Orientador: Ronei Jesus Poppi / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-14T21:54:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carneiro_RenatoLajarim_D.pdf: 16062859 bytes, checksum: c72b3cda768bf8c8db297365bc89231c (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Foram estudadas metodologias quimiométricas para análises exploratórias e quantitativas de preparações farmacêuticas utilizando a técnica de espectroscopia de imagens na região do infravermelho próximo (NIR) e início do infravermelho médio (MIR). Foram realizadas três aplicações como segue: 1ª Análise exploratória para diagnosticar separações de fases em um medicamento apresentado na forma de pomada. Foram utilizados os métodos de Análise das Componentes Principais (PCA) e Resolução Multivariada de Curvas ¿ Quadrados Mínimos Alternados (MCR-ALS). Foi possível constatar que o solvente do princípio ativo (API) não formava uma fase estável com o veículo utilizado, ocorrendo separação de fases; 2ª Análise exploratória para diagnosticar formação de cristais em um medicamento apresentado na forma de creme (emulsão). Foram utilizados os métodos PCA e MCR-ALS. Foi observada a cristalização do API com o solvente utilizado; 3ª Determinação da distribuição superficial do princípio ativo e excipientes em comprimidos, avaliando a homogeneidade da amostra. Foram utilizados modelos PCA para análise exploratória e modelos Quadrados Mínimos Parciais por Intervalos (iPLS) para quantificação. Os mapas de concentração mostraram que o medicamento em questão era homogêneo com exceção de alguns cristais presentes. De maneira geral, a técnica de espectroscopia de imagens mostrou grande potencial na determinação da homogeneidade de fármacos, gerando resultados que podem ser interpretados visualmente através dos mapas de absorção, escores ou de concentração. / Abstract: Chemometric methods were studied for exploratory and quantitative analysis of pharmaceutical preparations using near and mid infrared (NIR and MIR) imaging spectroscopy. Three applications were accomplished as follows: 1st Exploratory analysis to diagnose phase separation in a ointment formulation. It was used Principal Component Analysis (PCA) and Multivariate Curve Resolution - Alternating Least Squares (MCR-ALS) methods. Phase separation was observed between ointment base (vehicle) and solvent of the active ingredient (API); 2nd Exploratory analysis to diagnose crystallization process in a cream (emulsion). It was used PCA and MCR-ALS methods. Crystallization was observed after stability period due precipitation of a API salt; 3rd Determination of superficial distribution of the API and excipients in tablets in order to evaluate sample homogeneity. PCA models were used for exploratory analysis and Interval Partial Least Squares (iPLS) model was applied for API and excipient quantification. Concentration maps of tablets showed good API and excipient homogeneity, except for a few large crystals. These applications showed that imaging spectroscopy is a powerful tool for homogeneity studies of pharmaceutical preparations. Results of three applications could be visually interpreted through absorption, score and concentration maps. / Doutorado / Quimica Analitica / Doutor em Ciências

Orientador: Celio Pasquini / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-15T04:25:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Giachero_EduardoAlberto_M.pdf: 1521995 bytes, checksum: a202ae1d4c48dbb8607d5b36532d118a (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Este trabalho propõe o projeto e construção de um espectrofotômetro infravermelho próximo (NIR), compacto e de baixo custo, e a avaliação do seu desempenho na determinação de propriedades físico-químicas de combustíveis líquidos derivados do petróleo, visando a utilização do equipamento no controle dos processos de fabricação destes combustíveis. Na fase inicial do trabalho, foram investigados os tipos mais representativos de espectrofotômetros NIR utilizados atualmente pela indústria, analisando vantagens e desvantagens para auxiliar na definição dos componentes básicos do protótipo. Numa segunda etapa do projeto, foi executada a montagem de um protótipo baseado num detector de arranjo de sensores de PbS operando na faixa espectral de 2.100 a 2.500 nm, com a finalidade de determinar os parâmetros básicos do desempenho do equipamento (linearidade, repetibilidade, ruído e estabilidade do sinal). Numa terceira etapa foram introduzidas melhoras significativas no controle de temperatura do detector e optou-se pela mudança da faixa espectral de trabalho para 1600 a 2000 nm. Na última etapa foram construídos modelos PLS multivariados empregando-se espectros de 90 amostras de óleo diesel, visando a determinação de 5 parâmetros de qualidade deste combustível (índice de cetano e temperaturas de destilação de 10, 50, 85 e 90 % do volume do diesel). Os resultados obtidos foram comparados com os obtidos por um instrumento FT-NIR comercial, verificando-se desempenho equivalente. Os erros de estimação obtidos