Categoria: Innovation

Innovation-pt-pt 9 Outubro 2024

Análise NIRS dos graus Brix em maçãs inteiras em tempo real

NIRS analysis of Brix degrees
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Análise de Brix por NIRS

A indústria agroalimentar tem avançado significativamente nos últimos anos através da implementação de tecnologias para melhorar o controlo de qualidade e a eficiência dos processos de produção. Uma das tecnologias mais relevantes neste domínio é a espetroscopia de infravermelhos próximos (NIRS). Esta tecnologia tem demonstrado um grande potencial para a análise não destrutiva e rápida de produtos agrícolas, como a maçã, permitindo a medição de uma vasta gama de parâmetros de qualidade. Este trabalho tem como objetivo apresentar uma análise detalhada da aplicação da tecnologia NIRS na análise contínua de maçãs Golden Delicious inteiras, com especial enfoque na análise do grau brix, que é o principal parâmetro para o controlo do amadurecimento do fruto, bem como para a sua conservação e comercialização.

Análise tradicional dos graus brix nas maçãs vs Análise de Brix por NIRS

O método tradicional de Análise de Brix das maçãs utilizado na indústria é a refratometria. Embora seja um método simples e bastante económico, é destrutivo, não está em linha e baseia-se numa amostragem aleatória e lenta, o que impossibilita a análise de grandes volumes de produção.

Vantagens da tecnologia NIR na Análise de Brix de maçãs

  • Não destrutivo: Ao contrário dos métodos tradicionais, o NIRS não requer a destruição da amostra, permitindo que a fruta seja analisada na sua totalidade e mantendo-a adequada para comercialização.
  • Rápido: A análise é imediata, com tempos de resposta em milissegundos.
  • Multiparamétrico: Uma única análise NIRS pode fornecer informações sobre vários parâmetros de qualidade em simultâneo.
  • Redução do desperdício: Ao identificar imediatamente fruta de má qualidade, esta pode ser desviada antes de continuar no processo de embalamento, reduzindo o desperdício de recursos.
  • Otimização do armazenamento: A tecnologia NIRS pode identificar quais os frutos com maior potencial de armazenamento, ajudando as empresas a gerir melhor os seus inventários.

Análise de Brix de maçãs com espetroscopia NIR

O seguinte modelo NIRS para análise de graus brix foi realizado com 40 amostras e referências da variedade de maçã Golden Delicious. Os espectros e referências foram obtidos a partir de 4 pontos diferentes (réplicas) de cada maçã do conjunto de calibração com o analisador de processo Visum NIR In-Line™. Por fim, foi utilizado um refratómetro digital para obter o conjunto de valores de referência.

Figura 1: Graus Brix – Índices do analisador de processo Merit Visum NIR In-Line™

Figura 2: Amostras utilizadas durante o treino do modelo (cinzento) e amostras de validação interna divididas automaticamente (azul). Figura 3: Risco de sobreajuste do modelo brix para maçãs Golden Delicious.

Conclusões: Análise de Brix por NIRS

Para a gama de amostras do conjunto de calibração (11,1 – 15,8 brix), obteve-se um RMSEP (Root Mean Square Error of Prediction) de ±0,3 e um coeficiente de correlação (R2) de 0,93 relativamente aos resultados obtidos utilizando o método de referência. O software Model Builder Visum Master™ também executa automaticamente uma rotina de qualidade espetral para eliminar outliers espectrais , ou seja, dados que são identificados fora do campo do modelo durante a fase de treinamento e, finalmente, um teste de permutação para determinar o risco de sobreajuste, que pode ser entendido como a probabilidade de que a calibração realizada não responda adequadamente a amostras futuras (não utilizadas durante a calibração). Para este modelo, o risco de sobreajuste foi de apenas 0,0015, demonstrando a utilidade e a precisão do analisador de processos Visum NIR In-Line™ para análise contínua em linhas de triagem de maçãs.

De IRIS Technology Solutions
Innovation-pt-pt 7 Outubro 2024

Análise da atividade da água em alimentos para animais com Visum Palm™ NIR portátil

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Análise da atividade da água em alimentos para animais

O teor de água nos alimentos para animais, também designados por croquetes ou alimentos equilibrados para animais, é um fator crítico na qualidade e segurança dos alimentos para animais. A água não só é essencial para as funções biológicas dos animais, como também desempenha um papel crucial na estabilidade dos alimentos para animais durante o armazenamento, a conservação, a atividade microbiana e a segurança alimentar. A humidade, ou mais especificamente a atividade da água (Aw), influencia diretamente a estabilidade do produto e a probabilidade de reacções que afectam a sua qualidade.

Neste artigo, apresentamos a análise do teor de água em alimentos para animais por espetroscopia de infravermelhos em tempo real com o analisador portátil Visum Palm™ da IRIS Technology Solutions SL.

Analyse de l'activité de l'eau

Análise da atividade da água nos alimentos para animais

A atividade da água (Aw) é uma medida mais precisa do que o teor de humidade para prever a estabilidade microbiológica e o prazo de validade dos alimentos para animais. A atividade da água é definida como a razão entre a pressão de vapor da água no alimento e a pressão de vapor da água pura à mesma temperatura. É expressa numa escala de 0 a 1, em que 1 indica a presença de água pura.

Nos alimentos para animais, o valor típico de Aw situa-se entre 0,2 e 0,7 para produtos secos, o que permite uma maior estabilidade durante a armazenagem. Quando a atividade da água é superior a 0,7, o crescimento de microrganismos, tais como bolores e bactérias patogénicas, é facilitado.

Assim, manter a atividade da água abaixo de 0,70 é crucial para evitar o crescimento microbiano e garantir a segurança dos alimentos para animais.

