Analisador de grãos IAT NIR: o especialista em testes rápidos de qualidade para grãos e cereais

Grãos e cereais são as principais fontes de energia para os humanos e estão profundamente integrados em nossas vidas diárias. O trigo, por exemplo, é um dos três principais grãos do mundo e serve como um alimento básico vital, rico em carboidratos, proteínas e micronutrientes essenciais. Antes que os grãos de trigo sejam moídos em farinha para produtos como pão, biscoitos e outros alimentos, é essencial avaliar rigorosamente sua qualidade. Esta etapa garante que o processamento subsequente atenda a altos padrões.

Os grãos de trigo são testados quanto ao teor de umidade, níveis de proteína, força do glúten, composição de aminoácidos, teor de amido e quaisquer imperfeições, que são fatores cruciais para determinar sua adequação para armazenamento e processamento. As características do trigo determinam seu melhor uso — trigo duro e variedades de alta proteína, conhecidas por seu glúten forte, são ideais para pães e produtos fermentados devido à sua capacidade de fornecer estrutura e estabilidade. Enquanto isso, trigo mole e variedades de baixa proteína são mais adequadas para bolos, biscoitos e macarrão. Para agricultores e compradores, avaliar a qualidade do trigo usando esses indicadores-chave garante preços justos e utilização ideal. O IAT Near-Infrared Grain Analyzer é a ferramenta preferida para fazer essas avaliações essenciais com rapidez e precisão, capacitando você a tomar decisões informadas que beneficiam toda a cadeia de suprimentos.

Existem vários métodos para avaliar a qualidade dos grãos de trigo, mas muitas abordagens químicas e físicas exigem pré-tratamento da amostra e o uso de reagentes tóxicos. Por exemplo, a análise de proteínas geralmente depende do método Kjeldahl, que leva de 5 a 6 horas por teste. Devido ao tamanho do equipamento e ao grande número de reagentes químicos necessários, esses testes só podem ser realizados em um ambiente de laboratório. Isso cria limitações significativas em termos de tempo e localização, tornando desafiador atender às necessidades de testes rápidos no local e preços durante o processo de aquisição.

Da mesma forma, os testes de qualidade do glúten, como a lavagem manual do glúten, podem levar a variações substanciais nos resultados — até 2 pontos percentuais ou mais, dependendo da técnica do operador. Como resultado, os métodos de teste de laboratório exigem pessoal altamente qualificado e equipamento estável. No entanto, a confiabilidade desses testes é frequentemente comprometida por erro humano, variabilidade do equipamento e diferenças metodológicas. Portanto, há uma necessidade crítica de um dispositivo de teste portátil, rápido, não destrutivo, preciso e altamente repetível para abordar os desafios enfrentados durante o processo de aquisição, onde a qualidade do trigo é frequentemente acessada com base apenas na variedade, textura e experiência.

A espectroscopia de infravermelho próximo (NIR) ganhou reconhecimento como uma tecnologia líder para acessar a qualidade do trigo, em grande parte devido à sua acessibilidade, velocidade, precisão e natureza de teste não destrutivo. Este método inovador é amplamente utilizado em ambientes de pesquisa e na indústria de grãos para fornecer avaliações de qualidade de confiabilidade. Analisadores de grãos NIR portáteis são comumente empregados para medir parâmetros-chave, como umidade, amido e teor de proteína em grãos de trigo, oferecendo insights valiosos para otimizar as condições de armazenamento e facilitar a classificação rápida de variedades especializadas de trigo.

Considerando os diversos requisitos de avaliação de qualidade em diferentes estágios do processamento do trigo — desde o armazenamento até a moagem e a produção de alimentos — há uma necessidade crescente de explorar as aplicações atuais da tecnologia NIR em testes de trigo. Além disso, entender a eficácia do NIR na detecção de componentes específicos dentro dos grãos é crucial para aumentar sua utilidade e precisão. À medida que o NIR continua a evoluir, seu papel na melhoria da eficiência e confiabilidade da avaliação da qualidade do trigo só se tornará mais proeminente, apoiando toda a cadeia de suprimentos.