no protótipo (RMSECV) foram de 0,41 para o índice de cetano e de 3,1, 2,6, 3,4 e 4,0 °C para as temperaturas de destilação de 10, 50, 85 e 90 % do volume do diesel, respectivamente. Estes valores são inferiores ao erro de reprodutibilidade dos métodos analíticos de referência especificados pelas normas D86 e D4737 da ASTM. / Abstract: This work proposes the design and construction of a compact and low cost near infrared (NIR) spectrophotometer, and the evaluation of its performance in determination of physico-chemical properties of liquids fuels derived from petroleum with the aim of using the instrument in the process control of production of these fuels. In the initial step of this work, the more representatives NIR spectrophotometers used by the industry were investigated, analyzing their advantages and disadvantages to help in the definition of the basics components of the prototype. In a second step, a prototype was assembled using a PbS array detector, working in a spectral range from 2100 to 2500 nm to determine the basic parameters of system performance (linearity, repeatibility, signal noise, stability). In a third step, a critical improvement was made to better control the detector temperature. The spectral range was changed to 1600 ¿ 2000 nm, too. In the last step, PLS multivariate models were developed using the spectra set obtained for 90 samples of diesel with the objective of determine 5 quality parameters of this fuel (cetane index, distillation temperatures of 10, 50, 85 and 90% volume of diesel). The results were compared with those obtained by an FT-NIR commercial instrument, achieving equivalent performance. The estimated error obtained for the prototype (RMESV) were 0.41 to the cetane index and 3.1, 2.6, 3.4 and 4.0 for the distillation temperatures of 10, 50, 85 and 90% volume of diesel, respectively. These values are under the reproductibility error of the reference analytical methods especified by the D86 and D4737 ASTM standards. / Mestrado / Quimica Analitica / Mestre em Química

Submitted by Kamila Costa (kamilavasconceloscosta@gmail.com) on 2015-08-25T13:21:00Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Silfran R M Alves.pdf: 2301296 bytes, checksum: 3eb3a4386b811163d5d9f74a09d18931 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2015-08-26T19:19:51Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Silfran R M Alves.pdf: 2301296 bytes, checksum: 3eb3a4386b811163d5d9f74a09d18931 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2015-08-26T19:27:45Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Silfran R M Alves.pdf: 2301296 bytes, checksum: 3eb3a4386b811163d5d9f74a09d18931 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-08-26T19:27:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação - Silfran R M Alves.pdf: 2301296 bytes, checksum: 3eb3a4386b811163d5d9f74a09d18931 (MD5) Previous issue date: 2015-01-30 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This research aimed to evaluate the potential of near infrared spectroscopy (NIR) to distinguish species of the genus Capsicum, evaluate the availability of cross between subsamples of Capsicum chinense Jacq. with Capsicum annuum L. and analyze the genetic variability from genetic parameters for the characters: germination and vigor of seed germplasm of C. chinense Jacq.. To study the discrimination of Capsicum species with near infrared spectroscopy (NIR) analyzing 53 hits 4 species, and analyzed by spectrophotometer and whole dried leaves. Six spectral readings were collected per sample. The data matrix used in the analysis consisted of 500 variables (spectral bands) for the species. The results showed the variables (spectral bands) allowed the separation of four groups based on their spectral signatures and the estimated distances have identified the species C. chinense Jacq. as the most divergent demonstrating that it was possible to distinguish species of Capsicum genus using spectroscopy technique Leaf Near Infrared. For the study of interspecific hybridization were crossed thirty subsamples of C. chinense Jacq., Used as male parents and a commercial variety harsh bark Ikeda (C. annuum L.), female parent. The results showed that obtaining viable seeds and fruits in interspecific cross was possible, but the results vary according to use the subsamples. To study the estimation of genetic parameters of seed germination characters in C. chinense Jacq. 30 subsamples peppers were used in two experiments in the laboratory of seeds at the Faculty of Agricultural Sciences, Federal University of Amazonas. The following characteristics were analyzed: germination percentage at 07 days, germination percentage at 14 days, GSI (Germination Speed Index), ATG (Average Time of Germination) and SW (Seed Weight). The results showed that the subsamples showed high genetic variability for seed germination characteristics possible to estimate the variability of the genotypes of C. chinense Jacq. through the vigor and germination and depending on the morphotype, you can select individuals