Wie NIR in der Snack-Food-Industrie eingesetzt wird
Die Nahinfrarottechnologie (NIR) wurde in der Vergangenheit in der Snack-Food-Industrie zur Messung von Feuchtigkeit und Öl, den beiden wichtigsten Bestandteilen für die Steuerung eines Snack-Food-Prozesses. Das Unity® Scientific™ misst nicht nur Feuchtigkeit und Öl in Rohzutaten, im Prozess befindlichen Produkten und fertigen Snacks SpectraStar™ XT kann den Gewürzgehalt messen, der auf die Chips aufgetragen wurde.
Das Hinzufügen von Gewürzen ist der teuerste Teil des Herstellungsprozesses von Snacks. Wenn Sie beispielsweise 1— 2% mehr als die angestrebte Gewürzmenge hinzufügen, erhöhen sich die Herstellungskosten um Tausende von Dollar pro Woche. Wird das Produkt zu wenig oder zu stark gewürzt, kommt es zu Kundenbeschwerden und letztlich zum Verlust von Marktanteilen.
Die Gewürzmessung in einer Snackpflanze ist sehr unterschiedlich. Einige Hersteller messen überhaupt nicht, weil sie darauf vertrauen, dass ihre Anwendungshardware ordnungsgemäß funktioniert. Das ist sehr gefährlich, da Applikatoren oft verstopfen oder ausfallen. Außerdem gibt die einfache Berechnung der verwendeten Gewürzmenge auf der Grundlage der produzierten Pfund Chips nicht genau die Menge an Gewürzen wieder, die auf die Chips aufgetragen wird.
Andere Tests, die für die Gewürzmessung verwendet werden, sind:
- Farbmessung — Das Konzept ist, dass je dunkler das Produkt ist, desto mehr Gewürze werden aufgetragen. Dies könnte mit einem Farbmessgerät quantifiziert werden. Der Nachteil dabei ist, dass einige Gewürze klar sind und nicht mit einem herkömmlichen Farbmessgerät gemessen werden können.
- Salzmessung — In vielen Fällen wird das Salz in einem Snackprodukt dem Gewürz hinzugefügt. Wenn die Salzmenge in einer Gewürzcharge bekannt ist, lässt sich leicht berechnen, wie viel Gewürz auf das Produkt aufgetragen wird, wenn der Salzgehalt der gewürzten Chips gemessen wird. Der typische Salztest ist eine Titration, die von einem sehr einfachen, vom Bediener gesteuerten Test bis hin zu einem automatisierten Gerät mit automatischem Probenehmer reicht.
Einfache Salztitrationen sind sehr subjektiv und variieren stark von Anwender zu Anwender. Dies führt zu Problemen mit der Genauigkeit. Bei allen Titrationen wird Silbernitrat in der Methode verwendet. Die im Test verwendeten Chemikalien sind teuer, und auch die Entsorgung von Silbernitrat ist teuer. Darüber hinaus dauern Titrationen pro Probe etwa 5—15 Minuten.
In der Snack-Food-Industrie wird eine schnelle Methode zur genauen und schnellen Analyse von Gewürzen benötigt.
Verwendung des Unity® Scientific SpectraStar™ XT NIR-Analysators für die Gewürzanalyse
Das Unity® Scientific SpectraStar™ NIR-System kann den Gewürzgehalt in weniger als 30 Sekunden ohne teure Chemikalien messen. Dadurch kann die Pflanze ihre Gewürzmenge auf besser als 1% kontrollieren. Mit dieser Menge an eingespartem Gewürz kann das Instrument innerhalb weniger Monate bezahlt werden.
Kalibrierungen
Der SpectraStar™ XT wird kalibriert, indem eine Reihe bekannter Proben, die zum Trainieren des Geräts verwendet werden, untersucht werden. Für jedes Gewürz werden Kalibrierungen vorgenommen. Da jedes Unternehmen einzigartige Produkte herstellt, funktionieren für Unternehmen A entwickelte Kalibrierungen nicht für Unternehmen B. Eine für Unternehmen A entwickelte Kalibrierung funktioniert jedoch für dasselbe Produkt, das an mehreren Standorten von Unternehmen A hergestellt wird.
Für die Labormethode verwenden wir entweder die Titrationsmethode als Referenz für die Kalibrierung oder es wird ein Satz von Proben nach Gewicht zusammengestellt. Bei der letztgenannten Methode wird eine Reihe von Standards erstellt, indem eine bestimmte Menge an Gewürzen und eine bestimmte Menge an Basischips abgewogen werden. Die Probe wird dann in einer Küchenmaschine gemahlen.
Die verwendete Kalibrierungsmethode hängt von der aktuellen Methode ab, die im Werk verwendet wird. Ziel ist es, so viele Abweichungen (unterschiedliche Produktionstage, unterschiedliche Gewürzchargen) wie möglich in die Kalibrierung einzubeziehen, um sie robuster zu machen.
Die Proben sollten mit einer Küchenmaschine gemahlen werden. Die Mühle muss über eine Schüssel verfügen, die groß genug ist, um 200 g Probe zu mahlen. Da eine gleichbleibende Partikelgröße für eine genaue Analyse entscheidend ist, wird empfohlen, zur Steuerung des Mahlwerks eine Zeitschaltuhr zu verwenden.
Bei Routinemessungen wird ein Fehler von etwa 0,5% oder besser erwartet. Unten finden Sie ein Beispiel für ein Grillgewürz auf Kartoffelchips:
Salz- und Essiggewürz auf Kartoffelchips:
Fazit
Die Unity® Scientific SpectraStar™ XT NIR-Analysatoren bieten eine schnelle Messmethode, mit der eine Probe in weniger als 30 Sekunden ohne Chemikalien auf ihren Gewürzgehalt analysiert werden kann. Aufgrund der Genauigkeit und Zuverlässigkeit des SpectraStar™ kann er als Prozesskontrollinstrument für den Gewürzgehalt verwendet werden. Dadurch wird sich die Anlage schnell amortisieren und in Zukunft zusätzliche Kosten- und Energieeinsparungen erzielen.
