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Vue d'ensemble
Le dépistage de la présence d'un adultérant dans un matériau est une tâche essentielle pour de nombreuses entreprises. Les méthodes de dépistage d'un certain adultérant pourraient échouer car de nouveaux adultérants pourraient être utilisés pour réussir la méthode de dépistage établie. La détection d'adultérants inconnus dans une matière connue constitue un véritable défi. L'empreinte spectrale d'un matériau est un outil puissant qui peut être utilisé dans cette application. NeoSpectra propose une analyse rapide, précise et sur place pour vérifier la pureté des matériaux récepteurs. Dans cette note d'application, nous démontrons l'utilisation du spectromètre NIR portable NeoSpectra pour la détection rapide de la présence d'adultérants dans le lait en poudre.
Présentation
Les produits laitiers sont parmi les produits les plus consommés au monde, ce qui fait du lait l'un des aliments les plus frelatés. Urée (carbamide) - CO (NH)2)2) est un constituant naturel du lait et est riche en azote. Dans les pratiques typiques d'analyse du lait, la teneur en protéines du lait est estimée en analysant la teneur en azote. Par conséquent, pour augmenter la quantité détectable d'azote dans le lait, l'urée est souvent utilisée comme adultérant du lait. Cette pratique permet aux falsificateurs d'étiqueter faussement leur lait comme étant du lait de meilleure qualité avec une teneur en protéines plus élevée et de facturer des prix plus élevés.
Cette expérience vise à identifier la présence d'urée dans des échantillons de lait en poudre en détectant sa réponse spectrale à la lumière proche infrarouge (NIR). Cela fournit un outil d'analyse puissant pour détecter si des adultérants ont été ajoutés à l'échantillon. Cela démontre que le scanner NeoSpectra, caractérisé par sa portabilité, sa taille compacte et sa rentabilité, permet le criblage de matériaux purs sur site.
Comment fonctionne le NIR pour les tests de conformité
La conformité signifie s'assurer qu'un produit répond à des normes et à des exigences de qualité spécifiques. La spectroscopie dans le proche infrarouge (NIR) contribue à ce processus en utilisant la lumière. Le scanner NeoSpectra éclaire un échantillon et analyse la réponse à la lumière réfléchie. Chaque matériau possède un motif de réflexion unique, comme une empreinte digitale. En comparant ce schéma à celui des échantillons standard, la solution peut rapidement déterminer si l'échantillon répond aux normes requises. Des algorithmes sophistiqués calculent un indice de conformité (CI), qui est un nombre qui indique dans quelle mesure l'échantillon correspond à la norme.
Conception de l'expérience
Kit d'échantillons :
Au total, 5 échantillons de lait en poudre ont été prélevés auprès de différentes sources commerciales.
Les échantillons ont été divisés en deux groupes principaux :
- Échantillons de référence : Échantillons de poudre de lait non adultérée
- Échantillons d'essai : Échantillons de lait en poudre frelatés avec de l'urée à différentes concentrations : 1,25 %, 2,5 % et 5 %.
Pour garantir la réutilisation des modèles sur différents appareils, 5 instruments au total ont été utilisés pour collecter les spectres. Un instrument a été utilisé pour collecter les échantillons de référence et les 4 autres instruments ont été utilisés pour collecter les spectres des échantillons d'essai.
Conditions de mesure :
- Configuration : kit de réflexion à l'aide de poudre
- Gamme spectrale : 1 350 — 2 550 nm
- Temps de numérisation : de 3 s
- Mesures : Chaque échantillon a été mesuré 4 fois avec le scanner NeoSpectra et moyenné pour l'analyse.
- Durée de l'intervalle : 12 s
- Température : température ambiante
Algorithme de dépistage
Une enveloppe autour de la moyenne des spectres de référence est utilisée comme critère d'acceptation. Si le spectre de test se situe entièrement à l'intérieur de cette enveloppe, cet échantillon passe avec succès cet algorithme de criblage, sinon, cet échantillon ne correspond pas aux échantillons de référence. L'enveloppe est basée sur l'écart type des spectres de référence à chaque longueur d'onde, comme le montre la Figure 1.
Pendant le test, l'écart entre le spectre de test et le spectre de référence moyen est divisé par l'écart type des spectres de référence à chaque longueur d'onde.
La métrique d'évaluation est l'écart normalisé maximal par rapport à toutes les longueurs d'onde, appelé indice de conformité.
CI= maximum [(test_spectrum)je-méchantje ) /stdje ]
Où test_spectrumje est la réponse spectrale de l'échantillon à tester à la longueur d'onde i, moyenneje est la moyenne des réponses spectrales des échantillons de référence à la longueur d'onde i, et stdje est l'écart type des réponses spectrales des échantillons de référence à la longueur d'onde i.
L'algorithme de dépistage est intégré à l'application NeoSpectra Conformity qui permet aux utilisateurs de développer eux-mêmes des modèles de tests rapides de réussite/échec.
Résultats et discussion
3 échantillons de lait en poudre falsifiés avec différentes concentrations d'urée sont testés à l'aide de 4 scanners, à côté d'un échantillon non falsifié. Tous les échantillons falsifiés étaient détectables sur les 4 scanners NeoSpectra, comme le montre la Figure 2.
Un seuil de 5 pour l'indice de conformité s'est avéré être le seuil le plus approprié pour cette application.
Conclusion
Le scanner NeoSpectra, utilisé conjointement avec l'application Conformity, a démontré des performances exceptionnelles dans la détection des poudres de lait adultérées à l'urée. La simplicité du processus de mesure des échantillons et la facilité de développement du modèle, qui ne nécessite aucune expertise préalable en modélisation, facilitent la mise en œuvre rapide de cet outil dans divers contextes avec un investissement de temps minimal. Cette solution complète identifie efficacement les falsifications motivées par des raisons économiques (EMA) et permet ensuite de prendre des décisions rapides chaque fois et où qu'une adultération est détectée.
