Evaluation of MEMS NIR Spectrometers for On-Farm Analysis of Raw Milk Composition
Julkaisuvuosi
2021
Tekijät
Uusitalo, Sanna; Diaz-Olivares, José; Sumen, Juha; Hietala, Eero; Adriaens, Ines; Saeys, Wouter; Utriainen, Mikko; Frondelius, Lilli; Pastell, Matti; Aernouts, Ben
Tiivistelmä
Today, measurement of raw milk quality and composition relies on Fourier transform infrared spectroscopy to monitor and improve dairy production and cow health. However, these laboratory analyzers are bulky, expensive and can only be used by experts. Moreover, the sample logistics and data transfer delay the information on product quality, and the measures taken to optimize the care and feeding of the cattle render them less suitable for real-time monitoring. An on-farm spectrometer with compact size and affordable cost could bring a solution for this discrepancy. This paper evaluates the performance of microelectromechanical system (MEMS)-based near-infrared (NIR) spectrometers as on-farm milk analyzers. These spectrometers use Fabry–Pérot interferometers for wavelength tuning, giving them the advantage of very compact size and affordable price. This study discusses the ability of MEMS spectrometers to reach the accuracy limits set by the International Committee for Animal Recording (ICAR) for at-line analyzers of the milk content regarding fat, protein and lactose. According to the achieved results, the transmission measurements with the NIRONE 2.5 spectrometer perform best, with an acceptable root mean squared error of prediction (RMSEP = 0.21% w/w) for the measurement of milk fat and excellent performance (RMSEP ≤ 0.11% w/w) for protein and lactose. In addition, the transmission measurements using the NIRONE 2.0 module give similar results for fat and lactose (RMSEP of 0.21 and 0.10% w/w respectively), while the prediction of protein is slightly deteriorated (RMSEP = 0.15% w/w). These results show that the MEMS spectrometers can reach sufficient prediction accuracy compared to ICAR standard values for at-line and in-line fat, protein and lactose prediction.
Näytä enemmänOrganisaatiot ja tekijät
Julkaisutyyppi
Julkaisumuoto
Artikkeli
Emojulkaisun tyyppi
Lehti
Artikkelin tyyppi
Alkuperäisartikkeli
Yleisö
TieteellinenVertaisarvioitu
VertaisarvioituOKM:n julkaisutyyppiluokitus
A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessäJulkaisukanavan tiedot
Avoin saatavuus
Avoin saatavuus kustantajan palvelussa
Kyllä
Julkaisukanavan avoin saatavuus
Kokonaan avoin julkaisukanava
Rinnakkaistallennettu
Kyllä
Muut tiedot
Tieteenalat
Sähkö-, automaatio- ja tietoliikennetekniikka, elektroniikka; Teollinen bioteknologia; Kotieläintiede, maitotaloustiede
Avainsanat
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Kustantajan kansainvälisyys
Kansainvälinen
Kieli
englanti
Kansainvälinen yhteisjulkaisu
Kyllä
Yhteisjulkaisu yrityksen kanssa
Ei
DOI
10.3390/foods10112686
Julkaisu kuuluu opetus- ja kulttuuriministeriön tiedonkeruuseen
Kyllä