Οι σπόροι και τα δημητριακά είναι οι κύριες πηγές ενέργειας για τους ανθρώπους και είναι βαθιά ενσωματωμένα στην καθημερινή μας ζωή. Το σιτάρι, για παράδειγμα, είναι ένα από τα τρία κορυφαία δημητριακά του κόσμου και χρησιμεύει ως βασικό τρόφιμο, πλούσιο σε υδατάνθρακες, πρωτεΐνες και απαραίτητα μικροθρεπτικά συστατικά. Πριν οι κόκκοι σιταριού αλεστούν σε αλεύρι για προϊόντα όπως ψωμί, μπισκότα και άλλα τρόφιμα, είναι απαραίτητο να αξιολογηθεί αυστηρά η ποιότητά τους. Αυτό το βήμα διασφαλίζει ότι η επόμενη επεξεργασία πληροί υψηλά πρότυπα.

Οι κόκκοι σίτου ελέγχονται για την περιεκτικότητα σε υγρασία, τα επίπεδα πρωτεΐνης, τη δύναμη γλουτένης, τη σύνθεση αμινοξέων, την περιεκτικότητα σε άμυλο και τυχόν ατέλειες, οι οποίες είναι κρίσιμοι παράγοντες για τον προσδιορισμό της καταλληλότητάς τους για αποθήκευση και επεξεργασία. Τα χαρακτηριστικά του σίτου καθορίζουν την καλύτερη χρήση του—ο σκληρός σίτος και οι ποικιλίες υψηλής πρωτεΐνης, γνωστές για τη δυνατή γλουτένη τους, είναι ιδανικές για ψωμί και ζυμωμένα προϊόντα λόγω της ικανότητάς τους να παρέχουν δομή και σταθερότητα. Αντίθετα, ο μαλακός σίτος και οι ποικιλίες χαμηλής πρωτεΐνης είναι πιο κατάλληλες για κέικ, μπισκότα και ζυμαρικά. Για τους αγρότες και τους αγοραστές, η αξιολόγηση της ποιότητας του σίτου χρησιμοποιώντας αυτούς τους βασικούς δείκτες εξασφαλίζει δίκαιες τιμές και βέλτιστη αξιοποίηση. Ο αναλυτής σιτηρών IAT Near-Infrared είναι το προτιμώμενο εργαλείο για την πραγματοποίηση αυτών των απαραίτητων εκτιμήσεων με ταχύτητα και ακρίβεια, δίνοντάς σας τη δυνατότητα να λαμβάνετε ενημερωμένες αποφάσεις που ωφελούν ολόκληρη την αλυσίδα εφοδιασμού.

Υπάρχουν διάφορες μέθοδοι για την αξιολόγηση της ποιότητας των σιτηρών σίτου, αλλά πολλές χημικές και φυσικές προσεγγίσεις απαιτούν προετοιμασία δείγματος και τη χρήση τοξικών αντιδραστηρίων. Για παράδειγμα, η ανάλυση πρωτεϊνών συχνά βασίζεται στη μέθοδο Kjeldahl, η οποία διαρκεί 5-6 ώρες ανά δοκιμή. Λόγω του μεγέθους του εξοπλισμού και του μεγάλου αριθμού χημικών αντιδραστηρίων που απαιτούνται, αυτές οι δοκιμές μπορούν να πραγματοποιηθούν μόνο σε εργαστηριακό περιβάλλον. Αυτό δημιουργεί σημαντικούς περιορισμούς όσον αφορά τον χρόνο και την τοποθεσία, καθιστώντας δύσκολη την κάλυψη των αναγκών για γρήγορη δοκιμή επί τόπου και τιμολόγηση κατά τη διαδικασία προμήθειας.

