Zboża i płatki zbożowe są podstawowymi źródłami energii dla ludzi i są głęboko zintegrowane z naszym codziennym życiem. Na przykład pszenica jest jednym z trzech najlepszych zbóż na świecie i stanowi podstawowy produkt, bogaty w węglowodany, białka i niezbędne mikroelementy. Zanim ziarna pszenicy zostaną zmielone na mąkę do produktów takich jak chleb, ciasteczka i inne produkty spożywcze, konieczne jest rygorystyczne sprawdzenie ich jakości. Ten krok zapewnia, że późniejsze przetwarzanie spełnia wysokie standardy.
Ziarna pszenicy są testowane pod kątem zawartości wilgoci, poziomu białka, siły glutenu, składu aminokwasów, zawartości skrobi i wszelkich niedoskonałości, które są kluczowymi czynnikami przy określaniu ich przydatności do przechowywania i przetwarzania. Cechy pszenicy decydują o jej najlepszym wykorzystaniu — pszenica twarda i odmiany o wysokiej zawartości białka, znane z silnego glutenu, są idealne do chleba i produktów fermentowanych ze względu na ich zdolność do zapewniania struktury i stabilności. Tymczasem pszenica miękka i odmiany o niskiej zawartości białka są lepiej przystosowane do ciast, ciasteczek i makaronów. Zarówno dla rolników, jak i kupujących ocena jakości pszenicy przy użyciu tych kluczowych wskaźników zapewnia uczciwą cenę i optymalne wykorzystanie. Analizator ziarna bliskiej podczerwieni IAT jest preferowanym narzędziem do dokonywania tych niezbędnych ocen z szybkością i precyzją, umożliwiając podejmowanie świadomych decyzji, które przynoszą korzyści całemu łańcuchowi dostaw.
Istnieją różne metody oceny jakości ziaren pszenicy, ale wiele podejść chemicznych i fizycznych wymaga wstępnej obróbki próbek i użycia toksycznych odczynników. Na przykład analiza białek często opiera się na metodzie Kjeldahla, która zajmuje 5-6 godzin na test. Ze względu na rozmiar sprzętu i dużą liczbę potrzebnych odczynników chemicznych, testy te można wykonać tylko w warunkach laboratoryjnych. Stwarza to znaczne ograniczenia pod względem czasu i lokalizacji, co utrudnia spełnienie potrzeb szybkiego testowania na miejscu i ustalania cen w trakcie procesu zamówień.
Podobnie, testowanie jakości glutenu, takie jak ręczne mycie glutenu, może prowadzić do znacznych różnic w wynikach — do 2 punktów procentowych lub więcej, w zależności od techniki operatora. W rezultacie metody testowania laboratoryjnego wymagają wysoko wykwalifikowanego personelu i stabilnego sprzętu. Jednak niezawodność tych testów jest często zagrożona przez błędy ludzkie, zmienność sprzętu i różnice metodologiczne. Dlatego istnieje pilna potrzeba przenośnego, szybkiego, nieniszczącego, dokładnego i wysoce powtarzalnego urządzenia testowego, aby sprostać wyzwaniom napotykanym w procesie pozyskiwania, w którym jakość pszenicy jest często oceniana wyłącznie na podstawie odmiany, tekstury i doświadczenia.
Spektroskopia bliskiej podczerwieni (NIR) zyskała uznanie jako wiodąca technologia oceny jakości pszenicy, głównie ze względu na jej przystępność cenową, szybkość, precyzję i nieniszczący charakter testowania. Ta innowacyjna metoda jest szeroko stosowana w środowiskach badawczych i przemyśle zbożowym w celu zapewnienia oceny jakości niezawodności. Przenośne analizatory ziarna NIR są powszechnie stosowane do pomiaru kluczowych parametrów, takich jak wilgotność, skrobia i zawartość białka w ziarnach pszenicy, oferując cenne informacje na temat optymalizacji warunków przechowywania i ułatwiając szybką klasyfikację specjalistycznych odmian pszenicy.
Biorąc pod uwagę zróżnicowane wymagania dotyczące oceny jakości na różnych etapach przetwarzania pszenicy — od przechowywania, przez mielenie, po produkcję żywności — rośnie potrzeba zbadania obecnych zastosowań technologii NIR w testowaniu pszenicy. Ponadto zrozumienie skuteczności NIR w wykrywaniu określonych składników w ziarnach ma kluczowe znaczenie dla zwiększenia jej użyteczności i dokładności. W miarę rozwoju NIR jego rola w zwiększaniu wydajności i niezawodności oceny jakości pszenicy będzie stawać się coraz bardziej widoczna, wspierając cały łańcuch dostaw.