through higher seed germination characteristics. / A presente pesquisa teve como objetivos avaliar o potêncial da espectroscopia no infravermelho próximo (NIR) para distinguir espécies do gênero Capsicum, avaliar a viabilidade de cruzamento entre subamostras de Capsicum chinense Jacq. com Capsicum annuum L. e analisar a variabilidade genética a partir de parâmetros genéticos para os caracteres: germinação e vigor de sementes de germoplasma de C. chinense Jacq.. Para o estudo da discriminação de espécies de Capsicum com espectroscopia no infravermelho próximo (NIR) foram analisadas 53 acessos de 4 espécies, sendo analisadas em espectrofotômetro folhas inteiras e desidratadas. Foram coletadas seis leituras espectrais por amostra. A matriz de dados utilizada na análise foi composta por 500 variáveis (bandas espectrais) para as espécies. Os resultados demonstraram as variáveis analisadas (bandas espectrais) permitiram a separação de quatro grupos a partir de suas assinaturas espectrais e as distâncias estimadas permitiram identificar a espécie C. chinense Jacq. como a mais divergente demonstrando que foi possível distinguir espécies dos gêneros Capsicum utilizando a técnica de Espectroscopia Foliar no Infravermelho Próximo. Para o estudo de hibridação interespecífica foram cruzados trinta subamostras de C. chinense Jacq., usados como genitores masculinos e uma variedade comercial Casca dura Ikeda (C. annuum L.), genitor feminino. Os resultados demonstraram que foi possível a obtenção de frutos e sementes viáveis no cruzamento interespecífico, embora os resultados variem de acordo com as subamostras utilizadas. Para o estudo da estimativa de parâmetros genéticos de caracteres de germinação de sementes em C. chinense Jacq. foram utilizados 30 subamostras de pimentas, em dois experimentos no laboratório de sementes na Faculdade de Ciências Agrárias da Universidade Federal do Amazonas/UFAM. Foram analisadas as seguintes características: porcentagem de germinação aos 07 dias, porcentagem de germinação aos 14 dias, IVG (Índice de Velocidade Germinação), tempo médio de germinação e peso de sementes. Os resultados demonstraram que as subamostras apresentaram alta variabilidade genética para características da germinação de sementes sendo possível estimar a variabilidade dos genótipos de C. chinense Jacq. através do vigor e germinação e dependo do morfotipo, pode-se selecionar indivíduos superiores através das características de germinação de sementes.

Este estudo tem como objetivo analisar a qualidade do lenho das árvores de eucalipto geneticamente modificadas e seus respectivos controles (clones convencionais). Foram selecionadas 70 árvores de eucalipto, ao 12º mês de 14 tratamentos (10 eventos modificados e 4 clones convencionais) representando 5 árvores/tratamento. As amostras do lenho foram coletadas do tronco das árvores com sonda de Pressler para análise das suas características anatômicas, densidade aparente do lenho (microdensitometria dos raios X) e propriedades químicas (espectroscopia no infravermelho próximo). As propriedades anatômicas e a densidade aparente do lenho indicaram poucas diferenças significativas entre as árvores dos tratamentos. Nas análises da espectroscopia no infravermelho próximo (NIR) foram encontrados modelos satisfatórios para a densidade aparente do lenho, a fração parede e para o teor de celulose. O lenho das árvores dos eventos modificados e dos clones convencionais mostrou pequenas diferenças nas características anatômicas e físicas, sendo caracterizado como lenho juvenil; assim as árvores devem ser analisadas em idades mais avançadas, com lenho de transição e adulto. Os resultados constituem-se parte da análise das árvores de eucalipto geneticamente modificadas, subsidiando os estudos genéticos visando obter altos níveis de produtividade. / This study aims to analyze the quality of the wood of genetically modified eucalyptus trees and their respective controls (conventional clones). 70 eucalyptus trees were selected at 12 months of 14 treatments (10 modified events and 4 conventional clones) representing 5 trees / treatment. The wood samples were collected of the trunk of the eucalyptus trees with Pressler increment borer for the analysis of their anatomical features, density of wood (microdensitometry of X-rays) and chemical properties (near infrared spectroscopy). The anatomical properties and wood density of eucalypts trees showed few significant differences between treatments. In the analysis of near infrared spectroscopy (NIR) have been found satisfactory models for the apparent density of the wood, the wall portion and the cellulose content. The wood from the trees of the modified events and conventional clones showed small differences in the anatomical and physical characteristics, being characterized as juvenile wood; so the trees must be analyzed at older ages, with wood transition and adult. The results are a part of the analysis of genetically modified eucalyptus trees, supporting genetic studies to obtain high levels of productivity.

