การวิเคราะห์คุณภาพผลิตภัณฑ์ระหว่างกระบวนการผลิตด้วยเทคนิค FT-NIR Spectroscopy

การประยุกต์ใช้เทคนิค FT-NIR ในอุตสาหกรรม อาหาร

ในอุตสาหกรรมอาหารและเครื่องดื่ม มีการนำเทคนิค Near infrared spectroscopy (NIR) มาประยุกต์ใช้อย่างมากมายและพัฒนาไปอย่างรวดเร็ว ในระยะเริ่มแรกเป็นการตรวจวัดคุณภาพธัญพืช โดยเริ่่มมีเครื่องมือที่จำหน่ายในเชิงพาณิชย์สำหรับตรวจวัดในห้องปฎิบัติการในช่วงต้นทศวรรษ 1970 ปัจจุบันมีเครื่องมือหลากหลายขนิดสำหรับตรวจวัดตัวอย่างมากมาย และมีเครื่องมือ FT-NIR spectroscopy ที่ทันสมัย พร้อมสำหรับนำไปใช้ทั้งในห้องปฎิบัติการและในสายการผลิต

เมื่อทำการศึกษาวิเคราะห์อุตสาหกรรมอาหาร เราพบว่าผู้ผลิตจำนวนมากยังคงควบคุมกระบวนการผลิตด้วยอุปกรณ์อย่างง่าย เช่น เครื่องติดตามการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ และอัตราการไหล (flow rate) การติดตามค่าเหล่านี้ไม่สามารถบ่งบอกคุณภาพที่แท้จริงของผลิตภัณฑ์ได้

เทคนิค FT-NIR spectroscopy สามารถนำมาใช้เพื่อวิเคราะห์แบบ real-time สำหรับควบคุมกระบวนการผลิตอาหารและเครื่องดื่มได้ ไม่ว่าจะเป็นการตรวจวัดองค์ประกอบหลักของส่วนผสม สารตัวกลาง และผลิตภัณฑ์

ผู้ผลิตสามารถนำเทคนิค FT-NIR spectroscopy มาประยุกต์ใช้ในหลายขั้นตอนการผลิต เช่น การจำแนกชนิดของส่วนผสม (raw materials identification) การตรวจสอบคร่าวๆว่าผลผลิตตรงตามสเปกหรือไม่ (conformity) และที่ใช้กันอย่างแพร่หลายคือการนำมาตรวจวัดปริมาณองค์ประกอบทางเคมีหลักของตัวอย่าง เช่น ปริมาณไขมัน ปริมาณโปรตีน ความชื้น และปริมาณของแข็งทั้งหมด ความสามารถของเทคนิค FT-NIR spectroscopy คือการวิเคราะห์หลายองค์ประกอบและคุณสมบัติของตัวอย่างได้พร้อมกันภายในเวลาสั้นเป็นคุณสมบัติที่สำคัญ ทำให้เทคนิคนี้มีประโยชน์และมีความสำคัญอย่างมากเมื่อเทียบกับการวิเคราะห์แบบดั้งเดิม

กระบวนการผลิตนมผง

Feed and Forage Analysis for Farmers

ปัจจัยสำคัญปัจจัยหนึ่งในการผลิตนมผง คือ ปริมาณความชื้นในผลิตภัณฑ์ ผู้ผลิตมักต้องการให้ผลิตภัณฑ์มีความชื้นมากที่สุดในระดับที่ยอมรับได้ และไม่ทำลายอายุการเก็บรักษาของผลิตภัณฑ์ ด้วยจุดเด่นของเทคนิค FT-NIR spectroscopy ที่สามารถวัดค่าความชื้นในตัวอย่างได้อย่างแม่นยำ ผู้ผลิตที่นำเครื่องมือ FT-NIR spectroscopy มาติดตั้งเพื่อวัดปริมาณความชื่นในตัวอย่างบนสายการผลิต (On-line) จะสามารถปรับปริมาณความชื้นในตัวอย่างให้เข้าใกล้ข้อกำหนดได้มากที่สุด และสามารถเพิ่มผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจได้สูงสุด

นอกจากนั้น ข้อดีอีกข้อหนึ่งของการติดตามค่าความขื้นในตัวอย่างนมผงในระหว่างการทำแห้ง (drying) คือความสามารถของผู้ผลิตที่จะหยุดการทำแห้งได้ทันทีเมื่อผลิตภัณฑ์มีความชื้นตามต้องการ ส่งผลให้ประหยัดค่าไฟฟ้าที่ใช้ในการทำแห้ง

