Die Unterschiede zwischen IR-Feuchtewaagen und NIR-Analysatoren

Die Feuchtigkeitskontrolle ist eine der wichtigsten Aufgaben bei der Lebensmittelherstellung, insbesondere bei Snacks wie Kartoffelchips, Crackern, Keksen und mehr. Der Feuchtigkeitsgehalt kann nicht nur die Textur oder Schmackhaftigkeit des Produkts beeinflussen, sondern auch die Haltbarkeit des Produkts beeinflussen, was sich negativ auf Ihre Marke auswirkt.

Trotz seiner Bedeutung für die Herstellung von Snacks gibt es nur wenige Methoden an der Produktionslinie, mit denen Hersteller den Feuchtigkeitsgehalt von Produkten vor dem Verpacken überprüfen können. Die heute in der Lebensmittelproduktion am häufigsten verwendeten Instrumente zur Feuchteanalyse sind Infrarot-Feuchtewaagen (IR) und Nahinfrarot (NIR) -Technologien.

Wie vergleichen sich IR-Feuchtewaagen und NIR-Technologien?

IR Moisture Balance ist eine sehr zuverlässige Methode zur Messung des Feuchtigkeitsgehalts der meisten Lebensmittelprodukte. Wenn eine Produktprobe in einer klimatisierten Kammer platziert wird, trocknen diese Geräte im Wesentlichen ein Produkt mit einem Heizmechanismus und wiegen das Produkt gleichzeitig. Sobald das Produkt auf ein konstantes Gewicht getrocknet ist, zeigt das Gerät einen Feuchtigkeitswert an.

IR-Feuchtewaagen sind zwar genau, weisen jedoch für bestimmte Produkttypen einige Nachteile auf. Zunächst wird jede IR-Feuchtewaage auf ein bestimmtes Produktgewicht kalibriert. Um einen genauen Messwert zu erhalten, muss jede Probe vor jeder Analyse gewogen werden, zusammen mit allen anderen erforderlichen Probenvorbereitungen (Zerkleinern, Mahlen usw.).

Darüber hinaus kann der Testvorgang je nach Anfangsfeuchte der Probe eine unvorhersehbare Zeit in Anspruch nehmen (in der Regel zwischen 5 und 20 Minuten), was sich negativ auf die Effizienz des Unternehmens auswirken kann, insbesondere bei erneuten Tests von Produkten. Sie müssen außerdem in einer kontrollierten Laborumgebung betrieben werden, die vor übermäßiger Feuchtigkeit oder Vibrationen geschützt ist.

Andererseits verwenden NIR-Instrumente bestimmte Lichtwellenlängen, um Proben auf ihre Zusammensetzung oder charakteristische Merkmale hin zu analysieren. Wenn Proben mit NIR-Licht beaufschlagt werden, wird ein Teil der Energie durch chemische Bindungen in der Probe bei bestimmten Wellenlängen absorbiert, sodass das reflektierte Licht in diesen Bereichen weniger absorbiert wird. Der Detektor am NIR-Instrument erfasst diese Daten und gibt eine Rohmessung der Feuchtigkeit, aber auch mehrerer anderer Parameter aus, darunter Fett (Öl), Protein und mehr. Lesen Sie diesen Artikel für weitere Informationen zur Funktionsweise der NIR-Technologie.

Die NIR-Technologie ist eine schnellere und einfachere Methode zur Messung des Feuchtigkeitsgehalts als eine IR-Feuchtigkeitsbilanz. NIR-Geräte an der Produktionslinie wie die QuikCheck Feuchtigkeits- und Fettanalysator sind robust konstruiert und können unter den meisten Werksbedingungen betrieben werden. Außerdem ist für diese Geräte nur sehr wenig Probenvorbereitung erforderlich. Stellen Sie einfach sicher, dass der Probenbehälter gefüllt ist, und Ihre Analyse kann beginnen.

Da es sich bei der NIR-Instrumentierung jedoch um eine sekundäre Messmethode handelt, muss jedes Gerät auf einen bekannten Feuchtigkeitswert kalibriert werden, der mit einer IR-Feuchtigkeitsbilanz ermittelt werden kann. Daher können NIR-Geräte dazu beitragen, die Protokolle für den IR-Feuchteausgleich zu verbessern und zu optimieren und so die Effizienz in vielerlei Hinsicht zu verbessern.

Wie dieser Kunde feststellte, konnte ein Snack-Food-Unternehmen mithilfe eines unkomplizierten Feuchtigkeits- (und Fett-) Analysators seine Methoden zur Feuchtigkeitskontrolle mithilfe des QuikCheck Analyzers neu erfinden.

