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食品飲料行業(yè)的黑科技，不會(huì)破碎的pH，安全生產(chǎn)，放心守護(hù)！
食品飲料行業(yè)的黑科技
在線pH測(cè)量
避免玻璃破裂風(fēng)險(xiǎn)
InPro X1 食品安全型pH傳感器
梅特勒托利多采用創(chuàng)新技術(shù)的InPro X1 食品安全型pH傳感器，可以放心地用于食品加工過(guò)程中的在線pH測(cè)量。
圖1：InPro X1 HLS 食品安全型在線pH 傳感器
食品行業(yè)pH測(cè)量現(xiàn)狀
為了確保產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量，在許多食品生產(chǎn)過(guò)程中，嚴(yán)格的pH控制和監(jiān)測(cè)至關(guān)重要。標(biāo)準(zhǔn)pH傳感器通常無(wú)法用于在線pH測(cè)定，因?yàn)樗鼈冇刹Ａе瞥?，總是存在破裂的風(fēng)險(xiǎn)。取而代之的是取樣并在實(shí)驗(yàn)室或使用便攜式設(shè)備離線測(cè)定pH值。
這樣方法有幾個(gè)缺點(diǎn)：
對(duì)于離線測(cè)量，只能獲得單測(cè)量結(jié)果，無(wú)法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)過(guò)程控制； |
采樣離線測(cè)量方法耗費(fèi)人力且成本高； |
由于環(huán)境影響，包括取樣、運(yùn)輸和處理會(huì)導(dǎo)致樣品實(shí)際pH 值發(fā)生變化；例如，pH 值隨溫度變化。若在實(shí)驗(yàn)室中室溫下測(cè)量樣品，會(huì)因?yàn)楸壬a(chǎn)過(guò)程的溫度高或低而獲得不同的結(jié)果，帶自動(dòng)溫度補(bǔ)償pH分析儀只能盡可能消除溫度的影響。 |
玻璃傳感器的替代技術(shù)，如搪瓷電極或離子選擇性場(chǎng)效應(yīng)晶體管（ISFET）傳感器，一直無(wú)法用于在線pH測(cè)量，因?yàn)樘麓呻姌O在每個(gè)原位清洗（CIP）周期后需要大約一個(gè)小時(shí)性能才能恢復(fù)，而ISFET傳感器不耐受CIP。出于這些原因，梅特勒托利多開(kāi)發(fā)了InPro X1™ HLS，適用于食品安全的在線pH傳感器，可耐受CIP且測(cè)量精度或傳感器的使用壽命不受影響。
表1：不同pH測(cè)量技術(shù)的比較
革命性的pH測(cè)量技術(shù)
與傳統(tǒng)pH傳感器相比InPro X1顯著的區(qū)別是代替了玻璃敏感膜，它具有pH敏感涂層X(jué)-Chip™，該涂層由不同材料復(fù)合制成。
X-Chip具有出色的機(jī)械強(qiáng)度，采用與pH傳感器中常用的pH敏感玻璃相同的電位測(cè)量原理。此外，與傳統(tǒng)的玻璃pH傳感器不同，InPro X1測(cè)量電極內(nèi)部沒(méi)有緩沖液。參比系統(tǒng)采用預(yù)加壓液體電解質(zhì)，該電解液通過(guò)陶瓷隔膜與測(cè)量介質(zhì)接觸，同時(shí)，可以承受高達(dá)4 bar(kg) 的過(guò)程壓力。多年來(lái)，這種參比系統(tǒng)的設(shè)計(jì)已經(jīng)在其他行業(yè)驗(yàn)證了數(shù)千次，例如化工和制藥行業(yè)，尤其是在生物技術(shù)領(lǐng)域。
InPro X1符合食品標(biāo)準(zhǔn)，符合EC1935/2004、EHEDG和3A的所有衛(wèi)生要求和指南；它突出的特點(diǎn)是InPro X1幾乎牢不可破。除了X-Chip非常堅(jiān)固外，該傳感器還具有非常耐用的PEEK軸。事實(shí)上，InPro X1已經(jīng)通過(guò)了美國(guó)的MIL-STD-810H跌落測(cè)試。
InPro X1 pH傳感器可用于實(shí)時(shí)在線連續(xù)測(cè)量，沒(méi)有玻璃破裂的風(fēng)險(xiǎn)，可對(duì)乳制品行業(yè)中的pH敏感工藝步驟進(jìn)行可靠的控制和監(jiān)測(cè)。
表2：使用InPro X1進(jìn)行在線測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)
長(zhǎng)期穩(wěn)定性高
如前所述，ISFET傳感器不耐受CIP，熱堿會(huì)侵蝕ISFET的離子敏感層，且傳感器僅在幾個(gè)CIP循環(huán)后就會(huì)失去pH靈敏度。目前已知的是 ISFET 電極在8次CIP后，零點(diǎn)漂移遠(yuǎn)離實(shí)際值，以至于無(wú)法再測(cè)量 pH 值；然而，InPro X1對(duì)熱苛性堿幾乎是惰性的（見(jiàn)下圖2）。
圖 2：InPro X1 和 ISFET 電極的耐CIP比較
