在线近红外分析可最大限度地减少食品生产中的过量配方成本
近红外 (NIR) 分析 是一种用于许多行业成分测量的技术，包括农业、原料加工、加工食品和工业应用。典型的测量包括水分、蛋白质、脂肪、粗纤维和其他成分，以及物理特性测量，例如消化率或硬度。
近红外具有许多特性，使其成为一种非常有吸引力的监控制造过程的技术：
- NIR 速度很快，样品分析通常需要几秒钟到 1 分钟。
- 它是非破坏性的，不需要使用任何危险化学品或支付处置费用。
- 几乎不需要或根本不需要样品制备。
- 可以分析许多类型的样品，包括粉末、浆液和固体。
- 近红外分析的培训要求最低，并且可以得出与操作员无关的结果。
- 近红外分析非常准确且高度可重复。
成千上万的食品制造工厂每天都在使用近红外分析仪，它们提供来料的快速成分数据和最终产品的过程制造控制。历史上，大多数近红外分析仪都用于以下三个领域之一：
- 进口原料。 在这些应用中，近红外分析原料的成分和物理或流变参数。这些数据用于鉴定原材料的进货批次，以确保支持最终产品质量所需的适当成分特征。近红外数据还可用于确保成分符合合同规格并支持对不合规格材料的索赔。
- 水分和油的过程内分析。 在这些应用中，过程近红外分析仪放置在生产线内或上方，用于实时产品分析。水分和油是两个质量参数，使用在线分析仪可以轻松测量。实时数据用于通过反馈过程控制调整过程参数，例如烤箱温度或输送机速度。
- 最终产品检验。 最终产品的分析可以在线进行，也可以通过在线抽样进行，以便更全面地检查产品质量。根据仪器和采样的不同，可以测量水分、油和其他参数。尽管最终产品检测可以确保质量，但它是一个滞后指标，对控制过程不是很有效。
使用高性能近红外分析仪进行在线监测
随着全球食品市场变得越来越专业化和竞争日趋激烈，食品制造商越来越多地在线使用高性能近红外分析仪来监控生产并降低原材料成本。
通过频繁采样的在线分析为生产经理提供了响应式过程控制所需的实时数据。将分析移到生产线旁边允许使用 近红外分析仪技术 以及可以准确测量更困难的成分（例如调味料或糖）的校准。在许多工艺中，这些成分是用喷雾器或滚筒施用的，这可能会产生不一致的施用和最终浓度。定期在线监测这些关键成分可以提高产品质量并减少过量配方的浪费。随着全球大宗商品价格的波动以及2021年大宗商品价格的显著上涨，过度配方可能会对利润产生巨大影响。
应用示例
以下两个示例说明了在线检测如何立即实现投资回报 (ROI)，同时提高产品质量和一致性。
示例 1： 一家中型早餐麦片厂正在使用翻滚涂抹器施糖。
最终产品中的糖量是多种因素的函数，包括糖混合物中的水分、湿度、谷物温度等。由于糖对消费者的接受度至关重要，因此糖的使用量被过度配制了2％（从10％到12％），以确保最终产品上有足够的糖涂层。通过定期对过程中的样品进行在线检查，该制造商 将他们的糖消耗量减少了15％以上，每天节省了3,000美元。
示例 2： 一名休闲食品操作员使用喷嘴在传送带上涂抹调味料。
工厂经理通过调节喷雾器泵来调整调味料的负荷，但是调味料稠度的变化、喷嘴堵塞和其他因素会影响调味料的负荷，并导致生产线使用过多的调味料以确保适当的覆盖范围。
安装在生产车间的 SpectraStar™ 分析仪配置了专为调味而设计的自定义校准。通过定期监测生产样品，工厂管理人员能够更接近目标， 将调味料减少了近5％，每天可节省超过1,000美元。
上面的两个示例都具有以下特征：
- 关键成分是通过翻滚或喷洒而非批量施用的；因此，最终产品中的含量变化不定，不一致。
- 所测成分对最终产品的质量和消费者接受度至关重要，占原材料成本的很大一部分。
- 根据在线收集的数据，对过程控制进行了调整。
SpectraStar™ XT 近红外分析仪
Unity科学报 SpectraStar™ XT 近红外分析仪 KPM Analytics 是加工食品和休闲食品等在线应用的理想解决方案，具有以下功能：
- 扫描单色器技术可提供最优质的近红外信号，可以分析糖或调味料等更困难的参数。
- 操作员只需很少或根本不需要样品制备，即可在一分钟内获得可靠和准确的结果。
- XT 采用独立设计，采用密封外壳和触摸屏操作，非常适合在线安装。
- 直观的软件和简便的操作使工厂人员只需最低的培训即可获得独立于操作员的结果。
- 一台 SpectraStar XT 分析仪可以支持多条生产线，利用分析能力并增加投资回报率。
- 可以创建自定义校准来测量独特或专有终端产品中的关键成分。
减少过度配方以快速获得投资回报
上面的示例演示了高性能的在线近红外分析如何为食品生产商提供所需的数据，让他们充满信心地减少昂贵原料的过度配方。定期对食品生产线进行在线监控可以降低原材料成本，并确保许多加工食品应用的产品质量稳定。
