Infratec Grain Analyzer
descrizione dei principi di funzionamento
INTRODUZIONE
L'Infratec Grain Analyzer è uno spettrofotometro a scansione nella regione spettrale NIR (Near InfraRed, vicino infrarosso) in grado di analizzare campioni tal quali in pochi secondi senza richiedere l'uso di reattivi o trattamenti
preliminari, come la macinazione, del campione.
Le più importanti applicazioni dell'Infratec sono state realizzate nel settore della
trasformazione industriale dei prodotti agro alimentari, in particolare in quello
cerealicolo e molitorio dove è necessario effettuare un grande numero di controlli
analitici in tempi particolarmente brevi e su vaste aree geografiche.
Un altro aspetto particolarmente importante è quello legato alla omogeneità dei
risultati dove anche per motivi economici si sente la necessità di disporre di metodi analitici che siano in grado di fornire risultati quanto più omogenei possibile indipendentemente dalle capacità dell'operatore.
Grazie alle sue caratteristiche costruttive l'Infratec è uno strumento altamente
preciso e le analisi ripetute sullo stesso campione sono pressoché identiche.
PRINCIPIO DI FUNZIONAMENTO
L'Infratec è un sistema analitico che consente in modo rapido e
preciso di determinare i principali costituenti nei cereali e nelle farine.
Principale caratteristica è l'utilizzo della tecnologia NIT (Near Infrared Transmission
- Trasmittanza della luce nel vicino infrarosso) che consente l'analisi su cereali
tal quale evitando la lunga e fastidiosa procedura della macinazione.
La parte ottica è costituita da un monocromatore che consente di
effettuare una misura basata su 100 punti di lettura.
Il campione una volta all'interno dello strumento viene investito dal fascio di
luce (nella regione del Vicino Infrarosso) emesso dalla lampada. La luce in parte
viene trattenuta ed in parte attraversa il campione venendo catturata dal detector.
Questa operazione viene effettuata per una serie di sub campioni elaborati successivamente
per ottenere un risultato medio, riassumibile nel diagramma sottostante.
Le informazioni ottenute vengono quindi elaborate dal computer interno all'apparecchio
per ottenere il risultato analitico che sarà visualizzato nel display e stampato.
Il tutto avviene normalmente in 45 secondi.
CALIBRAZIONI
Le calibrazioni utilizzate su Infratec sono state sviluppate con migliaia di campioni
provenienti da tutte le parti del mondo con lo scopo di realizzare rette di taratura
che potessero considerarsi robuste, accurate e trasferibili.
I software utilizzati per le calibrazioni sono PLS (Partial Least Square) o ANN
(Artificial Neural Network) che consente di creare calibrazioni con un maggior numero
di campioni, con intervalli più ampi ed è utilizzabile anche per calibrazioni non
lineari.
INFRATEC 1241
Caratteristiche tecniche:
-
Monocromatore con intervallo 850 - 1050 nm, banda passante 7 nm.
Ampliabile al range 570 – 1100 mn per la determinazione del colore. - Computer interno con microprocessore e flash disk per programmi applicativi.
- Calibrazioni create con il metodo PLS (Partial Least Square) e/o ANN (Artificial
Neural Network).
- Analisi multiple su vari sottocampioni e visualizzazione del risultato medio.
- Tempo di analisi su granella, 50 secondi circa (per 10 sottocampioni).
- Campione rappresentativo, almeno 350 g di granella (per 10 sottocampioni).
- Numero di sottocampioni scelti dall'operatore (1-20).
- Cammino ottico 6 - 33 mm.
- Sorgente luminosa pre-allineata.
- Rivelatori al Si per misure in trasmissione ad ampio intervallo dinamico
(1-5 Au).
- Tastiera impermeabile ad acqua e polvere, con display monocromatico LDC
(320 x 240 pixel).
- Protezione software con parola chiave.
- Possibilità di collegamento in rete.
- Possibilità di collegamento ad un personal computer locale.
- Possibilità di collegamento a stampante.
- Certificazione CE.
- Certificazione ISO 9001.
INFRATEC 1241, apparecchio base.
Infratec 1241 modello base.
Consente di effettuare l'analisi NIT su cereali interi. E' sufficiente inserire
il campione nella tramoggia, selezionare la calibrazione da utilizzare e premere
il pulsante Avvio. Il prodotto sarà analizzato e scaricato nel cassetto di raccolta.
I risultati sono visualizzati sul display, memorizzati nel computer interno all'apparecchio,
inviati ad una stampante o un PC esterno.
INFRATEC 1241, moduli aggiuntivi
Modulo per PESO SPECIFICO
Sotto l'Infratec 1241 base può essere installato un modulo che
successivamente all'analisi NIT consente di misurare il peso specifico.
Attraverso un apposito meccanismo un volume costante di campione viene pesato. Il
risultato in Kg/Hl verrà visualizzato nel display assieme agli altri parametri.
Nessuna operazione supplementare è richiesta all'operatore. Tutto il campione viene
successivamente recuperato dal cassetto.
Modulo per il COLORE.
