Kode sponsor di NIR2025 Roma

Roma, 12 Giugno 2025 – Ogni due anni, l’International Council for Near Infrared Spectroscopy (ICNIRS – https://icnirs.org/) affida a una nazione l’onore di ospitare la più importante conferenza internazionale dedicata a tutti gli aspetti della spettroscopia NIR. Quest’anno, i massimi esperti internazionali del mondo accademico e industriale si sono riuniti a Roma.

Sponsorizzare NIR2025 – Roma ha rappresentato per noi un’opportunità straordinaria per presentare gli sviluppi più recenti delle nostre applicazioni di spettroscopia NIR a centinaia di stakeholder, oltre che per confrontarci con le ultime novità del settore, dagli aspetti teorici alle applicazioni innovative in numerosi ambiti di ricerca.

Il programma è ricco e orientato all’innovazione, e comprende soluzioni strumentali all’avanguardia: dalle evoluzioni metodologiche e tecnologiche (come l’imaging NIR e i dispositivi miniaturizzati) alle applicazioni in settori diversi (dall’analisi agroalimentare al controllo qualità, dalla diagnostica clinica alla tecnologia farmaceutica). Ampio spazio è stato inoltre dedicato alla modellazione chemiometrica dei dati spettrali e delle immagini iperspettrali.

Le applicazioni NIR sono per loro natura multidisciplinari e richiedono competenze che spaziano in molteplici ambiti scientifici. Sebbene la spettroscopia NIR sia da anni una valida alternativa alle metodiche analitiche classiche, la sua adozione nei processi produttivi industriali in linea è ancora poco diffusa.

L’impiego di sonde spettroscopiche nei processi industriali richiede non solo conoscenze in ambito chemiometrico e spettroscopico, ma anche una comprensione approfondita delle peculiarità dei processi produttivi e dell’analisi delle loro performance, finalizzata a interventi concreti di ottimizzazione.

Questo rappresenta un esempio chiaro della complessità, ma anche dei grandi vantaggi pratici, legati alle applicazioni NIR utili e operative. Dopo aver presentato la soluzione SpectralizeR alla conferenza italiana di spettroscopia NIR dello scorso anno, è stato entusiasmante portare a NIR2025 – Roma i risultati di un anno intero di applicazione del controllo qualità in tempo reale alla produzione di fertilizzanti organici.

Spectralizer e la sua peculiarità

Le analisi NIR sfruttano la radiazione nel Vicino Infrarosso, colpendo il campione con una radiazione assolutamente innocua che fa reagire le molecole in modo diverso a seconda della concentrazione dei vari analiti. I segnali ottenuti sono elaborati matematicamente da modelli di Intelligenza Artificiale, restituendo alla fine le concentrazioni dei vari analiti richiesti. Questa metodologia non utilizza consumabili o reagenti tossici (che andrebbero poi smaltiti) e il prodotto da analizzare viene scansionato in linea, dando informazioni istantanee senza interrompere il processo produttivo.

Questi dati, integrati automaticamente in una piattaforma di process optimization, come nel nostro tool SpectralizeR, entrano a far parte di un modello di machine learning (integrato con gli indicatori di processo) in grado di assegnare retroattivamente ogni caratteristica del prodotto, emersa dalla spettroscopia, ad una attività specifica dell’impianto, consentendo così di identificare gli eventuali correttivi necessari, prevenendo derive o errori di produzione.

Ad oggi la soluzione SpectralizeR di Kode in una versione custom è quotidianamente in uso presso un’azienda che opera nel settore agronomico. Il progetto è stato realizzato per monitorare in real-time alcune caratteristiche chiave delle diverse tipologie di prodotto in più stadi del processo produttivo e prima dell’insacchettamento, garantendo così la qualità di ogni esemplare immesso nel mercato.

Gli obiettivi dell’utilizzo di SpectralizeR in ambito industriale

Fra i primi nel suo ambito, SCAM, azienda leader nella produzione di Concimi Organo-Minerali con dichiarazione ambientale certificata (EPD), all’avanguardia nella formulazione e confezionamento di biostimolanti, concimi speciali e agrofarmaci, ha deciso di iniziare ad impiegare sensori NIR per attivare un sistema di monitoraggio in tempo reale di tutta la sua produzione.
Per prodotti di così alto valore per la sostenibilità ambientale, che consentono un elevato livello quanti-qualitativo della produzione agricola, l’azienda vuole garantire non solo le caratteristiche delle componenti organiche umificate, ma anche l’elevato livello prestazionale e di efficacia del prodotto per ogni specifico sacco immesso sul mercato.

