Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.
Haga clic para modificar el estilo de título del patrónMultisensores: control de materia prima, de procesosy de calidad de...
Haga clic para modificar el estilo de título del patrónMaterias primasControl en la industria alimentariaQue necesitamos:•...
Haga clic para modificar el estilo de título del patrónMaterias primasControl en la industria alimentariaQue necesitamos:•...
Haga clic para modificar el estilo de título del patrónEstado actualde los sistemas de medida de alimentos líquidos y semi...
Haga clic para modificar el estilo de título del patrónSistema de medida para análisis cualitativo y cuantitativoPara alim...
Haga clic para modificar el estilo de título del patrónAplicaciones‐ Control de materia prima, producto intermedio y produ...
Haga clic para modificar el estilo de título del patrónVentajas‐ Parámetros estándar‐ Transporte de la muestra‐ Duración d...
Haga clic para modificar el estilo de título del patrónEn que consiste?análisisSensores +ElectrónicaDETECCIÓNRESPUESTAcust...
Haga clic para modificar el estilo de título del patrónISFETIDEsTipos de sensores• ISFETs (potenciometria): pH, iones Na, ...
Haga clic para modificar el estilo de título del patrónClasificación según composiciónaguasOrganolepsiaDurezaMineralizació...
Haga clic para modificar el estilo de título del patrónClasificación en función tipo de uvavinosClasificación de vinos mon...
Haga clic para modificar el estilo de título del patrónClasificación en función tipo de uvavinosClasificación de vinos mon...
Haga clic para modificar el estilo de título del patrónvinosINCAVIMutisensePorcentaje de tipo de uva en bi‐trivarietalesCl...
Haga clic para modificar el estilo de título del patrónClasificación según composiciónClasificación según tipocaldos preco...
Haga clic para modificar el estilo de título del patrónClasificación según saborClasificación según saborcaldos precocinad...
Haga clic para modificar el estilo de título del patrónTahitiBourbonDiscriminación materia prima: VainillinaMultisensoresS...
Haga clic para modificar el estilo de título del patrónAnálisis cuantitativo• Determinación de n compuestos con un único i...
Haga clic para modificar el estilo de título del patrónControl de procesos en tiempo realOportunidadesCecilia Jiménez
Haga clic para modificar el estilo de título del patrónControl en la industria alimentariaMaterias primasQue necesitamos:•...
Haga clic para modificar el estilo de título del patrónSistemas actuales control de procesos• Limitado a unos cuantos para...
Haga clic para modificar el estilo de título del patrónSistemas de medida GTQInlineIn situ
Haga clic para modificar el estilo de título del patrónSistemas de medida GTQResultados en tiempo realAuto calibración/aco...
Haga clic para modificar el estilo de título del patrónSistemas de medida GTQSensorespHIones: Ca 2+, K+, Na+, NH4Conductiv...
Haga clic para modificar el estilo de título del patrón282930313215161718192021222324251 2 3 4 5 6 7Temperature(deg.C)Ca(m...
Haga clic para modificar el estilo de título del patrónMedida de glucosa• Sensor: Microelectrodo + Material compuesto con ...
Haga clic para modificar el estilo de título del patrónAplicación en vinos • Sensores• Bureta automática (calibración) • E...
Haga clic para modificar el estilo de título del patrónEMPRESAS PARTNER PARA COLABORAR EN EL DESARROLLO DEequipo de demost...
Haga clic para modificar el estilo de título del patrónGracias por su atenciónDra. Cecilia Jiménez
Upcoming SlideShare
Loading in …5
×

Multisensores para el control de la materia prima, procesos y productos final. PhD Cecília Jiménez-Jorquera

557 views

Published on

Ponencía de la Jornada de Microsensores: Retos y Oportunidades para la Industria Alimentaria (07/06/13) organizada por el Grupo de Transductores Químicos (GTQ) del Instituto de Microelectrónica de Barcelona.