Análise da atividade da água nos alimentos Análisis de Actividad de Agua

À esquerda: Curva de regressão resultante para Aw – amostras de calibração (cinzento) e amostras de validação (azul) Direita: Teste de permutação de Fisher-Pitman para determinar o risco de sobreajuste do modelo Aw.

Método Tradicional de Análisis

O método tradicional mais comum na indústria para medir o teor de água nos alimentos para animais é a secagem em forno ou fogão. Este procedimento envolve os seguintes passos:

  • Amostra de alimento: É extraída e pesada uma quantidade específica de amostra.
  • Secagem: A amostra é colocada numa estufa a uma temperatura constante (normalmente entre 105°C e 110°C) durante um determinado período de tempo (normalmente entre 2 e 4 horas).
  • Cálculo do teor de água: No final da secagem, a amostra é novamente pesada e a perda de peso é calculada como a quantidade de água evaporada.

Este método é largamente utilizado devido à sua exatidão e simplicidade, embora seja moroso, trabalhoso e exija muita mão de obra em termos de amostragem e preparação da amostra.

Determinação da atividade da água com NIRS em segundos

Para o desenvolvimento do modelo preditivo para a determinação da atividade da água, trabalhámos em estreita colaboração com um reputado fabricante mexicano de alimentos para animais de estimação. Foi utilizado um total de 345 amostras de calibração no intervalo 0,1 – 1 Aw, das quais 20% foram automaticamente separadas pelo software Model Builder Visum Master™ para validação interna do método NIRS.

Como o processamento dos dados (espectros e referências laboratoriais) é totalmente automatizado, o próprio software executa e aplica a rotina de processamento e as parametrizações mais convenientes de acordo com os dados de entrada. No final, aplica automaticamente um teste de permutação para verificar se o modelo resultante é útil para a análise de amostras futuras e se não é o produto de um sobreajuste, o que é conhecido como risco de sobreajuste, um indicador de confiança no método analítico.

Em resultado, o modelo desenvolvido para prever a atividade da água nos alimentos para animais produziu um coeficiente de correlação (R²) de 0,96 e um RMSEP (root mean squared error of prediction) de ± 0,04. Isto valida a utilização do analisador NIR portátil Visum Palm™ como um método em tempo real (< 3 segundos) para determinar a atividade da água em alimentos para animais e rações como uma alternativa muito mais eficiente ao método tradicional.

Importância da análise do teor de água para a segurança alimentar

O controlo do teor de água e da atividade da água nos alimentos para animais é essencial para a segurança alimentar por várias razões:

  • Prevenção do crescimento microbiano: Os microrganismos necessitam de água livre para crescerem e se reproduzirem. Se o teor de humidade e a Aw forem demasiado elevados, isto facilita o crescimento de agentes patogénicos como a Salmonella, E. coli e bolores, que podem causar doenças tanto nos animais como nos seres humanos, uma vez que estão ligados à cadeia alimentar.
  • Conservação do produto: Um alimento com atividade de água controlada tem um prazo de validade mais longo. O crescimento microbiano e as reacções químicas que causam a deterioração dos nutrientes são minimizados quando a Aw se encontra nos níveis ideais.
  • Controlo de toxinas: Uma má gestão do teor de água pode permitir o aparecimento de toxinas fúngicas, como as aflatoxinas, que podem ser altamente perigosas para os animais e, por conseguinte, para a cadeia alimentar humana.
  • Manutenção da qualidade nutricional: Um nível de humidade adequado garante que os nutrientes presentes nos alimentos permanecem estáveis. A oxidação da gordura e a degradação das vitaminas são aceleradas em condições de humidade elevada, o que reduz a qualidade nutricional da ração.
  • Custos e eficiência: Um teor de água controlado reduz as perdas económicas, uma vez que os alimentos para animais terão uma melhor estabilidade durante o transporte e o armazenamento, reduzindo o risco de perdas devido a contaminação ou deterioração.

Conclusões da análise da atividade da água nos alimentos para animais

Analisador portátil ou de laboratório Visum Palm™

 

 

O controlo do teor de água e da atividade da água nos alimentos para animais é vital não só para manter a qualidade nutricional dos alimentos, mas também para garantir a segurança alimentar e evitar os riscos associados ao crescimento microbiano e à contaminação.

Os métodos tradicionais de análise, tais como a secagem em estufa, fornecem ferramentas essenciais para manter estes factores sob controlo, mas consomem muitos recursos e tempo em comparação com a análise da atividade da água utilizando a espetroscopia de infravermelhos NIRS.

O analisador portátil Visum Palm™ é capaz de prever a Aw em amostras de alimentos para animais em menos de 3 segundos com uma precisão de ± 0,04, contribuindo para uma gestão adequada da atividade da água durante o processo de produção, o que é fundamental para garantir a qualidade dos alimentos para animais, a saúde animal e a sustentabilidade da produção alimentar. Como analisador multiparamétrico portátil ou de bancada (laboratório), pode ser utilizado simultaneamente para determinar o teor de humidade, gordura e fibra, para mencionar os parâmetros mais importantes na produção de alimentos para animais de companhia, constituindo assim uma ferramenta fundamental para controlos analíticos e de produto eficientes, mesmo para matérias-primas agro-alimentares.

De IRIS Technology Solutions
Innovation-pt-pt 25 Setembro 2024

Monitorização do grau de cozedura de gomas em tempo real com Visum Raman In-Line™

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Monitorização do grau de cozedura de gomas em tempo real com Visum Raman In-Line™

Os rebuçados de gelatina, também designados por balas de gelatina, jujubas, balas de gelatina de fruta ou gomas, são uma vasta categoria de rebuçados à base de gelatina mastigável que são populares em todo o mundo há mais de um século e que, mais recentemente, também incluem vitaminas nas suas receitas para a produção de doces saudáveis.

