Контроль качества продукции. Почему это важно?
Контроль качества продукции – одна из ключевых задач современного производства, имеющая особое значение для всех отраслей промышленности, включая сельское хозяйство.
Метод инфракрасной спектроскопии: современный тренд
Важность данной задачи обусловлена необходимостью гарантировать безопасность, эффективность и стабильность технологических процессов. Кроме того, контроль качества способствует определению реальной стоимости продукции и идентификации возможных фальсификаций. Также он помогает оптимизировать производственные процессы, сокращая затраты на сырье и повышая качество готовых изделий.
Среди современных методов контроля качества продукции в сельском хозяйстве особое место занимает спектроскопия в ближней инфракрасной области (БИК). Данный метод позволяет оперативно и точно получить результаты исследований на инфракрасных анализаторах. Этот метод отличается высокой экспрессностью и находит широкое применение на предприятиях АПК.
БИК-спектроскопия
БИК-спектроскопия регулярно используется для анализа входящего сырья или непосредственно в процессе производства. Этот метод позволяет быстрым и неразрушающим способом определять различные параметры одновременно.
Спектроскопия в ближней инфракрасной области (БИК) основана на реакции молекулярных связей внутри образца на БИК-излучение (от 800 нм до 2500 нм). При воздействии БИК-излучения на образец свет либо поглощается, либо рассеивается, либо отражается. В результате воздействия света на образец формируется спектр, который является прямым отображением состава и физических свойств образца.
Поглощения (пики) относятся к различным функциональным группам в зависимости от волнового числа/длины волн/энергии поглощаемого света. Например, БИК-спектр продукта, содержащего влагу, демонстрирует пики функциональных групп O-H в диапазоне от 1400 до 1500 нм (от 7100 до 6500 см-1) и от 1900 до 2000 нм (от 5200 до 5000 см-1).
Какие параметры можно измерять с помощью спектроскопии в ближней инфракрасной области?
После калибровки системы можно измерять множество различных параметров, если какой-либо составной элемент оказывает влияние на БИК-спектр. В связи с этим БИК-анализ в первую очередь является методом для работы с органическими веществами (неорганические вещества слабо взаимодействуют с БИК-светом). Наиболее часто анализируемые параметры приведены ниже, но существуют и многие другие, такие как лактоза, соль, глютен, кислоты, спирт и т. д.
-
влага
-
белок
-
жир (или масло)
-
зола
-
клетчатка
-
сахар
Как разработать калибровочную модель для БИК
Независимо от типа применения, количественного анализа или идентификации, прибор необходимо «обучить» матрицам и составам.
Для построения количественной калибровки образцы должны быть измерены с помощью БИК-прибора, а затем проанализированы эталонным методом, таким как метод Кьельдаля, экстракция жира, сушильная камера, ВЭЖХ, титрование и т. д. После этого будет выстроена калибровочная модель на основе БИК-спектров совместно с присвоенными эталонными значениями. Поскольку каждая матрица (тип продукта) дает свой спектр, необходима одна калибровка для каждой матрицы и параметра. Например, калибровка для влаги в сыре не может быть использована для определения влаги в муке.
Ⓐ измерение с помощью БИК-прибора
Ⓑ эталонный анализ (например, ВЭЖХ)
Ⓒ присвоение веществ спектру
Ⓓ разработка или обновление калибровки
Готовое бизнес-решение
Анализаторы «ИНФРАСКАН» имеют широкую современную базу калибровочных уравнений. Сферы применения в АПК – самые разные:
— зерновые, зернобобовые, масличные культуры;
— хлеб и хлебобулочные изделия;
— корма, комбикорма и сырьё для их производства;
— сухое молоко, масло;
— майонез и др.
Например, для такого входящего сырья, как подсолнечник, созданы калибровочные уравнения для показателей белка, влаги, масличности, клетчатки и кислотного числа в семенах, и это далеко не все. Для готового продукта – масла подсолнечного – разработаны калибровки для показателей кислотное и перекисное число, выявление массовой доли фосфорсодержащих веществ.
На сегодняшний день более 2000 анализаторов «ИНФРАСКАН» используются для контроля качества готовой продукции и исходного сырья на крупнейших предприятиях агропромышленного сектора России, Казахстана, Беларуси и Узбекистана.
Многие годы анализаторы ИНФРАСКАН активно используются в своей работе крупнейшими агропромышленными холдингами. Кроме того, эти приборы являются инструментами системы государственного контроля за качеством зерна и продукции его переработки.