A classificação e caracterização do petróleo cru em tempo real é um dos mais importantes desafios atuais da indústria petroquímica e agencias ambientais. Um método rápido e econômico antes da destilação do petróleo iria a fornecer informações químicas de grande importância para o ajuste em tempo real dos parâmetros críticos de uma refinaria, permitindo a otimização do processo, resultando em benefícios econômicos e ambientais. Uma variedade de técnicas espectroscópicas está sendo utilizadas nas ultima décadas para as analises, classificação e caracterização de petróleo cru nos campos de perfuração, para as análises dos produtos petrolíferos e para detecção de derrames. As vantagens do uso desta técnica incluem uma rápida resposta, requerimento mínimo de preparação da amostra e equipamentos relativamente econômicos. As técnicas espectroscópicas envolvidas na tese (NIR) mostraram o maior potencial no campo. No entanto, os estudos realizados com todas estas técnicas não foram enfocados em aplicações em linha. O NIR é tradicionalmente a técnica espectroscópica mais utilizada para a análise de petróleo cru. Mas os problemas típicos que esta técnica apresenta são sobreposição das diferentes bandas de absorção e saturação do sinal devido à alta absorbância característico do petróleo cru. A Fluorescência é um fenômeno mais complexo do que a absorção (NIR) e efeitos como quenchinge transferência de energia têm que ser consideradas. No entanto, a espectroscopia de fluorescência pode fornecer sinais bidimensionais com muito mais informação do que uma emissão unidimensional do espectro de absorção. Enquanto a espectrometria de massa, a técnica MALDI TOF faz possível a ionização de macromoléculas que são difíceis de serem ionizadas por não ser facilmente decompostas. Neste trabalho, as vantagens e limitações das técnicas disponíveis são analisadas e o potencial do analises remoto em linha do petróleo cru é avaliado. A pesar da boa analise e classificação obtida com algumas técnicas, nem sempre é possível integrá-los em um sistema em linha quando uma preparação previa da amostra é necessária ou quando o sistema é demasiado complexo. Para a extração da informação química contida nos espectros foram utilizados métodos matemáticos e estatísticos (quimiométricos) nos espectros: Mínimos Quadrados Parciais (PLS). / Online remote characterization and real-time classification of crude petroleum is one of the most important current challenges faced by the petrochemical industry and environmental agencies. A rapid and inexpensive method for the remote analysis and classification of petroleum prior to distillation of the crude would provide chemical information of great importance for real time adjustment of the critical parameters of a refinery, permitting an optimization of the process and resulting in economic and environmental benefits. A variety of spectroscopic techniques have been used over the last few decades for the analysis, characterization and classification of crude oil in drilling fields, for the analysis of petroleum products and for the detection of oil-spills. The advantages of using these techniques include rapid response, the requirement of minimal sample preparation and relatively inexpensive equipment costs. The spectroscopic techniques involved in the thesis (NIR, fluorescence and mass spectrometry) showed the greatest potential in the field. Nevertheless, the studies carried out with these techniques typically do not focus on online applications. NIR is traditionally the spectroscopic techniques most used for crude petroleum analysis. Overlap of the different absorption bands and saturation of the signal due to the high absorbance of crude petroleum are typical problems encountered with this technique. Fluorescence is a more complex phenomenon than absorption (NIR) and effects such as quenching and energy transfer have to be considered. However, fluorescence spectroscopy can provide two-dimensional signals with much more information than a one-dimensional emission or absorption spectrum. While mass spectrometry, MALDI TOF technique makes possible the ionization of macromolecules that are difficult to be ionized not be easily broken. In this work, the advantages and limitations of the available techniques are analyzed and the potential for remote on-line analysis of crude petroleum is evaluated. In spite of the good analysis and classification obtained with some of the techniques, it is not always possible to integrate them into a remote on-line analytical system when some prior sample preparation is required or when the system is too complex. For the extraction of chemical information contained in the spectra were used mathematical and statistical (chemometric) in the spectra: Partial Least Squares (PLS).

