Espectrómetro basado en tecnología MWIR. Fuente: NIT

Espectrómetro basado en tecnología MWIR. Fuente: NIT


Nuevas aplicaciones para la industria agroalimentaria

Proponen una nueva metodología para evaluar y controlar la calidad de los productos agroalimetarios y de los biocombustibles.

El consorcio de investigación formado por la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) y la Universidad Complutense de Madrid (UCM), el Centro Nacional de Investigaciones Metalúrgicas-Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CENIM-CSIC), y la empresa New Infrared Technologies (NIT), plantea complementar y/o reemplazar las técnicas actuales de laboratorio utilizadas para el análisis de la calidad de productos agroalimentarios y de biocombustibles con un innovador espectrómetro portátil -robusto, compacto y económicamente asequible- basado en tecnología infrarroja.

La cuestión del control de la calidad de los productos en la industria agroalimentaria y petroquímica es un tema mediático en los últimos años, a medida que la preocupación por la salud, el cambio climático y el medio ambiente va ganando importancia. Encontramos algunos ejemplos de esto en la necesidad de aumentar la vida útil de los alimentos (y reducir su desperdicio) eliminando si es posible el empleo de conservantes artificiales; o en la mejora de las características de los biocombustibles mediante aditivos no perjudiciales mientras se garantiza la ausencia de adulterantes, especialmente los de naturaleza tóxica desde el punto de vista medioambiental o humano. En este último caso, la mejora ha coincidido en el tiempo con el diseño y la comercialización de nuevos tipos de motores de combustión interna donde la reducción de las emisiones contaminantes (NOx, CO, C, entre otras) es fundamental, siendo achacables a una combustión de mala calidad, así como a determinadas propiedades químicas de los biocombustibles que determinan una disminución simultánea del rendimiento del motor como efecto colateral.

Los métodos utilizados para evaluar y controlar la calidad de los productos agroalimentarios y de los biocombustibles se basan en general en técnicas de laboratorio que se han normalizado y estandarizado. Sin embargo, estas técnicas pueden llegar a ser muy costosas, debido al uso de dispositivos experimentales complejos, la necesidad de personal altamente cualificado para trabajar en ellas y al elevado consumo de muestras, tiempo y reactivos requeridos en el laboratorio. En este contexto, surge en la mente de algunas compañías fabricantes una cuestión: ¿está justificado el gasto y la complejidad?

Grupo de investigación Técnicas Avanzadas en Agroalimentación, uno de los grupos participantes.

Para responder a esta pregunta se puso en marcha un equipo de investigadores del Corredor Agroalimentario del CEI Moncloa, formado por miembros del grupo Técnicas Avanzadas en Agroalimentación (LPF-TAGRALIA) de la UPM, el grupo Hongos y levaduras de interés en la agroalimentación (YEAST) de la UCM y el Laboratorio de Tecnología de Sensores (CENIM-CSIC), con el apoyo industrial la empresa New Infrared Technologies (NIT).

La respuesta ofrecida por este consorcio de investigación consiste en complementar y/o reemplazar las técnicas actuales de laboratorio con un innovador espectrómetro basado en una combinación de un sensor lineal en el infrarrojo medio (Mid-wavelength infrared - MWIR), que emplea seleniuro de plomo depositado en fase de vapor, con un filtro variable lineal. El espectrómetro, patentado y fabricado por la empresa española NIT, es un dispositivo muy compacto -que cabe en la palma de la mano- y de bajo coste, que con menos resolución espectral que un espectrómetro de Fourier o un espectrómetro Raman muestra resultados muy satisfactorios tanto cualitativos como cuantitativos en las dos aplicaciones mencionadas. La baja resolución espectral no resulta un gran problema dado que al dispositivo se han incorporado algoritmos de análisis de datos multidimensionales y quimiométricos. Los algoritmos optimizados para cada aplicación pueden ejecutarse de manera automática e instantánea durante la medición, lo que permitirá a esta técnica competir con los espectrómetros mencionados anteriormente en un futuro próximo.

El dispositivo proporciona un análisis certero -tanto en fase líquida como vapor- utilizando un rango de longitud de onda entre 2.9 y 4.5 micras, ampliable y modificable para otras aplicaciones. Así, tal y como señalan los investigadores, se puede concluir que "la tecnología infrarroja MWIR proporciona dispositivos portátiles y robustos para el análisis no destructivo de combustibles (incluidos aditivos y adulterantes), así como de los volátiles, resultado de la degradación de alimentos conservados en sorbato potásico como ejemplo de aplicación a las industrias petroquímica y agroalimentaria respectivamente".


Referencia bibliográfica:
 

Maldonado, María et al, 2018. Mid-infrared uncooled sensor for the identification of pure fuel, additives and adulterants in gasoline. Fuel Processing Technology 171: 287-292 (2018). DOI: 10.1016/j.fuproc.2017.09.018

Rivas, Eva M. et al., 2018. Detection of Biological CO2 and 1,3-Pentadiene Using Non-refrigerated Low-Cost MWIR Detectors. Food Analytical Methods 9 (6): 1451–1460 (2016). DOI: 10.1007/s12161-015-0320-6

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