Présentation
La spectroscopie dans le proche infrarouge (NIR) est un outil remarquable qui a amélioré notre compréhension des matériaux, ouvrant de nouvelles voies pour l'analyse des matériaux.
L'analyse des matériaux est le processus qui consiste à caractériser un matériau pour comprendre sa composition chimique, ce qui nous permet de le classer en fonction de ses propriétés (classification), de qualifier son adéquation à des applications spécifiques (qualification) et/ou de quantifier ses éléments de composition pour garantir qu'il répond aux normes et spécifications requises (quantification).
Poursuivez votre lecture pour en savoir plus sur la spectroscopie NIR, ses différentes applications et comment choisir la meilleure solution de spectroscopie NIR.
Qu'est-ce que la spectroscopie NIR ?
Le NIR est l'acronyme de spectroscopie dans le proche infrarouge, qui fait référence à la technique analytique qui utilise la lumière proche infrarouge pour scanner et analyser le matériau à la recherche de traits de composition ou caractéristiques. Chaque matériau a une interaction unique avec la lumière infrarouge. En spectroscopie NIR, nous tirons parti de ce phénomène physique en utilisant la lumière dans le spectre du proche infrarouge pour examiner et analyser les matériaux. L'émission d'une lumière NIR sur un échantillon et la collecte de la lumière réfléchie ou transmise à travers celui-ci permettent d'obtenir une mine d'informations sur la composition, la structure et les propriétés de l'échantillon sans le modifier (non invasif). Grâce à des décennies de recherche, cette technique analytique a été utilisée dans divers secteurs en raison de sa polyvalence et de sa fiabilité, qui fournit des informations précieuses.
Continuez à lire pour savoir comment cela fonctionne.
Comment fonctionne la spectroscopie NIR ?
À l'aide de dispositifs/spectromètres NIR, nous capturons et analysons l'interaction entre la lumière et la matière dans le proche infrarouge. La lumière est composée d'ondes électromagnétiques de différentes longueurs d'onde ; lorsque la lumière NIR interagit avec un matériau, des longueurs d'onde uniques spécifiques sont absorbées en fonction de la composition moléculaire du matériau. (plus d'informations sur les différentes réponses à la lumière et leur signification dans cet article)
En analysant la réponse, les spectromètres NIR fournissent des informations sur la composition et les propriétés du matériau, telles que l'humidité, l'amidon, les protéines, les graisses et les huiles, et la qualité est codée dans la réponse spectrale. Par exemple, la figure suivante montre la réponse spectrale unique d'un échantillon de grain de distillerie séché (DDG). L'axe X du diagramme représente les longueurs d'onde de la lumière qui a interagi avec l'échantillon. Cet axe Y représente la quantité de lumière absorbée par l'échantillon. Les informations sur la composition en eau, en protéines, en graisses et en amidon de cet échantillon peuvent être obtenues à différentes longueurs d'onde, comme le montre le schéma.
Pour décoder la réponse spectrale, différentes techniques de modélisation mathématique, telles que la chimiométrie, sont utilisées pour créer des modèles d'étalonnage.
Qu'est-ce que la chimiométrie ?
En termes simples, la chimiométrie est un moyen de décoder les réponses spectrales à des informations utiles que les humains peuvent comprendre. Selon la définition de l'International Chemometrics Society, « la discipline qui utilise des méthodes mathématiques et statistiques pour concevoir des procédures de mesure et des expériences optimales, et fournir un maximum d'informations chimiques en analysant les données chimiques.
Que sont les modèles d'étalonnage ?
Les modèles d'étalonnage sont modèles mathématiques qui sont entraînés avec des valeurs connues pour prédire la composition de nouveaux échantillons avec des valeurs inconnues.
Tel que défini par ResearchGate, »trouver un ensemble unique de paramètres de modèle fournissant une bonne description du comportement du système et pouvant être obtenu en confrontant les prévisions du modèle aux mesures réelles effectuées sur le système. »
Lisez Comment fonctionne le NIR pour une étude plus approfondie de la spectroscopie NIR et de ses avantages par rapport aux autres techniques analytiques.
Les applications de la spectroscopie NIR dans tous les secteurs
La polyvalence de la technologie NIR est évidente dans la vaste gamme d'applications qu'elle prend en charge. Il est essentiel pour optimiser la santé et le rendement des cultures en agriculture, garantir la qualité des produits pharmaceutiques et maintenir les normes les plus élevées dans divers processus industriels. Voici un aperçu des cas d'utilisation où le NIR est utilisé dans divers domaines.