Published in: Technology
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

Multisensores para el control de la materia prima, procesos y productos final. PhD Cecília Jiménez-Jorquera

  1. 1. Haga clic para modificar el estilo de título del patrónMultisensores: control de materia prima, de procesosy de calidad del producto finalDra. Cecilia Jiménez
  2. 2. Haga clic para modificar el estilo de título del patrónMaterias primasControl en la industria alimentariaQue necesitamos:• Clasificación según calidad• Control de fraude• Cumplimiento de parámetros legales• Sistemas sensores at‐line• Sistemas multisensoresControl de procesosTipos de medidas:• Medidas en línea• Medidas continuas• Resultados en tiempo realMedidas del proceso:• Verificación de la composición• Parámetros físicos: T, caudal, P• Parámetros químicos indicadores del proceso• Sistemas sensores in line o on‐line• Sondas para parámetros discretos• Sondas multiparamétricasProductosQue necesitamos:• Análisis cuantitativo• Análisis cualitativoTipos de medidas:• En laboratorio• Medidas discretas• Resultados rápidos (pero no inmediatos)• Precisión y exactitud • Sistemas sensores at‐line• Sistemas multisensoresTipos de medidas:• En laboratorio/recepción• Medidas discretas• Resultados rápidos (pero no inmediatos)• Precisión y exactitud 
  3. 3. Haga clic para modificar el estilo de título del patrónMaterias primasControl en la industria alimentariaQue necesitamos:• Clasificación según calidad• Control de fraude• Cumplimiento de parámetros legalesTipos de medidas:• En laboratorio/recepción• Medidas discretas• Resultados rápidos (pero no inmediatos)• Precisión y exactitud ProductosQue necesitamos:• Análisis cuantitativo• Análisis cualitativoTipos de medidas:• En laboratorio• Medidas discretas• Resultados rápidos (pero no inmediatos)• Precisión y exactitud • Sistemas sensores at line • Sistemas multisensores
  4. 4. Haga clic para modificar el estilo de título del patrónEstado actualde los sistemas de medida de alimentos líquidos y semisólidos HOY tienen LÍMITESAnálisis químicos‐ Requieren un laboratorio‐ Parámetros estándar‐ Transporte de la muestra‐ Duración del proceso analítico‐ No resultados en tiempo real‐ Número de medidas limitado‐ Equipos coste elevadoAnálisis sensorial‐ Básicamente sobre producto final‐ Saturación y subjetividadConclusión: limitación de la velocidad en la toma de decisiones
  5. 5. Haga clic para modificar el estilo de título del patrónSistema de medida para análisis cualitativo y cuantitativoPara alimentos líquidos y semisólidos.lechebatidosyogurescaldocremasinfantilvinos aguasuntablesquesosalsaconcentradosbasesMultisensoresSoluciones para la industria alimentariacervezazumosrefrescosheladopostres
  6. 6. Haga clic para modificar el estilo de título del patrónAplicaciones‐ Control de materia prima, producto intermedio y producto final‐ In situ, en continuo, en minutos‐ Con parámetros a medida y exactitud‐Confirmación de la composición  requerida en la materia prima, los productos intermedios y el producto final.‐ Medición de composiciónvinculada a característicasorganolépticas.‐ Medición específica de color.Además cuantifica:• Parámetros generales: pH, conductividad, potencial redox, etc. • Iones: Na, K, Ca, NO3, Cl, etc.• Gases disueltos: CO2, SO2, SH2, O2• Especies moleculares: acido láctico, acido málico, glucosa, fructosa, fenoles, lactosa, • Color en el rango de UV‐visible• Turbidez• Contaminantes: metales pesados, pesticidas• Otras especies según el producto (adaptado a cada empresa)MultisensoresSoluciones para la industria alimentaria
  7. 7. Haga clic para modificar el estilo de título del patrónVentajas‐ Parámetros estándar‐ Transporte de la muestra‐ Duración del proceso analitico‐ No resultados en tiempo real‐ Sólo sobre producto final‐ Saturación y subjetividadparámetros a medida, desde uno concreto hasta la composición global control in situminutos vs. horas/díasmedición en continuodesde materia prima hasta producto finalobjetividad constanteMultisensoresSoluciones para la industria alimentaria