Orientador: Rickson Coelho Mesquita / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-25T21:15:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CanoRodriguez_Reember_M.pdf: 7820145 bytes, checksum: a3b06ecbe442d6ecf0266b22a280fb76 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: A capacidade de observar a fisiologia funcional do tecido humano tem crescido rapidamente nos últimos anos. Entre outras técnicas, destaca-se a espectroscopia óptica de difusão (DOS), uma técnica emergente que utiliza os princípios da difusão de fótons e permite o monitoramento do tecido biológico de forma continua e portátil. A partir da luz (~ 700 - 900 nm) espalhada pelo tecido é possível determinar variações relativas do seu coeficiente de absorção, que estão relacionadas com as concentrações de oxi-hemoglobina (HbO2) e deoxi-hemoglobina (HbR) presentes no sangue. Neste trabalho, utilizamos a técnica de DOS no domínio da frequência, e a informação da defasagem da onda espalhada (em relação _a onda incidida) para determinação das propriedades ópticas absolutas do tecido biológico e, consequentemente, da sua fisiologia. Em particular, comparamos diferentes modelos de propagação da luz no tecido (semi-infinito e duas camadas) e as propriedades ópticas derivadas destes modelos. Além disso, investigamos métodos de calibração do sinal óptico no tecido, do ponto de vista teórico e experimental, mostrando sua aplicabilidade em experimentos com humanos, no estado de repouso e em intervenções cirúrgicas / Abstract: The ability to observe the functional physiology of human tissue has grown rapidly in recent years. Among other techniques, we highlight diffuse optical spectroscopy (DOS), an emerging technique that utilizes the principles of diffusion of photons and allows monitoring of biological tissue continuously and portable way. From the light (~700 - 900 nm) scattered by tissue it is possible to determine the relative changes in the absorption coefficient, which are related to the concentrations of oxyhemoglobin (HbO2), and deoxyhemoglobin (HbR) in the blood. In this study, we used the technique DOS in the frequency domain, and the phase information of the scattered wave (related to incident wave) for determining the absolute optical properties of biological tissue and, consequently, the physiology. In particular, we compared different models of propagation of light (semi-infinite and two-layer) and the optical properties of tissue derived from these models. Furthermore, we investigated methods of calibration of the optical signal on the tissue from both the experimental and theoretical perspectives, demostrating its applicability in experiments with humans in the resting state and in surgical interventions / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientador: Flávio Caldas da Cruz / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-21T00:14:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nery_MarinaTrad_M.pdf: 8701569 bytes, checksum: 94cd9456a3956cb1553345343461b95e (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Esta tese reporta o projeto e a construção de um oscilador paramétrico óptico continuo de frequência unica e sintonizável em torno de 846 nm. 0 cristal responsável pela conversão de frequências e o MgO:PPSLT (Tantalato de Lftio periodicamente polado e dopado com 1% de Oxido de Magnésia), e este e bombeado por ate 6 W de um laser continuo emitindo em 532 nm. Um dos objetivos do experimento e a geração de segundo harmônica, a partir de luz infravermelha, resultando em radiação na região espectral do azul, mais ,precisamente em 423 nm, necessária para experimentos de aprisionamento e resfriamento de átomos neutros de Cálcio. Para isso foi montada uma cavidade em anel unicamente ressonante para o feixe sinal e foi observada oscilação do dispositivo em uma potencia limiar próxima de 5 W, mais alta do que o calculada previamente. Foi possível observar a emissão de 30 m W de radiação do feixe sinal o que representa uma potencia de 30 W dentro da cavidade, ja que o espelho de saída era 99,9% refletor. Também foi possível observar luz azul devido a geração de segundo harmônica (sem Casamento de fase) dentro do cristal PPSLT. Ao longo deste trabalho são apresentados cálculos detalhados da cavidade óptica, das curvas de sintonia do cristal por temperatura e periodicidade da grade e do ganho paramétrico óptico. Acreditamos que o alto limiar de oscilação do dispositivo esteja relacionado a perdas