檸檬酸發(fā)酵液近紅外檢測應用

針對發(fā)酵領域把控關鍵反應節(jié)點提供準確的解決方案。從源頭把控發(fā)酵動態(tài)變化，實時監(jiān)控發(fā)酵過程，貫穿原料端、生產(chǎn)端、成品端的檢測。以低成本獲得更多生產(chǎn)力。

2023-03-07 15:40:40無錫迅杰光遠科技有限公司

方案介紹：

檸檬酸是世界上用生物化學方法生產(chǎn)的產(chǎn)量很大的有機酸，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)酵過程中需要對其中的產(chǎn)酸量和還原糖含量進行監(jiān)控，以確認發(fā)酵過程是否正常進行。傳統(tǒng)滴定檢測方法對操作人員要求較高且需要消耗檢測試劑，無法適應當前日益繁重的檢測需求。近紅外光譜分析法具有快速、無損的特點，能夠在幾分鐘內實現(xiàn)樣品化學成分的檢測，操作簡單方便且不需要消耗其它分析試劑，十分適合作為實驗室大量樣品常規(guī)理化檢測的替代方法。本案例應用于檸檬酸發(fā)酵控制環(huán)節(jié)，以發(fā)酵液的產(chǎn)酸和還原糖作為評價指標進行發(fā)酵過程質量判定。

案例欣賞：

一、設備及方法

1.1 樣品信息

檢測對象：檸檬酸發(fā)酵液

1.2 設備信息：

機型：設備型號IAS-3120，采用透反射檢測原理測量液體。適用于顆粒、粉末、液體等樣品的離線檢測。同時便攜式設計和內置電池可以滿足現(xiàn)場分析的檢測需求。

IAS- 3120

1.3 安裝環(huán)節(jié)/使用場景：

設備放置在檸檬酸發(fā)酵車間實驗室，車間定時從罐上采樣后直接采用設備進行檢測。

二、建模及分析

2.1樣本光譜圖

2.2建模指標

指標	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建模結果分布

2.4模型實測：

下表顯示預測結果及部分統(tǒng)計結果。

樣品編號	產(chǎn)酸參考值	近紅外預測值	預測偏差	還原糖參考值	近紅外預測值	預測偏差
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

1) 準確性：根據(jù)建模指標顯示，光譜與產(chǎn)酸和還原糖指標有較強的相關性，R2均達到了0.99。產(chǎn)酸模型的預測精度為:約68%的樣本預測值與真實值的偏差在±0.27%內，約95%的預測偏差在±0.6%以內;還原糖模型的預測精度為:約68%的樣本預測值與真實值的偏差在±0.2%內，約95%的預測偏差在±0.4%以內。

三、總結與展望：

3.1 應用總結

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

3.2優(yōu)勢總結

1) 設備特點：IAS-3120可在1分鐘內同時分析多個指標參數(shù)，無需專業(yè)人員即可一鍵輸出多指標檢測結果。適用于顆粒、粉末、液體等樣品的離線檢測。同時便攜式設計和內置電池可以滿足現(xiàn)場分析的檢測需求。

2) 檢測對象與指標：IAS-3120作為便攜式檢測設備，適用場景多樣。此外該產(chǎn)品除了檢測產(chǎn)酸和還原糖外還可以檢測樣本的總糖、含氮量等指標，客戶可以根據(jù)自身需求定制相應的檢測模型。

3) 價值創(chuàng)造：IAS-3120的檢測為客戶發(fā)酵過程質量控制節(jié)省大量的時間、人力、物力的同時，提高生產(chǎn)效益。