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Optimice su control de la calidad y los procesos con tecnología NIR

Cada día tenemos más exigencias, ya sea en la parte de calidad, como desde los proveedores o clientes, incluso en el proceso. Por esto necesitamos resultados rápidos y confiables de las mediciones que realizamos, lo que nos invita a usar cada vez más la tecnología de análisis NIR.

 

¿Qué es NIR? 

Cuando hablamos de NIR nos referimos a Infrarrojo Cercano, esa parte del espectro que está al lado del visible, para el lado de las bajas energías (microondas, ondas de radio, etc). En este rango, la energía que se absorbe por las moléculas genera vibraciones y cambios en el dipolo momentáneo. Esto es registrado por el espectrofotómetro NIR para darnos un espectro complejo con información de los grupos funcionales de la muestra y al sumar una matemática compleja (llamada quimiometría) obtenemos los algoritmos que nos dan información sobre la composición de la muestra analizada. Se puede usar tanto para identificación como para cuantificación de muestras.

 

¿Cómo funciona?

Debemos tener una calibración para nuestras muestras, entonces al medir una muestra incógnita con el equipo, se interpola el espectro obtenido con esta calibración y así nos devuelve los resultados, ya sean concentraciones de distintos parámetros o si es o no el material que esperamos que sea.

 

 

Si tenemos pre-calibraciones la mecánica es muy simple: cargamos estas en el equipo, introducimos la muestra y en pocos segundos nos ofrece los resultados. Cuando debemos crear estas calibraciones el proceso es el siguiente: medir las muestras en el equipo NIR para que almacene el espectro. Luego debemos medir todos los parámetros que deseamos calibrar a través de los ensayos primarios (Kjeldahl para proteínas, Soxhlet o Twisselmann para grasas, estufa para humedad, etc) y asociar estos valores obtenidos en el NIR a cada espectro.

 

Con la quimiometría se crean las calibraciones que como vemos, están basadas en los análisis primarios realizados en el laboratorio. A medida que avanzamos en el tiempo lo ideal es nutrir las calibraciones que ya tenemos con muestras nuevas para que nuestras calibraciones sean más confiables y también, más representativas (ejemplo, cambios en las cosechas, o pequeños cambios en la formulación de productos).

 

¿Por qué tener un NIR? 

La tecnología ofrece muchas ventajas:

  • Medición rápida: en apenas 15 segundos obtenemos los resultados.
  • Determinación simultánea de varios parámetros: humedad, proteínas, grasas, cenizas, fibra, color, etc, todo al mismo tiempo.
  • Bajos costos de mantenimiento: depende el equipo, sólo debemos cambiar la lámpara cuando llega a su cantidad de horas máxima de uso.
  • Sin reactivos: ningún gasto de compra de los mismos, ni siquiera gestión de residuos químicos ya que es una medición directa sobre la muestra.
  • No daña la muestra: se puede utilizar para próximos análisis.
  • Nula o mínima preparación de la muestra: por ejemplo cuando tenemos partes muy grandes puede ser que debamos realizar una molienda, la mayoría de las muestras se miden directamente en su presentación normal.
  • Significativa disminución de los análisis primarios: mucho más tiempo para los analistas del laboratorio, o menor cantidad de análisis a enviar a terceros.
  • Rápido repago del equipo: gracias a todos los ahorros aquí descriptos, se logra un ahorro que hace que en pocos meses de uso se llegue al repago del equipo, y luego directamente disminuyen los gastos.

Es importante señalar que la tecnología NIR tiene algunas limitaciones: No es una técnica superficial, las muestras oscuras (ejemplo carbón) absorben mucha luz por tanto es muy difícil medirlas, es un método secundario y por ello tiene una dependencia con los métodos de referencia, cada calibración es válida para muestras similares y en general no podemos medir trazas con este tipo de tecnología.

 

 

NIR ProxiMate 

Desde BÜCHI presentamos el NIR ProxiMate, un instrumento pensado para la línea de producción, robusto, compacto y fácil de utilizar, dirigido a la industria de alimentos y de los piensos. Este equipo supera varias de las desventajas de los equipos NIR (complejo de utilizar, delicado en cuanto a limpieza, ambiente y traslado, dependencia del proveedor por no tener conocimiento de quimiometría, mucha complejidad para crear calibraciones). Reduce las interrupciones en la producción y proporciona un control rápido de la calidad de las muestras por lotes. La intuitiva interfaz de usuario hace que cualquier persona pueda manejarlo y la variedad de curvas de precalibración hace que sea adecuado para todas las aplicaciones. A su vez, la función AutoCal nos permite fácilmente agregar muestras con sus valores de referencia en una calibración ya armada, tanto en las precalibraciones como en las propias del cliente, siendo éste el dueño de las mismas, brindando independencia y comodidad para la gestión de sus mediciones. Sumado al rango NIR también se incorporan longitudes de onda del espectro visible, pero tanto podemos medir color con diferentes escalas.

