SWIR-LED तकनीक: खाद्य निरीक्षण और छँटाई

1 परिचय

आज के तेजी से बदलते तकनीकी परिदृश्य में, खाद्य एवं कृषि क्षेत्र एक डिजिटल क्रांति से गुजर रहा है। 900 एनएम और 1700 एनएम के बीच काम करने वाले शॉर्ट-वेव इन्फ्रारेड (एसडब्ल्यूआईआर) लाइट-एमिटिंग डायोड (एलईडी) अपनी अनूठी ऑप्टिकल विशेषताओं और लगातार घटते आकार और लागत के कारण गैर-विनाशकारी खाद्य परीक्षण और उच्च गति से छँटाई के लिए पसंदीदा तकनीक बनते जा रहे हैं। यह लेख बताता है कि एसडब्ल्यूआईआर एलईडी कैसे काम करते हैं, वे पारंपरिक तरीकों से बेहतर प्रदर्शन क्यों करते हैं, और वे पहले से ही किन क्षेत्रों में मूल्य जोड़ रहे हैं—फलों में चीनी की मात्रा मापने से लेकर मांस के अंदर चोट के निशान पहचानने तक।

2. SWIR LED कैसे काम करते हैं – और वे क्यों बेहतर हैं

- गहरी पैठ: फोटॉन त्वचा, वसा या प्लास्टिक रैप को पार करते हुए, फल, पनीर या मुर्गी के मांस में मिलीमीटर तक प्रवेश करते हैं।

- कम बिखराव: तरंगदैर्घ्य NIR-850 nm से लगभग 2 गुना अधिक है, इसलिए धुंधले माध्यमों में भी छवियां स्पष्ट बनी रहती हैं।

- उच्च कंट्रास्ट: जल (1450 एनएम, 1950 एनएम), शर्करा (1050–1500 एनएम), प्रोटीन (940 एनएम, 1200 एनएम) और लिपिड (1700 एनएम) मजबूत, विशिष्ट अवशोषण शिखर दिखाते हैं जो रासायनिक मानचित्रों में परिवर्तित होते हैं।

- सॉलिड-स्टेट विश्वसनीयता: एलईडी स्रोत तुरंत चालू हो जाते हैं, पारा रहित, झटके प्रतिरोधी और 50,000 घंटे से अधिक चलने के लिए रेटेड हैं; तापमान के साथ स्पेक्ट्रल ड्रिफ्ट

3. खाद्य गुणवत्ता अनुप्रयोग

3.1 नमी और शुष्क पदार्थ

सिद्धांत: 1450 एनएम या 1940 एनएम के अवशोषण को एक संदर्भ बैंड (जैसे 1300 एनएम) के सापेक्ष मापना।

उदाहरण: कन्वेयर बेल्ट फोटोमीटर में लगे तियानहुई 1 W 1 450 एनएम मॉड्यूल का उपयोग करके साबुत मक्के के दानों में नमी की मात्रा को 2 th⁻¹ पर मापा जाता है; सटीकता ±0.3%, पीसने की आवश्यकता नहीं।

3.2 चीनी / ब्रिक्स

सिद्धांत: फ्रक्टोज और सुक्रोज 1580 एनएम और 1650 एनएम पर संयुक्त बैंड प्रदर्शित करते हैं; जल शिखर के साथ अनुपात °ब्रिक्स देता है

उदाहरण: सेब की छँटाई लाइन पर, चार तियानहुई एलईडी (1060, 1300, 1450, 1650 एनएम) + इनजीएएएस सरणी 0.4 डिग्री ब्रिक्स के आरएमएसईपी के साथ ब्रिक्स का अनुमान लगाती है; स्पिंडल पेनेट्रोमीटर की तुलना में थ्रूपुट +40% अधिक है।

3.3 प्रोटीन और वसा

सिद्धांत: 1200 एनएम और 1730 एनएम पर –NH और –CH ओवरटोन प्रोटीन और लिपिड सांद्रता के साथ सहसंबंधित होते हैं।

उदाहरण: डेयरी संयंत्र स्किम्ड मिल्क पाउडर प्रोटीन की वास्तविक समय में निगरानी के लिए 1200 एनएम/1700 एनएम ट्रांस-रिफ्लेक्टेंस प्रोब का उपयोग करता है; कैलिब्रेशन R² = 0.92 बनाम केल्डाहल

3.4 कीटनाशक अवशेषों की जांच

सिद्धांत: कई कृषि रसायनों में SWIR फिंगरप्रिंट्स दिखाई देते हैं (उदाहरण के लिए एज़ोल कवकनाशी के लिए 1550 एनएम); रसायन-मापी मॉडल असामान्य मानों को चिह्नित करते हैं।

उदाहरण: पोर्टेबल 1550 एनएम एलईडी रिफ्लेक्टेंस गन प्रति घंटे 300 सेबों का निरीक्षण करती है; 0.01 पीपीएम सीमा से ऊपर के नमूनों को 95% तक सही ढंग से अस्वीकार किया जाता है।

4. छँटाई और विदेशी वस्तु का पता लगाना

4.1 फल और सब्जियों की ग्रेडिंग

SWIR हाइपरस्पेक्ट्रल क्यूब्स उत्पादन प्रक्रिया के दौरान ही आंतरिक भूरेपन, जलयुक्त परत या ठंड से होने वाले नुकसान के आधार पर उत्पादों को छांटते हैं; अच्छे उत्पाद प्रीमियम चैनलों को भेजे जाते हैं।

4.2 मांस में आंतरिक दोष

1. 310 एनएम एलईडी एरे पीएसई (पेल-सॉफ्ट-एक्सुडेटिव) पोर्क और चिकन ब्रेस्ट के अंदर रक्तस्राव का पता लगाते हैं; स्वचालित एयर-ब्लास्ट रिमूवल से ग्राहकों की शिकायतें 60% तक कम हो जाती हैं।

4.3 पैकेज अखंडता

SWIR अपारदर्शी प्लास्टिक ट्रे और कागज़ के डिब्बों में प्रवेश करके भरने के स्तर, गायब इंसर्ट या लीक सील की जाँच करता है; 120 m min⁻¹ की गति से 100% निरीक्षण।