devidas ao efeito fotorrefrativo no cristal, produzido pelo laser de bombeio, já que as perdas da cavidade devido aos espelhos e ao cristal eram baixas. Esta hipótese deve ser melhor investigada em futuras implementação de OPOs bombeados por altas potencias na região espectral do visível / Abstract: This thesis reports the design and construction of an continuously tunable and single frequency optical parametric oscillator around 846 nm. The crystal responsible for the frequency conversion is MgO: PPSLT (periodically poled lithium tantalate doped 1% of magnesium oxide), pumped with up to 6 W by a continuous-wave laser emitting at 532 nm. One goal of the experiment is the second harmonic generation from infrared light, resulting in radiation in the blue spectral region, more precisely 423 nm, necessary for experiments of cooling and trapping of neutral calcium atoms. A ring cavity resonant only for the signal beam was mounted and oscillation has been observed with a threshold of 5 W, higher than previously calculated. It was observed 30 mW ofradiation from the signal representing an intracavity power of 30 W, given the output coupler reflectivity of 99.9% reflector. We also observed blue light due to second harmonic generation (without phase matching) within the crystal PPSLT. Throughout this work we present detailed calculations of the optical cavity, temperature tuning curves for the crystal period of the poling grate and the optical parametric gain. We believe that the observed high threshold is related to losses due to the photorefractive effect in the crystal produced by the pump laser, since other losses due to the cavity mirrors and the crystal were very low. This hypothesis should be further investigated in future implementations of OPOs pumped by high powers in the visible spectral region / Mestrado / Física / Mestra em Física

The Mini-EUSO (Mini - Extreme Universe Space Observatory) is an instrument for observation of ultra-high energy cosmic rays (UHECR) from space. It is designed to observe Earth from the international space station (ISS) in the ultra-violet (UV), visible (VIS) and near-infrared (NIR) light ranges. The UV sensor is the main sensor, designed and built by the EUSO collaboration. The visible and near-infrared sensors are secondary sensors. These are two cameras, FMVU-13S2C-CS and CMLN-13S2M-CV, from Point Grey Research Inc. The near-infrared light camera has a phosphor coating on the sensor to convert from near-infrared light to visible light, which is detectable by the camera's CCD. This thesis deals with the calibration and evaluation of the secondary sensors. This is done by first evaluating the bias and dark current for both cameras. After which a calibration is done using the light measurement sphere, located at the National Instituteof Polar Research (NIPR) in Midori-cho, Tachikawa-shi, Japan. Due to the low sensitivity of the near-infrared light camera, an evaluation of its ability to see celestialobjects are also performed. It is found that the visible light camera has a high bias with values around 5 ADU (Analog-to-Digital unit), but almost non-existing dark current, with mean values below 1 ADU. The visible light camera has good sensitivity for all the colors: red, green and blue. However, it is most sensitive to green. Due to this, it is easy to saturate the pixels with too much light. Therefore, saturation intensity was also examined for the shutter times of the visible light camera. This is found to be between 900μWm-2sr-1 and 1·107μWm-2sr-1, depending on color and shutter time. The near-infrared light camera is the opposite; it has a low bias with values below 1 ADU and a high dark current. The values of the dark current for the near-infrared light camera are highly dependent on the temperature of the camera. Mean values are below 1 ADU for temperatures around 310K, but mean values of almost 2 ADU at temperatures around 338K. The sensitivity of the near-infrared light camera is very low, therefore, the only way to detect a difference between the light levels of the light measurement sphere was to use a high ADC amplication gain. With this it was found that there is a power-law behavior, values between 1.33 and 1.50, of the relationship between pixel values and light intensity. This is likely due to the phosphor coating used to convert to visible light. When trying to detect celestial objects, the faintest object detected was Venus with a magnitude of less than -4.

