Sensores NIRS portátiles: herramienta de decisión en la industria y explotaciones ganaderas

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Jaime Torres Ortiz de Zárate
hace 8 años
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1 XXII Foro de Colaboración Público Privada: Producción de leche y productos lácteos. Posibilidades, I+D y Cadena Alimentaria. Madrid, 14 de abril de 2015 Sensores NIRS portátiles: herramienta de decisión en la industria y explotaciones ganaderas B. de la Roza Delgado, Ana Belén Soldado, Amelia González Arrojo, Sagrario Modroño Lozano Personal técnico y auxiliar del Laboratorio de Nutrición Área de Nutrición, Pastos y Forrajes. Programa de Nutrición Servicio Regional de Investigación y Desarrollo Agroalimentario (SERIDA) Crta. Oviedo, s/n Villaviciosa (Asturias) Copyright SERIDA 2015

de la Roza Delgado, Ana Belén Soldado, Amelia González Arrojo, Sagrario Modroño Lozano Personal técnico y auxiliar del Laboratorio de Nutrición Área

2 El desarrollo de técnicas quimiométricas, la miniaturización de componentes instrumentales y la continua aplicación a nuevos campos, hacen que esta técnica esté en CONSIDERACIONES PREVIAS Obtención de alimentos seguros: metodologías analíticas para control de calidad, azabilidad y seguridad en alimentación. Implementación de tecnologías at line; on line e situ no destructivas. Implantación de la tecnología NIRS como herramienta de apoyo en la toma de decisiones la industria agroalimentaria: inspección, control y gestión de materias primas y alimentos site. Tecnología NIRS La Tecnología NIRS, aporta grandes ventajas sobre otros métodos y tecnologías Las aplicaciones NIRS en laboratorio (at line) con instrumentos de altas prestaciones, sustituyen a la rutina de los métodos analíticos tradicionales

Implantación de la tecnología NIRS como herramienta de apoyo en la toma de decisiones la industria agroalimentaria: inspección, control y gestión de materias primas y alimentos site.

3 CONSIDERACIONES PREVIAS nergía reflejada (Log 1/R) o transmitida (Log (1/T) contiene información sobre cterísticas químicas, físicas y sensoriales de una muestra. NSMITANCIA: A = Log (1/T) = Log (I 0 /I T ) LECTANCIA: A =Log (1/R) = Log (I 0 /I R ) Atributos Cuantitativos y Cualitativos Io = Radiación incidente I R = Radiación reflejada I T = radiación transmitida VENTAJAS LIMITACIONES ta velocidad de respuesta para la toma de cisiones (on line, in line, at line) ultiproducto y multiatributo destructiva, sin preparación de muestra ecisión similar al método de referencia cnología limpia (no reactivos, no residuos) sibilidad real de innovaciones en el ntrol de procesos y productos Técnica indirecta (necesidad de calibración) No bien conocida, incluso a nivel de la comunidad científica y académica Alto coste de implantación (proyecto, instrumentación, formación, calibraciones, etc). Requiere un elevado nº de muestras y/o galerías espectrales (Biblioteca espectral) Transferencia de ecuaciones o bibliotecas

transmitida VENTAJAS LIMITACIONES ta velocidad de respuesta para la toma de cisiones (on line, in line, at line) ultiproducto y multiatributo destructiva, sin preparación de muestra ecisión similar

4 CONSIDERACIONES PREVIAS aalconvencimiento del sector agro alimentario para lantación de métodos de control in situ y on site, es rio aprovechar las bases de datos espectrales das durante años en los nuevos instrumentos que en en el mercado y proporcionar las pautas necesarias na correcta utilización de estos equipos y la obtención rmación con alta calidad espectral. Incremento ʎ 3.19 Satélite 1: Zeiss Corona Rangos de longitud de onda (nm) MASTER Foss NIRSystem 6500 Incremento ʎ 8.1 nm Satélite 2: Phazir

necesarias na correcta utilización de estos equipos y la obtención rmación con alta calidad espectral. Incremento ʎ 3.

