檸檬酸發(fā)酵液近紅外檢測(cè)應(yīng)用

針對(duì)發(fā)酵領(lǐng)域把控關(guān)鍵反應(yīng)節(jié)點(diǎn)提供準(zhǔn)確的解決方案。從源頭把控發(fā)酵動(dòng)態(tài)變化，實(shí)時(shí)監(jiān)控發(fā)酵過(guò)程，貫穿原料端、生產(chǎn)端、成品端的檢測(cè)。以低成本獲得更多生產(chǎn)力。

2023-03-07 15:40:40無(wú)錫迅杰光遠(yuǎn)科技有限公司

方案介紹：

檸檬酸是世界上用生物化學(xué)方法生產(chǎn)的產(chǎn)量很大的有機(jī)酸，檸檬酸及鹽類是發(fā)酵行業(yè)的支柱產(chǎn)品之一。主要用于食品工業(yè)，如酸味劑、緩沖劑、抗氧化劑等。檸檬酸在生產(chǎn)發(fā)酵過(guò)程中需要對(duì)其中的產(chǎn)酸量和還原糖含量進(jìn)行監(jiān)控，以確認(rèn)發(fā)酵過(guò)程是否正常進(jìn)行。傳統(tǒng)滴定檢測(cè)方法對(duì)操作人員要求較高且需要消耗檢測(cè)試劑，無(wú)法適應(yīng)當(dāng)前日益繁重的檢測(cè)需求。近紅外光譜分析法具有快速、無(wú)損的特點(diǎn)，能夠在幾分鐘內(nèi)實(shí)現(xiàn)樣品化學(xué)成分的檢測(cè)，操作簡(jiǎn)單方便且不需要消耗其它分析試劑，十分適合作為實(shí)驗(yàn)室大量樣品常規(guī)理化檢測(cè)的替代方法。本案例應(yīng)用于檸檬酸發(fā)酵控制環(huán)節(jié)，以發(fā)酵液的產(chǎn)酸和還原糖作為評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行發(fā)酵過(guò)程質(zhì)量判定。

案例欣賞：

一、設(shè)備及方法

1.1 樣品信息

檢測(cè)對(duì)象：檸檬酸發(fā)酵液

1.2 設(shè)備信息：

機(jī)型：設(shè)備型號(hào)IAS-3120，采用透反射檢測(cè)原理測(cè)量液體。適用于顆粒、粉末、液體等樣品的離線檢測(cè)。同時(shí)便攜式設(shè)計(jì)和內(nèi)置電池可以滿足現(xiàn)場(chǎng)分析的檢測(cè)需求。

IAS- 3120

1.3 安裝環(huán)節(jié)/使用場(chǎng)景：

設(shè)備放置在檸檬酸發(fā)酵車間實(shí)驗(yàn)室，車間定時(shí)從罐上采樣后直接采用設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)。

二、建模及分析

2.1樣本光譜圖

2.2建模指標(biāo)

指標(biāo)	SEC	R2	SECV	R2-CV
產(chǎn)酸	0.23	0.99	0.27	0.98
還原糖	0.11	0.99	0.19	0.97

2.3建模結(jié)果分布

2.4模型實(shí)測(cè)：

下表顯示預(yù)測(cè)結(jié)果及部分統(tǒng)計(jì)結(jié)果。

樣品編號(hào)	產(chǎn)酸參考值	近紅外預(yù)測(cè)值	預(yù)測(cè)偏差	還原糖參考值	近紅外預(yù)測(cè)值	預(yù)測(cè)偏差
01	11.31	11.42	-0.11	2.5	2.39	0.11
02	18.48	18.56	-0.08	2.0	2.08	-0.08
03	16.37	16.44	-0.07	0.5	0.36	0.14
04	19.18	19.08	0.10	1.4	1.42	-0.02
05	2.03	1.83	0.20	1.4	1.30	0.10
06	11.81	11.93	-0.12	0.9	0.92	-0.02
07	7.33	7.43	-0.10	0.9	0.91	-0.01
08	13.99	13.99	0.00	2.4	2.54	-0.14
09	8.34	8.39	-0.05	0.5	0.63	-0.13
10	18.55	18.79	0.24	3.8	3.99	-0.19

2.5建?？偨Y(jié)

1) 準(zhǔn)確性：根據(jù)建模指標(biāo)顯示，光譜與產(chǎn)酸和還原糖指標(biāo)有較強(qiáng)的相關(guān)性，R2均達(dá)到了0.99。產(chǎn)酸模型的預(yù)測(cè)精度為:約68%的樣本預(yù)測(cè)值與真實(shí)值的偏差在±0.27%內(nèi)，約95%的預(yù)測(cè)偏差在±0.6%以內(nèi);還原糖模型的預(yù)測(cè)精度為:約68%的樣本預(yù)測(cè)值與真實(shí)值的偏差在±0.2%內(nèi)，約95%的預(yù)測(cè)偏差在±0.4%以內(nèi)。

三、總結(jié)與展望：

3.1 應(yīng)用總結(jié)

該應(yīng)用基于IAS-3120便攜式近紅外在線光譜儀，離線檢測(cè)檸檬酸發(fā)酵液樣品光譜，根據(jù)模型指標(biāo)可知，依據(jù)光譜快速檢測(cè)檸檬酸發(fā)酵液產(chǎn)酸和還原糖具有可行性，且模型的準(zhǔn)確性均達(dá)到業(yè)內(nèi)較高的水平，滿足客戶的實(shí)際需求。

3.2優(yōu)勢(shì)總結(jié)

1) 設(shè)備特點(diǎn)：IAS-3120可在1分鐘內(nèi)同時(shí)分析多個(gè)指標(biāo)參數(shù)，無(wú)需專業(yè)人員即可一鍵輸出多指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果。適用于顆粒、粉末、液體等樣品的離線檢測(cè)。同時(shí)便攜式設(shè)計(jì)和內(nèi)置電池可以滿足現(xiàn)場(chǎng)分析的檢測(cè)需求。

2) 檢測(cè)對(duì)象與指標(biāo)：IAS-3120作為便攜式檢測(cè)設(shè)備，適用場(chǎng)景多樣。此外該產(chǎn)品除了檢測(cè)產(chǎn)酸和還原糖外還可以檢測(cè)樣本的總糖、含氮量等指標(biāo)，客戶可以根據(jù)自身需求定制相應(yīng)的檢測(cè)模型。

3) 價(jià)值創(chuàng)造：IAS-3120的檢測(cè)為客戶發(fā)酵過(guò)程質(zhì)量控制節(jié)省大量的時(shí)間、人力、物力的同時(shí)，提高生產(chǎn)效益。