Ομοίως, η δοκιμή για την ποιότητα γλουτένης, όπως το χειροκίνητο πλύσιμο γλουτένης, μπορεί να οδηγήσει σε σημαντικές διακυμάνσεις στα αποτελέσματα—έως και 2 ποσοστιαίες μονάδες ή περισσότερες ανάλογα με την τεχνική του χειριστή. Ως αποτέλεσμα, οι μέθοδοι εργαστηριακής δοκιμής απαιτούν εξειδικευμένο προσωπικό και σταθερό εξοπλισμό. Ωστόσο, η αξιοπιστία αυτών των δοκιμών συχνά υπονομεύεται από ανθρώπινα λάθη, μεταβλητότητα του εξοπλισμού και μεθοδολογικές διαφορές. Επομένως, υπάρχει μια κρίσιμη ανάγκη για μια φορητή, γρήγορη, μη καταστροφική, ακριβή και εξαιρετικά επαναλαμβανόμενη συσκευή δοκιμής για να αντιμετωπιστούν οι προκλήσεις που αντιμετωπίζονται κατά τη διαδικασία προμήθειας, όπου η ποιότητα του σίτου αξιολογείται συχνά με βάση την ποικιλία, την υφή και την εμπειρία μόνο.

Η φασματοσκοπία κοντινών υπέρυθρων (NIR) έχει αποκτήσει αναγνώριση ως ηγετική τεχνολογία για την αξιολόγηση της ποιότητας του σίτου, κυρίως λόγω της προσιτής τιμής, της ταχύτητας, της ακρίβειας και της μη καταστροφικής φύσης των δοκιμών. Αυτή η καινοτόμος μέθοδος χρησιμοποιείται εκτενώς σε ερευνητικά περιβάλλοντα και στη βιομηχανία σιτηρών για την παροχή αξιόπιστων εκτιμήσεων ποιότητας. Φορητοί αναλυτές σιτηρών NIR χρησιμοποιούνται συνήθως για τη μέτρηση βασικών παραμέτρων όπως η υγρασία, το άμυλο και η περιεκτικότητα σε πρωτεΐνη στους κόκκους σίτου, προσφέροντας πολύτιρες πληροφορίες για τη βελτιστοποίηση των συνθηκών αποθήκευσης και διευκολύνοντας την ταχεία ταξινόμηση εξειδικευμένων ποικιλιών σίτου.

Δεδομένων των ποικίλων απαιτήσεων αξιολόγησης ποιότητας σε διάφορα στάδια επεξεργασίας σιταριού—από την αποθήκευση μέχρι την άλεση και την παραγωγή τροφίμων—υπάρχει αυξανόμενη ανάγκη να εξερευνηθούν οι τρέχουσες εφαρμογές της τεχνολογίας NIR στη δοκιμή σιταριού. Επιπλέον, η κατανόηση της αποτελεσματικότητας του NIR στην ανίχνευση συγκεκριμένων συστατικών εντός των κόκκων είναι κρίσιμη για την ενίσχυση της χρησιμότητάς του και της ακρίβειάς του. Καθώς το NIR συνεχίζει να εξελίσσεται, ο ρόλος του στη βελτίωση της αποδοτικότητας και της αξιοπιστίας της αξιολόγησης ποιότητας του σιταριού θα γίνει μόνο πιο προφανής, υποστηρίζοντας ολόκληρη την αλυσίδα εφοδιασμού.

Το κοντινό υπέρυθρο φως (NIR) ήταν η πρώτη μη ορατή περιοχή φωτός που ανακαλύφθηκε, με μήκη κύματος που κυμαίνονται μεταξύ της ορατής και της μεσαίας υπέρυθρης περιοχής, από 780 έως 2526 nm. Σε αυτό το εύρος μήκους κύματος, οι ουσίες που περιέχουν υδρογόνους δεσμούς (O-H, C-H, S-H, N-H, κ.λπ.) εμφανίζουν απορρόφηση υπερτονικών και συνδυαστικών. Η NIR φασματοσκοπία μετρά την χαρακτηριστική απορρόφηση μιας ουσίας στην περιοχή του κοντινού υπέρυθρου για να δημιουργήσει ένα φάσμα που περιέχει πληροφορίες σχετικά με το δείγμα. Αυτή η τεχνική χρησιμοποιείται κυρίως για την ποιοτική και ποσοτική ανάλυση οργανικών ενώσεων. Ενώ τα σήματα NIR είναι εύκολα προσβάσιμα όπως αυτά στο ορατό φάσμα φωτός, η ασθενέστερη απορρόφησή τους στην υπέρυθρη περιοχή και η παρουσία επικαλυπτόμενων φασματικών ζωνών, καθιστούν την ερμηνεία τους περίπλοκη. Η ευρεία υιοθέτηση της NIR φασματοσκοπίας κατέστη δυνατή με την ανάπτυξη προηγμένων χημικών μεθόδων, οι οποίες επέτρεψαν καλύτερη ανάλυση και ερμηνεία. Με τα μοναδικά της χαρακτηριστικά, η NIR φασματοσκοπία έχει γίνει ένα πολύτιμο εργαλείο για τις γρήγορες, μη καταστροφικές δυνατότητες δοκιμών της και η ικανότητά της να μετρά πολλαπλές παραμέτρους χωρίς προεπεξεργασία δείγματος την καθιστά ιδανική για γρήγορη και αξιόπιστη δοκιμή σιτηρών και δημητριακών, από τον έλεγχο ποιότητας μέχρι την ασφάλεια τροφίμων.