Consoante a receita, as gomas são fabricadas a partir de amido, pectina, gelatina, xarope de glucose, açúcar, água, citrato de sódio, extractos de frutos e plantas, aromas, corantes e outros aditivos. Todos estes ingredientes são misturados e várias caraterísticas são controladas para obter o melhor sabor e textura. Para satisfazer estes requisitos, um fator crítico durante a produção de massa de goma é o grau de gelatinização do amido e, por conseguinte, um fator crítico é a análise do amido residual após o processo de cozedura.

Nível de cozedura do amido: o processo de gelatinização

Para conseguir a gelatinização da massa de goma, utiliza-se frequentemente amido, sendo os mais populares a fécula de batata e de milho, disponíveis numa vasta gama de modificações.

A gelatinização, ou “cozedura”, é o processo pelo qual os grânulos de amido são submetidos à ação da água e da temperatura, que quebram as ligações de hidrogénio e dissolvem os grânulos na massa do doce. Depois de ser submetido a um processo posterior de depósito e secagem, obtém-se a textura e a consistência finais da goma.

Na indústria de confeitaria, a gelatinização ocorre normalmente em sistemas de cozedura contínua.

Análise tradicional

Atualmente, não existe um método em linha para monitorizar continuamente o grau de cozedura durante a produção. Embora existam vários métodos para determinar o grau de cozedura, todos eles se baseiam na recolha de amostras e na sua análise off-line. Esta técnica é trabalhosa e requer pessoal qualificado, para além da dificuldade que representa para tomar decisões e poder corrigir os parâmetros do processo em tempo real e assim evitar gomas moles, com uma textura incorrecta ou problemas subsequentes no processo de desmoldagem.

Um dos métodos utilizados para controlar o ponto final do processo de cozedura é efectuado em laboratório, utilizando a técnica de contagem de grânulos de amido com um microscópio de luz polarizada.

Esta técnica consiste na contagem visual das partículas de amido e, em função da quantidade de partículas presentes na amostra, o analista pode determinar se a cozedura foi satisfatória ou se é necessário modificar os parâmetros do processo (temperatura) ou prolongar o tempo de cozedura. Se o número de grânulos de amido na amostra for inferior ou igual a 10, o grau de cozedura é considerado adequado, enquanto que se o número for superior, o grau de cozedura é considerado insuficiente.

Grânulos de amido ao microscópio de luz polarizada com a área marcada a vermelho para contagem.

Monitorização do grau de cozedura de gomas

Uma parceria para o futuro do sector

A IRIS Technology Solutions SL, um dos principais fabricantes espanhóis de soluções baseadas em espetroscopia para o controlo e monitorização de processos industriais, em colaboração com o fabricante holandês Tanis Confectionery B.V., um fabricante mundial de maquinaria para a produção de gomas, juntaram-se para desenvolver um método em tempo real para monitorizar a gelatinização do amido e, assim, oferecer uma solução alternativa de valor acrescentado a toda a indústria.

No âmbito desta colaboração, foram efectuados testes durante meses nas instalações do Tanis Innovation Center (Países Baixos), utilizando o analisador Visum Raman In-Line™, propriedade da IRIS Technology Solutions SL.

A espetroscopia Raman é uma técnica analítica utilizada para observar modos vibracionais, rotacionais e outros modos de baixa frequência num sistema. Baseia-se na dispersão inelástica de luz monocromática, um laser, para fornecer informações pormenorizadas sobre as vibrações moleculares e a composição química. Ao contrário da espetroscopia NIR, é particularmente adequada para monitorizar matrizes aquosas ou para determinar a concentração de uma substância a analisar dissolvida na água.

Esta tecnologia é uma técnica analítica não invasiva que analisa em tempo real o fluxo do produto, neste caso a massa de goma, através da inserção de uma sonda de imersão de qualidade alimentar, capaz de fornecer resultados em tempo real do que está a acontecer no processo com a calibração adequada.

raman in-line Contrôle en temps réel du degré de cuisson des gommes

Desenvolvimento de um método analítico em tempo real

Durante a fase de teste, foram fabricadas e monitorizadas diferentes receitas à base de fécula de batata, amido de milho e com uma combinação de gelatina com amido, que foram cozinhadas a diferentes temperaturas para obter diferentes graus de gelatinização do amido durante o processo de cozedura, a fim de desenvolver o algoritmo de previsão do nível de cozedura (adequadamente cozinhado / mal cozinhado).

Enquanto o analisador Visum Raman In-Line™ adquiria espectros ao longo do processo de cozedura dos diferentes lotes ou receitas, as amostras eram extraídas e analisadas pelo método de referência de contagem visual utilizando microscopia de luz polarizada.

Para a monitorização do processo contínuo, o modelo foi desenvolvido para determinar duas classificações finais, “Adequadamente cozinhado” (≤10 grânulos de amido) e “Mal cozinhado” (>10 grânulos de amido). O resultado obtido é o resultado de 3 análises consecutivas para confirmar o grau de gelatinização e evitar qualquer erro de classificação.

 

esquerda: comparação do espetro Raman médio pré-processado das diferentes receitas utilizadas. Direita: resultados da classificação do modelo para cinco das receitas. Os pontos acima da linha vermelha a tracejado correspondem a medições classificadas como adequadamente cozinhadas.

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

Conclusões

A partir dos testes efectuados, pode concluir-se que o mesmo modelo de previsão pode ser utilizado para fazer previsões do nível de cozedura para receitas à base de amido de milho e de batata.

Para todos os lotes feitos com amido de batata e de milho, o Visum Raman In-Line™ classificou corretamente o seu nível de cozedura.