  8. 8. Haga clic para modificar el estilo de título del patrónEn que consiste?análisisSensores +ElectrónicaDETECCIÓNRESPUESTAcustomizableSensores químicos GTQ  fabricados con tecnología  microelectrónica:‐ tamaño pequeño  bajo  peso y espacio  portabilidad instrumento‐ bajo consumo energético y velocidad de respuesta‐ reproduciblesSoftware de procesamiento de datos: Reconocimiento de patrones o calibración multivariante (PCA, Redes Neuronales, PLS)SoftwareANÁLISIS DE DATOSAnálisis cualitativo•Composición global•ClasificaciónAnálisis cuantitativo•Iones•moléculasMultisensoresSoluciones para la industria alimentaria
  9. 9. Haga clic para modificar el estilo de título del patrónISFETIDEsTipos de sensores• ISFETs (potenciometria): pH, iones Na, K, Ca, Cl, NO3, etc• Microelectrodos (voltamperometria): gases disueltos, glucosa, metales pesados, moleculas(biosensores)• Electrodos interdigitados (impedimetria): conductividad, propiedades dielectricas.• Sensores ópticos de absorbancia• Conjuntos de sensores integradosChip MultisensormicroelectrodoEn que consiste?ópticoMultisensoresSoluciones para la industria alimentaria
  10. 10. Haga clic para modificar el estilo de título del patrónClasificación según composiciónaguasOrganolepsiaDurezaMineralizaciónCloroSodioPC1, 74%PC2,15%poco mineralizadasbajo Cl‐ ybicarbonatosmuy mineralizadasmuy duras
  11. 11. Haga clic para modificar el estilo de título del patrónClasificación en función tipo de uvavinosClasificación de vinos monovarietalesAño cosechaMultisensoresSoluciones para la industria alimentaria
  12. 12. Haga clic para modificar el estilo de título del patrónClasificación en función tipo de uvavinosClasificación de vinos monovarietalesOrigen geográficoMultisensoresSoluciones para la industria alimentaria
  13. 13. Haga clic para modificar el estilo de título del patrónvinosINCAVIMutisensePorcentaje de tipo de uva en bi‐trivarietalesClasificación en función tipo de uvaMultisensoresSoluciones para la industria alimentaria
  14. 14. Haga clic para modificar el estilo de título del patrónClasificación según composiciónClasificación según tipocaldos precocinadosMultisensoresSoluciones para la industria alimentaria
  15. 15. Haga clic para modificar el estilo de título del patrónClasificación según saborClasificación según saborcaldos precocinados00.511.522.533.544.55SABOR POLLOCata Lengua Electronica12 muestras de entrenamiento6 muestras de predicciónMultisensoresSoluciones para la industria alimentaria
  16. 16. Haga clic para modificar el estilo de título del patrónTahitiBourbonDiscriminación materia prima: VainillinaMultisensoresSoluciones para la industria alimentariaResultados proyecto EU MICsLengua electrónica Alpha-MOS (ISFETs)Sensor amperométrico de Vainillina
  17. 17. Haga clic para modificar el estilo de título del patrónAnálisis cuantitativo• Determinación de n compuestos con un único instrumento• Determinamos parámetros sin sensores específicos GlicerolGrado de alcoholGrado BrixAcidez totalIones, pH, etc….Error < 10 %Muestra GAV % Acidez total pH Ca2+ K+ GlicerolMacabeo  2.8 −3.7 −0.8 −0.7 −4.9 6.0Parellada  0.1 9.5 −3.6 5.1 −0.1 2.0Chardonnay  3.3 −2.7 1.2 5.7 −2.2 −4.3Xarel∙lo  −0.6 1.0 −4.8 4.0 −2.8 12.3Muestra Intensidad de colorTonalidad CIELab L*Macabeo  4.7 1.1 0.05Parellada  4.6 3.7 ‐Chardonnay  0.9 2.5 ‐0.46Xarel∙lo  7.3 −4.2 ‐0.10MultisensoresSoluciones para la industria alimentaria
  18. 18. Haga clic para modificar el estilo de título del patrónControl de procesos en tiempo realOportunidadesCecilia Jiménez
