Aplicació de l’espectroscòpia d’infraroig a l’anàlisi de control a les indústries adobera i paperera

Resumen

En aquesta tesi s’han desenvolupat metodologies analítiques que posen de manifest les possibilitats que ofereixen les tècniques espectroscòpiques d’infraroig mitjà i proper, amb el tractament quimiomètric de la informació espectral, en la realització de determinacions qualitatives i quantitatives, amb mínim o nul tractament de la mostra, a les indústries adobera i paperera. El contingut de greix és un dels paràmetres que cal controlar en la indústria adobera per tal d’obtenir cuirs de característiques adequades a les diferents demandes del mercat. Sovint, assegurar la qualitat del producte acabat implica incloure-hi processos de desgreixatge, especialment per a pells amb un contingut elevat de greix natural. El mètode oficial d’anàlisi per a la determinació de “greix” al cuir, IUC 4, és molt lent i comporta l’ús de reactius contaminants. Com a alternativa avantatjosa, s’ha posat a punt un mètode que permet la determinació del greix i el control del procés de desgreixatge de pells ovines sense la necessitat de pretractament de la mostra. S’ha treballat amb pells de be de diferents races i procedències. Les mostres obtingudes s’han sotmès a un procés de desgreixatge. Se n’ha enregistrat l’espectre d’infraroig proper (NIR) amb sonda de fibra òptica abans i després del desgreixatge i se n’ha determinat el contingut de greix mitjançant la regressió parcial per mínims quadrats (PLSR), utilitzant com a referència els valors obtinguts a partir del mètode oficial. Els resultats posen de manifest que és possible determinar el contingut de greix, abans i després de desgreixar, i avaluar l’efectivitat del procés de desgreixatge de forma ràpida i fiable. Una altra etapa fonamental en el procés de transformació de la pell en producte final és la d’acabat, que permet incrementar la protecció del cuir enfront d’agents externs, i millorar-ne l’aspecte i les propietats exigides per a cada article. En aquesta tesi s’ha establert un mètode que permet la identificació del tipus d’acabat aplicat a la pell (resines, ceres/olis i desflorats) de forma ràpida, sense tractament previ de la mostra i sense destrucció de la mateixa. S’han enregistrat els espectres de les mostres per espectroscòpia d’infraroig mitjà amb transformada de Fourier (FTIR) utilitzant un mòdul d’ATR, i per espectroscòpia d’infraroig proper (NIR) de reflectància mitjançant una sonda de fibra òptica. El tractament quimiomètric de la informació espectral obtinguda amb l’anàlisi de components principals (PCA), l’anàlisi de variables canòniques (CVA) i el mètode dels k veïns més propers (kNN), ha permès la classificació i identificació dels diferents tipus d’acabats aplicats a les mostres de pell. L’elevada demanda de productes de paper i cartró i la necessitat d’ajustar els processos als requisits de protecció del medi ambient amb l’augment progressiu de l’ús de paperot com a matèria primera, han comportat millores en la tecnologia de producció i un major control en la qualitat del producte final a la indústria paperera. El darrer estudi d’aquesta tesi ha permès establir un mètode per a la classificació i identificació directa i immediata del tipus d’acabat del paper a partir tant del seu espectre FTIR com NIR. S’ha treballat amb mostres de paper amb diferents tipus d’acabat (estucat, offset i alta brillantor). Com a tècniques quimiomètriques de discriminació s’han utilitzat la PCA, la CVA, l’anàlisi de variables canòniques ampliada (ECVA) i el mètode dels k veïns més propers. L’espectroscòpia FTIR treballant amb mòdul d’ATR i l’espectroscòpia NIR amb sonda de fibra òptica han permès el registre ràpid dels espectres sense preparació de les mostres. Els resultats obtinguts posen de manifest les enormes possibilitats que ofereix el mètode establert en la classificació i identificació dels acabats del paper.