A luz infravermelha próxima (NIR) foi a primeira região de luz não visível a ser descoberta, com comprimentos de onda que ficam entre as regiões visível e infravermelha média, variando de 780 a 2526 nm. Nessa faixa de comprimento de onda, substâncias contendo ligações de hidrogênio (OH, CH, SH, NH, etc.) exibem absorção de sobretons e combinações. A espectroscopia NIR mede a absorção característica de uma substância na região do infravermelho próximo para gerar um espectro que contém informações sobre a amostra. Essa técnica é usada atualmente principalmente para a análise qualitativa e quantitativa de compostos orgânicos. Embora os sinais NIR sejam fáceis de obter como aqueles no espectro de luz visível, sua absorção mais fraca na região do infravermelho e a presença de bandas espectrais sobrepostas os tornam complexos de interpretar. A ampla adoção da espectroscopia NIR tornou-se possível com o desenvolvimento de métodos quimiométricos avançados, que permitiram melhor análise e interpretação. Com suas características únicas, a espectroscopia NIR se tornou uma ferramenta valiosa por suas capacidades de testes rápidos e não destrutivos e pela capacidade de medir múltiplos parâmetros sem pré-tratamento da amostra, o que a torna ideal para testes rápidos e confiáveis de grãos e cereais, desde o controle de qualidade até a segurança alimentar.

Espectrômetros NIR são o hardware que permite a aplicação da espectroscopia NIR na determinação da qualidade do trigo. Vários tipos de espectrômetros NIR são projetados para aplicações específicas. Instrumentos dispersivos e interferométricos são os dispositivos NIR mais comumente usados no mercado. Espectrômetros interferométricos, geralmente modelos de Transformada de Fourier, são instrumentos caros e de ponta, mais adequados para análises laboratoriais precisas. Instrumentos NIR dispersivos comumente usados em ambientes de produção incluem detectores de ponto único ou matriz de grade fixa e espectrômetros NIR de filtro ajustável acústico-óptico (AOTF-NIR). No entanto, o elemento de dispersão central em instrumentos AOTF é caro, tornando a detecção baseada em AOTF mais cara. No geral, espectrômetros de detecção de ponto único ou matriz de grade fixa são mais amplamente usados.

IAT (SINGAPURA) TECHNOLOGY PTE. LTD. (IAT) é uma empresa de tecnologia inovadora especializada em espectrômetros NIR e que oferece soluções personalizadas para a indústria. Desde sua criação, a IAT se tornou uma fornecedora líder de produtos e serviços profissionais NIR, concentrando-se em pesquisa e desenvolvimento, produção e vendas. Com investimentos significativos em P&D e uma equipe onde mais de 50% de seus membros possuem mestrado ou doutorado. Para atender à forte demanda por testes de qualidade portáteis, rápidos e econômicos em compras de grãos e produtos agrícolas, a IAT utilizou a tecnologia MEMS junto com uma grade fixa + matriz de microespelhos DMD e uma abordagem de detecção de ponto único. Essa abordagem levou ao desenvolvimento do Analisador de Grãos NIR Portátil IAS-5100, projetado para atender às necessidades do controle de qualidade agrícola moderno de forma eficiente.

Analisador NIR portátil IAS-5100

O IAS-5100 apresenta um inovador dispositivo de mistura de reflexão difusa de iluminação lateral que aumenta a precisão da análise de amostra granular em três vezes, garantindo resultados confiáveis nos quais compradores e vendedores podem confiar para transações justas e decisões lucrativas. Sua tela de toque intuitiva e função de análise de um clique permitem que os usuários realizem testes facilmente sem a necessidade de treinamento profissional. Compacto, leve e alimentado por bateria, o IAS-5100 é ideal para uso em locais de aquisição, em veículos ou em campo. Seu extenso banco de dados de detecção, desenvolvido a partir de anos de dados de amostra, garante uma análise precisa e exata. O IAS-5100 mede principalmente umidade, proteína, glúten e teor de cinzas no trigo, tornando-o adequado para classificação, classificação e precificação na aquisição de trigo.