 

Tenemos algunas características que nos representan y diferencian:

  • Robustez extrema con carcasa impermeable de acero inoxidable, ProxiMate está diseñado para funcionar con eficacia en las condiciones más adversas. Las mediciones no se ven afectadas por las fluctuaciones de la temperatura o la humedad por tanto se puede ubicar directamente junto a la línea de producción. Gracias a la protección de acceso IP69, el equipo puede lavarse a presión para cumplir las normas de higiene más exigentes.
  • Manejo sencillo con interfaz de usuario intuitiva por pantalla táctil. ProxiMate se ha optimizado para hacer que su manipulación sea lógica, sencilla y directa, lo que permite que cualquier persona pueda configurar las aplicaciones, probar las muestras o ajustar las preferencias fácilmente.
  • AutoCal facilita el desarrollo y el mantenimiento de las calibraciones. Solo hay que seleccionar las muestras, cargar los valores de referencia de los análisis primarios y, a continuación, pulsar el botón AutoCal. De lo demás se encarga el sistema, que además optimiza la calibración. De esta forma tenemos la facilidad de crear calibraciones y robustecerlas rápida y eficazmente, independizándose del proveedor y ¡siendo dueños de sus curvas!

 

 

  • Medición de color. Como muchos productos alimenticios requieren de un control cuidadoso del color y la apariencia como parte del control de la calidad, se sumó un detector visible opcional al ProxiMate que permite a los usuarios maximizar el rendimiento de sus mediciones aprovechando NIR y visible para mejorar el rendimiento de la medición y evaluar las muestras completamente. La señal visible puede utilizarse individualmente para proporcionar, por ejemplo, una medición de color de la muestra (como el nivel de oscurecimiento, medición de color, l*, a* y b*), o bien la señal VIS se puede combinar matemáticamente con las señales NIR para mejorar el rendimiento de algunas mediciones de parámetros, como la ceniza en la harina.
  • Software en una PC integrada al equipo. El almacenamiento de los resultados se realiza de forma automática en una base de datos de Microsoft SQL. Es posible realizar copias de seguridad y transferirlos a otros instrumentos de forma sencilla, o bien al sistema de gestión que utilicen (ejemplo: LIMS). Permite la generación de informes personalizados según los requisitos del usuario final mediante el uso de la herramienta de configuración de informes, estos se pueden guardar en pdf, exportar o imprimir para tener los reportes al alcance la mano.

 

Medición de líquidos y uso de recipientes de plástico 

El NIR ProxiMate cuenta con 3 versiones: Up View, Down View y Up&Down View. La diferencia entre estos modelos es el tipo de medición. Cuando hablamos de Up View nos referimos a que la lámpara y el detector están por debajo de la muestra (miran hacia arriba) lo que nos independiza de la cantidad de muestra que tenemos en el soporte, que en general son cajas de Petri de vidrio. Además, con el accesorio de transflectancia podemos medir líquidos como aceites y leche. El modelo Down View  tiene la lámpara y detector por encima de donde colocamos la muestra (mirando hacia abajo) por lo que nos olvidamos del recipiente que contiene a la muestra, permitiéndonos que sea de plástico, ideal para ambientes productivos que prohíben el uso de vidrio. Además podemos tener un recipiente de mayor tamaño, con mayor superficie ideal para muestras muy heterogéneas. Finalmente tenemos un sistema combinado Up&Down View, para lograr la mayor versatilidad en un mismo equipo.