Para além dos modelos desenvolvidos, é possível criar modelos únicos para receitas de doces e ingredientes únicos com este método em linha.

Para as receitas com gelatina ou amido modificado que foram analisadas, foram observadas diferenças espectrais mais significativas, pelo que foram realizados modelos preditivos de classificação específicos para estas formulações com resultados de validação semelhantes.

Por conseguinte, é possível prever com êxito o nível de cozedura da massa de gomas à base de amido de milho e de batata, bem como de diferentes gelatinas modificadas, com o analisador de processos Raman em tempo real, uma alternativa verdadeiramente mais eficiente ao método de análise tradicional e atual.

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

  • Sensor pronto a ser utilizado após a ligação (sem necessidade de aquecimento).
  • Analisador concebido para funcionar em ambientes industriais.
  • Computador e sistema operativo incorporado.
  • Fonte de excitação laser de 785 nm.
  • Sistema de arrefecimento interno estável a -40°C.
  • IP 65-68.
  • Ligação ao processo através de uma sonda de imersão de qualidade alimentar.
  • Compatível com diferentes drivers de comunicação com PLC ou SCADA da fábrica.
  • Pode ser facilmente integrado em qualquer posição da tubagem.
  • Dispositivo de baixa manutenção.
  • Com o software Visum Master™ versão SMART, o utilizador dispõe de um Model Builder suportado por IA para desenvolver, ajustar ou atualizar modelos preditivos para diferentes receitas ou formulações.
raman analyzer

Analisador de processo Visum Raman In-Line™

De IRIS Technology Solutions
Industry-4-0-pt-pt, Innovation-pt-pt 25 Janeiro 2024

Identificação de plásticos, verificação e classificação utilizando o Visum Palm™.

identificación, verificación y clasificación
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Identificação de plásticos, verificação e classificação utilizando o Visum Palm™.

Neste artigo iremos abordar a problemática da classificação e identificação de plásticos utilizando o analisador portátil NIR Visum Palm™ como uma técnica ágil, em tempo real e não destrutiva, útil em diferentes processos, seja na reciclagem de plásticos pós-industriais, na análise e classificação de plásticos pós-consumo, na identificação de matérias-primas poliméricas para a sua industrialização, ou mesmo em áreas de investigação e desenvolvimento de novos plásticos.

Em todos estes casos, a espetroscopia de infravermelho próximo apresenta-se como uma ferramenta valiosa para a caraterização de polímeros em comparação com os métodos tradicionais de análise.

A identificação e a triagem são importantes na reciclagem de plásticos e no fabrico quando se utilizam plásticos reciclados, uma vez que em ambos os casos é necessário garantir que os materiais plásticos são tão puros e limpos quanto possível, porque baixos níveis de impurezas podem afetar significativamente a qualidade e o desempenho de um lote reciclado.

Embora existam vários analisadores NIR portáteis no mercado, é importante ter em conta a gama espetral com que o equipamento trabalha, a dimensão da área de medição (aquisição do espetro) e a resolução espetral (a qualidade do espetro obtido). O novo analisador Visum Palm™ tem uma área de medição de 10 mm de diâmetro, funciona na gama espetral 900-1700 nm com uma resolução de apenas 3 nm (↓ nm = ↑ resolução espetral). É um dispositivo autónomo com um computador incorporado e um ecrã tátil, pelo que não necessita de estar ligado a um computador ou smartphone para trabalhar com ele.

Análise de forragens e espectroscopia nir

O novo Visum Palm™, que inclui uma biblioteca de plásticos, permite efetuar leituras e determinações na linha sem necessidade de preparação de amostras em menos de 3 segundos. Também é possível utilizá-lo como um dispositivo de laboratório, uma vez que possui uma base de suporte que permite a fixação de diferentes suportes de amostras para a análise de pellets, flocos ou plásticos até 2 mm.

A biblioteca de fábrica incluída no analisador tem as seguintes 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.

Amplie e desenvolva a sua própria biblioteca com o Visum Master™

O Visum Master™ é um software informático que permite ao utilizador final criar, alargar e reforçar os seus próprios métodos ou bibliotecas de classificação, quantificação e identificação de plásticos, sem necessidade de um especialista ou de conhecimentos técnicos de espetroscopia, tornando o analisador um sistema verdadeiramente aberto para satisfazer as necessidades de análise actuais e futuras (novas classes de plásticos, novos fornecedores, etc.).

Como se mostra abaixo, é possível incorporar espectros de novas amostras dentro de uma classe existente ou incorporar novas classes, mantendo assim a biblioteca tão robusta e actualizada quanto possível para poder classificar ou identificar plásticos.

Identificação de polímeros

Identificação de plásticos

É um método de trabalho que permite a identificação de plásticos analisados dentro da biblioteca disponível no analisador. O resultado obtido, como pode ser visto abaixo, é o tipo de polímero com maior similaridade e os seguintes (da maior para a menor similaridade).

identificação de plásticos visum palm screen polymers identification

Verificação de plásticos

Tal como na identificação de plásticos, baseia-se num procedimento matemático de semelhança, mas permite escolher um tipo de material a analisar na biblioteca de identificação para confirmar a sua identidade. O resultado da análise de verificação é PASS / FAIL. No caso de um resultado negativo (FAIL), fornece a classe correspondente ao tipo de plástico analisado. Ambos os casos são apresentados de seguida.

polymers_identification

Classificação dos plásticos

Em contraste com a análise de identificação de plásticos, a classificação utiliza algoritmos de aprendizagem automática para analisar e classificar com precisão amostras que são espectralmente muito semelhantes entre si, em que é necessária uma dupla verificação para determinar a classe do polímero (PET/PETG, por exemplo). Através do software Visum Master™, o utilizador pode criar as suas próprias bibliotecas de classificação para os casos mais problemáticos.

