實時把控果葡糖漿濃度，近紅外技術用細微調整實現工藝優化

果葡糖漿，因其糖分組成主要是果糖和葡萄糖而得名，市面上常見的有F-42、F-55、F-60、F-90果葡糖漿。果葡糖漿生產以淀粉為原料，生產不受地區、季節限制，具有價格低、質量好、穩定性高等優點，常用它來代替蔗糖。

果葡糖漿的甜度與蔗糖相等，現已廣泛應用于各類飲料、冷食品、面包、糖果、奶制品、醫藥保健食品。

在不同濃度果葡糖漿的制備過程中，分析效率是影響產品穩定性與生產效率的一大因素。

01 檢測數據滯后，果糖濃度難控制

F-55果葡糖漿就是F-42果糖與F-90果糖按一定比例混合得到的，果糖含量55%，甜度是蔗糖的1.1倍左右，口感風味都比較好，市場上用的最多。2020年F-55果葡糖漿產量為396.21萬噸，產量占比達25.37%。

在F-55果葡糖漿的制備過程中，需要混床前罐輸入為F-42糖漿和F-90糖漿，在混床前罐中攪拌混合，再輸出到下一道混床中，最終生成含量達標的產品。

在其制造過程中，需要檢測的指標很多，包括果糖、葡萄糖、總糖、干物等。傳統的檢測方法費時費力，還需要對樣品進行復雜的預處理，效率十分低下。分析過程耗時短則數小時，長則數天，檢測數據具有嚴重的滯后性。這就導致無法通過及時的數據指導生產，從而導致質量波動，影響產品品質。

是否有一種快速、簡單的新技術，可以做到實時檢測關鍵指標含量，從而指導生產，穩定產品質量？

02 近紅外儀器及具體檢測方法

近紅外技術高效、便捷、無損的優勢，可以在不使用試劑和耗材的前提下，幫助企業實時獲取果葡糖漿關鍵指標數據，且不對樣品造成破壞。只需要在工業化流程中稍作調整，就可以穩定產品濃度，獲得可觀的經濟效益。

為了證實我們的觀點，我們進行了以下實驗。

2.1 樣品信息

檢測對象：混配后的F55-果葡糖漿樣品

樣本數量：100份

檢測指標：果糖、葡萄糖

2.2 設備信息

檢測設備為IAS-Online S100在線式近紅外光譜分析儀，該設備專業針對工業化過程分析設計而成，可用于連續及批量制造環節中樣品成分的定性及定量分析。設備照片如圖1所示。

圖1 IAS-Online S100在線式近紅外光譜分析儀

2.3 樣品采集方法

近紅外檢測點位設在F-55混床前罐的出口處，使用透反射方式檢測混合后的糖漿中的果糖比例，檢測結果直接上傳到DCS系統，從而調節F-90糖漿的輸入流量，實現對混床前罐中果糖比例的準確控制。

圖2 樣品采集方法示意圖

03 模型效果及分析

3.1建模指標

表1 模型參數

3.2建模結果分布圖

圖3 果糖模型預測值/參考值對比圖

圖4 葡萄糖模型預測值/參考值對比圖

從驗證結果可看出，果糖和葡萄糖的相關性較強，建模效果較好，基本可以達到監控的要求。

04 結論與展望

從模型結果可知，利用近紅外技術實時監測并控制F-55果葡糖漿制備過程中的果糖和葡萄糖濃度是可行的。

儀器可以實時檢測管道內濃度，并通過調節F-90糖漿的輸入流量，從而及時調整混床前罐中的果糖比例，提高產品一致性，幫助企業生產出質量穩定的產品，減少返工現象的發生。

除了F-55果葡糖漿的制備，我們的設備同樣可以在F-42、F-60、F-90果葡糖漿的生產過程控制中發揮作用。

相比于傳統檢測方法，近紅外技術快速、便捷、高效、無損、綠色的特質使其在工業生產中具有無法替代的優勢。

更重要的是，近紅外技術非常適合于在線過程分析，可以幫助廠家根據需要及時調節生產工藝，在提高經濟效益的同時，提高企業競爭力。

隨著近紅外技術的不斷發展普及，我們相信這項技術會在各行各業的工業化流程中得到充分應用，從而幫助企業加速實現數字化轉型升級，實現高質量發展。