Hyperspektrale NIR: Anwendungen in der Lebensmittelindustrie

In diesem Artikel befassen wir uns mit bereichsübergreifenden Anwendungen der hyperspektralen NIR-Technologie in der Lebensmittelindustrie mit dem Ziel, unseren derzeitigen Produktionsprozess zu hinterfragen und effektive Möglichkeiten zu dessen Optimierung mit Inline-Technologie zu erwägen. Wir werden nicht auf jede der Anwendungen im Detail eingehen, aber wenn Sie daran interessiert sind, mehr zu erfahren, können Sie den folgenden Beitrag lesen, in dem wir einen Anwendungsfall in frittiertem Gebäck sehen, um unbestimmte Fettschwankungen im Prozess abzuschwächen und den Einsatz von Rohmaterial zu optimieren.

Die hyperspektrale NIR-Technologie von IRIS Technology, Visum HSI™, eröffnet der Industrie jedoch ein riesiges Anwendungsfenster in den Bereichen Prozesskontrolle, Qualität und Lebensmittelsicherheit mit einem optischen Industriesystem, das in der Lage ist, jede Produkteinheit in Echtzeit chemisch zu überwachen und eine große Anzahl von physikalischen und chemischen Parametern gleichzeitig zu bestimmen. Eine Hyperspektralkamera ist in der Praxis gleichbedeutend mit einem Spektralphotometer in jedem Pixel.

In dieser Branche gibt es zahlreiche zerstörungsfreie Kontrollen, die mit hyperspektraler NIR-Technologie durchgeführt werden können. Dazu gehören ºBx, Stärke, Trockensubstanz, die relevante Parameter für die Bestimmung des Reifegrads und der Vermarktung von Frischprodukten sind, sowie pH-Wert, Säuregehalt, Fettgehalt, Feuchtigkeit oder lösliche Feststoffe, die zu den üblichen Kontrollen in der Industrie gehören und die derzeit, wie in den meisten Branchen, mit traditionellen Offline-Techniken (Probenahme und Labor) durchgeführt werden.

Ebenso ist die hyperspektrale NIR-Technologie wirksam für die Bestimmung der Textur nach Stufen, die Erkennung und Ausscheidung von Fremdkörpern in der Linie und für die Sortierung. Im Allgemeinen handelt es sich um Systeme, die bei der Steuerung eines bestimmten Prozesses von einem quantitativen Referenzkriterium oder von einem menschlichen Experten lernen können. Als zerstörungsfreie Kontrollmethode ist sie daher eine hervorragende Alternative, um Produkte vollautomatisch nach ihrer Zusammensetzung zu klassifizieren und zu selektieren und so dem Endprodukt einen höheren Wert zu verleihen, zum Beispiel wenn Sie eine Premiumlinie schaffen wollen.

Die Lebensmittelsicherheitskontrollen für alle Fischereiprodukte werden immer strenger. In diesem Zusammenhang erleichtert die Inline-Hyperspektral-NIR-Technologie Visum HSI™ die Erkennung von Fremdkörpern, die vom Meeresboden stammen, wie Muscheln, Steine, andere Gliederfüßer, Netzfragmente u. a., die sich optisch kaum von dem zu verarbeitenden Produkt unterscheiden und daher der Sichtprüfung entgehen können oder für die es aufgrund ihrer geringen Dichte keine brauchbaren Detektoren auf dem Markt gibt. Es ist auch möglich, Reste von Kunststoffverpackungen zu erkennen, selbst wenn diese in Fischfilets und -scheiben transparent sind. Neben der gleichzeitigen quantitativen Bestimmung einer Vielzahl von Analyseparametern (Fette, Proteine, Säuregehalt u.a.) ist es in der Lage, den Einsatz von Sulfiten oder Konservierungsstoffen sowie den Frischegrad zu erkennen und zu klassifizieren.

Falls Sie sich fragen, ob die hyperspektrale NIR-Technologie, zumindest ab 2022, und keine andere Technologie auf dem Markt, die in-line und kontinuierlich arbeitet, in der Lage ist, Histamin in den von der Industrie und den Vorschriften geforderten Konzentrationen (<50 ppm) zu quantifizieren.

Im nächsten Beitrag erfahren Sie mehr über die Erkennung von Fremdkörpern mit unseren hyperspektralen Systemen.

Bei Nüssen (Mandeln, Pistazien, Erdnüssen und vielen anderen) ist es möglich, herkömmliche Laboranalysen zu ersetzen und diese mit bildgebenden Inline-Spektroskopieverfahren zu kombinieren. Dies ist nützlich für die Echtzeitkontrolle chemischer Parameter wie Feuchtigkeit, Fett, Fasern, Säuregehalt sowie für die Erkennung und Trennung von Fremdkörpern: Mais, der auf der Linie erschienen ist, Holz, Plastik, Steine. Bei sichtbaren Fehlern wie Flecken, Mottenfraß, anderen Kornfehlern oder Früchten mit Schale ist die Ergänzung durch ein Bildverarbeitungssystem wie Visum DeepSight™ erforderlich.

Wir haben dieses Thema in unserem Blog behandelt und uns dabei auf die Fettkontrolle konzentriert, die für die Herstellkosten, Verbrauchertrends und den Geschmack und die Textur von Lebensmitteln entscheidend ist. Die Visum HSI™-Technologie kann jedoch auch andere kritische Parameter, wie Feuchtigkeit oder Zuckergehalt, Stück für Stück überwachen und, was noch wichtiger ist, über die Linien-SPS mit den Maschinen und dem Betriebsmanagementsystem interagieren.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Hyperspektraltechnologie in Verbindung mit dem Durchbruch bei optischen Systemen in den letzten Jahren eine Fülle von Möglichkeiten für die Lebensmittelsicherheit in industriellen Prozessen eröffnet.

Ich hoffe, dieser Artikel über hyperspektrale NIR-Technologie in der Lebensmittelindustrie war nützlich und anwendbar. Wie immer laden wir Sie ein, uns Ihre Fragen, Kommentare und Vorschläge an unsere E-Mail-Adresse zu schicken info@iris-eng.com.