Τα φασματοσκόπια NIR είναι το υλικό που επιτρέπει την εφαρμογή της φασματοσκοπίας NIR στην καθορισμό της ποιότητας του σιταριού. Διάφοροι τύποι φασματοσκοπίων NIR έχουν σχεδιαστεί για συγκεκριμένες εφαρμογές. Τα διασκορπιστικά και τα παρεμβολικά όργανα είναι οι πιο συχνά χρησιμοποιούμενες συσκευές NIR στην αγορά. Τα παρεμβολικά φασματοσκόπια, συνήθως μοντέλα Fourier Transform, είναι υψηλής ποιότητας, ακριβά όργανα που είναι καλύτερα κατάλληλα για ακριβή εργαστηριακή ανάλυση. Τα διασκορπιστικά όργανα NIR που χρησιμοποιούνται συνήθως σε παραγωγικές ρυθμίσεις περιλαμβάνουν σταθερούς διαχωριστές μεμονωμένων σημείων ή ανιχνευτές πλέγματος και φασματοσκόπια NIR με ακουστικά-οπτικά ρυθμιζόμενα φίλτρα (AOTF-NIR). Ωστόσο, το κύριο διασκορπιστικό στοιχείο στα όργανα AOTF είναι δαπανηρό, καθιστώντας την ανίχνευση βασισμένη σε AOTF πιο ακριβή. Συνολικά, τα φασματοσκόπια ανίχνευσης με σταθερούς διαχωριστές μεμονωμένων σημείων ή πλέγματος είναι πιο ευρέως χρησιμοποιούμενα.

Η IAT (SINGAPORE) TECHNOLOGY PTE. LTD. (IAT) είναι μια καινοτόμος τεχνολογική εταιρεία που ειδικεύεται σε φασματομέτρες NIR και προσφέρει προσαρμοσμένες λύσεις για τη βιομηχανία. Από την ίδρυσή της, η IAT έχει γίνει ένας κορυφαίος προμηθευτής επαγγελματικών προϊόντων και υπηρεσιών NIR εστιάζοντας στην έρευνα και ανάπτυξη, παραγωγή και πωλήσεις. Με σημαντικές επενδύσεις σε R&D και μια ομάδα όπου πάνω από το 50% των μελών της κατέχουν μεταπτυχιακό ή διδακτορικό τίτλο. Για να καλύψει τη μεγάλη ζήτηση για φορητές, γρήγορες και οικονομικές ποιοτικές δοκιμές στην προμήθεια σιτηρών και γεωργικών προϊόντων, η IAT έχει αξιοποιήσει την τεχνολογία MEMS μαζί με ένα σταθερό πλέγμα + DMD μικροκαθρέφτη και μια προσέγγιση ανίχνευσης ενός σημείου. Αυτή η προσέγγιση οδήγησε στην ανάπτυξη του IAS-5100 Φορητού Αναλυτή Σιτηρών NIR, σχεδιασμένου να καλύπτει τις ανάγκες του σύγχρονου ελέγχου ποιότητας στη γεωργία αποτελεσματικά.

