1 / 54

Métodos Rápidos de Análisis de Leche mediante Instrumentos Infrarrojos

Métodos Rápidos de Análisis de Leche mediante Instrumentos Infrarrojos. Bienvenidos FOSS S.A. rrodriguez@foss.dk. Teoría NIR. Descubrimiento de NIR por William Herschel en abril de 1800. Ref. J. Near Infrared Spectrosc. 8, 75-86. 2000. ¿ Por qué Infrarrojo Cercano ?.

simon-barnes
Download Presentation

Métodos Rápidos de Análisis de Leche mediante Instrumentos Infrarrojos

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Métodos Rápidos de Análisis de Leche mediante Instrumentos Infrarrojos Bienvenidos FOSS S.A. rrodriguez@foss.dk

  2. Teoría NIR MilkoScan 4000 -CombiFoss 5000

  3. Descubrimiento de NIR por William Herschel en abril de 1800 Ref. J. Near Infrared Spectrosc. 8, 75-86. 2000. MilkoScan 4000 -CombiFoss 5000

  4. ¿ Por qué Infrarrojo Cercano ? • Poca o ninguna preparación de muestra. • No destructivo • No se utilizan reactivos • Operación simple • Rápido • menos de un minuto para parámetros múltiples • Confiable • Preciso MilkoScan 4000 -CombiFoss 5000

  5. Incrementa Frecuencia 50,000 cm-1 12,500 cm-1 4,000 cm-1 400 cm-1 FIR, Microondas Ray-X UV Visible MIR NIR 200nm 380nm 800nm 2500nm 25,000nm Incrementa Longitud de Onda Espectroscopía Infrarroja • El espectro Infrarrojo Cercano (NIR) se encuentra justo sobre la región visible del espectro electromagnético • 800 to 2500 m • Frequencia = 1 / longitud de onda MilkoScan 4000 -CombiFoss 5000

  6. Efectos de la Energía Electromágnética en las Moléculas • Microondas Rotación de moléculas • IR Vibraciones Moleculares Fundamentales • NIR Sobretonos y combinaciones de IR • UV / Visible Transiciones electrónicas, energía de los electrones llevada a un estado de excitación • X-Ray Transiciones a nivel del núcleo del átomo MilkoScan 4000 -CombiFoss 5000

  7. Vibraciones Moleculares • Cuando la Energía Electromagnética encuentra una substancia, la misma será absorbida o transmitida dependiendo de su frecuencia y la estructrura molecular de la substancia. • Las moléculas vibran naturalmente. • Estiramiento Estiramiento Simétrico Estiramiento asimétrico • Flexión MilkoScan 4000 -CombiFoss 5000

  8. Vibraciones Moleculares Cuando existe una coincidencia entre la frecuencia de la energía excitante y la frecuencia de vibración natural de la molécula, entonces esta molécula absorbe esta energía.  MilkoScan 4000 -CombiFoss 5000

  9. Coincidencia entre la vibración natural y la vibración de la energía exitante. La energía es absorbida, se incrementa la amplitud de vibración de la molécula = un pico de absorbancia No hay coincidencia No hay absorbancia No hay pico Vibraciones Moleculares MilkoScan 4000 -CombiFoss 5000

  10. Ejemplo de Absorbancia MilkoScan 4000 -CombiFoss 5000

  11. Absorbancia Molecular MilkoScan 4000 -CombiFoss 5000

  12. P T = P0 P0 A = -log10T = log P Ley de Lambert Beer b P P0 Solución absorbente de concentración ”c” Absorbancia A = a b c Concentración MilkoScan 4000 -CombiFoss 5000

  13. H O H - C - O - C - R Grasa O O H - C - O - C - R H - C - O - C - R Bandas de Absorción Las bandas de absorción observadas en la región del Infrarrojo Cercano (NIR), provienen principalmente de vibraciones de moléculas con enlaces de átomos de hidrógeno. - CH - OH - NH Grasa Humedad Proteína H O N-CH-C CH3 Proteína MilkoScan 4000 -CombiFoss 5000

  14. Amidos N - H 6.5 m Absorción Molecular H2C OH H2C OH O O HO OH H Alcoholes H H O C O OH OH H H H H H 9.5 m H OH H OH Lactosa COOH R2 O O H = = H2N C H C CH N C HC N C N CH = R H R1 O H R3 Aminoácido Proteína MilkoScan 4000 -CombiFoss 5000

  15. Grasa A O H H H = CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH H2C O C C C R1 CH2-OH C C H H H Ácido oleico O H = H H CH3(CH2)14COOH HC O C C C R2 C C H Ácido palmítico H H CH2-OH O H H H = CH3CH2CH2COOH H2C O C C C R3 Glicerol C C Ácido butírico H H H Grasa B Grasa A C = O 5.7 m Absorción Molecular + CH-OH Grasa B C H 3.5 m MilkoScan 4000 -CombiFoss 5000

  16. Tecnología IR Descomposición de la luz MilkoScan 4000 -CombiFoss 5000

  17. Transmitancia / Reflectancia Fuente de energía Detector Detector Fuente de energía ITEC168A ITEC169A Transmitancia (NIT) Reflectancia (NIR) MilkoScan 4000 -CombiFoss 5000

