MOBISPECSPECTRALE SENSOREN

VOOR DE WERKVLOER

Vis/NIR-spectroscopie in de voedingsindustrie• Goed gekend voor snelle analyse samenstelling (vocht, eiwit, vet)

• Multifunctionaliteit vaak niet optimaal benut

Meerdere componenten gelijktijdig meten

Informatie over microstructuur wordt weggegooid door ‘scatter-correctie’

• Staal naar sensor in labo

Tijdsvertraging door staalname en transport naar labo

Beperkte bemonstering

Inherent niet-destructieve techniek is destructief in de praktijk

Doelstellingen Mobispec• Sensoren naar staal brengen => meting op de werkvloer (“in factory”)

• Meetconfiguratie optimaliseren op basis van optische eigenschappen product

• Robuust extraheren van informatie over samenstelling én microstructuur

• Verdeling van componenten en eigenschappen binnen het product opmeten

Problemen

DRAAGBARE

SPECTROSCOPIE

Traditionele draagbare systemen

4

Draagbare Vis/NIR-systemen

Toenemende belangstelling in het wetenschappelijk onderzoek

5

Draagbare systemen voor de voeding

Texeira dos Santos et al. (2013)

Overzicht specificaties apparatuur

6

Draagbare systemen voor de voeding

Texeira dos Santos et al. (2013)

Vergelijking tussen ‘benchtop’ en draagbaar systeem

7

Draagbare systemen voor de voeding

Texeira dos Santos et al. (2013)

Druif (bessen) Druif (blad)

Kwaliteitscontrole op de WOTS-beurs!

8

Draagbare systemen voor de voeding

Voornaamste applicaties (NIR: 780-2500 nm)

• Groenten en fruit

SSC, kleur, rijpheid, vastheid,…

• Vis en vlees

Versheid, water, vet, eiwit,…

• Melkproducten

Vet, eiwit, lactose,…

• Granen

Vocht, eiwit, as, vet, …

• Druiven

• Olijfolie

Draagbare systemen voor de voeding

Texeira dos Santos et al. (2013)

Enkele bemerkingen

• Vergelijkende studie tussen draagbare en ‘benchtop’ NIR-systemen

Lagere performantie draagbare systemen

Flexibiliteit en ‘in-situ’ gebruik draagbare systemen zijn voordeel

• Maar…

Veel van de studies duiden op een vergelijkende analyse in labo!

Invloed van variabele omgevingsfactoren op NIR-spectrum

• Calibratie?

Transfer mogelijk van een bestaand kalibratiemodel naar een draagbaar systeem

10

Draagbare systemen voor de voeding

Ook apparatuur in het MIR-beschikbaar

• Draagbare kwaliteitscontrole op frituurolie

• TruDefender (2500 nm – 15000 nm)

• Verschillende applicaties

Differentiatie

Stabiliteit

Kwaliteitsparameters

11

Draagbare systemen voor de voeding

Allendorf et al. (2012)

Micro-NIR van VIAVI (vroeger JDSU)

Miniatuur-systemen

http://www.inventech.nl/nieuws/199-de-jdsu-micronir-pro-spectrometer-

exclusief-vertegenwoordigd-in-de-benelux-door-inventech

DLP-spectrometer van Texas Instruments

Miniatuur-systemen

http://www.ti.com/tool/TIDA-00554

14

Miniatuur-systemen

https://www.kickstarter.com/projects/903107259/scio

-your-sixth-sense-a-pocket-molecular-sensor-fo

• Vernieuwende technologie met potentieel voor superieure resolutie en signaal-ruisverhouding

• Confidentieel

• Testen van meerwaarde voor de voedingsindustrie

GooFra

WP1: Applicatieverkenning

WP2: Optische karakterisatie producten

WP3: Technische haalbaarheidsstudies

WP4: Transfer naar draagbaar systeem

Werkplan

Acties

• Bedrijfsbezoek en informatiesessie met bedrijf

• Verkennende metingen

• Inschatting potentieel

Output

• Lijst van cases per deelnemend bedrijf waar spectrale sensoren een meerwaarde kunnen bieden op de werkvloer

• Potentieelinschatting voor geïdentificeerde cases per bedrijf

• Go/No go-beslissing voor het opzetten van een haalbaarheidsstudie (WP2) voor elke geïdentificeerde case.

WP1: Applicatieverkenning

Acties

• Selectie stalen (+-20) met representatieve variabiliteit

• Dubbele integrerende sfeermetingen op deze set van stalen om het bereik aan bulk optische eigenschappen te bepalen

• Computersimulaties om de optimale meetconfiguratie te bepalen

• Definiëren kostenefficiënte meetconfiguratie

Output

• Rapport met bulk optische eigenschappen per product

• Suggestie voor de optimale en de meest kostenefficiënte meetconfiguratie

WP2: Optische karakterizatie producten

Acties

• Verzamelen van een representatieve set van stalen (+-100)

• Uitvoeren van spectrale metingen op deze stalen in het laboratorium.

• Calibraties bouwen en evalueren nauwkeurigheid op test set

• Rapporteren technische haalbaarheid en nauwkeurigheid

Output:

• Rapport met resultaten van de haalbaarheidsstudie

• Advies omtrent

Technische haalbaarheid

Nauwkeurigheid.

WP3: Technologische haalbaarheid

Acties

• Definitie minimale technische specificaties (golflengtebereik, resolutie en ruisniveau)

• Selectie meest kostenefficiënte draagbare technologie

• Calibratietransfer van labo-opstellingen naar draagbare

• Implementatie robuustheid via algoritmes

• Evaluatie van de performantie op de werkvloer

Output

• Draagbare opstelling (sensor + laptop) met kalibratie voor metingen op de werkvloer.

• Rapport over performantie op de werkvloer

WP4: Transfer naar draagbaar systeem

Acties

• 3-maandelijkse gebruikersgroepvergaderingen

Evaluatie resultaten afgelopen periode

Vastleggen planning komende periode

• Eindrapportering

Output

• Selectie cases voor verdere uitwerking na WP1

• Evaluatie technische haalbaarheid voor transfer naar draagbaar systeem

• Overdracht getransfereerde calibraties op draagbaar systeem

WP5: Rapportering & Interactie GG