  19. 19. Haga clic para modificar el estilo de título del patrónControl en la industria alimentariaMaterias primasQue necesitamos:• Clasificación según calidad• Control de fraude• Cumplimiento de parámetros legalesTipos de medidas:• En laboratorio/recepción• Medidas discretas• Resultados rápidos (pero no inmediatos)• Precisión y exactitud • Sistemas sensores at line (fuera de línea)• Sistemas multisensoresControl de procesosTipos de medidas:• Medidas en línea• Medidas continuas• Resultados en tiempo realMedidas del proceso:• Verificación de la composición• Parámetros físicos: T, caudal, P• Parámetros químicos indicadores del proceso• Sistemas sensores in line o on‐line• Sondas para parámetros discretos• Sondas multiparamétricasProductosQue necesitamos:• Análisis cuantitativo• Análisis cualitativoTipos de medidas:• En laboratorio• Medidas discretas• Resultados rápidos (pero no inmediatos)• Precisión y exactitud • Sistemas sensores at line (fuera de línea)• Sistemas multisensores
  20. 20. Haga clic para modificar el estilo de título del patrónSistemas actuales control de procesos• Limitado a unos cuantos parametros• Problemas de fouling• Dificultades de mantenimiento• Medidas uniparametricas• Calibración poco frecuente• Costes elevados• Parámetros estándar• Transporte de la muestra• Número de medidas limitado• Duración del proceso de análisis• No mide en continuoAnálisis en LABORATORIOControl in situ SONDA
  21. 21. Haga clic para modificar el estilo de título del patrónSistemas de medida GTQInlineIn situ
  22. 22. Haga clic para modificar el estilo de título del patrónSistemas de medida GTQResultados en tiempo realAuto calibración/acondicionamiento del sensorSensor dura mas tiempoNo foulingMulti análisis• Sondas o sistemas minifluidicos• Equipos portátiles• Tratamiento de la muestra en el sistema• Acondicionamiento y calibración en el sistema• Señal de salida compatible con estándarSondas o sistemas minifluidicosSoluciones para la industria alimentaria
  23. 23. Haga clic para modificar el estilo de título del patrónSistemas de medida GTQSensorespHIones: Ca 2+, K+, Na+, NH4ConductividadORPglcuosaOxigeno disuelto, Cloro disueltoMetales Cu2+, Ni2+, Pb2+,Sistemas multisensoresSondas o sistemas minifluidicosSoluciones para la industria alimentaria
  24. 24. Haga clic para modificar el estilo de título del patrón282930313215161718192021222324251 2 3 4 5 6 7Temperature(deg.C)Ca(mMol)CSM Cycle No.Leche enteraCa Sensor 1233-8-A2CaTemperature29,53030,53131,53232,53333,53434,544,24,44,64,855,25,45,65,861 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14Temperature(deg.C)Conductivity(mS/cm)CSM Cycle No.Leche enteraConductivity Sensor 1406-A3-CRLConductivityTemperature3031323334356,26,36,46,56,61 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15Temperature(deg.C)pHCSM Cycle No.Leche enterapH Sensor 1387-3-A2pHTemperatureMedidas de parámetros básicos en lecheSondas o sistemas minifluidicosSoluciones para la industria alimentariaSensorespHIones: Ca 2+ConductividadMedidas a lo largo de procesode pasteurización
  25. 25. Haga clic para modificar el estilo de título del patrónMedida de glucosa• Sensor: Microelectrodo + Material compuesto con catalizador• Medida amperométrica en medio básico-100100300500700900110013001500170033,4 200 2000 5000Concglucosa,ppmDilucionesy = 0.988x + 15.871R² = 0.9987020040060080010001200140016000 500 1000 1500 2000Concentracion de glucosa sensorConcentracion glucosa teoricaSondas o sistemas minifluidicosSoluciones para la industria alimentaria
  26. 26. Haga clic para modificar el estilo de título del patrónAplicación en vinos • Sensores• Bureta automática (calibración) • Electrónica de recogida señal• Matriz de datos  PCA, PLS, SIMCA• Interpolación de resultado en un PCADEMOSTRACIÓN: Sistema multisensensor
  27. 27. Haga clic para modificar el estilo de título del patrónEMPRESAS PARTNER PARA COLABORAR EN EL DESARROLLO DEequipo de demostraciónMultisensor laboratorioQué buscamoslechebatidosyogurescaldocremasinfantilvinos aguasuntablesquesosalsaconcentradosbasescervezazumosrefrescosheladopostres
  28. 28. Haga clic para modificar el estilo de título del patrónGracias por su atenciónDra. Cecilia Jiménez

×