Analiza făinii cu ajutorul spectroscopiei în infraroșu apropiat (NIR)

Calitatea cerealelor și a produselor obținute din acestea (precum făina) este esențială în industria morăritului, deoarece proprietățile interne ale boabelor determină caracteristicile produsului final (pâine, paste etc.). Pentru ca morile și comercianții de cereale să asigure o calitate constantă a produselor, este necesară monitorizarea regulată a celor mai importanți parametri ai cerealelor și făinii. Mai întâi, vom vedea de ce acești parametri sunt importanți, apoi vom analiza modul în care spectroscopia în infraroșu apropiat (NIR) și dispozitivele dezvoltate de Infracont sprijină acest proces.

Importanța calității cerealelor și făinii în industria morăritului

Silozuri de cereale: Este ideal ca evaluarea calității materiei prime să aibă loc chiar la recepție, pentru a permite o procesare eficientă.

Parametrii de calitate ai cerealelor influențează în mare măsură ce tip de făină poate fi produsă și, în consecință, ce produse de panificație pot fi realizate. Loturile de cereale destinate măcinării sunt clasificate și evaluate financiar în funcție de acești parametri, de aceea măsurarea lor exactă este în interesul tuturor actorilor din lanțul de aprovizionare. Dacă grâul livrat nu are calitatea așteptată (de exemplu, un conținut scăzut de proteină sau o umiditate ridicată), acest lucru poate duce la scăderea calității făinii și la probleme în procesul de coacere.

Principalii parametri de calitate analizați în boabe și făină:

• Conținutul de proteină: Determină calitatea de panificație a făinii. Un conținut mai mare de proteină duce la un aluat mai elastic și o pâine mai voluminoasă. Grâul cu puțină proteină este mai potrivit pentru biscuiți sau produse de patiserie. Conținutul de proteină este, de asemenea, un factor esențial în stabilirea prețului – morile plătesc mai mult pentru o valoare ridicată. Poate fi măsurat atât prin metode de laborator, cât și cu tehnologie NIR.
• Conținutul de umiditate: Influențează capacitatea de depozitare și măcinare. O umiditate prea mare poate duce la degradarea cerealelor (mucegai, germinare). Pentru depozitare sigură, umiditatea trebuie să fie sub 14%. Tehnologia NIR permite o măsurare rapidă, corelată strâns cu metoda clasică la etuvă.
• Conținutul de gluten (umed): Glutenul este un complex proteic elastic din făina de grâu care oferă aluatului extensibilitate și capacitatea de a reține gazele. Se măsoară în mod tradițional prin metode manuale, dar poate fi estimat cu precizie și prin spectroscopie NIR.
• Conținutul de cenușă: Reprezintă proporția de minerale și este asociat cu gradul de extracție. Un conținut mai mare înseamnă o prezență crescută a tărâțelor, ceea ce afectează culoarea, proprietățile de coacere și valoarea nutrițională a făinii. Mineralele nu absorb radiația NIR, astfel că modelele de calibrare se bazează pe corelații cu alți compuși (proteină, gluten). Modelele pot interpreta eronat modificările – de exemplu, o variație a proteinei poate fi interpretată ca o variație a cenușii. Totuși, cu o calibrare adecvată, valoarea cenușii poate fi estimată cu acuratețe ridicată (R²≈0,92–0,99, SEP≈0,03–0,10%).
• Alți parametri: Cum ar fi indicele Zeleny (valoare de sedimentare) sau Falling Number (activitate enzimatică), sunt de asemenea importanți, dar pot fi determinați doar prin metode de laborator.

Analiză rapidă cu spectroscopie NIR

Spectroscopia NIR se bazează pe interacțiunea luminii cu materia: proba este iluminată cu lumină infraroșie apropiată, iar sistemul măsoară câtă radiație este absorbită sau reflectată la diferite lungimi de undă. Compușii principali ai cerealelor (apă, proteină, carbohidrați etc.) au benzi de absorbție caracteristice – în special în zonele legăturilor O–H, N–H și C–H – astfel încât compoziția probei poate fi dedusă din spectru.

Analizoarele moderne NIR pot determina în doar câteva secunde parametrii principali ai unei probe (proteină, umiditate, gluten), fără distrugerea acesteia și fără substanțe chimice.

Avantajele tehnologiei NIR:

• Măsurare rapidă, multiparametru: Dispozitivul NIR oferă rezultate în mai puțin de un minut, analizând simultan mai mulți parametri (umiditate, proteină etc.). Datele sunt disponibile imediat, permițând luarea de decizii rapide – de exemplu, respingerea unui lot necorespunzător.
• Utilizare simplă și costuri reduse: Analiza NIR nu necesită reactivi sau pregătiri complexe ale probei. În cazul boabelor întregi, nu este nevoie de măcinare, iar pentru făină este suficientă umplerea camerei de analiză. Metoda este nedistructivă, permițând refolosirea probei. Acest lucru reduce semnificativ timpul și costul unei analize comparativ cu metodele clasice.
• Precizie ridicată: Cu o calibrare adecvată, rezultatele NIR sunt foarte apropiate de cele de laborator și pot fi utilizate cu încredere în scopuri comerciale sau de control al calității.

Dispozitive Infracont pentru analiza cerealelor și făinii

Există multe analizoare NIR pe piață, dar echipamentele dezvoltate de Infracont se remarcă prin precizie, viteză și utilizabilitate directă în punctele de recepție. Două soluții ideale pentru mori și comercianți:

Infracont XGrain – analizor NIR staționar
Infracont XGrain este un analizor profesional pentru cereale și făină, în variantă staționară. Măsoară direct parametrii de bază: conținutul de proteină, umiditate, gluten, cenușă, grăsime și, cu calibrare adecvată, și indicele Zeleny. Include un modul pentru măsurarea greutății hectolitrice, oferind date despre densitatea aparentă a boabelor. Rezultatele apar în câteva secunde pe ecranul tactil și pot fi imprimate. Sistemul optic de înaltă precizie (cu monocromator cu rețea) oferă acuratețe de nivel de laborator, iar interfața intuitivă facilitează integrarea în fluxurile de control al calității.

Infracont SGrain – analizor NIR portabil
Infracont SGrain este unicul analizor portabil din lume echipat cu monocromator cu rețea, capabil să analizeze și făină, nu doar boabe. Poate fi alimentat la 12 V (de exemplu, de la priza auto), fiind ideal pentru utilizare în teren. Imprimanta integrată permite documentarea imediată a rezultatelor. SGrain le oferă fermierilor și comercianților posibilitatea de a evalua instantaneu calitatea mărfii la fața locului, evitând surprizele ulterioare. Astfel, procesul de control al calității devine mai sigur și mai transparent.