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(jiàn)的有F-42,、F-55,、F-60、F-90果葡糖漿,。果葡糖漿生產(chǎn)以淀粉為原料,，生產(chǎn)不受地區(qū)、季節(jié)限制,，具有價(jià)格低,、質(zhì)量好、穩(wěn)定性高等優(yōu)點(diǎn),，常用它來(lái)代替蔗糖,。

果葡糖漿的甜度與蔗糖相等,，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于各類飲料、冷食品,、面包,、糖果、奶制品,、醫(yī)藥保健食品,。

在不同濃度果葡糖漿的制備過(guò)程中，分析效率是影響產(chǎn)品穩(wěn)定性與生產(chǎn)效率的一大因素,。

01 檢測(cè)數(shù)據(jù)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(fēng)味都比較好，市場(chǎng)上用的最多,。2020年F-55果葡糖漿產(chǎn)量為396.21萬(wàn)噸,，產(chǎn)量占比達(dá)25.37%。

在F-55果葡糖漿的制備過(guò)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(dá)標(biāo)的產(chǎn)品,。

在其制造過(guò)程中，需要檢測(cè)的指標(biāo)很多,，包括果糖,、葡萄糖、總糖,、干物等,。傳統(tǒng)的檢測(cè)方法費(fèi)時(shí)費(fèi)力，還需要對(duì)樣品進(jìn)行復(fù)雜的預(yù)處理,，效率十分低下,。分析過(guò)程耗時(shí)短則數(shù)小時(shí)，長(zhǎng)則數(shù)天,，檢測(cè)數(shù)據(jù)具有嚴(yán)重的滯后性,。這就導(dǎo)致無(wú)法通過(guò)及時(shí)的數(shù)據(jù)指導(dǎo)生產(chǎn)，從而導(dǎo)致質(zhì)量波動(dòng),，影響產(chǎn)品品質(zhì),。

是否有一種快速,、簡(jiǎn)單的新技術(shù),，可以做到實(shí)時(shí)檢測(cè)關(guān)鍵指標(biāo)含量,，從而指導(dǎo)生產(chǎn)，穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量,？

02 近紅外儀器及具體檢測(cè)方法

近紅外技術(shù)高效,、便捷、無(wú)損的優(yōu)勢(shì),，可以在不使用試劑和耗材的前提下,，幫助企業(yè)實(shí)時(shí)獲取果葡糖漿關(guān)鍵指標(biāo)數(shù)據(jù)，且不對(duì)樣品造成破壞,。只需要在工業(yè)化流程中稍作調(diào)整,，就可以穩(wěn)定產(chǎn)品濃度，獲得可觀的經(jīng)濟(jì)效益,。

為了證實(shí)我們的觀點(diǎn),，我們進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn),。

2.1 樣品信息

檢測(cè)對(duì)象：混配后的F55-果葡糖漿樣品

樣本數(shù)量：100份

檢測(cè)指標(biāo)：果糖,、葡萄糖

2.2 設(shè)備信息

檢測(cè)設(shè)備為IAS-Online S100在線式近紅外光譜分析儀,，該設(shè)備專業(yè)針對(duì)工業(yè)化過(guò)程分析設(shè)計(jì)而成，可用于連續(xù)及批量制造環(huán)節(jié)中樣品成分的定性及定量分析,。設(shè)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(cè)點(diǎn)位設(shè)在F-55混床前罐的出口處,，使用透反射方式檢測(cè)混合后的糖漿中的果糖比例,，檢測(cè)結(jié)果直接上傳到DCS系統(tǒng)，從而調(diào)節(jié)F-90糖漿的輸入流量,，實(shí)現(xiàn)對(duì)混床前罐中果糖比例的準(zhǔn)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(biāo)

表1 模型參數(shù)

3.2建模結(jié)果分布圖

圖3 果糖模型預(yù)測(cè)值/參考值對(duì)比圖

圖4 葡萄糖模型預(yù)測(cè)值/參考值對(duì)比圖

從驗(yàn)證結(jié)果可看出,，果糖和葡萄糖的相關(guān)性較強(qiáng),，建模效果較好，基本可以達(dá)到監(jiān)控的要求,。

04 結(jié)論與展望

從模型結(jié)果可知,，利用近紅外技術(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并控制F-55果葡糖漿制備過(guò)程中的果糖和葡萄糖濃度是可行的。

儀器可以實(shí)時(shí)檢測(cè)管道內(nèi)濃度,，并通過(guò)調(diào)節(jié)F-90糖漿的輸入流量,，從而及時(shí)調(diào)整混床前罐中的果糖比例,，提高產(chǎn)品一致性，幫助企業(yè)生產(chǎn)出質(zhì)量穩(wěn)定的產(chǎn)品,，減少返工現(xiàn)象的發(fā)生,。

除了F-55果葡糖漿的制備，我們的設(shè)備同樣可以在F-42,、F-60,、F-90果葡糖漿的生產(chǎn)過(guò)程控制中發(fā)揮作用。

相比于傳統(tǒng)檢測(cè)方法,，近紅外技術(shù)快速、便捷,、高效,、無(wú)損、綠色的特質(zhì)使其在工業(yè)生產(chǎn)中具有無(wú)法替代的優(yōu)勢(shì),。

更重要的是,，近紅外技術(shù)非常適合于在線過(guò)程分析，可以幫助廠家根據(jù)需要及時(shí)調(diào)節(jié)生產(chǎn)工藝,，在提高經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí),，提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

隨著近紅外技術(shù)的不斷發(fā)展普及,，我們相信這項(xiàng)技術(shù)會(huì)在各行各業(yè)的工業(yè)化流程中得到充分應(yīng)用,，從而幫助企業(yè)加速實(shí)現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級(jí)，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展,。