水分含量快速檢測在生產(chǎn)過程控制中應(yīng)用實(shí)例

    在食品、飼料等行業(yè)中，水分含量是衡量其產(chǎn)品質(zhì)量的一項(xiàng)重要指標(biāo)。實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品水分含量的快速在線檢測，對于企業(yè)質(zhì)量控制和節(jié)約成本有重要意義。
以下是一家飼料公司技術(shù)開發(fā)的實(shí)例：
    該公司在研究產(chǎn)品質(zhì)量過程中發(fā)現(xiàn)：實(shí)驗(yàn)室分析報告統(tǒng)計結(jié)果，水分的變異最大�？蛻敉对V統(tǒng)計結(jié)果，發(fā)霉變質(zhì)是最嚴(yán)重的問題。霉變的直接原因是水分過高。而水分過低將增加重量損耗，降低產(chǎn)品適口性。水分變異還擴(kuò)大了其他營養(yǎng)成分的變異。
    據(jù)此，該公司的有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)與研究人員決定將擠壓（膨化）飼料產(chǎn)品水分控制列為重點(diǎn)課題，開展了一系列的研究與技術(shù)開發(fā)。
    首先通過平衡水分實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)該公司產(chǎn)品系列水分超過11.5%（或水活度>0.7）時霉菌開始生長。據(jù)此將產(chǎn)品系列長期貯藏的安全水分定為11.0%。其次，在包裝點(diǎn)每隔30分鐘連續(xù)20小時取樣分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過程中產(chǎn)品水分的變異系數(shù)（CV%）為14.7%。根據(jù)統(tǒng)計學(xué)原理，計算出為保證97.5%產(chǎn)品不超過安全水分（11.0%）所需設(shè)定的目標(biāo)水分為8.5%。
    為了減少生產(chǎn)過程中的產(chǎn)品水分變異，該公司的科研人員通過多學(xué)科合作建立了一個反饋?zhàn)詣涌刂葡到y(tǒng)。該系統(tǒng)包括一個以電容為基礎(chǔ)的傳感器，連續(xù)快速測定產(chǎn)品水分并以每秒20個讀數(shù)的速度將信息輸送到電腦反饋控制系統(tǒng)，相應(yīng)調(diào)節(jié)烘干機(jī)的熱風(fēng)溫度。換言之，該自控系統(tǒng)的受控（被測定的）因變量Measured and Controlled Dependent Variable）為產(chǎn)品水分，而受控自變量（Controlled Independent Variable）為熱風(fēng)溫度。安裝調(diào)試后，該系統(tǒng)控制下產(chǎn)品水分的變異系數(shù)經(jīng)20小時連續(xù)區(qū)域測定，由14.7％降至2.5%。據(jù)此，目標(biāo)水分重新設(shè)定為10.5%，從而減少了2%的重量損耗（10.5%—8.5%）。這項(xiàng)研究的效益包括:降低了烘干能耗，減少了2.5%重量損耗。該廠年產(chǎn)擠壓（膨化）飼料5萬噸，每噸平均售價400美元，由此得到的年效益為500,000美元（50,000×400×2.5%）。與此同時，防止了產(chǎn)品霉變，提高了產(chǎn)品的適口性和質(zhì)量穩(wěn)定性。水活度儀
    由此實(shí)例可以看出，水分的快速檢測在過程控制領(lǐng)域有非常大的開發(fā)潛力，對于企業(yè)的質(zhì)量控制和節(jié)約成本有重要意義。