Análise de grãos por espetroscopia NIR em tempo real

A qualidade dos produtos alimentares depende diretamente da qualidade das matérias-primas utilizadas. Por conseguinte, a avaliação da sua composição, pureza e características físico-químicas é de interesse para a indústria alimentar.

Na análise de grãos, a espetroscopia NIR desempenha um papel crucial ao fornecer informações detalhadas sobre vários parâmetros em simultâneo, sendo a humidade um dos factores críticos na avaliação da qualidade dos grãos. No entanto, esta técnica permite também analisar outros parâmetros fundamentais, como o teor de proteínas, gorduras, fibras, cinzas e amido, oferecendo assim um controlo mais rigoroso de acordo com os critérios de qualidade estabelecidos.

A espetroscopia NIR distingue-se de outras técnicas pelo facto de não ser destrutiva, o que significa que as medições podem ser feitas continuamente sem comprometer a integridade do lote ou da amostra em análise. Além disso, os resultados são obtidos numa questão de segundos, simplificando a análise de grãos, os processos de controlo de qualidade e permitindo a tomada de decisões instantâneas em comparação com a análise química húmida convencional.

De seguida, veremos duas formas de realizar a análise de grãos por NIR, totalmente automatizada e contínua na linha de produção ou através de um analisador portátil, útil para análises no campo, no armazém de receção de matérias-primas ou em processos descontínuos.

Foi utilizado um analisador contínuo Visum NIR In-Line™ (900-1700 nm) para desenvolver o modelo de calibração de grãos e foram utilizadas 30 amostras de calibração e 7 amostras de validação de cada classe. Além disso, foram obtidas análises de referência em duplicado de cada amostra para mitigar o erro inerente ao método primário de análise. Para a análise da humidade, foi utilizado um medidor de humidade termogravimétrico HE53 (Metler Toledo), a proteína foi determinada pelo método de Kjeldahl e o teor de gordura foi determinado pelo método de Soxhlet.

O quadro seguinte apresenta os principais resultados e valores de mérito da análise de grãos de trigo mole (TB) e duro (TD) para os parâmetros humidade e proteína expressos em % de matéria seca. Além disso, são também apresentados os resultados relativos à gordura e à humidade do milho amarelo. É importante esclarecer que a mesma calibração é útil e agrupa ambas as classes de trigo numa única família ou método de análise. Não foram observadas diferenças espectrais significativas para cada um dos tratamentos.

^{* Quadro 1: Análise de grãos de trigo mole, trigo duro e milho amarelo. Principais valores de mérito resultantes do analisador contínuo Visum NIR In-Line™.}

A análise de grãos com espetroscopia NIR é também importante no fabrico de alimentos para animais para otimizar as dietas e o rendimento. No setor agroalimentar, a técnica NIR oferece inúmeras vantagens em relação aos métodos de química húmida, principalmente devido ao imediatismo do resultado e à possibilidade de poder tomar decisões tecnológicas no local, ainda mais se considerarmos a introdução destes sistemas como o analisador Visum NIR In-Line™ nas linhas de produção que permitem a monitorização contínua de todo o fluxo de produto para garantir as condições ideais do processo e do produto, mitigando qualquer desvio com consequências fitossanitárias que possam afetar a segurança de todo um lote, no que diz respeito à humidade.

Em muitas ocasiões, principalmente devido às condições e ao ambiente em que a análise de grãos deve ser efectuada, pode ser de grande utilidade trabalhar com um analisador de grãos NIR portátil, como o Visum Palm™. Este dispositivo, que trabalha na mesma gama espetral (900 – 1700 nm) que o analisador contínuo que vimos anteriormente, é capaz de determinar em menos de 3 segundos diferentes parâmetros de interesse em todos os tipos de grãos, cereais e oleaginosas.

Algumas das suas principais vantagens, especialmente para a análise de grãos no campo, são

• É um analisador autónomo (computador incorporado e ecrã tátil). Não necessita de estar ligado a nenhum dispositivo externo, tablet ou smartphone para funcionar.
• Tem uma área de medição da amostra de 10 mm de diâmetro e uma iluminação de 50 mm de diâmetro, o que permite mitigar as heterogeneidades presentes e obter mais informação química de cada amostra.
• Ao contrário da maioria dos analisadores portáteis de grãos NIR atualmente existentes no mercado, possui uma resolução espetral de 3 nm ou 256 pixels, ou seja, duas a três vezes superior, o que permite obter espectros e, portanto, resultados de elevada fiabilidade e qualidade.
• Inclui bibliotecas de fábrica para diferentes tipos de grãos.
• E é suportado pelo software externo Visum Master™ para PC, para que o utilizador final possa desenvolver as suas próprias calibrações NIR e ampliá-las de forma automatizada e assistida por IA. Desta forma, o utilizador não está dependente de bibliotecas de terceiros e tem total autonomia para reforçar e ampliar as suas calibrações para novos parâmetros ou produtos, de acordo com as suas necessidades atuais ou futuras.

Esperamos que tenha achado útil este artigo sobre análise de grãos com tecnologia NIR. Para mais informações, convidamo-lo a contactar-nos por e-mail para info@iris-eng.com.