Como resultado da análise, o utilizador obtém a classe correspondente.

Em conclusão, a espetroscopia NIR é uma ferramenta muito valiosa e eficaz para a classificação ou identificação de plásticos e, embora não seja abordada neste artigo, também é útil para os fabricantes de plásticos e novas formulações para quantificar misturas. A natureza aberta do analisador através do software Visum Master™ faz do analisador Visum Palm™ um sistema aberto e autónomo que pode introduzir continuamente novas amostras e espectros e gerar diferentes bibliotecas sem a necessidade de um especialista.

De IRIS Technology Solutions
Industry-4-0-pt-pt, Innovation-pt-pt 10 Outubro 2023

IRIS Technology Solutions na feira Alimentaria FoodTech

feira Alimentaria FoodTech
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IRIS Technology Solutions na feira Alimentaria FoodTech 2023

No final de setembro, a IRIS Technology Solutions apresentou na feria Alimentaria FoodTech 2023 Barcelona as várias soluções de controlo de qualidade e de processo em tempo real para a indústria que a empresa catalã fabrica e comercializa sob a marca Visum®.

A feira Alimentaria FoodTech é a feira de maquinaria, tecnologia e ingredientes que integra a cadeia de valor do processamento e conservação de alimentos. É uma feira transversal que serve a indústria de produção de alimentos e bebidas desde as matérias-primas até à distribuição comercial.

Soluções Visum®

As soluções Visum® optimizam e digitalizam o controlo de qualidade nas diferentes linhas de produção. Funcionam com base na espetroscopia NIR, Raman, Hiperespectral e Visão Mecânica, fornecendo informações em tempo real para a tomada de decisões e retificação dos processos de produção. Além disso, os participantes da feira puderam ver em primeira mão o novo analisador NIR portátil Visum Palm™.

Novo analisador NIR

O novo analisador Visum Palm™ tem um design inovador e ergonómico, bem como a possibilidade de realizar análises em qualquer altura e lugar sem necessidade de o ligar a qualquer dispositivo eletrónico externo. Isto é possível porque incorpora um ecrã tátil e um computador incorporados, que permitem todas as funcionalidades de rotina do dispositivo.

Além disso, possui o Visum Master™, este software, ao contrário dos softwares de modelação e calibração mais comuns no mercado, com os quais o utilizador tem de ter certos conhecimentos técnicos sobre quimiometria ou confiar tal tarefa a terceiros.

Ele permite realizar calibrações de forma automatizada e ágil apenas incorporando espectros e referências (quantitativas ou qualitativas), além de outras funcionalidades.

Shealthy Project

shealthy

A IRIS Technology Solutions também apresentou na feira Alimentaria FoodTech o projeto europeu SHEALTHY, que procura avaliar e desenvolver uma combinação óptima de métodos não térmicos de sanitização, preservação e estabilização para melhorar a segurança (inativação de agentes patogénicos e microrganismos de deterioração), preservando simultaneamente a qualidade nutricional (até 30%) e prolongando o prazo de validade (até 50%) dos produtos F&V. Ao combinar e modular tecnologias não térmicas com operações de processamento mínimas, a abordagem da SHEALTHY será finalmente capaz de satisfazer a crescente procura de alimentos saudáveis por parte dos consumidores actuais.

De IRIS Technology Solutions
Ai-pt-pt, Digitalization-pt-pt, Industry-4-0-pt-pt, Innovation-pt-pt, Pharma-4-0-pt-pt 5 Setembro 2023

Novo analisador NIR portátil assistido por IA Visum Palm™

Novo analisador NIR
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Visum Palm™ novo analisador NIR portátil assistido por IA

A IRIS Technology Solutions apresenta a versão mais recente do seu analisador NIR portátil Visum Palm™ para complementar a sua gama Visum® de analisadores de processos em tempo real para a indústria.

O novo Visum Palm™ é um espetrofotómetro NIR totalmente portátil que permite a análise em tempo real de diferentes substâncias, produtos ou misturas, sem a necessidade das tradicionais técnicas laboratoriais e de amostragem, permitindo à indústria obter resultados no local para tomar decisões ou corrigir os parâmetros do processo de produção.

A nova geração do Visum Palm™ traz consigo um design inovador e uma mudança radical na forma como os utilizadores experienciam a tecnologia NIR, agora assistida por IA com o software Visum Master™, para que cada fabricante possa criar automaticamente os seus próprios modelos preditivos ou calibrações de acordo com as suas necessidades de controlo e análise.

Design, autonomia e robustez

O analisador Visum Palm™ oferece um design inovador e ergonómico, bem como a possibilidade de realizar análises em qualquer altura e lugar sem ter de o ligar a qualquer dispositivo eletrónico externo. Isto é possível porque incorpora um ecrã tátil e um computador incorporados, que permitem todas as funcionalidades de rotina do dispositivo.

O Visum Palm™ funciona na gama de 900 a 1700 nm, uma vez que esta é a banda que melhor combina a disponibilidade de informação química com o preço e a maturidade tecnológica. Funciona principalmente no modo de reflectância difusa, para o qual possui ópticas especialmente concebidas e patenteadas para extrair o máximo de informação possível da amostra. Especificamente, possui uma grande área de iluminação (50 mm de diâmetro) e uma área de recolha de 10 mm. Estas características diferenciam-no de analisadores semelhantes em termos de adequação à análise de amostras heterogéneas, que é o caso mais frequente em condições reais de trabalho. Nos casos em que a heterogeneidade é mais evidente, o dispositivo é configurável para calcular e comunicar a média de um determinado número de repetições.

