Millora de la qualitat de productes carnis amb sensors òptics on-line

S’ha obtingut un ajut de Grups Operatius del DARP 2018 per al projecte: MILLORA DE LA QUALITAT DE PRODUCTES CARNIS AMB SENSORS ÒPTICS ON-LINE.

El dia 3 de juliol de 2019 es va publicar la resolució d’ajuts del DARP a la cooperació per a la innovació, per a la realització de projectes pilot innovadors per part de Grups Operatius (convocatòria 2018).

■ Participants:

Beneficiaris Equip tècnic i investigador Coordinador

Argal Alimentación SA , Embotits Salgot SA, Boadas 1880 SA, Joaquim Albertí SA

 Mecàniques Pujolàs SL, Lenz Instruments SL, IRTA, UAB  INNOVACC

 

■ Finançament:

Pressupost d’execució Ajut
sol·licitat concedit sol·licitat concedit
212.000€ 212.000€ 152.000€ 152.000€

Projecte finançat a través de l’Operació 16.01.01 (cooperació per a la innovació) del PDR de Catalunya 2014-2020.

Amb el suport de:

 

 

WP1. Disminució de les pèrdues per cocció en la fabricació de salsitxes
Frankfurt mitjançant un sensor òptic en línia (EmulsioScan)

Article del projecte per Manuel Castillo (UAB)

Publicat a la revista anual d’INNOVACC 2021

Es realitzen, a les instal·lacions d’Argal, els assajos de calibratge i validació industrial
del primer prototip de sensor d’emulsions càrnies, una tecnologia òptica de control del grau d’emulsificació en salsitxes Frankfurt que s’instal·la directament en la línia de producció (vegeu figura).

Sensor d’emulsions càrnies instal·lat a la línia de producció de salsitxes Frankfurt, a la sortida de l’homogeneïtzador

S’espera que aquesta tecnologia suposi un canvi de paradigma a l’hora de prendre
decisions durant el processat, ja que, per primera vegada, serà possible estimar objectivament i abans de l’etapa de cocció, les pèrdues de massa induïdes a conseqüència del tractament tèrmic.
Addicionalment, la nova tecnologia òptica de processament permetrà controlar millor les propietats de textura del producte, així com l’homogeneïtat entre lots.
Gràcies a l’enorme quantitat de dades sobre formulació i condicions de processament, entre altres, que fa servir la indústria actual i amb la contribució de la intel·ligència artificial, els espectres recollits en continu per la sonda presenten un enorme potencial com a eina analítica de control de processos. Precisament per això, és previsible que aquesta tecnologia també sigui d’interès en la producció d’altres emulsions càrnies i alimentàries o fins i tot en altres sectors industrials com el farmacèutic o cosmètic, multiplicant el potencial d’aquesta innovadora tecnologia.

 

WP2. Desenvolupament d’un sistema NIR low cost per la determinació de: paràmetres de qualitat i seguretat alimentària durant la curació d’embotits crus curats; paràmetres físics/químics dels embotits

Article del projecte per Josep Comaposada (IRTA)

L’obtenció on/in-line de paràmetres físics-químics com el contingut de greix, humitat, activitat d’aigua,.. permeten garantir una regularitat en la composició del productes crus curats, així com preveure l’aparició de problemes tecnològics o de seguretat alimentària. L’ús de sensors NIR de butxaca de baix cost pot donar una resposta tècnica i econòmicament viable a aquestes necessitats.
En el projecte s’ha estudiat el procediment més adequat per determinar el contingut de greix i humitat de dos tipus de massa de producte carni cru curat (llonganissa i xoriç) en un entorn industrial mitjançant un equip NIR de butxaca. S’ha analitzant com varia l’error en la determinació d’aquests paràmetres en funció de si l’espectre es pren a sortida d’amassadora o després de reduir la grandària de partícula i homogeneïtzant la mostra de la massa mitjançat una picadora (Figura 1). Els resultats mostren que recollint la massa de l’amassadora i homogeneïtzant-la mitjançant un picat permet reduir l’error de predicció dels paràmetres de greix i humitat de la massa (Taula 1). Tot i així, cal dir que amb la massa a sortida d’amassadora també s’ha obtingut molt bona relació de l’espectre NIR en ambdós paràmetres en el producte Llonganissa Pagès. Es considera que l’error de predicció inferior a 1 % pot ser útil pel control de les masses. També s’ha estudiat com la presa de l’espectre NIR a la superfície d’un producte carni cru curat (fuet) (Figura 2) durant el procés d’assecat pot ajudar a interpretar el contingut d’aigua i activitat d’aigua. Els resultats indiquen uns errors de predicció baixos per la determinació de l’activitat d’aigua a superfície i a interior (Taula 2). En el cas de la humitat del fuet l’error
és inferior al 1 % quan es mesura a interior de producte, i és lleugerament superior quan es mesura a superfície de producte.
No obstant, es considera que la predicció d’aquests paràmetres mitjançant el NIR pot ser útil pel seguiment del procés d’assecat. S’ha obtingut una relació entre l’activitat d’aigua mesurada a superfície i la mesurada a l’interior del producte (Figura 3). L’estimació de l’activitat d’aigua a l’interior del producte a partir de la mesura NIR a la superfície es considera factible sempre i quan les característiques inicials del producte (composició, diàmetre, picat,…) i les condicions del procés (temperatura, humitat relativa, ventilació) siguin iguals en els diferents lots de producció que es vulgui
fer la mesura.