 

 

Flux Console – la nube para NIR ProxiMate

Como el sector de los alimentos y piensos se ha ido consolidando significativamente en los últimos años, las nuevas y mayores empresas multinacionales tienen que cumplir nuevos requisitos: solicitar datos valiosos globales de diferentes centros de fabricación y usar métodos estandarizados. Se suelen emplear tecnologías digitales emergentes para llevar a cabo esas tareas. Por ejemplo, los procedimientos operativos estándar, que se usan en las pruebas de productos finales, se suelen armonizar en todas las organizaciones para garantizar la coherencia entre productos y proteger su prestigio. Los ecosistemas de calidad contemporáneos, que tienen un alcance mundial, se han convertido en un requisito clave para cumplir los objetivos empresariales. Para garantizar la calidad con dispositivos como los instrumentos NIR ProxiMate de BÜCHI, por ejemplo, las capacidades de conexión en red se convierten en un requisito primordial. La innovadora Flux Console permite crear una red de instrumentos ProxiMate, sea cual sea su ubicación, para controlarlos desde una sede central a través de una interfaz de navegador web y ayudar a los fabricantes de alimentos y piensos a cumplir estos objetivos de calidad.  

La Flux Console está alojada en el servicio Microsoft Azure, que ofrece una seguridad de los datos líder en el sector. Estas son algunas de sus características: Gestión centralizada de las aplicaciones, las muestras, los instrumentos, los usuarios y las licencias, además de pruebas de auditoría. Se pueden ver al instante los resultados de las mediciones, introducir cambios e implementar aplicaciones y, además, monitoreary garantizar el cumplimiento de las normas de calidad. La Flux Console proporciona una visión global de todas las operaciones en curso y permite evaluar el rendimiento de diferentes fábricas e instrumentos, lo que garantiza la calidad y la consistencia entre todos los centros de fabricación a nivel mundial. Gracias a la Flux Console, los usuarios pueden ver el detalle real de las mediciones individuales o evaluar las tendencias con solo pulsar un botón.

El cliente no solo se beneficia del control total y de la obtención de datos valiosos a partir de los resultados de los análisis, sino que además tendrá la seguridad absoluta de que todos los instrumentos se han validado correctamente y funcionan según lo esperado. Se implementarán automáticamente actualizaciones a la Flux Console que complementarán el paquete de suscripción. La perspectiva del catálogo NIR de BÜCHI proporcionará mayor flexibilidad a los clientes de BÜCHI gracias a la conectividad a la nube integrada. Con el lanzamiento de la Flux Console y el plan de suscripción a Flux Link NIR, BÜCHI se inicia en la tecnología IoT, e incluso mejorará estos nuevos servicios en breve.

 

Demo en vivo/online

Contamos con un equipo NIR ProxiMate Up View con el módulo visible en nuestro Showroom para que puedan ver cómo funciona, realizar pruebas con sus muestras e interactuar con el equipo. Podemos hacerlo de forma presencial en nuestra sede en Vicente López, Buenos Aires, o bien de forma virtual aprovechando las herramientas para realizar videollamadas, que nos acercan a todos nuestros clientes por más lejos en el mapa que estén. También, por el pequeño tamaño del equipo, podemos llevarlo a su planta y hacer la demo allí mismo.

Como ya indicamos, se requieren de mediciones primarias de química húmeda para incorporar muestras a las calibraciones nuevas o ya armadas. También en nuestro Showroom contamos con equipos para determinación de proteínas por Kjeldahl, equipos de extracción de grasas por Sistema Continuo (Twisselmann o Butt) y Soxhlet, balanzas de humedad, equipos Karl Fischer, espectrofotómetro UVVIS, densímetro tanto de mesada como portátil, equipo de medición de pH y conductividad, entre otros. Estos y otros instrumentos son requeridos para cumplir con los análisis de rutina de los laboratorios.

En cuanto a NIR ProxiMate, podemos hacer demostraciones con precalibraciones, por ejemplo para soja, trigo, leche en polvo, leche, flores de cannabis, carne cruda y cocida, huevo, aceites, entre otras matrices. O bien, pueden traer un pequeño grupo de muestras y armamos una calibración ¡directamente con sus muestras! Verán lo sencillo que es realizar este paso gracias a la función AutoCal.

 

Sobre nosotros

En TEC Instrumental S.A. contamos con 31 años de experiencia, actualmente somos distribuidores autorizados de Mettler Toledo en su división laboratorio, BÜCHI y ERWEKA tanto para la venta como para el servicio técnico. Tenemos un amplio catálogo con soluciones para todas las industrias y ofrecemos además todo nuestro conocimiento y experiencia para brindar un excelente soporte post venta. Estamos en Blas Parera 1007, Vicente López, Buenos Aires; nuestro teléfono es +54 11 5435-8833/40; por correo nos contactan en [email protected], también nos pueden seguir en LinkedIn, Facebook, Twitter, Instagram y YouTube.