O analisador Visum Palm™ está em conformidade com a norma IP65, o que o torna resistente ao pó, à humidade e à água. Também é suficientemente robusto para ser transportado e testado em praticamente qualquer lugar, no interior ou no exterior, e até vem com um suporte para utilização em secretária ou mesa.

Uma nova experiência de utilizador assistida por IA

Ao contrário da maioria dos softwares de modelagem e calibração comuns no mercado, que exigem que o usuário tenha algum conhecimento técnico de quimiometria ou confie a tarefa a terceiros, o software Visum Master™ baseado em PC torna a tecnologia NIR ainda mais acessível, automatizando o pré-processamento, a seleção de algoritmos de análise multivariada e a validação. Isto permite a qualquer utilizador gerar modelos através da simples introdução de espectros e referências (quantitativas ou qualitativas) para análise de rotina em tempo real, substituindo a análise tradicional.

visum_master

O novo software também permite alargar e editar modelos pré-existentes, sincronizar-se com o analisador portátil para importar espectros, exportar modelos, descarregar resultados de medições, gerar automaticamente relatórios de validação de métodos analíticos e relatórios de auditoria para ambientes de BPF e verificar o desempenho metrológico do dispositivo de forma orientada, quando necessário.

Para a indústria e ambientes GMP

Embora a tecnologia NIR tenha uma miríade de aplicações em numerosas indústrias, como a dos plásticos, alimentar, química, agroindústria, madeira, biocombustíveis, para mencionar as mais relevantes, mas não as únicas; é para a indústria farmacêutica e ambientes GMP que o novo dispositivo Visum Palm™ introduz novidades significativas ao nível da usabilidade e funcionalidade. Está em conformidade com o 21 CFR Part 11, permitindo a geração e visualização de um relatório automático de Audit Trail, o registo de toda a atividade do dispositivo, onde podem ser incorporados comentários e observações. Também permite ao utilizador gerar automaticamente as validações de métodos analíticos desenvolvidos e efetuar verificações metrológicas do dispositivo quando necessário e descarregar os resultados numa data posterior.

“Atualmente, a tecnologia NIR deve ser fácil de utilizar e de compreender e, ao mesmo tempo, deve dar ao utilizador a liberdade e a autonomia para a explorar ao máximo e facilitar o seu trabalho quotidiano. A tecnologia deve ser um fator de facilitação. Continuaremos a dar novos passos em termos de automatização e de novas funcionalidades, porque estamos convencidos de que este é o caminho certo a seguir e o que a indústria e as pessoas que nela trabalham precisam”, afirma Oonagh Mc Nerney, Diretor da IRIS Technology Solutions, S.L.

O novo analisador NIR portátil Visum Palm™ já está disponível aqui, onde também é possível encontrar informações técnicas sobre o dispositivo, vídeos e contactar a IRIS Technology Solutions, S.L. para uma demonstração ou um pedido de informação específico.

De IRIS Technology Solutions
Environment-pt-pt, Industry-4-0-pt-pt, Innovation-pt-pt 15 Dezembro 2022

Reciclagem de plásticos multicamadas e compósitos

Reciclagem de plásticos multicamadas
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Os plásticos trazem valor como produtos de consumo práticos, versáteis e leves, bem como um desempenho avançado em aplicações de topo de gama, como os automóveis. No entanto, apesar da sua utilidade, é evidente que o consumo linear e de utilização única de plásticos é incompatível com a transição da Europa para uma economia circular. Este modelo dá prioridade à reutilização e à reciclagem dos recursos, com o objetivo de reduzir os resíduos e reter o máximo de valor possível.

Em termos de reciclagem de plásticos, registaram-se alguns progressos. Por exemplo, 41,5 % dos resíduos de embalagens de plástico produzidos foram reciclados em 2018. Este valor ainda não é suficiente para alcançar a plena circularidade, especialmente na reciclagem de plásticos multicamadas que são difíceis de separar. Além disso, é essencial que as tecnologias de reciclagem acompanhem os novos materiais que entram no mercado

Reciclagem avançada de plásticos

O projeto MultiCycle, financiado pela UE, visa desenvolver uma unidade-piloto para a reciclagem industrial e o tratamento de plásticos multicamadas. Esta unidade centra-se em dois importantes segmentos industriais que constituem um desafio para os recicladores: embalagens multicamadas/filmes flexíveis e compósitos termoplásticos reforçados com fibras do tipo utilizado no sector automóvel.

Seleção de tecnologias

NIR e HSI-NIR são as técnicas convencionalmente utilizadas para a triagem de contentores. A primeira é adequada para peças individuais de embalagens antes da trituração e também pode fornecer uma avaliação inicial da adequação antes de passar para a segunda, que fornece um modo de obtenção de imagens. No projeto MultiCycle, os materiais de embalagem foram introduzidos num transportador sob a forma de flocos de até 5 cm e, por conseguinte, a HSI foi a técnica visada para a implementação final no protótipo do sistema de controlo de entrada. No entanto, a espetroscopia NIR pontual foi a técnica-alvo utilizada para monitorizar os plásticos dissolvidos e recuperados durante e após o processo CreaSolv®, onde não é necessária qualquer capacidade de imagem. Técnicas complementares, como LIBS e FTIR, também foram testadas preliminarmente para detetar outras fracções, como AlOx, ou para permitir a deteção de recipientes pretos, o que poderia melhorar a precisão da monitorização quando um sistema completo for implementado.

