实时把控果葡糖浆浓度，近红外技术用细微调整实现工艺优化

果葡糖浆，因其糖分组成主要是果糖和葡萄糖而得名，市面上常见的有F-42、F-55、F-60、F-90果葡糖浆。果葡糖浆生产以淀粉为原料，生产不受地区、季节限制，具有价格低、质量好、稳定性高等优点，常用它来代替蔗糖。

果葡糖浆的甜度与蔗糖相等，现已广泛应用于各类饮料、冷食品、面包、糖果、奶制品、医药保健食品。

在不同浓度果葡糖浆的制备过程中，分析效率是影响产品稳定性与生产效率的一大因素。

01 检测数据滞后，果糖浓度难控制

F-55果葡糖浆就是F-42果糖与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，口感风味都比较好，市场上用的最多。2020年F-55果葡糖浆产量为396.21万吨，产量占比达25.37%。

在F-55果葡糖浆的制备过程中，需要混床前罐输入为F-42糖浆和F-90糖浆，在混床前罐中搅拌混合，再输出到下一道混床中，最终生成含量达标的产品。

在其制造过程中，需要检测的指标很多，包括果糖、葡萄糖、总糖、干物等。传统的检测方法费时费力，还需要对样品进行复杂的预处理，效率十分低下。分析过程耗时短则数小时，长则数天，检测数据具有严重的滞后性。这就导致无法通过及时的数据指导生产，从而导致质量波动，影响产品品质。

是否有一种快速、简单的新技术，可以做到实时检测关键指标含量，从而指导生产，稳定产品质量？

02 近红外仪器及具体检测方法

近红外技术高效、便捷、无损的优势，可以在不使用试剂和耗材的前提下，帮助企业实时获取果葡糖浆关键指标数据，且不对样品造成破坏。只需要在工业化流程中稍作调整，就可以稳定产品浓度，获得可观的经济效益。

为了证实我们的观点，我们进行了以下实验。

2.1 样品信息

检测对象：混配后的F55-果葡糖浆样品

样本数量：100份

检测指标：果糖、葡萄糖

2.2 设备信息

检测设备为IAS-Online S100在线式近红外光谱分析仪，该设备专业针对工业化过程分析设计而成，可用于连续及批量制造环节中样品成分的定性及定量分析。设备照片如图1所示。

图1 IAS-Online S100在线式近红外光谱分析仪

2.3 样品采集方法

近红外检测点位设在F-55混床前罐的出口处，使用透反射方式检测混合后的糖浆中的果糖比例，检测结果直接上传到DCS系统，从而调节F-90糖浆的输入流量，实现对混床前罐中果糖比例的准确控制。

图2 样品采集方法示意图

03 模型效果及分析

3.1建模指标

表1 模型参数

3.2建模结果分布图

图3 果糖模型预测值/参考值对比图

图4 葡萄糖模型预测值/参考值对比图

从验证结果可看出，果糖和葡萄糖的相关性较强，建模效果较好，基本可以达到监控的要求。

04 结论与展望

从模型结果可知，利用近红外技术实时监测并控制F-55果葡糖浆制备过程中的果糖和葡萄糖浓度是可行的。

仪器可以实时检测管道内浓度，并通过调节F-90糖浆的输入流量，从而及时调整混床前罐中的果糖比例，提高产品一致性，帮助企业生产出质量稳定的产品，减少返工现象的发生。

除了F-55果葡糖浆的制备，我们的设备同样可以在F-42、F-60、F-90果葡糖浆的生产过程控制中发挥作用。

相比于传统检测方法，近红外技术快速、便捷、高效、无损、绿色的特质使其在工业生产中具有无法替代的优势。

更重要的是，近红外技术非常适合于在线过程分析，可以帮助厂家根据需要及时调节生产工艺，在提高经济效益的同时，提高企业竞争力。

随着近红外技术的不断发展普及，我们相信这项技术会在各行各业的工业化流程中得到充分应用，从而帮助企业加速实现数字化转型升级，实现高质量发展。