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AN-NIR-105

2025-03

Análisis de café tostado mediante espectroscopia de infrarrojo cercano

NIRS determina la cafeína y la humedad sin ningún producto químico

Summary

Para los tostadores de café, el análisis continuo de los granos tostados puede tener un impacto financiero significativo. El análisis continuo permite mejorar la configuración de tueste para lograr procedimientos más eficientes energéticamente y productos finales altamente consistentes. Métodos tediosos como la HPLC (cromatografía líquida de alta resolución) para la determinación de la concentración de cafeína requieren conocimientos detallados para operar el instrumento, implican el uso de productos químicos y pueden requerir un tiempo considerable para ejecutar el análisis.

La espectroscopia de infrarrojo cercano (NIRS) es una alternativa rápida y sin químicos para el análisis de cafeína y humedad en granos de café tostados. La solución NIRS es fácil de usar, no requiere preparación de muestras y estos analizadores pueden operar cerca del tostador o en un laboratorio de control de calidad.

Configuration

OMNIS NIR Analyzer Solid

OMNIS NIR Analyzer Solid

2.1071.0010

Espectrómetro del infrarrojo cercano para muestras sólidas y viscosas. El OMNIS NIR Analyzer es la solución de espectroscopía del infrarrojo cercano (NIRS) desarrollada y producida conforme a los estándares de calidad suizos para los análisis de rutina a lo largo de toda la cadena de producción. El empleo de las tecnologías más avanzadas y la integración en el moderno OMNIS Software se reflejan en la velocidad, la manejabilidad y el uso flexible de estos espectrómetros NIR.Información general sobre las ventajas del OMNIS NIR Analyzer Solid:Medidas de materias sólidas y muestras viscosas en menos de 10 segundos; Medidas automatizadas en múltiples posiciones para obtener resultados reproducibles, incluso en muestras poco homogéneas; Fácil integración en un sistema de automatización o vinculación con otras tecnologías de análisis (titulación); Compatible con numerosos recipientes de muestras;

Soporte pequeño OMNIS NIR, 60 mm

Soporte pequeño OMNIS NIR, 60 mm

6.07402.200

Soporte pequeño para recipiente de muestras pequeño OMNIS NIR de 60 mm (6.07402.210).Permite el posicionamiento inequívoco del recipiente de muestras y la rotación del recipiente de muestras.

Placa pequeña OMNIS NIR, 60 mm

Placa pequeña OMNIS NIR, 60 mm

6.07402.210

Recipiente de muestras pequeño para la adquisición de espectros de polvos y granulados en reflexión en diferentes puntos de muestra.Compatibles con:Soporte pequeño OMNIS NIR, 60 mm (6.07402.200);

Vision Air 2.0 Complete

Vision Air 2.0 Complete

6.6072.208

Vision Air - Software de espectroscopía universal.Vision Air Complete es una solución de software moderna y fácil de usar para su empleo en entornos regulados.Las ventajas de Vision Air son las siguientes: Aplicaciones de software individuales con interfaces de usuario personalizadas para garantizar un manejo intuitivo y fácil; Fácil creación y mantenimiento de procedimientos operativos; Base de datos SQL para una gestión de datos segura y sencilla; La versión Vision Air Complete (66072208) incluye todas las aplicaciones para el aseguramiento de la calidad mediante la espectroscopía Vis-NIR: Aplicación para la gestión de datos y aparatos; Aplicación para el desarrollo de métodos; Aplicación para análisis rutinarios; Más soluciones Vision Air Complete: 66072207 (Vision Air Network Complete); 66072209 (Vision Air Pharma Complete); 66072210 (Vision Air Pharma Network Complete);  

Licencia de software de Quant Development

Licencia de software de Quant Development

6.06008.002

Licencia de software para la creación y edición de modelos de cuantificación en una instalación de OMNIS Software "Stand-Alone".

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Experimental equipment

OMNIS NIR Analyzer Solid with roasted coffee beans in the small cup OMNIS NIR, 60 mm.
Figure 1. OMNIS NIR Analyzer Solid with roasted coffee beans in the small cup OMNIS NIR, 60 mm.

Se analizaron hasta 168 muestras de café tostado en un analizador Metrohm OMNIS NIR Solid con la copa pequeña OMNIS NIR de 60 mm (Figura 1). Se colocaron muestras de granos enteros o molidos en la copa pequeña y se analizaron en modo de reflexión difusa. Los valores de referencia de cafeína y humedad se obtuvieron con los respectivos métodos primarios. El análisis de cafeína, realizado con un cromatógrafo iónico (CI), siguió las directrices de la norma ISO 20481, y el análisis de humedad, las directrices de la AOAC 979.12.

Table 1. Descripción general de equipos de hardware y software.

Equipment Número de artículo
OMNIS NIR Analyzer Solid 2.1071.0010
Soporte pequeño OMNIS NIR, 60 mm 6.07402.200
Copa pequeña OMNIS NIR, 60 mm 6.07402.210
Licencia independiente de OMNIS 6.06003.010
Licencia de software de desarrollo cuantitativo 6.06008.002

Result

Los espectros NIR obtenidos (Figura 2) se utilizaron para crear modelos de predicción para los diferentes parámetros de referencia. Los diagramas de correlación que muestran la relación entre la predicción NIR y los valores de referencia se muestran en las Figuras 3 y 4, junto con las respectivas figuras de mérito (FOM).

Overlaid NIR spectra of roasted coffee bean samples (whole beans). Data was obtained with an OMNIS NIR Analyzer Solid.
Figure 2. Espectros NIR superpuestos de muestras de granos de café tostados (granos enteros). Los datos se obtuvieron con un analizador NIR OMNIS Solid.

Result moisture in roasted coffee beans

Diagrama de correlación y las respectivas FORMAS para la predicción de la humedad a) para granos de café enteros y b) para granos de café molidos.
Figure 3. Diagrama de correlación y las respectivas FORMAS para la predicción de la humedad a) para granos de café enteros y b) para granos de café molidos.

Result caffeine in roasted coffee beans

Correlation diagram and the respective FOMs for the prediction of caffeine a) for whole coffee beans and b) for ground coffee beans.
Figure 4. Diagrama de correlación y las respectivas FORMAS para la predicción de cafeína a) para granos de café enteros y b) para granos de café molidos.

Conclusion

Esta nota de aplicación muestra la viabilidad de utilizar la espectroscopia NIR para el análisis rápido de granos de café tostados, molidos y enteros (Tabla 2). Sin la intervención de productos químicos, el analizador OMNIS NIR permite medir ambos parámetros (cafeína y contenido de humedad) con buena precisión. Como era de esperar, los valores de predicción son ligeramente mejores para las muestras de café molido, que son más homogéneas.

Tabla 2. Comparación del tiempo para obtener resultados según los diferentes métodos utilizados para analizar el café.

Parámetro Método Es hora de obtener resultados
Cafeína IC System (ISO 20481) 120 min (preparación y medición de muestras)
Humedad Oven – Loss on drying (AOAC 979.12) 13 horas (preparación y medición de muestras)
Contacto

Metrohm Hispania

Calle Aguacate 15
28044 Madrid

Contacto

Internal references: AW NIR CH-0069-042023; AW NIR CH-0070-042023