est donc pas surprenant que la technologie accompagne l’industrie dans cette croissance en combinant les techniques de production et d’exploitation avec des technologies intelligentes telles que la photonique, l’analytique et l’intelligence artificielle apportées par l’industrie 4.0.

Le nouveau système industriel de vision chimique, fabriqué et breveté par IRIS Technology, utilise la technologie NIRS (spectroscopie proche infrarouge) et l’apprentissage automatique en même temps que des modèles chimiométriques pour analyser la composition de chaque unité de panneau de mélamine produite, de manière non invasive, Il peut analyser quantitativement la distribution du paramètre d’humidité sur la ligne d’imprégnation et classer le niveau de durcissement de chaque panneau afin de détecter les défauts de manière précoce, de corriger les processus d’usine et de rejeter ou de refabriquer les panneaux.

Jusqu’à présent, le contrôle de ce type de paramètres dans le processus de production de mélamine n’était effectué qu’au moyen de méthodes de laboratoire destructives et d’une inspection visuelle, ce qui impliquait un coût élevé pour le fabricant et l’inspection difficile, voire impossible, de toutes les unités produites. Cette nouvelle application technologique représente une solution pour l’inspection de ce type de panneaux, réduisant ainsi les unités défectueuses, les pertes, les réclamations et améliorant par conséquent l’image de marque du fabricant.

Pour plus d’informations, veuillez contacter IRIS Technology.

 

Contrôle des produits chimiques
Par IRIS Technology Solutions
Industry-4-0-fr, Innovation-fr, Pharma-4-0-fr 27 octobre 2021

Pré-vente : Le nouvel analyseur raman Visum Raman In-Line™ sera vendu en avant-première à un petit nombre de sociétés pharmaceutiques.

Le nouvel analyseur raman
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Le nouvel analyseur raman Visum Raman In-Line™

IRIS Technology présente dans la dernière édition de Farmespaña Industrial Magazine – Farmaforum Special – sa gamme d’analyseurs PAT pour l’industrie pharmaceutique avec une grande nouveauté pour l’industrie, l’attente du lancement de son analyseur Raman, qui sera disponible à la fois pour travailler en ligne ou intégré à la ligne, pour le début de l’année prochaine, et dont le lancement officiel commencera par une phase de prévente à un nombre limité de sociétés pharmaceutiques espagnoles.

« Notre connaissance de l’industrie et notre expérience PAT nous ont amenés à développer ce nouveau membre de notre famille d’analyseurs spectroscopiques Visum, principalement pour répondre aux nombreux besoins de contrôle de formulation en ligne, où les particularités de chaque projet et le travail de modélisation chimiométrique derrière chacun d’eux sont extrêmement complexes », a déclaré Alejandro Rosales, responsable de la science et de la technologie chez IRIS.

Les équipes techniques d’IRIS Technology travaillent actuellement à l’extension des applications de l’analyseur Raman aux processus à différents stades de l’industrie de fabrication des médicaments avant leur lancement, et invitent les sociétés pharmaceutiques intéressées par des applications particulières à effectuer gratuitement une modélisation ad hoc.

Le Visum Raman atteint un rapport signal/bruit bien supérieur à celui de ses concurrents sur le marché car, grâce à sa résolution temporelle, il atténue physiquement les effets indésirables de la fluorescence, ce qui permet d’étendre la gamme d’applications dans l’industrie pharmaceutique au-delà de l’identification.

 » Il est important pour nous que le Visum Raman, comme ses frères et sœurs NIR, soit fortement orienté vers l’industrie des procédés et de la production, et qu’il aide les opérateurs et les techniciens de l’usine à prendre des décisions technologiques à la chaîne et en temps réel. C’est pourquoi nous avons déjà collaboré avec certaines entreprises en réponse à des défis particuliers, mais avec une forte transversalité vers d’autres produits et processus. En ce qui concerne l‘incertitude technologique raisonnable que ce type de projets à l’échelle industrielle génère toujours, à l’IRIS nous travaillons selon le schéma de la « preuve de concept », c’est-à-dire que nous validons préalablement le succès du projet à une échelle réduite et par rapport aux critères convenus avec le client », a fait remarquer le directeur adjoint de l’IRIS, Joan Puig.

Vous avez un défi à relever pour nos analyseurs Raman ? Voulez-vous participer à la prévente ? Écrivez-nous ici.

Par IRIS Technology Solutions