Bliska podczerwień (NIR) była pierwszym odkrytym obszarem światła niewidzialnego, o długościach fal leżących pomiędzy obszarami widzialnymi i średniej podczerwieni, w zakresie od 780 do 2526 nm. W tym zakresie długości fal substancje zawierające wiązania wodorowe (OH, CH, SH, NH itp.) wykazują absorpcję alikwotową i kombinowaną. Spektroskopia NIR mierzy charakterystyczną absorpcję substancji w obszarze bliskiej podczerwieni, aby wygenerować widmo zawierające informacje o próbce. Ta technika jest obecnie stosowana głównie do jakościowej i ilościowej analizy związków organicznych. Podczas gdy sygnały NIR są łatwe do uzyskania, jak sygnały w widmie światła widzialnego, ich słabsza absorpcja w obszarze podczerwieni i obecność nakładających się pasm widmowych sprawiają, że są one trudne do interpretacji. Powszechne przyjęcie spektroskopii NIR stało się możliwe dzięki rozwojowi zaawansowanych metod chemiometrycznych, które pozwoliły na lepszą analizę i interpretację. Dzięki swoim unikalnym cechom spektroskopia NIR stała się cennym narzędziem ze względu na możliwość przeprowadzania szybkich, nieniszczących badań. Ponadto, zdolność do pomiaru wielu parametrów bez wstępnej obróbki próbek sprawia, że idealnie nadaje się do szybkiego i niezawodnego badania ziaren i płatków zbożowych, od kontroli jakości po bezpieczeństwo żywności.
Spektrometry NIR to sprzęt, który umożliwia zastosowanie spektroskopii NIR w określaniu jakości pszenicy. Różne typy spektrometrów NIR są projektowane do konkretnych zastosowań. Instrumenty dyspersyjne i interferometryczne to najczęściej używane urządzenia NIR na rynku. Spektrometry interferometryczne, zazwyczaj modele z transformacją Fouriera, to wysokiej klasy, drogie instrumenty najlepiej nadające się do precyzyjnej analizy laboratoryjnej. Dyspersyjne instrumenty NIR powszechnie używane w warunkach produkcyjnych obejmują detektory jednopunktowe lub matrycowe o stałej siatce oraz akustooptyczne spektrometry NIR z filtrem strojonym (AOTF-NIR). Jednak główny element rozpraszający w instrumentach AOTF jest kosztowny, co sprawia, że detekcja oparta na AOTF jest droższa. Ogólnie rzecz biorąc, spektrometry detekcyjne jednopunktowe lub matrycowe o stałej siatce są szerzej stosowane.
IAT (SINGAPORE) TECHNOLOGY PTE. LTD. (IAT) to innowacyjna firma technologiczna specjalizująca się w spektrometrach NIR i oferująca dostosowane rozwiązania branżowe. Od momentu powstania IAT stała się wiodącym dostawcą profesjonalnych produktów i usług NIR, koncentrując się na badaniach i rozwoju, produkcji i sprzedaży. Dzięki znacznym inwestycjom w badania i rozwój oraz zespołowi, w którym ponad 50% członków posiada tytuł magistra lub doktora. Aby sprostać dużemu zapotrzebowaniu na przenośne, szybkie i ekonomiczne testy jakości w zakresie zaopatrzenia w zboża i produkty rolne, IAT wykorzystała technologię MEMS wraz ze stałą kratką + mikrolusterkową matrycą DMD i podejściem do wykrywania jednopunktowego. Podejście to doprowadziło do opracowania przenośnego analizatora ziarna NIR IAS-5100, zaprojektowanego tak, aby skutecznie sprostać potrzebom nowoczesnej kontroli jakości w rolnictwie.
MSSF -5100 posiada innowacyjne urządzenie do mieszania rozproszonego odbicia bocznego, które zwiększa dokładność analizy próbek ziarnistych trzykrotnie, zapewniając wiarygodne wyniki, którym zarówno kupujący, jak i sprzedający mogą zaufać w przypadku uczciwych transakcji i dochodowych decyzji. Jego intuicyjny ekran dotykowy i funkcja analizy jednym kliknięciem pozwalają użytkownikom na łatwe wykonywanie testów bez konieczności profesjonalnego szkolenia. Kompaktowy, lekki i zasilany bateryjnie, IAS-5100 jest idealny do użytku w miejscach zaopatrzenia, w pojazdach lub w terenie. Jego obszerna baza danych wykrywania, opracowana na podstawie wieloletnich danych próbek, gwarantuje precyzyjną i dokładną analizę. IAS-5100 mierzy przede wszystkim zawartość wilgoci, białka, glutenu i popiołu w pszenicy, dzięki czemu doskonale nadaje się do klasyfikacji, klasyfikowania i ustalania cen w zaopatrzeniu pszenicy.