Espectroscopia de infravermelhos próximos (NIRS)

A espetroscopia NIR é uma técnica de espetroscopia vibracional. Nesta região, os espectros de absorção são compostos por sobretons e bandas combinadas em relação aos modos fundamentais das moléculas na região do infravermelho médio. A radiação NIR tem uma gama de comprimentos de onda de 900 a 2500 nm. As bandas de absorção nesta região são largas, devido ao elevado grau de sobreposição de bandas. Além disso, devido às regras de seleção dos fenómenos, a intensidade do sinal é dez a mil vezes mais fraca do que os sinais na região do infravermelho médio. No entanto, esta falta de intensidade e a elevada sobreposição de bandas são compensadas pela sua elevada especificidade. A especificidade da espetroscopia NIR baseia-se no facto de as ligações NH, OH e CH absorverem fortemente a radiação nestes comprimentos de onda, o que a torna uma ferramenta óptima para o estudo de compostos orgânicos e polímeros. Além disso, a utilização de métodos multivariados para a análise de dados espectrais tornou possível explorar todo o potencial da técnica para fins de identificação, discriminação, classificação e quantificação.

Sistema de imagiologia hiperespectral na região do infravermelho de ondas curtas (HSI-SWIR)

As tecnologias actuais para a monitorização e classificação de resíduos sólidos de plástico na região do infravermelho próximo incorporaram câmaras hiperespectrais na sua configuração. Estas permitem, em vez de recolher um único espetro, registar uma imagem hiperespectral(HSI) da amostra (cubo hiperespectral), que contém não só a localização espacial da amostra, mas também a sua composição e distribuição química. A este respeito, foram efectuadas várias publicações e desenvolvimentos tecnológicos utilizando a HSI-SWIR para a classificação e identificação de plásticos.

Um sistema básico de imagiologia hiperespectral, apresentado na Fig.3, inclui na sua configuração um sensor sensível (câmara CCD); uma fonte de iluminação de banda larga; um espetrómetro, que separa a luz retrodifundida/transmitida nos seus diferentes comprimentos de onda e, quando necessário, um tapete rolante para recolha de amostras. Neste caso, é de notar que o tapete rolante deve ser sincronizado com a velocidade de registo do sensor CCD para uma aquisição de imagem adequada. Um sistema hiperespectral fornece um hipercubo como saída. Um hipercubo é um conjunto de dados dispostos em três dimensões, duas espaciais (um plano XY) e uma espetral (𝜆, comprimento de onda), como se mostra abaixo.

Parâmetros de medição:

Os parâmetros mais relevantes para o registo do cubo hiperespectral podem ser resumidos da seguinte forma

  • Taxa de fotogramas da câmara (fps)
  • Velocidade do transportador (m/s)
  • Distância câmara-transportador (cm) e tempo de recolha (µs). Estes parâmetros estão inter-relacionados e devem ser optimizados para obter espectros registados de boa qualidade.

As imagens hiperespectrais foram registadas com uma câmara SWIR a operar na gama ∼900-1700 nm, a uma velocidade de fotogramas de 214 fps, com um tempo de integração de 350𝜇s e uma velocidade de transporte de 25m/min.

Reciclagem de plásticos multicamadas

Figura 1: (Esquerda) Conjunto de amostras n.º 1. Inclui películas de plástico flexíveis de PE, PP, PA e PET. Foram incluídas combinações simples e duplas destes polímeros (ou seja, polímero A/polímero B). (Direita) Imagem de classificação efectuada por um modelo PLSDA.

Conclusões do projeto

O sistema de monitorização HSI tem sido capaz de fornecer uma boa aproximação da percentagem do conteúdo de polímero numa amostra de polímero multicamada. No pior dos casos, prevê-se o polímero mais abundante presente na amostra, pelo que, com grandes lotes, as percentagens finais seriam bastante exactas. Em termos de monitorização do processo de dissolução, apenas 1 polímero e 1 solvente foram fornecidos para teste no IRIS. Os resultados obtidos com o Visum Palm™ foram os esperados, mas não foram testados modelos de processo ao longo do tempo. O controlo da dissolução não foi efectuado devido a problemas com o viscosímetro instalado no LOEMI. Por esta razão, não há mais resultados nesta secção.

Para a monitorização das amostras de automóveis, a técnica selecionada foi a LIBS. A otimização do LIBS foi complicada, pois foi a primeira vez que foi utilizado. Foram executados modelos alterando diferentes parâmetros para selecionar as melhores condições. A ferramenta PATbox para LIBS não permitia a aquisição de dados à mesma velocidade que o software LIBS, pelo que os modelos tiveram de ser modificados. Finalmente, os modelos foram calibrados e testados para prever o tipo de fibras nos plásticos pretos PP e PA. Os resultados obtidos nos 3 lotes foram satisfatórios, uma vez que as previsões dadas pelos modelos (quimiometria e aprendizagem automática) estavam próximas do conteúdo real. Foram efectuados alguns testes para diferenciar o PP e o PA, mas a taxa de classificação foi de cerca de 80% de boas previsões. Em geral, a rotulagem incorrecta e a sujidade das amostras não foram muito úteis para o desenvolvimento dos modelos de previsão.

De IRIS Technology Solutions
Environment-pt-pt, Innovation-pt-pt 3 Agosto 2022

Economia circular: Bioplásticos vs. plásticos negros

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Economia circular: Bioplásticos vs. plásticos negros

Até 2022, uma parte significativa dos plásticos usados – em alguns países mais de dois terços – será incinerada ou enviada para aterros, e apenas uma pequena parte será reciclada (30%). Neste contexto, é urgente encontrar materiais substitutos biodegradáveis para os plásticos negros que atualmente não podem ser recuperados pelas técnicas ópticas e de triagem tradicionais, mantendo as suas propriedades funcionais em aplicações industriais.

Neste contexto, a IRIS Technology apresentou no passado mês de julho, na SIMULTECH 2022, a sua investigação “Biodegradation prediction and modelling for decision support”, um modelo matemático de IA que permite prever a biodegradação de materiais naturais de origem alimentar candidatos a substituir compostos de carbono atualmente utilizados na indústria automóvel, eletrónica, sacos de plástico, entre outros.