1. Nutrition animale
La spectroscopie NIR joue un rôle important dans l'optimisation des formulations alimentaires pour animaux. Aider les agriculteurs à obtenir des données rapides et précises pour obtenir des mélanges alimentaires optimaux garantit que le bétail reçoit les nutriments appropriés, comme la volaille et l'aquaculture. Cela contribue à une production efficace de viande, de lait et d'œufs. Des laboratoires d'alimentation comme Nutricontrol, Laboratoires Dairyland, Laboratoires Rocker River, et d'autres utilisent également le NIR pour analyser avec précision la qualité et la composition des aliments, garantissant ainsi la sécurité et la conformité réglementaire.
Les appareils de spectroscopie portables tels que NeoSpectra peuvent tirer parti de la puissance du NIR pour répondre à ces besoins et à bien d'autres encore. Pour ce faire, les appareils doivent être maniables, faciles à utiliser et offrir une précision digne d'un laboratoire. Ces appareils peuvent jouer un rôle central en fournissant aux utilisateurs sur le terrain une analyse instantanée de la qualité des aliments pour leur permettre de prendre des décisions éclairées qui ont un impact direct sur la santé et la croissance du bétail.
2. Cannabis médical
Pour l'industrie du cannabis, la spectroscopie NIR permet une analyse instantanée et non destructive des plants de cannabis. De nombreuses parties prenantes, telles que les sélectionneurs, les producteurs, les régulateurs et les laboratoires, utilisent le NIR à différentes étapes du cycle de vie de la plante pour atteindre divers objectifs tels que la sélection sélective et le développement de différentes variétés de cannabis ou l'amélioration de caractéristiques spécifiques telles que la puissance, la saveur, l'arôme et les caractéristiques de croissance. En plus de cultiver des variétés contenant différents niveaux de cannabinoïdes et de terpènes pour répondre à des besoins médicaux spécifiques et à de nombreuses autres pratiques.
Pour en savoir plus, lisez cette étude sur l'utilisation de NIR pour la classification du cannabis médical.
3. Nourriture
Dans l'industrie alimentaire, le maintien de normes de qualité irréprochables n'est pas négociable. La spectroscopie NIR garantit la qualité de divers produits alimentaires tels que les céréales, les graines, les produits laitiers, la viande et la volaille, les huiles et les graisses. Le NIR permet aux entreprises de respecter des normes de qualité strictes tout au long de la chaîne de valeur, garantissant ainsi aux consommateurs des aliments non seulement sûrs, mais aussi nutritifs et délicieux.
L'industrie de la production alimentaire utilise le NIR pour surveiller les processus de production et garantir la cohérence d'une vaste gamme de produits alimentaires, comme mentionné ci-dessus, tels que les producteurs de lait qui utilisent NIR pour analyser la composition du lait pour le contrôle de la qualité avant la distribution ou la transformation ultérieure, en plus des opérations de farine et de mouture qui déterminent la qualité des céréales et le contenu nutritionnel de la farine, garantissant ainsi les normes les plus élevées pour les produits de consommation tels que le pain et les pâtes.
4. Sol
Le NIR est utilisé avec succès dans l'analyse des sols pour évaluer la composition et la santé des sols, ce qui permet de déterminer rapidement les principaux attributs du sol, tels que la teneur en carbone, la teneur en matière organique, les niveaux d'humidité et la disponibilité des nutriments, qui sont essentiels pour optimiser les pratiques de gestion des cultures et améliorer la productivité agricole. Grâce à la spectroscopie NIR, les agriculteurs obtiennent des informations précieuses sur l'état du sol, ce qui leur permet de prendre des décisions éclairées qui soutiennent une agriculture durable et une gestion environnementale responsable.
Pour en savoir plus, lisez cette revue critique des indicateurs chimiométriques couramment utilisés pour évaluer la qualité de tLa prédiction des caractéristiques du sol par spectroscopie NIR
Le NIR s'est révélé très efficace pour développer des modèles d'étalonnage pour les propriétés du sol telles que le carbone total, l'azote et la matière organique. Consultez cette étude, qui évalue l'efficacité de la spectroscopie visible et proche infrarouge (vis-NIR) pour l'analyse des sols dans différentes fermes européennes. L'étude souligne également l'importance de la plage de variation de l'échantillon pour obtenir un étalonnage précis.
