Prototipo para análisis de alimentos sólidos usando espectroscopía de infrarrojo cercano

Abstract

En la presente investigación se realiza un estudio con el objetivo de diseñar e implementar un prototipo que permita el análisis de alimentos sólidos, basado en espectroscopía de infrarrojo cercano, que permita determinar el contenido porcentual de proteínas, grasa y humedad. Esta técnica usa el principio de reflexión de la luz en el espectro de la luz no visible. Las radiaciones electromagnéticas que tienen una determinada longitud de onda parten desde una fuente de luz hasta un material puesto en el punto de observación y hacen que los enlaces atómicos de las sustancias presentes vibren de tal manera que una cierta cantidad de energía de los fotones sea absorbida por dichos enlaces y el resto rebote hacia un arreglo de diodos que se encarga de filtrar esas ondas y basado en la cantidad de energía que ingresa al arreglo, calcular mediante métodos estadísticos, la cantidad de proteína, grasa y humedad presentes en la muestra. Para este trabajo se ha usado hardware y software libres, su uso permite abaratar el costo del prototipo propuesto para análisis de alimentos, basado en espectroscopía de infrarrojo cercano, descrito en el presente trabajo de investigación. En el hardware se han usado circuitos de reciente lanzamiento en lo que respecta al sensor de NIR (reflectancia de infrarrojo cercano) como es el AS7263, para la parte de control se ha usado el microcontrolador Arduino y para el sistema de análisis de datos una Raspberry Pi 3. El software, por otro lado, se ha implementado en lenguaje Python, el mismo que está siendo muy utilizado en lo que respecta al análisis de datos (big data), para la aplicación de los métodos estadísticos que son necesarios para la determinación de los valores de humedad, proteína y grasa. En el análisis de los resultados se hace uso de la herramienta estadística XLSTAT que es ofrecida como un complemento del paquete de Microsoft Excel.