Über das Unternehmen

Dieser Kartoffelchiphersteller produziert in seiner Anlage verschiedene Geschmackssorten. Der Betrieb läuft täglich in drei Schichten, wobei jeweils ein kleines Team von Qualitätssicherungsspezialisten die Prozesskontrolle gewährleistet.

Im Rahmen ihres Protokolls müssen die Teammitglieder von jeder Produktcharge Stichproben entnehmen, sie zerkleinern und sie in eine von acht IR-Moisture Balance-Einheiten in ihrem Qualitätslabor geben. Jeder Feuchtigkeitstest für Kartoffelchips dauert zwischen 10 und 15 Minuten. Aus diesem Grund verfügt das Unternehmen in seinem Labor über mehrere IR-Moisture Balance-Geräte. Vier der Feuchtigkeitswaagen sind ausschließlich für die Prüfung von Chargen frischer Produkte vorgesehen, während die anderen vier zur Bestimmung des Feuchtigkeitsgehalts nach etwaigen Korrekturmaßnahmen im Produktionsprozess dienen.

Da mehrere IR-Feuchtewaagen gleichzeitig betrieben werden können, muss das Qualitätssicherungsteam organisiert bleiben und genaue Aufzeichnungen führen.

Aufgrund der jüngsten Personalfluktuation beginnt jedoch die Suche nach einer einfacheren Lösung zur Feuchtigkeitskontrolle

Jetzt, wo das Team größtenteils neu besetzt ist, hatte der Leiter der Qualitätssicherung des Unternehmens Schwierigkeiten, seine Mitarbeiter in Bezug auf das komplizierte Protokoll zu schulen, was dazu geführt hat, dass Produkte, die nicht den Spezifikationen entsprechen, das Werk verließen.

Dies veranlasst ihn, alternative Methoden zur Überprüfung der Feuchtigkeit von Lebensmitteln zu erforschen. Während seiner Suche lernt er Nahinfrarotmessgeräte (NIR) und den QuikCheck Moisture & Fat Analyzer kennen.

Es gab drei Aspekte des QuikChecks, die seine Aufmerksamkeit sofort erregten:

1. Die Fähigkeit, den Feuchtigkeitsgehalt (+/- 0,1% je nach Produkttyp) in nur 10 Sekunden Analyse genau zu messen. Als Bonus könnte die Messung des Fettgehalts dem Team aber auch dabei helfen, den Verbrauch von Inhaltsstoffen zu kontrollieren und Kosten zu sparen.
2. Der einfache Prozess der Probenvorbereitung. Er und seine Mitarbeiter müssten nicht jede Probe wiegen.
3. Die kleine, robuste Einheit konnte problemlos direkt in die Produktionshalle transportiert werden, anstatt wiederholt Produktproben entnehmen und in ihr klimatisiertes Testlabor bringen zu müssen.

Sehen Sie den QuikCheck Moisture & Fat Analyzer in Aktion

Ein KPM-Vertreter besucht die Produktionsstätte mit einem QuikCheck

Zu Beginn der Demonstration bat der KPM-Vertreter den Manager, fünf Proben seiner Kartoffelchips zur Verfügung zu stellen, die bereits mit einem IR-Moisture Balance bewertet worden waren. Er bat ausdrücklich um Proben, die den Spezifikationen entsprachen und die nicht den Spezifikationen entsprachen und für die Korrekturmaßnahmen erforderlich waren.

Mit nur diesen fünf Proben und in weniger als fünf Minuten entwickelte der KPM-Mitarbeiter eine QuikCheck-Kalibrierung für sein spezifisches Produkt. Gleichzeitig kalibrierte der Mitarbeiter auch einen Standard für den Fettgehalt — ein Qualitätsparameter, den das Unternehmen zuvor in seinem Programm nicht priorisiert hatte.

Der KPM-Mitarbeiter überließ die QuikCheck-Einheit dem Qualitätskontrollmanager, um seine Tests fortzusetzen. Nach einigen Tagen der Nutzung stellte der Manager einen direkten Zusammenhang zwischen den Messwerten der Produkte seiner IR-Moisture Balance-Systeme und dem QuikCheck fest. Da QuikCheck mit seinem IR-Moisture Balance gleich genaue Ergebnisse in weniger als 10 Sekunden liefern konnte, statt in mehr als 10 Minuten, wurde ihm klar, dass er über eine bahnbrechende Veränderung verfügte.

Und das Beste: Seine neuen Mitarbeiter konnten innerhalb weniger Minuten im QuikCheck geschult werden, sodass sie datengestützte Entscheidungen zur Produktqualität treffen konnten.

Diese QuikCheck-Einheit hat die Produktionsstätte für Kartoffelchips nach dieser ersten Demonstration nie verlassen und hat dem Unternehmen geholfen, sein Qualitätssicherungsprotokoll neu zu erfinden, um es genauer und effizienter zu gestalten.

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