Perciò, SCAM ha deciso di installare un sistema di rilevazione basato su sonde NIR in un punto critico dell’impianto, così da controllare questo aspetto fondamentale durante il processo di granulazione.

L’applicazione in linea di produzione

La necessità di SCAM è, in sintesi, quella di utilizzare le sonde NIR sulla linea di processo, ed è fondamentale che i valori di queste sonde siano il più possibile precisi ed accurati. In particolare si devono valutare valori di umidità in un range molto limitato con un errore massimo accettabile dello 0,3%.

Per questo il progetto ha avuto come primo step chiave un’importante fase di analisi e calibrazione dei risultati delle sonde. Sono stati acquisiti e storicizzati i dati relativi alle impronte spettrali provenienti dalle sonde e su questo dataset è stato definito un modello di Applicability Domain per ogni tipo di prodotto con uno score di validità per ogni spettro acquisito. Questo modello è necessario per selezionare gli spettri accettabili e distinguere le acquisizioni di prodotto valide da quelle sbagliate, come il Fine-Produzione e le acquisizioni di spettri fuori score dovuti a problemi di produzione. Su questa base è stato sviluppato un importante sistema di alerting di uso operativo per il personale di SCAM.

Grazie al modello di Applicability Domain, il team di data science di Kode ha proceduto alla costruzione di un ulteriore modello chemiometrico predittivo. Attraverso il setup dei parametri ed una approfondita fase di training, questo modello è in grado di acquisire l’impronta spettrale e trasformarla in una concreta quantificazione e qualificazione del livello di umidità del campione, leggibile per l’operatore in una dashboard in modalità testuale o grafica.

Un applicativo dedicato a operatori e personale di laboratorio

Poiché l’obiettivo di questo progetto è non solo di acquisire dati corretti e ben calibrati dalle sonde, ma anche di consentire agli operatori di intervenire concretamente sulla linea produttiva, il sistema è stato integrato in un software custom con feature operative necessarie nella quotidianità della produzione dei concimi SCAM.

Si tratta di un’applicazione web, utilizzabile da una qualunque postazione (sala controllo, laboratorio qualità, postazione operativa, management…) attrezzata di computer.

L’applicativo permette agli operatori sulla linea produttiva:

• Analisi dello storico: selezionando una SKU di interesse e un range temporale, recuperare i valori di umidità (sia in forma grafica che tabellare)
• Monitoraggio real time in linea della componente di umidità
• Drift prevention: avvisi preventivi della possibilità di un superamento dei limiti di specifica (mediante modello previsionale e/o regole di Statistical Process Control).

Per i Chimici di Laboratorio, il sistema offre la possibilità, in una sezione dedicata, di gestire i modelli di calibrazione già sviluppati oltre che di creare nuovi modelli di calibrazione e allenare nuovamente quelli già presenti.

I risultati

SCAM è una realtà produttiva all’avanguardia nel settore dei fertilizzanti, che si contraddistingue per la sua scelta pionieristica di realizzare Concimi Organo-Minerali Sostenibili, attualmente in linea con le disposizioni del green deal europeo. L’impianto produttivo, situato a Modena e dislocato su 147.000 mq, è sempre in evoluzione con investimenti strutturali e immateriali. La ricerca di soluzioni innovative, che apportino costantemente valore aggiunto al prodotto commercializzato, è stata la driving force nella scelta di adottare l’Intelligenza Artificiale per una gestione avanguardistica dell’operatività. Questo nuovo percorso permetterà a SCAM di sfruttare l’enorme mole di dati generati durante la produzione, in modo da armonizzare ed ottimizzare i processi al fine di garantire l’eccellenza dei suoi prodotti.

Ad oggi SCAM ha integrato operativamente la soluzione in produzione e può già assicurare la qualità di ogni prodotto specifico immesso nel mercato.

Per maggiori dettagli: SpectralizeR