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Affordable Hyperspectral Imaging System for on-line foreign body detection and chemical composition analysis

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La mejora de la detección de cuerpos extraños en las plantas de transformación alimentaria protege a los consumidores

Aunque la seguridad del consumidor es lo primero, los rechazos y las retiradas de productos en la industria alimentaria dañan la reputación de la marca y pueden conllevar la pérdida del negocio. Un nuevo sistema de inspección desarrollado por un proyecto de la Unión Europea (UE) ofrece una detección rápida de cuerpos extraños en los alimentos.

Alimentos y recursos naturales

A pesar de los mejores esfuerzos de las plantas de transformación para eliminar los contaminantes de cuerpos extraños, estos pueden permanecer en los alimentos que llegan a los consumidores y provocar lesiones e incluso la muerte (especialmente en los bebés). Aunque existe una gama de sistemas de detección disponibles, ninguno proporciona una protección completa. Por ejemplo, los rayos X pueden detectar objetos con diferentes densidades (como vidrio o plástico denso), pero no son capaces de detectar contaminantes muy pequeños como el cabello o aquellos de baja densidad, como el cartón. Además, los sistemas de rayos X son caros y plantean problemas de seguridad. El proyecto financiado con fondos europeos HYPERA ha desarrollado un sistema de inspección de calidad en línea para el análisis automatizado de la composición química y la detección de cuerpos extraños, para la industria alimentaria (y otras industrias de transformación). El sistema no destructivo de imagen hiperespectral (HSI, por sus siglas en inglés) es capaz de detectar de forma rápida y sistemática una amplia gama de cuerpos extraños en las modernas plantas de transformación de alimentos. El sistema HSI El sistema no destructivo de imagen hiperespectral (HSI) construido por IRIS integra técnicas de espectroscopia y de visión artificial para proporcionar simultáneamente información espectral y espacial. La cámara hiperespectral detecta cientos de bandas de luz. El espectro infrarrojo (IR) es mucho más rico en términos de composición química que el espectro visible de tres bandas (VIS, por sus siglas en inglés) que ven las personas. El uso de IR permite que el sistema detecte una amplia variedad de anomalías en los alimentos. «Si la espectroscopia convencional proporciona la respuesta al “qué” y la visión artificial convencional al “dónde”, el HSI responde a la pregunta “dónde está el qué”», señala Alejandro Rosales, director de Ciencia y Tecnología de IRIS. Cuando se combina con el análisis quimiométrico (es decir, multivariado), el HSI puede predecir la concentración y distribución de múltiples componentes en una muestra, lo que hace que la técnica sea atractiva para muchas inspecciones de calidad rutinarias de la industria alimentaria. El sistema HYPERA® se compone de dos módulos de monitorización diferentes. El módulo de reflexión no solo detecta los contaminantes sino que también mide la composición de los alimentos, incluida la grasa, la humedad y las proteínas, y actúa como una herramienta multifuncional para evaluar la calidad de los alimentos. El módulo de transmisión es especialmente adecuado para la detección de cuerpos extraños opacos y voluminosos. El sistema se monta sin problemas en las líneas de producción. El equipo probó HYPERA® en las instalaciones industriales de cuatro transformadores de alimentos de España e Irlanda, donde se probó en cinco aplicaciones alimentarias diferentes, detectando con éxito cuerpos extraños en pizzas, alimentos listos para el consumo, frutas y verduras procesadas y carnes cocinadas. Cambio de I+D a aceleración del producto El objetivo de la financiación del Instrumento PYME de la UE es ampliar rápidamente la tecnología prometedora y ha permitido al equipo multidisciplinario (con representantes de la fotónica, la quimiometría, el desarrollo de «software» y la inteligencia artificial) lograr mejoras en el rendimiento de esta tecnología revolucionaria. Tal y como señala Oonagh Mc Nerney, directora de IRIS: «HYPERIA® es una gran noticia para los consumidores. Evitará futuras amenazas y escándalos alimentarios y garantizará unos alimentos seguros, sanos y de alta calidad. A medida que impulse tecnologías de procesamiento avanzadas y basadas en datos, también desempeñará un papel en el fomento de la competitividad de la industria alimentaria europea, de acuerdo con las ambiciones de la industria 4.0». El sistema ampliado (con patente en tramitación) ofrece una identificación precisa de más del 95 % en las aplicaciones dirigidas hasta la fecha, y ya está casi listo para el mercado. El equipo ya ha conseguido sus primeras ventas y su primera asociación con un distribuidor y actualmente se centra en su estrategia de mercado, dirigida inicialmente a las empresas de transformación de alimentos, para después centrarse en la industria farmacéutica, química y de otro tipo de transformación. Desde un punto de vista técnico, se están utilizando herramientas matemáticas de aprendizaje profundo para mejorar el rango de penetración de la tecnología y detectar cuerpos extraños profundamente incrustados, así como para ampliar el rango de contaminantes más pequeños identificables.

Palabras clave

HYPERA, seguridad alimentaria, contaminantes, cuerpos extraños, transformación de alimentos, imagen hiperespectral, análisis de la composición química, aprendizaje profundo, quimiométrico, industria 4.0

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