Bioplásticos e plásticos negros

O termo bioplástico é complexo e engloba materiais que provêm de fontes renováveis e materiais que são biodegradáveis. Embora muitos plásticos, em determinadas condições naturais ou artificiais, sejam degradáveis, nem todos são recuperáveis. Em particular, os plásticos pretos, devido ao seu pigmento ou cor, escapam aos sistemas tradicionais de infravermelhos utilizados na indústria de reciclagem para a sua separação.

BionTop

O trabalho desenvolvido pela IRIS Technology em conjunto com uma dezena de entidades europeias insere-se no âmbito do projeto europeu BIOnTop, que visa desenvolver uma gama de bioplásticos e revestimentos complementares e validar a sua utilização em embalagens alimentares e de cuidados pessoais, determinando o seu impacto ambiental e a viabilidade económica de um projeto alargado de substituição na indústria.

Bioplásticos

Administrações e empresas que participam no projeto

  • Alemanha: European Bioplastics EV, Fachhochschule Albstadt-Sigmaringen
  • Bélgica: Istrazivanjei Razvoj Centre Scientifique & Technique del’Industrie Textile Belge ASBL, Organic Waste Systems NV, Sioen Industries NV
  • Eslovénia: BIO-Mi Drustvo S Ogranicenom Odgovornoscu za Proizvodnju
  • Espanha: AIMPLAS, Cristobal Meseguer SA, Emsur Macdonell SA, IRIS Technology Solutions SL, Queserías Entrepinares SA, Ubesol SL
  • Estónia: Wearebio OU
  • Itália: Consorzio Interuniversitario Nazionale per la Scienza e Tecnologia dei Materiali, Enco SRL, Laboratori Archa SRL, Movimento Consumatori, Planet Bioplastics SRL, Romei SRL
  • Países Baixos: Total Corbion PLA BV
  • República Checa: Silon SRO
De IRIS Technology Solutions
Industry-4-0-pt-pt, Innovation-pt-pt 24 Janeiro 2022

IRIS Technology develops the first industrial system for the chemical control and inspection of melamine boards

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IRIS Technology, a Spanish engineering company that manufactures photonic solutions for online quality control, has developed the first industrial system for real-time quality control of melamine or particle boards with NIR and hyperspectral technology.

 

The wood industry, and consequently the furniture and furnishing industry, is a sector that continues to grow by leaps and bounds worldwide, with a year-on-year increase of 6.5%, still boosted by the increase in consumption during the pandemic. So, not surprisingly, technology is accompanying the industry in this growth by combining production and operations techniques with smart technologies such as photonics, analytics and artificial intelligence brought about by Industry 4.0.

 

The new chemical vision industrial system, manufactured and patented by IRIS Technology, uses NIRS (Near Infrared Spectroscopy) technology and machine learning together with chemometric models to analyse the composition of each melamine board unit produced, non-invasively, It can quantitatively analyse the distribution of the moisture parameter on the impregnation line and classify the curing level of each board in order to detect defects early, correct factory processes and reject or remanufacture boards.

 

Until now, the control of this type of parameters in the melamine production process was only carried out through destructive laboratory methods and visual inspection, implying a high cost for the manufacturer and the difficult -if not impossible- inspection of all the units produced. This new technological application stands as a solution for the inspection of this type of boards, thus reducing defective units, losses, claims and consequently improving the brand image of the manufacturer.

 

For more information please contact IRIS Technology www.iris-eng.com

Contrôle des produits chimiques
De IRIS Technology Solutions
Industry-4-0-pt-pt, Innovation-pt-pt, Pharma-4-0-pt-pt 27 Outubro 2021

Pre-release: The new Visum Raman analyzer will go on pre-sale to a small number of pharmaceutical companies.

Le nouvel analyseur raman
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IRIS Technology presents in the latest edition of Farmespaña Industrial Magazine – Farmaforum Special – its line of PAT analyzers for the pharmaceutical industry with a great novelty for the industry, the expectation for the launch of its Raman analyzer, which will be available both to work at-line or integrated to the line, for the beginning of next year, and whose official launch will begin with a pre-sale stage to a limited number of Spanish pharmaceutical companies.

 

“Our industry knowledge and PAT experience have led us to develop this new member of our Visum family of spectroscopic analyzers, mainly to meet many needs for in-line formulation control, where the particularities of each project and the chemometric modeling work behind each one of them is extremely complex,” said Alejandro Rosales, Science and Technology Manager at IRIS.

 

IRIS Technology’s technical teams are currently working on expanding Raman analyzer applications to processes at different stages of the drug manufacturing industry prior to launch, and invite pharma companies interested in particular applications to perform ad-hoc modeling at no cost.

 

Visum Raman achieves a signal-to-noise ratio far superior to its market competitors because, thanks to its temporal resolution, it physically mitigates the undesirable effects of fluorescence, making it possible to extend the range of applications in the pharmaceutical industry beyond identification.

 

“It is important to us that the Visum Raman, like its NIR siblings, is strongly oriented to the process and production industry, and helps operators and technicians in the factory to make technological decisions at the line and in real time. For this reason, we have already been collaborating with some companies in response to particular challenges, but with a strong transversality to other products and processes. In relation to the reasonable technological uncertainty that this type of industrial-scale projects always generate, at IRIS we work under the “proof of concept” scheme, i.e., we previously validate the success of the project on a reduced scale and in comparison with the criteria agreed with the client”, remarked the Deputy Director of IRIS, Joan Puig.

 

Do you have a challenge for our Raman analyzers? Do you want to participate in the pre-sale? Write to us here.

 

De IRIS Technology Solutions