O teor de umidade nos grãos de trigo, definido como a proporção da massa de água para a massa total do grão, é crítico para processamento, transporte e armazenamento. O nível de umidade ideal é alcançado pela secagem do grão logo abaixo do limite onde os microrganismos podem prosperar, garantindo um armazenamento mais seguro e melhor preservação do frescor, comestibilidade, taxa de germinação e qualidade da semente. O excesso de umidade leva ao desperdício de capacidade e aumento da atividade enzimática, causando quebra de nutrientes, temperaturas mais altas e problemas como crescimento de mofo e infestação de insetos. Por outro lado, pouca umidade pode tornar os grãos quebradiços, afetando a qualidade dos alimentos e a viabilidade das sementes. Portanto, a medição e o controle precisos do teor de umidade são essenciais durante todo o processo de armazenamento e transporte de grãos.

Dado isso, usar espectroscopia de infravermelho próximo (NIR) para detecção durante o transporte e armazenamento de grãos é de grande importância. O IAS-5100, desenvolvido pela IAT, é portátil e compacto, o que o torna adequado para detecção durante o transporte e armazenamento. À medida que a sociedade avança, há uma demanda crescente por automação e operações não tripuladas em transporte e armazenamento. Para atender a essa necessidade, a IAT desenvolveu um espectrômetro projetado para detecção conveniente em tempo real on-line, utilizando uma tecnologia de detector de grade fixa + matriz. Isso permite tempos de detecção tão curtos quanto milissegundos por amostra, atendendo às necessidades de detecção on-line em tempo real. O sistema também pode ser personalizado de acordo com condições operacionais específicas, incluindo requisitos à prova de explosão, design de sonda e soluções de detecção de várias unidades.

A análise de grãos foca principalmente na detecção de componentes nutricionais. O IAS-5100 é projetado para culturas de grãos grandes, incluindo não apenas trigo, mas também soja, colza, sementes de girassol, arroz e arroz. Os principais indicadores de detecção incluem umidade, proteína, gordura, amido, cinzas e valor ácido, todos cruciais para o controle de qualidade. O IAT possui uma equipe de aplicação profissional e experiente que atualiza regularmente os modelos de grãos para atender às necessidades de detecção de mais variedades, regiões mais amplas e diferentes anos de colheita. Além disso, o desenvolvimento de modelos personalizados está disponível para atender aos requisitos específicos do cliente.

O desenvolvimento de instrumentos de espectroscopia NIR está evoluindo para oferecer maior estabilidade, confiabilidade e velocidade. No cenário de produção industrial, a integração da detecção on-line NIR com fibras ópticas e a internet permite o monitoramento da qualidade do produto em tempo real, oferecendo uma solução precisa para controle de qualidade. Na análise de grãos, a aplicação da tecnologia NIR na avaliação da qualidade melhorou significativamente a eficiência da produção e a qualidade do produto, contribuindo para um armazenamento de grãos mais seguro e melhor segurança alimentar.

À medida que os padrões de vida e as demandas nutricionais continuam a aumentar, grãos especializados, como os coloridos ricos em nutrientes, estão se tornando mais prevalentes. Esses grãos contêm níveis mais altos de antocianinas, carotenoides e outros nutrientes em comparação ao trigo comum, tornando-os mais nutritivos e visualmente atraentes. No entanto, a presença desses pigmentos pode afetar os espectros de absorção NIR, levando a desvios significativos nas medições de indicadores de qualidade como amido, proteína e umidade. Portanto, otimizar o equipamento NIR ou modelos preditivos para melhorar a avaliação da qualidade desses trigos especializados é de grande importância.

A IAT se dedica ao desenvolvimento contínuo de instrumentos de espectroscopia NIR e desenvolvimento de modelos para atender às necessidades do mercado. Ao abraçar as oportunidades atuais e impulsionar inovações, a IAT está comprometida em avançar a indústria global de NIR.

Fonte: https://millermagazine.com/blog/assegurando-a-qualidade-ótima-dos-grãos-o-futuro-dos-testes-de-trigo-5849