All'interno dell'Infratec 1241 base può essere installato un modulo hardware/software
che consente la determinazione del colore.Per il Grano Duro questo è correlato all'
Indice di Giallo . Il risultato verrà visualizzato nel display
assieme agli altri parametri.
LA RETE DI STRUMENTI INFRATEC.
Quando gli specialisti della Foss Tecator hanno iniziato le sperimentazioni
sui cereali, in particolare sul frumento, si sono posti come obbiettivo quello di
abbinare alla provata precisione una accuratezza pari a quella dei metodi di riferimento.
Nella rete di strumenti Infratec Grain Analyzer la calibrazione viene sviluppata
su uno strumento definito “master”. La realizzazione di una retta di taratura è,
in parole semplici, l'insieme dei procedimenti che consentono di mettere in correlazione
dati analitici di riferimento con le letture fatte dall'apparecchio.
Una volta realizzata, la calibrazione può essere trasferita dallo strumento master
ad altri strumenti standardizzati rispetto al primo ed il trasferimento viene effettuato
mediante l'uso di linea telefonica e modem. E' possibile, in questo modo, rendere
perfettamente identici gli strumenti per la specifica applicazione.
I vantaggi di operare con strumenti in rete sono diversi ma, in particolare, vanno
evidenziati i seguenti:
- gli strumenti periferici o remoti possono essere tenuti sotto stretto controllo,
- eventuali aggiornamenti delle tarature, o l'inserimento di nuove tarature,
possono essere fatti in tempo reale,
- i costi per realizzare nuove tarature vengono drasticamente ridotti,
- l'influenza dell'operatore (accidentale o meno) sulla qualità dei risultati
viene eliminata,
- viene assicurato un elevato livello di affidabilità analitica non solo in
laboratorio ma anche in ambienti esterni come le aree di produzione ed i centri
di stoccaggio,
- la variabilità fra gli strumenti è sicuramente inferiore a quella fra i
diversi laboratori di riferimento.
LE RETI INFRATEC NEL MONDO.
La prima rete di strumenti Infratec è stata realizzata in Danimarca nel 1991. Da
allora il numero delle reti è andato aumentando. I dati che seguono sono riferiti
a fine 2000.
Danimarca Rete nazionale con 150 utenti
Applicazioni: Frumento, Orzo, Colza, Segale
Austria Rete nazionale (Raiffeisen) con 65 utenti
Applicazioni: Frumento, Orzo
Germania Rete della Germania del nord (Raiffeisen) con 75 utenti
Applicazioni: Frumento, Orzo
Austria/Germania Rete regionale (Doemens) con 75 utenti
Applicazioni: Frumento, Orzo, Malto
Francia Rete regionale (Ceralliance) con 170 utenti
Applicazioni: Frumento, Orzo
Francia Rete regionale (GIE) con 400 utenti
Applicazioni: Frumento, Orzo
Gran Bretagna Rete comune Inghilterra e Scozia con 80 utenti
Applicazioni: Frumento, Orzo
Belgio Rete della Station de Haute Belgique con 3 utenti
Applicazioni: Frumento, Orzo
Svezia Rete Agrolab con 15 utenti
Applicazioni: Frumento, Orzo
U.S.A. Rete dello stato dell'Iowa (Dupont) con 150 utenti
Applicazione: Mais
U.S.A. Rete Anheuser Bush con 50 utenti
Applicazioni: Orzo, Malto, Riso
U.S.A./Canada Rete continentale con oltre 400 utenti
Applicazioni: Frumento, Orzo
Canada Rete del Canadian Grain Commission con oltre 100 utenti
Applicazioni: Frumento, Orzo
Australia Rete del Barley Board con 20 utenti
Applicazioni: Orzo
Australia Rete delle Cooperative Bulk Handling CBH con oltre 350
utenti
Applicazioni: Frumento,Orzo
Sudafrica Rete con 60 utenti
Argentina Rete con 20 utenti
Ucraina Rete con 15 utenti
Italia Rete U.I.A.Prof. –UNACe con otre 80 utenti
SVILUPPI FUTURI: LA RETE EUROPEA.
I dati prodotti dai diversi strumenti risultano comparabili all'interno
di ciascuna rete. Fra le diverse reti esistono invece differenze sostanziali in
quanto ognuna utilizza un proprio laboratorio di riferimento per la realizzazione
ed il controllo delle tarature.
In aggiunta, i metodi di calcolo sino ad oggi applicati limitano notevolmente la
possibilità di valutare compiutamente tutte le variabilità dei campioni. In pratica
le diverse reti non sono fra loro armonizzate e finora non potevano essere utilizzate
come strumento di controllo per la valutazione della qualità dei prodotti negli
scambi internazionali.
Nuovi metodi di calcolo attualmente disponibili, come Artificial Neural Network
consentono oggi di ottenere risultati finora impensabili.
Al fine di migliorare le calibrazioni e ridurre l'impegno necessario per il loro
sviluppo viene tenuto un incontro annuale fra tutti i gestori delle reti ed i responsabili
dei laboratori. E' inoltre in atto un notevole scambio di informazioni e dati per
cercare di uniformare i risultati di tutte le varie organizzazioni.
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