Taula 1. Errors de validació creuada (RMSE) i coeficient de determinació (R2) dels models de predicció NIR desenvolupats per Llonganissa Pagès i Xoriç Extra

Figura 1. Presa d’espectre NIR en la massa del producte a sortida d’amassadora i després de homogeneïtzar-la després del picat

Taula 2. Errors de validació creuada (RMSE) i coeficient de determinació (R2) dels models de predicció NIR desenvolupats per Fuet

Figura 2. Mostreig NIR a superfíciei interior centre del fuet

Massa a sortida d’amassadora Massa homogeneïtzada Mostreig NIR
a superfície		 Mostreig NIR
a interior

Figura 3. Relació entre activitat d’aigua determinada a superfíciede fuet (Aws) respecte l’activitat d’aigua determinada
a interior centre del fuet (Awc).

 

 

WP3. Optimització i millora del procés d’elaboració de pernil cuit extra amb sensor òptic FO-NIRS

Article del projecte per Jacobo Álvarez (Lenz Instruments SL)

La Capacitat de Retenció d’aigua (CDR) del pernil fresc té un efecte important sobre la qualitat dels productes elaborats.
En el cas particular de l’elaboració pernil cuit, les carns exsudatives (caracteritzades per una CDR anòmalament baixa) donen lloc a gran varietat de defectes organolèptics i de textura. Aquests defectes són responsables de la reducció del rendiment en la cocció i llescat del pernil, i generen al mateix temps pèrdues econòmiques importants associades al rebuig o a la pèrdua de valor comercial del producte final.
L’establiment d’un sistema de triatge del pernil fresc per avaluar la CDR i detectar carns exsudatives permet implementar diverses estratègies productives pel control de proveïdors, el rebuig de la matèria prima defectuosa, o la segmentació del producte fresc per l’elaboració de diferents qualitats de producte.
En el marc del Grup Operatiu, l’empresa Joaquim Albertí ha integrat a la seva línia de recepció un sistema d’inspecció automàtica (QMEAT AnalyserTM, Lenz Instruments SL) per a la classificació del pernil fresc. Aquest sistema incorpora un capçal sensor FO-NIRS que analitza les propietats òptiques de l’interior del pernil de forma automàtica, a partir dels espectres de reflectància visible/NIR obtinguts a 10 profunditats diferents de la peça. En menys de dos segons, el sistema sensor analitza la peça, processa les dades espectrals i proporciona un paràmetre quantitatiu relacionat amb la probabilitat de què el producte presenti problemes d’exsudació. De forma complementària, es va integrar en el capçal del mateix sistema un sensor de pH per tal d’identificar els pernils amb pH àcid.
L’estudi experimental realitzat ha permès desenvolupar, optimitzar i validar un sistema de triatge objectiu, a partir del qual s’estableixen criteris de segmentació del producte fresc en base als indicadors quantitatius proporcionats pel sensor FO-NIRS i la sonda de pH. Arran d’aquest estudi es va poder concloure la rellevància de la utilització del nou sistema sensor, ja que es va observar que entre un 60% i un 80% del producte amb problemes d’exsudació no era detectable amb un sistema de cribratge convencional basat en control de pH.
En una fase posterior al projecte, el sistema de triatge ha estat implementat industrialment, contribuint d’aquesta forma a la millora efectiva del rendiment productiu i de la qualitat del pernil cuit elaborat a Joaquim Albertí SA.