5 RESULTADOS PREVIOS Desarrollo y evaluación de algoritmos de clonación y pretratamiento del dato espectral para la optimización previa de la transferencia de resultados existentes en las bases de datos espectrales y metadatos obtenidos en equipos de laboratorio at line, a equipos on site y portátiles. ndarización equipo Corona (Satélite 1) Estandarización equipo Phazir (Satélite 2) 2 1,8 1,6 log (1/R) 1,4 1,2 1 0, Master 6500 Corona "up view" Corona "up view" Estandarizado , nm nm Master 6500 Phazir Trimado (Rango nm) Phazir Trimado Estandarizado (Rango nm) Evaluación de la transferencia de modelos quimiométricos o colecciones espectrales NIRS at line, para la predicción de características físico químicas de las producciones forrajeras

ndarización equipo Corona (Satélite 1) Estandarización equipo Phazir (Satélite 2) 2 1,8 1,6 log (1/R) 1,4 1,2 1 0,8 50 1150 1250 1350 1450 1550 Master 6500 Corona "up view" Corona "up view"

6 RESULTADOS PREVIOS nsilados de hierba: ensos compuestos: sor SEP Slope RSQ SEP Slope RSQ SEP Slope RSQ TER* ite ) lite ) Parámetro (SEP) nsilados de maíz: MS CZ Satélite 1 up view Satélite 1 down view ( ) 4,932 4,930 0,251 0,265 Satélite 2 ( ) 2,890 0,224

620 1.789 0.446 0.368 6.414 0.205 0.121 ite 1 0.657 1700) lite 2 0.

7 PROYECTO EN VIGOR vo general: RTA C02 00 ación de sensores MEMS NIRS portátiles de nueva generación, en sistemas de ayuda cisión en explotaciones ganaderas de vacuno de leche y en plantas de rendering. cterísticas principales Instrumento FOSS NIRSystems 6500 microphazir Filtro Monocromador/Predispersivdispersivo Equipo MEMS/Pre Rango nm nm Resolución 2 nm 8 nm (no constante) mpo de integración ms 600 ms Tiempo de medida 60 s (32 escaneos/muestra) 3 s (5 escaneos/muestra) Altas prestaciones Portátil Ventajas Condiciones de trabajo controladas Compacto y robusto Water Water Protein Fat 2,8 2,6 2,4 2,2 Spectro5 E0 +A Spectro80 E NIR Log (1/R) 2 1,8 1,6 1,4

cterísticas principales Instrumento FOSS NIRSystems 6500 microphazir Filtro Monocromador/Predispersivdispersivo Equipo MEMS/Pre Rango 400 2500 nm 1600 2400 nm Resolución 2 nm

8 The scientist is not a person who gives the right answers, he's one who asks the right questions Claude Lévi Strauss laboraciones: anciación: Demanda: Caracterización y tratamiento de la señal espectroscópica NIRS obtenida in situ/on line, para el desarrollo de nuevas aplicaciones. Desarrollo algoritmos de clonación para aplicaciones en micronirs: análisis Low cost en tiemporeal. Diseño de plataformas de apoyo a la toma de decisiones, que faciliten el análisis e interpretación de los resultados. Oferta: Transferencia de tecnología Asesoría científico técnica para la implantación de un proyecto de tecnología NIRS en la industria (proyecto, instrumentación, formación, calibraciones, etc) como herramienta de gestión ágil: Sistemas de Ayuda a la Decisión en la Industria Agroalimentaria. Proyecto RTA : Instituto Nacional de Investigación y Tecnología Agraria y Alimentaria (INIA). Ministerio de Economía y Competitividad Proyecto RTA C02 00: Instituto Nacional de Investigación y Tecnología Agraria y Alimentaria (INIA). Ministerio de Economía y Competitividad

Diseño de plataformas de apoyo a la toma de decisiones, que faciliten el análisis e interpretación de los resultados.

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