在线近红外技术助力烘焙企业实现烘烤前后的水分控制

尽管当今在许多方面实现了自动化，但工业规模的食品生产仍然存在意想不到的变量，这些变量可能会影响质量。当食材接收、混合、成型、经过烹饪过程、调味并最终包装时，水分和脂肪含量的失衡会导致效果不佳。这一事实对于烘焙休闲食品尤其如此，在烘焙休闲食品中，原料质量和过程控制对于生产最佳产品至关重要。

烤箱平衡是许多烘焙食品生产商面临的过程控制挑战。许多工业规模的烤箱都包含多个高架加热元件，可以将生面团分段烘烤。与所有机器一样，随着时间的推移，这些元素可能会开始过热或过冷。操作员有责任识别这些变化并采取纠正措施以减少浪费和停机时间。

此外，烘焙或油炸零食产品的成分会随着其在整个过程中的发展而变化。在分析原料或各个阶段的常规采集样本期间获得的数据并不总是转移到生产中。假设产品离开烤箱时出现未经烘烤或可能烧焦的情况。在这种情况下，操作员可能会错误地将责任归咎于烤箱设置，因为可能是生面团的水分超出了规格。

因此，拥有一种在生产的关键阶段监测水分和脂肪含量的方法可以使公司实现端到端的控制，从而帮助减少浪费，维持理想的产品标准，提高运营效率并管理能源成本。这是在过程内近红外（NIR）技术的帮助下实现的。

近红外如何用于食品生产

实验室/在线近红外分析仪

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过程内近红外分析仪

在线近红外分析长期以来一直被用作一种快速有效的工具，可以帮助食品生产商分析其产品中重要的质量成分。其中包括水分和脂肪、蛋白质、灰分含量、纤维、糖等；所有这些都在这一过程中起着至关重要的作用。

无论是用于测量进口原料的质量，还是用于包装前的定期产品采样，在线近红外都允许食品生产商在内部进行质量分析，从而减少对质量实验室分析的依赖。

但是，对于许多公司而言，在线近红外分析帮助为过程中的水分和脂肪分析解决方案奠定了框架。过程内近红外传感器是对烤箱、油炸机、皮带速度以及其他发生水分或脂肪含量变化的过程进行闭环控制的有效技术。这些系统可以通过行业标准 IO 协议集成到现有的控制系统中，添加有价值的数据，以最大限度地提高大多数食品加工环境的生产效率。

正如这家世界知名的零食饼干公司所发现的那样，凭借一些创造性思维和应用专业知识，他们使用近红外校准来确认产品的上线，这使他们在开发一种控制饼干烘烤前后质量的新方法方面处于领先地位。

关于饼干生产商的应用程序

这家饼干生产商已经熟悉在线近红外技术，特别是 SpectraStar™ XT 系列分析仪。 多年来，使用SpectraStar系统进行常规在线近红外分析一直是其质量计划的核心步骤，尤其是在离开搅拌机后，分析面团样品中的水分和脂肪含量，并在烤箱出口处完成产品。

在此过程中，切面机将饼干面团压成长而均匀的薄片，然后将其通过输送机传送到烤箱。烤箱有三个顶置加热元件，设计用于在饼干面团通过输送机时均匀地烘烤饼干面团。因此，了解饼干面团的水分和脂肪含量 之前和之后 烤箱对于确保烤箱保持平衡从而生产出稳定的最终产品质量至关重要。

从 KPM 开始开发过程监控解决方案

该公司同意测试 MCT460 系列在线食品级分析仪— MCT466-SF — 在其最大的饼干生产设施之一。这些传感器配置用于对饼干面团以及烘焙饼干中的水分和脂肪进行水分分析。这些单元已在 KPM 分析应用实验室进行了预校准。他们使用SpectraStar XT系统的对比测试结果，在现场对进入烤箱的面团和出炉的烘焙产品进行了最后的调整。

经过数周的测试，他们发现通过将面团中的水分控制在工艺规格范围内，可以节省大量的停机时间。当面团中的水分降至最低水分限制以下时，面团就会变得粘稠。它无法有效地完成剩余的过程，有时甚至会从生产中丢弃。

过去，实时进行这种调整是不可能的，但现在已经不可能了，这要归功于他们使用 SpectraStar 对 MCT466-SF 进行了精确校准的解决方案。

产品进入烤箱的分析顺序

最终，在工艺的面团部分使用了多个固定测量 MCT466-SF 传感器，以分析进入烤箱的饼干面团的整个宽度。该公司与KPM Analytics合作，将传感器定位在生面团上的等距位置。

通过连接到 MCT466-SF 分析仪组的 Light Stack，操作员在出现超出规格的面团时会收到视觉警报。“黄色” 灯将指示面团何时接近规格极限，从而使操作员有足够的时间进行工艺更改。“红色” 灯将表明面团达到了最低水分规格。

这种简单而有效的应用程序为操作员提供了宝贵的信息，使他们能够采取纠正措施并调整面团配方，以免冒生产浪费的风险。

产品退出烤箱的分析顺序

离开烤箱的饼干需要稳定的水分和脂肪读数，才能使饼干具有均匀的脆度和味道。令他们惊讶的是，由于烤箱区域的平衡不正确，传送带一侧到另一侧的水分含量各不相同。

结果，围绕另一种过程内近红外产品的讨论开始了，该产品可以在大范围内持续扫描产品： Guardian-HD 系统。

Guardian-HD 最初是为网络分析行业开发的，其特点是安装在定制横向框架上的近红外传感器。这些系统提供坚固耐用的无损扫描，以实时监测水分和脂肪含量。

由于能够扫描整个皮带宽度，操作员能够更好地确定其烤箱是否符合规格并根据需要进行调整。该公司采用了与烘烤前的水分和脂肪控制应用程序类似的轻堆应用程序。

SpectraStar XT再次在简化Guardian-HD的校准以根据必要的规格分析水分和脂肪方面发挥了重要作用。这使客户对自己的应用程序充满信心，使他们能够在全球其他工厂实施类似的应用程序。

随时随地控制零食质量

尽管规模、生产线数量和其他细节各不相同，但许多烘焙操作在其生产过程中通常遵循相同的核心步骤。正如这家饼干生产商所发现的那样，过程内近红外仪器可以对重要的质量成分进行可靠和可重复的测量，而不会中断生产，也无需例行维护或校准。如需其他示例，请下载我们的 免费白皮书 涵盖零食生产商在关键运营阶段控制质量的其他创新解决方案。