Análise de grãos por espectroscopia NIR em tempo real
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Análise de grãos por espectroscopia NIR em tempo real
A espectroscopia de infravermelho próximo (NIR) é uma ferramenta analítica valiosa para a análise em tempo real da composição química de uma grande variedade de produtos, incluindo os de origem agrícola. Neste artigo, abordaremos a aplicação da tecnologia NIR na análise de grãos e, em particular, de duas variedades de grãos de trigo: mole (Triticum aestivum) e duro (Triticum durum), bem como de milho amarelo (Zea Mays).
Análise de grãos com tecnologia NIR contínua ou portátil
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 espectroscopia NIR desempenha um papel crucial ao fornecer informações detalhadas sobre vários parâmetros em simultâneo, sendo a umidade um dos fatores 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 controle mais rigoroso de acordo com os critérios de qualidade estabelecidos.
A espectroscopia NIR distingue-se de outras técnicas pelo fato 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 controle de qualidade e permitindo a tomada de decisões instantâneas em comparação com a análise química úmida convencional.
A seguir, 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.
Análise contínua e em tempo real de grãos: grãos de trigo e de milho
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 umidade, foi utilizado um medidor de umidade 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 umidade e proteína expressos em % de matéria seca. Além disso, são também apresentados os resultados relativos à gordura e à umidade 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 espectroscopia NIR é também importante na fabricação de alimentos para animais para otimizar as dietas e o rendimento. No setor agro-alimentar, a técnica NIR oferece inúmeras vantagens em relação aos métodos de química úmida, 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 o monitoramento contínuo 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 umidade.
Uma alternativa NIR portátil para análise de grãos
Em muitas ocasiões, principalmente devido às condições e ao ambiente em que a análise de grãos deve ser efetuada, pode ser de grande utilidade trabalhar com um analisador de grãos NIR portátil, como o Visum Palm™. Este dispositivo, que trabalha no mesmo intervalo espectral (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 autônomo (computador incorporado e ecrã tátil). Não necessita 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 espectral de 3 nm ou 256 pixels, ou seja, duas a três vezes superior, o que permite obter espectros e, portanto, resultados de elevada confiabilidade e qualidade.
- Inclui bibliotecas de fábrica para diferentes tipos de grãos.
- E é suportado pelo software externo Visum Master™ para PC, para que o usuário final possa desenvolver as suas próprias calibrações NIR e ampliá-las de forma automatizada e assistida por IA. Desta forma, o usuário 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 este artigo sobre análise de grãos com tecnologia NIR tenha sido útil. Para mais informações, fale conosco através do e-mail guilherme@satelit.com.br.
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