  18. Transflectancia Detector Reflector Fuente de Energía Detector MilkoScan 4000 -CombiFoss 5000

  19. Fat A ref Homog. P ref Fat B ref Carb. ref TS Ci Urea P Fat A Fat B Carb. Espectro completo Infrarojo de la leche MilkoScan 4000 -CombiFoss 5000

  20. Monocromador MilkoScan 4000 -CombiFoss 5000

  21. Interferómetro MilkoScan 4000 -CombiFoss 5000

  22. Instrumento de filtros Sistema Óptico Rueda de filtros Sensor Infrarojo Fuente Infraroja Cubeta Espejo MilkoScan 4000 -CombiFoss 5000

  23. MilkoScan 4000 -CombiFoss 5000

  24. MilkoScan S50B Sistema de Flujo MilkoScan 4000 -CombiFoss 5000

  25. MilkoScan Tecnología IR Filtro óptico Cubeta Detector Procesador Fuente IR • Los enlaces moleculares absorben energía en longitudes de onda específicas. • En este caso, tenemos 4 filtros IR que proveen esas longitudes de onda específicas • 3.5  (Grasa B),correspondiente a vibraciones en el enlace C-H de las moléculas de GRASA • 6.5 , correspondiente a las vibraciones en los enlaces péptidos en las moléculas de PROTEINA • 9.5 , correspondiente a vibraciones en los enlaces hidroxilos en las moléculas de lactosa • Longitud de onda de refencia, donde no hay absorbancia de ningún componente MilkoScan 4000 -CombiFoss 5000

  26. Linearidad - Cubeta Pagua A = log Pleche Absorbancia E A = a b c T0 = Er Concentración T0 P Función lineal A = log Ts= Ts Pr E . Pr - O CH = -S ln + I Er P 1 - O S = Pendiente I = Ordenada Ch = Datos de la longitud de onda O = Desplazamiento MilkoScan 4000 -CombiFoss 5000

  27. Datos cubeta • Material: • Fluoruro de Calcio • Zafiro • Paso óptico • 30 a 50 micrones • Para analizar más de 100 muestras por hora, normalmente se precisa un acumulador (o hacer más ancho el paso óptico) para evitar deformaciones momentáneas de los cristales por la presión de la bomba • Los vidrios no se montan paralelos para que la reflectancia de la cubeta sea igual a la de la leche y evitar errores de medición MilkoScan 4000 -CombiFoss 5000

  28. Homogeneizador • El concepto es que los glóbulos grasos tengan todos el mismo tamaño para no interferir en la medición. • Normalmente se busca que el diámetro del glóbulo graso no sea mayor a 1/3 de la longitud de onda mínima que se utiliza en la medición (en la práctica para leche: 1 micrón) • La presión normalmente utilizada para esto es 200 bares, aprox. 205 kg / cm2 • Se hace siempre a 40°C MilkoScan 4000 -CombiFoss 5000

  29. Datos fuente y detector IR • Fuente IR: trabaja a una temperatura de 1150 °K • Detector IR: termocupla MilkoScan 4000 -CombiFoss 5000

  30. Factores que afectan la medición • Temperatura: debe ser estable +/- 0,10°C • Aire libre en la muestra: mantener la presión estable en la cubeta • Humedad en la caja infraroja • Vibraciones (especialmente en los equipos FTIR) MilkoScan 4000 -CombiFoss 5000

  31. Tecnología FTIR Descomposición de la luz MilkoScan 4000 -CombiFoss 5000

  32. Fat A ref Homog. P ref Fat B ref Carb. ref TS Ci Urea P Fat A Fat B Carb. Espectro completo vs. Instrumentos de filtros MilkoScan 4000 -CombiFoss 5000

  33. Monocromador MilkoScan 4000 -CombiFoss 5000

  34. Líneas finas producidas con un Laser (400/mm) separan la luz blanca en todas las longitudes de onda que la componen. Red holográfica MilkoScan 4000 -CombiFoss 5000

  35. Interferómetro MilkoScan 4000 -CombiFoss 5000

  36. MilkoScan 4000 -CombiFoss 5000

  37. MilkoScan 4000 -CombiFoss 5000

  38. MilkoScan 4000 -CombiFoss 5000

  39. MilkoScan 4000 -CombiFoss 5000

  40. Algunas diferencias de parámetros entre Filtros y FTIR MilkoScan 4000 -CombiFoss 5000

  41. Configuración Maestro y Esclavo Laboratorio central Maestro Fábrica A Fábrica C Esclavo 1 Esclavo 2 Fábrica B Fábrica D Esclavo 3 Esclavo 4 MilkoScan 4000 -CombiFoss 5000

  42. Estandarización: Instrumento Maestro MilkoScan 4000 -CombiFoss 5000

  43. Estandarización: Instrumento Esclavo MilkoScan 4000 -CombiFoss 5000

  44. Maestro y Esclavo no coinciden MilkoScan 4000 -CombiFoss 5000

  45. Haciendo coincidir las longitudes de onda MilkoScan 4000 -CombiFoss 5000

  46. Haciendo coincidir las longitudes de onda MilkoScan 4000 -CombiFoss 5000

  47. Coincidencia de longitudes de onda MilkoScan 4000 -CombiFoss 5000

  48. Haciendo coincidir las absorbancias MilkoScan 4000 -CombiFoss 5000

  49. Haciendo coincidir las absorbancias MilkoScan 4000 -CombiFoss 5000

  50. Coincidencia Perfecta MilkoScan 4000 -CombiFoss 5000

More Related