Silicon based sensors is a commonly used technology in digital cameras today. That has made such cameras relatively cheap and widely used. Unfortunately they are constructed to capture and represent image quality for humans. Several image applications work better without the restrictions of the visible spectrum. Human visual restrictions are often indirectly put on technology by using images showing only visible light. Thinking outside the box in this case is seeing beyond the visible spectrum.

La gélatine est un biopolymère naturel obtenu après dénaturation et hydrolyse partielle de fibres de collagène, une protéine fibrillaire présente dans les tissus conjonctifs de toutes les espèces du règne animal. Elle est utilisée dans différentes industries, parmi lesquelles l’industrie agroalimentaire, pharmaceutique, photographique et cosmétique. Ses propriétés fonctionnelles dépendent du procédé de fabrication, mais également de l’origine des matières collagéniques. L’objectif de ce travail de thèse est la caractérisation de la matière première (couennes de porc), mais également de la gélatine obtenue lors du processus, par une méthode rapide et non destructive. L’utilisation de la spectroscopie proche infrarouge couplée à des méthodes chimiométriques, a permis de travailler à l’échelle du laboratoire, mais également sur la chaîne de production industrielle. Le premier chapitre porte sur l’étude de l’hétérogénéité des couennes de porc au laboratoire, en termes de teneur en protéines, matières grasses, matières sèches et collagène. Plusieurs modèles ont pu être développés pour prédire ces teneurs, à partir de spectres proche infrarouge collectés sur des couennes en mouvement. Les meilleurs modèles présentent des performances compatibles avec une utilisation dans l’usine. Le second chapitre adapte cette méthode à l’échelle industrielle, c’est-à-dire à partir du rendement en gélatine fabriquée pour un lot de 75t de couennes. L’approche prédictive ne s’est pas avérée concluante, cependant des approches de classification ont montré leur intérêt. Les deux essais suivants ont porté sur la gélatine. Le troisième chapitre porte sur le développement de modèles de prédiction des propriétés physico-chimiques d’échantillons de gélatine à partir de spectres proche infrarouge, mettant en évidence de hautes capacités de prédiction de ces paramètres (r²>0,9). Enfin, ce chapitre propose de relier les caractéristiques moléculaires de la gélatine à ses propriétés physico-chimiques, par la technique de Asymmetrical Flow Field-Flow Fractionation couplée à un détecteur de diffusion de la lumière Multiangulaire (MALS). Les paramètres de caractérisation de l’AFlFFF-MALS permettent de discriminer partiellement des échantillons de gélatine dont les paramètres de bloom et de viscosité sont différents. / Gelatin is a natural biopolymer obtained after denaturation and partial hydrolysis of collagen fibers, a fibrillar protein present in the connective tissues of all species of the animal kingdom. It is used in various industries, including the agri-food, pharmaceutical, photographic and cosmetic industries. Its functional properties depend on the manufacturing process, but also on the origin of the collagenous materials. The objective of this thesis is to characterize the raw material (pig rind), but also the gelatin obtained during the process, by a fast and non-destructive tool. The use of near-infrared spectroscopy coupled with chemometric methods allowed us to work on the scale of the laboratory but also on the industrial chain. The first study examines the heterogeneity of pig rinds, under laboratory conditions, in terms of protein, fat, moisture and collagen contents. Several models have been developed to predict these levels, from near infrared spectra collected on moving rinds. The best models have good performances. In the second industrial scale trial, an approach to gelatin yield from 75 tons batches was proposed. The predictive approach has not been conclusive; however, classification approaches have shown interesting results. The next two tests were on gelatin. The third test allowed the development of models for predicting the physicochemical properties of gelatin samples from near-infrared spectra, demonstrating very good predictive capabilities of these parameters (r²> 0.9). Finally, a final test allowed to link the molecular characteristics of the gelatin to its physicochemical properties, by the technique of Asymmetrical Field-Flow Fractionation coupled with a Multiangular Light Scattering Detector (MALS). The characterization parameters of AFlFFF-MALS make it possible to partially discriminate gelatin samples with different bloom and viscosity parameters.