นอกจากการติดตามค่าความชื้นแล้ว เครื่อง FT-NIR spectroscopy ยังสามารถตรวจวัดปริมาณไขมันและปริมาณโปรตีนไปพร้อมกัน ช่วยลดโอกาสในการผลิตผลิตภัณฑ์ที่ไม่ได้มาตรฐาน และเพิ่มประสิทธิภาพโดยรวมของกระบวนการผลิต

กระบวนการผลิตน้ำมันบริโภค

Feed and Forage Analysis for Farmers

ในวงการน้ำมันบริโภคนั้น มีพืชน้ำมันเพียงไม่กี่ชนิดที่ถูกนำมาใช้ อย่างไรก็ตาม พืชน้ำมันเหล่านี้เป็นผลิตผลทางการเกษตรและมักให้น้ำมันบริโภคที่มีคุณภาพไม่ตรงกับความต้องการในอุตสาหกรรมอาหาร

ดังนั้นอุุตสาหกรรมน้ำมันบริโภคจึงมีบทบาทสำคัญ ไม่เพียงแต่การสกัดน้ำมันจากพืชน้ำมัน แต่ยังเป็นการทำให้น้ำมันเหล่านั้นบริสุทธิ์และมีคุณสมบัติตรงตามความต้องการของตลาด กระบวนการสำคัญในอุตสาหกรรมน้ำมันบริโภคได้แก่ การแยกส่วน (fractionation) การทำให้เกิดปฏิกิริยาอินเตอร์เอสเทอริฟิเคชัน (interesterification) และการทำให้เกิดปฏิกิริยาไฮโดรจีเนชัน (Hydrogenation) ในกระบวนการเหล่านี้ ผู้ผลิตสามารถนำเทคนิค FT-NIR spectroscopy มาตรวจสอบคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีของน้ำมันบริโภค เช่น การตรวจวัดโพรไฟล์กรดไขมัน (fatty acids profile) ปริมาณกรดไขมันอิสระ (free fatty acids) ปริมาณกรดไขมันทรานส์ (tran fatty acids) ค่าไอโอดีน (iodine value) และ ปริมาณ solid fat content (SFC) ที่อุณหภูมิต่างๆ

ในกระบวนการต่างๆระหว่างการผลิตน้ำมันบริโภค หากผู้ผลิตนำเครื่องมือ FT-NIR spectroscopy มาใช้เพื่อตรวจสอบติดตามคุณภาพแบบ real-time ผลประโยชน์ที่ได้คือผลการวิเคราะห์ที่รวดเร็ว ช่วยให้การควบคุมปรับกระบวนการผลิตทำได้อย่างทันท่วงที ลดการสูญเสียเนื่องจากผลิตภัณฑ์ที่มีคุณภาพไม่ได้มาตรฐาน บริษัท Bruker ไม่เพียงแต่เสนอผลิตภัณฑ์เครื่องมือ FT-NIR spectroscopy แบบที่ใช้ในห้องปฏิบัติการ แต่ยังเสนอผลิตภัณฑ์สำหรับตรวจวัดบนสายการผลิตหรือท่อส่งตัวอย่างเพื่อช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตน้ำมันให้มีศักยภาพสูงสุด

กระบวนการผลิตแป้ง

Feed and Forage Analysis for Farmers

ในอุตสาหกรรมแป้ง ปริมาณเถ้าเป็นปัจจัยที่มีความสำคัญอย่างมากในกระบวนการผลิต นอกจากนั้นหากผู้ผลิตสามารถตรวจวัดปริมาณโปรตีนหรือปริมาณกลูเตนในตัวอย่างระหว่างการผลิตได้ จะสามารถปรับขั้นตอนผสม (blending) และส่วนผสมให้ได้ผลกำไรสูง และได้ผลิตภัณฑ์ที่มีคุณภาพดี

ผู้ผลิตสามารถตรวจวัดปริมาณเถ้า ปริมาณโปรตีนหรือปริมาณกลูเตน รวมทั้งค่าองค์ประกอบอื่นๆบนสายการผลิตได้ด้วยเครื่องมือ FT-NIR spectrometer รุ่น MATRIX-F เครื่องมือชนิดนี้มีอุปกรณ์ต่อพ่วงสำคัญคือหัววัดตัวอย่างสำหรับติดตั้งในพื้นที่เสี่ยงต่อการระเบิด จึงสามารถนำไปติดตั้งเพื่อวัดคุณภาพของตัวอย่างหลังการอบแห้งและร่อน (sieve) ก่อนเข้าถังผสม

ต้องการทราบข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับการวิเคราะห์คุณภาพแป้งด้วยเทคนิค FT-NIR spectroscopy กรุณาคลิกที่นี่เพื่อดาวน์โหลด Applicaton Note


ข้อมูลเพิ่มเติม