Zawartość wilgoci w ziarnach pszenicy, zdefiniowana jako stosunek masy wody do całkowitej masy ziarna, jest krytyczna dla przetwarzania, transportu i przechowywania. Optymalny poziom wilgoci uzyskuje się poprzez suszenie ziarna tuż poniżej progu, w którym mikroorganizmy mogą się rozwijać, zapewniając bezpieczniejsze przechowywanie i lepsze zachowanie świeżości, zdatności do spożycia, szybkości kiełkowania i jakości nasion. Nadmiar wilgoci prowadzi do marnowania pojemności i zwiększonej aktywności enzymów, powodując rozpad składników odżywczych, wyższe temperatury i problemy, takie jak rozwój pleśni i inwazje owadów. Z drugiej strony zbyt mała ilość wilgoci może sprawić, że ziarna staną się kruche, co wpłynie na jakość żywności i żywotność nasion. Dlatego dokładny pomiar i kontrola zawartości wilgoci są niezbędne w całym procesie przechowywania i transportu ziarna.
Biorąc to pod uwagę, wykorzystanie spektroskopii bliskiej podczerwieni (NIR) do wykrywania podczas transportu i przechowywania ziarna ma duże znaczenie. IAS-5100, opracowany przez IAT, jest przenośny i kompaktowy, dzięki czemu doskonale nadaje się do wykrywania podczas transportu i przechowywania. Wraz z postępem społeczeństwa rośnie zapotrzebowanie na automatyzację i bezzałogowe operacje w transporcie i przechowywaniu. Aby sprostać tej potrzebie, IAT opracował spektrometr zaprojektowany do wygodnego wykrywania online w czasie rzeczywistym, wykorzystujący technologię detektora z siatką stałą i matrycą. Umożliwia to czasy wykrywania tak krótkie, jak milisekundy na próbkę, spełniając potrzeby wykrywania online w czasie rzeczywistym. System można również dostosować do konkretnych warunków pracy, w tym wymagań przeciwwybuchowych, konstrukcji sondy i rozwiązań wykrywania wielojednostkowego.
Analiza ziarna koncentruje się przede wszystkim na wykrywaniu składników odżywczych. IAS-5100 jest przeznaczony do upraw wielkoziarnistych, w tym nie tylko pszenicy, ale także soi, rzepaku, nasion słonecznika, ryżu i ryżu. Główne wskaźniki wykrywania obejmują wilgotność, białko, tłuszcz, skrobię, popiół i wartość kwasową, które są kluczowe dla kontroli jakości. IAT może pochwalić się profesjonalnym i doświadczonym zespołem aplikacyjnym, który regularnie aktualizuje modele ziarna, aby sprostać potrzebom wykrywania większej liczby odmian, szerszych regionów i różnych lat zbiorów. Ponadto dostępny jest dostosowany rozwój modelu w celu spełnienia określonych wymagań klienta.
Rozwój instrumentów spektroskopii NIR ewoluuje, aby zapewnić większą stabilność, niezawodność i szybkość. W warunkach produkcji przemysłowej integracja detekcji NIR online ze światłowodami i Internetem umożliwia monitorowanie jakości produktu w czasie rzeczywistym, oferując precyzyjne rozwiązanie do kontroli jakości. W analizie ziarna zastosowanie technologii NIR w ocenie jakości znacznie poprawiło wydajność produkcji i jakość produktu, przyczyniając się do bezpieczniejszego przechowywania ziarna i poprawy bezpieczeństwa żywności.
W miarę jak standardy życia i zapotrzebowanie na składniki odżywcze stale rosną, coraz bardziej popularne stają się wyspecjalizowane zboża, takie jak bogate w składniki odżywcze kolorowe. Ziarna te zawierają wyższe poziomy antocyjanów, karotenoidów i innych składników odżywczych w porównaniu do zwykłej pszenicy, co czyni je bardziej odżywczymi i atrakcyjnymi wizualnie. Jednak obecność tych pigmentów może wpływać na widma absorpcji NIR, co prowadzi do znacznych odchyleń w pomiarach wskaźników jakości, takich jak skrobia, białko i wilgoć. Dlatego optymalizacja sprzętu NIR lub modeli predykcyjnych w celu poprawy oceny jakości takich wyspecjalizowanych zbóż ma ogromne znaczenie.
IAT jest oddany ciągłemu rozwojowi instrumentów spektroskopii NIR i rozwojowi modeli w celu zaspokojenia potrzeb rynku. Poprzez wykorzystywanie bieżących możliwości i napędzanie innowacji, IAT jest zobowiązany do rozwijania globalnego przemysłu NIR.
Źródło: https://millermagazine.com/blog/ensuring-optimal-grain-quality-the-future-of-wheat-testing-5849
service@iatsingapore.com
+65 9199 5851