IAS-5100 Φορητός Αναλυτής NIR

Το IAS-5100 διαθέτει μια καινοτόμο συσκευή διάχυτης ανάκλασης πλευρικού φωτισμού που ενισχύει την ακρίβεια της ανάλυσης κοκκωδών δειγμάτων κατά τρεις φορές, εξασφαλίζοντας αξιόπιστα αποτελέσματα που μπορούν να εμπιστευτούν τόσο οι αγοραστές όσο και οι πωλητές για δίκαιες συναλλαγές και κερδοφόρες αποφάσεις. Η διαισθητική οθόνη αφής και η λειτουργία ανάλυσης με ένα κλικ επιτρέπουν στους χρήστες να εκτελούν δοκιμές εύκολα χωρίς να χρειάζονται επαγγελματική εκπαίδευση. Συμπαγές, ελαφρύ και τροφοδοτούμενο από μπαταρία, το IAS-5100 είναι ιδανικό για χρήση σε χώρους προμηθειών, σε οχήματα ή στο πεδίο. Η εκτενής βάση δεδομένων ανίχνευσης του, που έχει αναπτυχθεί από χρόνια δεδομένων δειγμάτων, εγγυάται ακριβή και σωστή ανάλυση. Το IAS-5100 μετρά κυρίως την υγρασία, την πρωτεΐνη, τη γλουτένη και την περιεκτικότητα σε τέφρα στο σιτάρι, καθιστώντας το κατάλληλο για ταξινόμηση, βαθμολόγηση και τιμολόγηση στην προμήθεια σιταριού.

Η περιεκτικότητα σε υγρασία στους σπόρους σίτου, που ορίζεται ως η αναλογία της μάζας του νερού προς τη συνολική μάζα του σπόρου, είναι κρίσιμη για την επεξεργασία, τη μεταφορά και την αποθήκευση. Το βέλτιστο επίπεδο υγρασίας επιτυγχάνεται με την ξήρανση του σπόρου λίγο κάτω από το όριο όπου μπορούν να ευδοκιμήσουν οι μικροοργανισμοί, εξασφαλίζοντας ασφαλέστερη αποθήκευση και καλύτερη διατήρηση της φρεσκάδας, της βρώσιμης κατάστασης, του ποσοστού βλάστησης και της ποιότητας των σπόρων. Η υπερβολική υγρασία οδηγεί σε σπατάλη χωρητικότητας και αυξημένη δραστηριότητα ενζύμων, προκαλώντας διάσπαση θρεπτικών συστατικών, υψηλότερες θερμοκρασίες και προβλήματα όπως η ανάπτυξη μούχλας και η προσβολή από έντομα. Αντίθετα, η πολύ χαμηλή υγρασία μπορεί να κάνει τους σπόρους εύθραυστους, επηρεάζοντας την ποιότητα των τροφίμων και τη βιωσιμότητα των σπόρων. Έτσι, η ακριβής μέτρηση και έλεγχος της περιεκτικότητας σε υγρασία είναι απαραίτητοι καθ' όλη τη διάρκεια της διαδικασίας αποθήκευσης και μεταφοράς σιτηρών.

Δεδομένου αυτού, η χρήση της φασματοσκοπίας κοντινών υπέρυθρων (NIR) για ανίχνευση κατά τη διάρκεια της μεταφοράς και αποθήκευσης σιτηρών είναι σημαντικής σημασίας. Το IAS-5100, που αναπτύχθηκε από την IAT, είναι φορητό και συμπαγές, καθιστώντας το κατάλληλο για ανίχνευση κατά τη διάρκεια της μεταφοράς και αποθήκευσης. Καθώς η κοινωνία προχωρά, υπάρχει αυξανόμενη ζήτηση για αυτοματοποίηση και μη επανδρωμένες λειτουργίες στη μεταφορά και αποθήκευση. Για να καλύψει αυτή την ανάγκη, η IAT έχει αναπτύξει ένα φασματόμετρο σχεδιασμένο για βολική διαδικτυακή ανίχνευση σε πραγματικό χρόνο, χρησιμοποιώντας τεχνολογία σταθερού πλέγματος + ανιχνευτή διάταξης. Αυτό επιτρέπει χρόνους ανίχνευσης όσο το δυνατόν πιο σύντομους, έως χιλιοστά του δευτερολέπτου ανά δείγμα, ικανοποιώντας τις ανάγκες για διαδικτυακή ανίχνευση σε πραγματικό χρόνο. Το σύστημα μπορεί επίσης να προσαρμοστεί σύμφωνα με συγκεκριμένες συνθήκες λειτουργίας, συμπεριλαμβανομένων των απαιτήσεων για προστασία από εκρήξεις, σχεδίαση αισθητήρα και λύσεις ανίχνευσης πολλαπλών μονάδων.

