Une surveillance en temps réel du processus d'élaboration des produits alimentaires et pharmaceutiques
Publié par Redbran le 21/05/2019 à 14:00
Source: © Union européenne, [2019] / CORDIS

©VISUM
La jeune entreprise VISUM, basée à Dublin, a dévoilé un système permettant d'améliorer le contrôle de la qualité au cours du processus de fabrication des produits alimentaires et pharmaceutiques. Ce système puissant, rapide et à haute résolution mesure en temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) réel d'importants indicateurs chimiques révélant la qualité d'un produit.

Les récentes avancées en matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses trois états les plus communs sont l'état solide, l'état liquide, l'état gazeux. La matière...) d'analyse par spectroscopie dans le proche infrarouge (Le rayonnement infrarouge (IR) est un rayonnement électromagnétique d'une longueur d'onde supérieure à celle de la lumière visible mais plus courte que celle des...), associées à des capteurs (Un capteur est un dispositif qui transforme l'état d'une grandeur physique observée en une grandeur utilisable, exemple : une tension électrique, une hauteur de mercure, une intensité, la déviation d'une aiguille…. On fait...) miniatures peu coûteux, adaptés aux besoins et disponibles sur le marché, ont jeté les bases de la surveillance en cours de processus. Malgré les progrès de la technologie (Le mot technologie possède deux acceptions de fait :) de détection, le potentiel de la technologie proche infrarouge n'a pas été pleinement exploité. Le manque d'expertise spécialisée entrave la reconfiguration des systèmes génériques pour différents environnements de production.

Passer du laboratoire à la chaîne (Le mot chaîne peut avoir plusieurs significations :) de production

La grande majorité des fabricants de produits alimentaires et pharmaceutiques extraient des échantillons de produits de la chaîne de production et les envoient en laboratoire pour une analyse chimique. Ce processus est coûteux et long pour les fabricants, car les retours peuvent arriver trop tard pour éviter des pertes. "Une action différée, le contrôle (Le mot contrôle peut avoir plusieurs sens. Il peut être employé comme synonyme d'examen, de vérification et de maîtrise.) de qualité post-laboratoire, peut éventuellement entrainer un rejet de produit, ou pire, la mise sur le marché de produits non conformes aux spécifications", explique le coordinateur du projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et l’intégration d’une grande diversité de contribution, et...), le Dr Timothy Kehoe.

"L'introduction de puissantes analyses de laboratoire au cœur même de la chaîne de transformation constitue un changement de paradigme pour les industries agroalimentaires et pharmaceutiques. L'analyse de la qualité des produits a davantage d'impact si elle est réalisée en temps réel. Obtenir les informations critiques en temps réel permet aux fabricants de mieux contrôler le processus d'inspection et d'obtenir la qualité de produit souhaitée", souligne le Dr Kehoe.

Le projet VISUM, financé par l'UE, a élaboré un nouvel analyseur basé sur la spectroscopie qui peut être intégré à la chaîne de production. Il permet d'automatiser le processus de contrôle qualité et de soumettre toutes les unités de produit à une analyse non invasive. Cela permet aux fabricants d'économiser temps et argent (L’argent ou argent métal est un élément chimique de symbole Ag — du latin Argentum — et de numéro atomique 47.) tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) en normalisant la qualité.

Principe de fonctionnement

L'analyseur VISUM est abordable et il utilise une source de lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs d'onde de 380nm (violet) à 780nm (rouge). La lumière est intimement liée...) halogène pour éclairer l'échantillon (De manière générale, un échantillon est une petite quantité d'une matière, d'information, ou d'une solution. Le mot est utilisé dans différents domaines :). La lumière est absorbée en quantités variables par l'échantillon à des fréquences particulières correspondant aux fréquences vibratoires des liaisons des molécules dans l'échantillon. Comme les liaisons de chaque type de molécule (Une molécule est un assemblage chimique électriquement neutre d'au moins deux atomes, qui peut exister à l'état libre, et qui représente la plus petite quantité de...) sont différentes, le spectre d'absorption ( En optique, l'absorption se réfère au processus par lequel l'énergie d'un photon est prise par une autre entité, par exemple, un atome qui fait une transition entre deux niveaux d'énergie...) infrarouge est spécifique à chacune. L'enregistrement de l'absorbance (L'absorbance mesure la capacité d'un milieu à absorber la lumière qui le traverse. On l'appelle également densité optique ou extinction. Il s'agit d'une grandeur sans unité donnée par la relation :) de la lumière en fonction de la longueur (La longueur d’un objet est la distance entre ses deux extrémités les plus éloignées. Lorsque l’objet est filiforme ou en forme de lacet, sa longueur est celle de l’objet complètement...) d'onde (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible des propriétés physiques locales. Elle transporte de l'énergie sans transporter de...) leur permet de générer une empreinte d'absorption unique pour chaque matériau (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets. C'est donc une matière de base sélectionnée en raison de propriétés...) et d'en analyser la composition chimique. Cette technique a été largement utilisée dans l'industrie comme méthode de détection et d'analyse hors ligne.

En outre, la plate-forme VISUM utilise une chimiométrie complexe pour extraire les spectres bruts mesurés par l'appareil et les transformer en résultats pertinents. Ces dispositifs sont conçus spécifiquement pour le client (Le mot client a plusieurs acceptations :) sur la base d'échantillons connus, ou les appareils peuvent fonctionner à partir de modèles fournis par ce dernier.

L'appareil élimine par ailleurs la nécessité d'un étalonnage externe. Grâce à son standard d'étalonnage intégré et stable, il empêche la perturbation du processus et permet ainsi des mesures en ligne sans interruptions. "Les analyseurs basés sur la spectroscopie infrarouge sont traditionnellement très stables et fournissent des lectures précises en laboratoire. Cependant, le défi consiste à les intégrer dans la chaîne de traitement et à s'assurer qu'ils sont en mesure de fournir des mesures fiables dans des environnements de production difficiles et dynamiques", explique le Dr Kehoe. "C'est ce qui nous distingue de la concurrence dans ce domaine."

Une base pour l'industrie 4.0

Le facteur déclencheur (En programmation procédurale, un déclencheur (trigger en anglais) est un dispositif logiciel qui provoque un traitement particulier en fonction...) pour une adoption généralisée repose sur l'intégration réussie de la spectroscopie infrarouge dans les chaînes de production et sur la transmission harmonieuse à l'industrie des données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.) de processus acquises, sous la forme de connaissances ou d'informations. "Nous ambitionnons un traitement basé sur les connaissances, tout à fait conforme au paradigme de l'industrie 4.0 qui consiste essentiellement à apporter de l'information à l'industrie", conclut le Dr Kehoe.

Pour plus d'information voir: Projet VISUM
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