NIR анализатори “От фермата до фабриката”

NIR анализаторите се използват широко във всички отрасли на хранителната промишленост – „от фермата до фабриката“. Фирма Гея ‘99, която е ексклузивен представител на австралийския производител Next Instruments е специализирана в предлагането и разработката на NIR анализатори с приложения за фермери, търговци на зърно, преработватели на зърно, производители на храни. Предизвикателството при тези машини е да се създаде уред, който е мощен и с висока производителност, но и лесен за операция и поддръжка.

На първо място, фермерите често нямат научно или инженерно образование. Тяхната дейност е свързана главно с отглеждане и събиране на реколтата от зърно. Затова уредите, които им помагат при тази дейност трябва да бъдат лесни за употреба, здрави и надеждни.

На второ място, търговците и преработвателите обикновено имат лаборатория или най-малко офис в който да работят с тези инструменти. За тяхните цели, уредите се налага да извършват анализи бързо и просто, а информацията генерирана от тях да се достъпва и преглежда лесно в дигитален формат.

На последно място, производителите на храни използват тази информация да подобрят качеството на техните продукти и производителността на производствените им системи. NIR анализите играят важна роля по целия път на зърното от полето до рафтовете на магазина.

Описание

Широката гама NIR анализатори е основана на опростена система с диоден масив, която се характеризира с малък размер, липса на движещи части, ниска цена, здравина и надеждност.

Фигура 1 показва схема на спектрометър с диоден масив. Светлина от халогенната лампа преминава през пробата – зърно, пудра, паста или течност. Светлинната енергия се абсорбира от протеини, влага, мазнини и захари присъстващи в пробите. Излъчената от пробата светлина се фокусира върху спектрометъра, където бива сепарирана на съдържащите се в нея честоти.

Сепарираната светлина, наречена NIR спектър се проектира върху детектор – диоден масив, често използван във фотокопирните машини и скенери. Детекторите в масива измерват интензитета на светлината, попаднала върху всеки рецептор, като протеините абсорбират в специфична дължина на вълната – 1020 nm, водата – 970 nm, мазнини – 905 nm, захар – 905 nm. Измервайки количеството светлина, попаднало върху детектора може да се изчисли абсорбцията в тези честоти. Това позволява на инструмента да измери концентрацията на посочените горе компоненти. Колкото повече светлина е абсорбирана в дадената честота, толкова по-висока е концентрацията.

Типично спектрометъра с диоден масив тежи приблизително 7 килограм и е с размерите на кутия за обяд. Той може да бъде монтиран към корпуса на инструмент с подходящ механизъм за поставяне на проба и да се използва за много различни приложения.

NIR анализатори за зърнопроизводители

Продуктовия асортимент на CropScan за зърнопроизводители включва серия 1000 и 3000.

Компютъра също така контролира клапана, който се отваря за да може зърното да се върне обратно в елеватора. След това се затваря и процеса по измерване се повтаря. Системата събира данни на всеки 12 секунди и ги нанася върху интерактивна GPS карта на полето.

3000H може да изпраща тези данни в реално време към интернет, откъдето могат да бъдат прегледани през компютър или мобилно устройство. Софтуера CropNet съдържа всички нужни инструменти за запазване и преглеждане на данните.

NIR анализатори за търговци на зърно

NIR технологията се използва по целия свят за определяне на протеин, влага, масленост, фибри и нишесте в зърнени и маслодайни култури. През периода от 1970 до 1990, този тип анализатори са можели да измерват само отражение в смлени продукти и прахове. От 1990-та насам, анализаторите за цяло зърно, работещи на принципа на NIR трансмисия задминават по-старите технологии и бързо стават основен инструмент за измерване на горепосочените показатели. NIR анализаторите за цяло зърно са бърз, лесен за работа и чист метод, който не изисква предварителна подготовка на пробите.

NIR анализатори за преработватели на зърно и производители на храни

Компании, които преработват зърно във фуражи, брашна, шротове и т.н. изпозлват NIR апаратура както в лабораториите, така и директно в производствените линии. По подобен начин, производителите на храни използват тази технология за дискретен анализ на суровини, междинни и готови продукти. Те не само изследват зърнени продукти, но и млека, меса и т.н.

Ползите, които NIR анализите предлагат са бързина и едновременен анализ на голям брой компонети. Обаче NIR е само вторична техника и би следвало да се използва само в комбинация с оборудване за класически лабораторни методи. Например, ако едно предприятие извършва до 5 анализа на ден, би следвало да използва класическите методи. Обаче ако броя анализи се повиши до 20 или 50 на ден, тогава NIR анализатора е икономически изгоден начин за изследване на 90% от пробите, а останалата част – по класически методи. По този начин се гарантира правилната работа на уреда и позволява обновяване на калибровките, когато излязат нови видове проби. Ако заедно с апарата няма класически методи, по които да се сравнява, точността и прецизността на резултатите ще бъдат неизвестни.

Заключение

NIR анализа е вероятно най-мултифункционалната техника, която е налична в аналитичната химия. Никоя друга технология не може да измерва 5 до 6 компонента наведнъж без подготовка на пробата. Също така, никоя друга технология не може да бъде използвана за толкова много видове материали – зърно, пудри, пелети, течности и твърди в-ва. NIR анализа не е панацеята за всички аналитични проблеми. Тя не е подходяща за анализ на следи. Лимита на тестване е обикновено около един процент от всеки компонент. NIR метода е второстепенен метод и би следвало да бъде комбиниран с класически методи. Най-общо казано, NIR анализа е единствената технология, която намира приложения „от полето до фермата“