InPro X1在乳制品生產(chǎn)條件下進(jìn)行了廣泛的測(cè)試，每天都暴露在高溫苛性堿CIP中，盡管工藝條件苛刻，但使用壽命長(zhǎng)達(dá)一年，只需每三到六個(gè)月進(jìn)行一次校準(zhǔn)。該傳感器出色的長(zhǎng)期穩(wěn)定性體現(xiàn)在零點(diǎn)漂移非常低，電極斜率下降小，大大減少了校準(zhǔn)和維護(hù)需求；降低了運(yùn)營(yíng)成本，實(shí)現(xiàn)在線pH測(cè)量?jī)?yōu)于離線樣品測(cè)量。
正確測(cè)量pH值的前提條件是干凈的電極，在CIP期間，InPro X1可保留在過(guò)程中，確保了這一要求得到滿足。ISFET傳感器必須安裝在可伸縮護(hù)套中，并在CIP過(guò)程中從過(guò)程中縮回，而 InPro X1使用固定式護(hù)套安裝，CIP期間無(wú)需任何操作。
InPro X1 在乳品生產(chǎn)過(guò)程中的典型應(yīng)用
收奶
應(yīng)檢查每次交付的牛奶的 pH 值，以防止“變質(zhì)”的牛奶（通過(guò)低 pH 值很容易識(shí)別）被接收并污染儲(chǔ)罐中的“好”牛奶。使用便攜式pH計(jì)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量容易出錯(cuò)且不可靠，特別是沒(méi)有經(jīng)過(guò)培訓(xùn)的人員操作風(fēng)險(xiǎn)大，而在線測(cè)量更準(zhǔn)確可靠。
后酸化
在豆?jié){發(fā)酵中，必須使用檸檬酸降低pH值，以達(dá)到大豆酸奶的期望保質(zhì)期。酸用量通常通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)pH值測(cè)量和利用pH值計(jì)算要添加的檸檬酸量來(lái)完成，直接控制檸檬酸劑量的在線pH測(cè)量更簡(jiǎn)單、更可靠。
發(fā)酵與陳釀
發(fā)酵與老化過(guò)程與pH值的變化有關(guān)，通過(guò)在線測(cè)量，可輕松監(jiān)測(cè)或檢測(cè)進(jìn)度和終點(diǎn)。
乳糖生產(chǎn)
乳糖結(jié)晶過(guò)程中的pH值決定了產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量，晶體的磨蝕行為會(huì)對(duì)傳統(tǒng)電極的測(cè)量性能產(chǎn)生負(fù)面影響。
乳清
要沉淀和分離乳清蛋白，必須在加熱前添加酸來(lái)調(diào)節(jié)pH值，以實(shí)現(xiàn)盡可能高的蛋白質(zhì)回收率。
灌裝
pH測(cè)量可以可靠地檢測(cè)CIP過(guò)程中的酸或堿殘留。
表3：InPro X1技術(shù)參數(shù)
數(shù)字技術(shù)
InPro X1采用梅特勒托利多智能傳感器管理（ISM™）技術(shù)。在ISM pH傳感器中，原始電化學(xué)測(cè)量信號(hào)直接在傳感器中轉(zhuǎn)換為pH值，并作為數(shù)字信號(hào)輸出。數(shù)字傳輸可確保變送器接收準(zhǔn)確的測(cè)量值，不受電纜長(zhǎng)度或周?chē)O(shè)備的干擾影響。
ISM還提供診斷數(shù)據(jù)，在需要校準(zhǔn)或更換傳感器時(shí)提醒使用者。當(dāng)需要校準(zhǔn)時(shí)，ISM傳感器可以在任何方便的位置使用安裝ISM Core™軟件的電腦進(jìn)行校準(zhǔn)，而不必要在測(cè)量點(diǎn)執(zhí)行該操作。當(dāng)校準(zhǔn)后的傳感器在測(cè)量點(diǎn)連接到變送器時(shí)，變送器讀取校準(zhǔn)數(shù)據(jù)并自動(dòng)配置。此外，為了進(jìn)行質(zhì)量控制，傳感器的完整生命周期記錄在ISM Core的數(shù)據(jù)庫(kù)中。
圖3：ISM Core 智能傳感器管理軟件
InPro X1與梅特勒托利多的ISM變送器兼容，這些儀器顯示測(cè)量值并將其傳輸?shù)絇LC、DCS等系統(tǒng)。除了作為模擬 0/4...20 mA 信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)傳輸外，還提供 HART、Profibus、Foundation Fieldbus、以太網(wǎng)/IP 和 Profinet 等數(shù)字通訊。
圖4：用于pH測(cè)量的M800不銹鋼變送器
InPro X1 pH傳感器堅(jiān)固耐用，可在乳制品過(guò)程中進(jìn)行在線pH測(cè)量，同時(shí)避免玻璃破碎污染產(chǎn)品。現(xiàn)在，使用可靠、耐用的傳感器技術(shù)可以輕松、經(jīng)濟(jì)高效地更換玻璃、搪瓷或 ISFET 傳感器，該技術(shù)易于維護(hù)且運(yùn)營(yíng)成本更低。繁瑣的采樣和容易出錯(cuò)的離線pH測(cè)定可以被更準(zhǔn)確和安全的在線測(cè)量所取代，以加強(qiáng)過(guò)程控制，避免批次錯(cuò)誤并最大限度地降低運(yùn)營(yíng)成本。