Η ανάλυση σιτηρών επικεντρώνεται κυρίως στην ανίχνευση θρεπτικών συστατικών. Το IAS-5100 έχει σχεδιαστεί για καλλιέργειες μεγάλων σιτηρών, συμπεριλαμβανομένων όχι μόνο του σιταριού αλλά και της σόγιας, του κραμβέλαιου, των σπόρων ηλιοτροπίου, του ρυζιού και του καλαμποκιού. Οι κύριοι δείκτες ανίχνευσης περιλαμβάνουν την υγρασία, την πρωτεΐνη, το λίπος, το άμυλο, τη στάχτη και την οξύτητα, οι οποίοι είναι όλοι κρίσιμοι για τον έλεγχο ποιότητας. Η IAT διαθέτει μια επαγγελματική και έμπειρη ομάδα εφαρμογών που ενημερώνει τακτικά τα μοντέλα σιτηρών για να καλύψει τις ανάγκες ανίχνευσης περισσότερων ποικιλιών, ευρύτερων περιοχών και διαφορετικών ετών συγκομιδής. Επιπλέον, είναι διαθέσιμη η ανάπτυξη προσαρμοσμένων μοντέλων για να καλύψει συγκεκριμένες απαιτήσεις πελατών.

Η ανάπτυξη οργάνων φασματοσκοπίας NIR εξελίσσεται για να προσφέρει μεγαλύτερη σταθερότητα, αξιοπιστία και ταχύτητα. Σε βιομηχανικές παραγωγές, η ενσωμάτωση της διαδικτυακής ανίχνευσης NIR με οπτικές ίνες και το διαδίκτυο επιτρέπει την παρακολούθηση της ποιότητας των προϊόντων σε πραγματικό χρόνο, προσφέροντας μια ακριβή λύση για τον έλεγχο ποιότητας. Στην ανάλυση σιτηρών, η εφαρμογή της τεχνολογίας NIR στην εκτίμηση ποιότητας έχει βελτιώσει σημαντικά την αποδοτικότητα παραγωγής και την ποιότητα των προϊόντων, συμβάλλοντας σε ασφαλέστερη αποθήκευση σιτηρών και βελτιωμένη ασφάλεια τροφίμων.

Καθώς τα επίπεδα διαβίωσης και οι διατροφικές απαιτήσεις συνεχίζουν να αυξάνονται, οι εξειδικευμένοι σπόροι, όπως οι χρωματιστοί που είναι πλούσιοι σε θρεπτικά συστατικά, γίνονται ολοένα και πιο διαδεδομένοι. Αυτοί οι σπόροι περιέχουν υψηλότερα επίπεδα ανθοκυανινών, καροτενοειδών και άλλων θρεπτικών συστατικών σε σύγκριση με το κανονικό σιτάρι, καθιστώντας τους πιο θρεπτικούς και οπτικά ελκυστικούς. Ωστόσο, η παρουσία αυτών των χρωστικών μπορεί να επηρεάσει τα φάσματα απορρόφησης NIR, οδηγώντας σε σημαντικές αποκλίσεις στις μετρήσεις ποιοτικών δεικτών όπως το άμυλο, η πρωτεΐνη και η υγρασία. Επομένως, η βελτιστοποίηση του εξοπλισμού NIR ή των προγνωστικών μοντέλων για τη βελτίωση της αξιολόγησης ποιότητας τέτοιων εξειδικευμένων σιταριών είναι εξαιρετικής σημασίας.

Η IAT είναι αφιερωμένη στη συνεχή ανάπτυξη οργάνων φασματοσκοπίας NIR και στην ανάπτυξη μοντέλων για να καλύψει τις ανάγκες της αγοράς. Αγκαλιάζοντας τις τρέχουσες ευκαιρίες και προωθώντας καινοτομίες, η IAT δεσμεύεται να προχωρήσει τη παγκόσμια βιομηχανία NIR.

Πηγή： https://millermagazine.com/blog/ensuring-optimal-grain-quality-the-future-of-wheat-testing-5849