5. Pharmacie
Les dispositifs NIR ont été adoptés par les multinationales à la fin des années 1990 pour l'identification des matières premières afin de réduire le coût des tests de laboratoire et de garantir que tous les matériaux livrés sont correctement étiquetés. La technologie NIR permet également une inspection à 100 % sans qu'il soit nécessaire de diluer l'échantillon.
Quelques applications du NIR dans le secteur pharmaceutique :
- Tests en ligne
- Opérations de mélange
- Paramètres physiques tels que la taille des particules, la dureté, la force de compactage et la vitesse de dissolution
- Détermination de l'humidité Détermination de la teneur
La technologie NIR joue un rôle important dans le développement de médicaments et le contrôle de la qualité dans le secteur pharmaceutique, en tant que détective vigilant pour les sociétés pharmaceutiques qui utilisent des spectromètres NIR pour évaluer la qualité et la composition des composés médicamenteux, améliorant ainsi leurs processus de développement de médicaments.
7. Polymères
Le NIR a considérablement fait progresser l'identification, la caractérisation et la quantification des polymères. Par exemple, il est utilisé pour le tri des polymères, le contrôle de la qualité des matières premières, l'analyse concurrentielle et l'évaluation de la dégradation thermique ou photoinduite des polymères et des caoutchoucs. Cette technique allie praticité et précision pour la mesure et l'analyse des polymères.
Notre blog consacré aux applications de la détection spectrale NIR explore des exemples concrets illustrant son impact positif sur différents secteurs et la manière dont les solutions NeoSpectra stimulent le progrès et l'innovation dans ces secteurs.
Notez que diverses applications NIR sont fournies avec plusieurs appareils aux spécifications différentes. Continuez à lire pour en savoir plus sur le choix de celui qui vous convient le mieux
Choisir la bonne solution de spectroscopie NIR
Considérations importantes lors de la sélection de la solution de spectroscopie NIR
- Coût total de propriété
- Paramètres qui doivent être analysés
- Précision des résultats
- Facilité d'utilisation
- Préparation et maintenance du modèle
- Accessibilité des instruments et des résultats
Le choix du bon outil nécessite une évaluation minutieuse des spécifications techniques du spectromètre (telles que la plage spectrale, la résolution et le rapport signal/bruit (SNR)), la facilité d'utilisation et la compatibilité avec les équipements existants. En outre, il est essentiel de prendre en compte vos contraintes budgétaires et le soutien du fournisseur d'instruments NIR pour prendre une décision éclairée.
Nous discutons et expliquons plus en détail ces considérations dans notre blog : comment choisir la bonne solution de détection spectrale; lisez-le pour une explication complète de la prise de décision.
NeoSpectra : une technologie pionnière en matière de spectroscopie NIR portable
NeoSpectra peut faire tout ce qui est mentionné ci-dessus. En plus de cela, il présente des avantages supplémentaires tels qu'une analyse rapide sur site, une réduction drastique des délais d'exécution, des évaluations plus fréquentes et une prise de décision instantanée et informée dans divers secteurs d'activité, tous disponibles dans notre solution portable de spectroscopie NIR.
Découvrez comment La solution de spectroscopie NIR portable de NeoSpectra aide les industries de la nutrition animale, de la terre, de l'alimentation et de l'industrie pharmaceutique au cannabis médical et aux polymères, dans son engagement en faveur de l'accessibilité, de la précision et de la polyvalence.
Derniers mots
La technologie NIR nous permet de voir la composition des matériaux, de comprendre leurs propriétés cachées et de tester les paramètres dont nous avons besoin pour prendre des décisions éclairées rapidement et à moindre coût. Sa capacité à révéler les propriétés critiques des matériaux sans les modifier a ouvert la voie à des connaissances et à des innovations sans précédent.
Qu'il s'agisse d'optimiser la nutrition animale, de garantir la qualité des aliments et des sols, de permettre une culture précise du cannabis médical ou de protéger l'environnement en toute sécurité, l'avenir de la détection spectrale offre une plus grande précision et des applications plus complètes. La plateforme de spectroscopie NIR de NeoSpectra fournit une solution d'analyse spectrale accessible, précise et polyvalente, qui met l'analyse en laboratoire à portée de main et stimule l'innovation en matière de détection spectrale.
