NIR für die Joghurt-Qualitätsanalyse: Ermöglicht eine präzise Qualitätskontrolle für einen großen Milchproduzenten

Seit Jahrzehnten wird die Nahinfrarotspektroskopie (NIR) -Analyse verwendet, um die Qualität von Molkereiprodukte, einschließlich Milchpulver, Käse, Eiscrememischungen und mehr. Im Laufe der Jahre NIR-Kalibrierungen wurden entwickelt, um Milchprodukte auf Feuchtigkeit, Protein, Fett und andere kritische Parameter zu messen. Diese Kalibrierungen sind im Laufe der Zeit dank kontinuierlicher Forschung und Anpassung der Anwendungen immer reproduzierbarer geworden, um den Herstellern von Milchprodukten dabei zu helfen, die Qualität während des gesamten Produktionsprozesses zu überprüfen und im Gegenzug die Konsistenz der Endprodukte zu verbessern.

Kultivierte Milchprodukte, einschließlich Joghurt, sind ein wachsendes Segment von Milchprodukten, die verschiedene gesundheitliche Vorteile und Varianten bieten, um den Geschmack der meisten Verbraucher zu befriedigen. Alle kultivierten Milchprodukte werden hergestellt, indem lebende aktive Kulturen in die Milch eingebracht werden, was wiederum einen Fermentationsprozess zur Folge hat.

Bei der Joghurtentwicklung wird das Produkt während des Fermentationsprozesses für einen bestimmten Zeitraum bei kontrollierter Temperatur inkubiert. Nach Ablauf dieser Zeit wird das Produkt verpackt und gekühlt.

Die Aufrechterhaltung der Produktion von gleichbleibendem, hochwertigem Joghurt wird jedoch durch die natürlichen Variationen erschwert, die sowohl bei den Rohstoffen als auch bei den Kulturen, aus denen die Produkte hergestellt werden, vorkommen. Mithilfe von NIR-Analysen und -Kalibrierungen während der Produktionslinie können Joghurthersteller wichtige Qualitätsparameter analysieren und kontrollieren und Chargeninkonsistenzen reduzieren.

Eine neuartige, maßgeschneiderte NIR-Kalibrierung für eine erstklassige Joghurtsorte

Jede NIR-Kalibrierung ist eine mathematische Korrelation zwischen NIR-Rohdaten, die einer Probe entnommen wurden, und einem chemischen Bestandteil oder einer interessierenden Eigenschaft. Die für die Kalibrierung verwendeten Proben sollten repräsentativ für die zukünftigen unbekannten Proben sein, die in allen Bereichen mit potenzieller Variabilität gemessen werden sollen, einschließlich Inhaltsbereich (en), Herkunft, saisonaler Variation und anderer.

Die Entnahme der richtigen Proben ist oft der schwierigste Schritt bei der Erstellung einer NIR-Kalibrierung. Für eine vorläufige Kalibrierung ist eine Mindestanzahl von Proben (~50 für die meisten Produkte) erforderlich, aber für robustere Kalibrierungen können je nach Produkttyp Hunderte oder Tausende von Proben erforderlich sein. Außerdem sollten nicht alle Proben in Bezug auf die Parameterqualität „ideal“ sein. Es lohnt sich, Proben zu verwenden, die nicht den Spezifikationen entsprechen oder von schlechter Qualität sind, um eine robustere Endkalibrierung durchführen zu können.

Vor Kurzem hat ein großer Hersteller von Milchprodukten, der bereits At-Line eingeführt hat SpectraStar™ XT NIR-Technologie um die Qualität von Milchpulver zu analysieren — wir haben uns an KPM Analytics gewandt, um bei der Entwicklung einer neuen Anwendung zur Messung von Protein, Fett und Gesamtzucker in Joghurt zu helfen. Schnelle und genaue Analysen während der Produktion könnten dazu beitragen, die richtigen Herstellungsbedingungen zu gewährleisten, was zu einer verbesserten Produktqualität und weniger Abfall führen würde. Die frühzeitige Erkennung von Rohzutaten- oder Herstellungsproblemen gibt dem Produktionsleiter Zeit, das Problem zu beheben oder die kostspielige und zeitaufwändige Produktion minderwertiger Produkte abzubrechen.

Da jeder Joghurthersteller über eigene Inhaltsstoffe, Rezepturen und Verfahren verfügt, benötigte dieser spezielle Anwender eine maßgeschneiderte Lösung für eine bestimmte Joghurtsorte, die dann an mehreren Standorten im ganzen Land implementiert werden konnte. Hier wurde jahrzehntelange Erfahrung in der Entwicklung spezialisierter Kalibrierungen für spezielle Anwendungen entscheidend, um die Herausforderung dieses Kunden zu lösen.

Ein Team von Anwendungsspezialisten von KPM Analytics arbeitete direkt mit dem Qualitätskontrollmanager dieses Molkereiunternehmens zusammen. Da sie bereits bei der Anwendung von Milchpulver zusammengearbeitet hatten, verfügten sie über ein Instrument zur Datenerfassung und ein Protokoll, um die Kalibrierungsdaten an das Team weiterzugeben.

Die ersten Experimente mit dem SpectraStar XT-R-System konzentrierten sich auf Tieftemperatur-Joghurt, und eine erste Kalibrierung von etwa 70 Proben zeigte eine sehr gute Genauigkeit und Wiederholbarkeit, die der Leistung im Referenzlabor sehr ähnlich war. Eine weitere Validierung von 50 Proben beim Kunden vor Ort bestätigte die Leistung und der Kunde war mit der Wiederholbarkeit und Genauigkeit der Ergebnisse zufrieden.

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