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天津大學研制成功快速奶粉檢測儀 開創乳制品的“工業4.0”

文章作者:www.utbltn.icu發布時間:2019-12-23瀏覽次數:583

“將奶粉裝入樣品杯中,然后將其放入儀器中。儀器將自動旋轉,結果為5~10秒。“在實驗室,天津大學精密儀器與光電子研究所教授陳大祥《中國科學報》儀器快速檢測奶粉的指標成分和含量。 “操作實際上非常簡單,一鍵完成。”

完成這些步驟后,陳達控制連接到儀器的平板電腦,儀器開始工作。記者看到的整個操作過程不超過半分鐘。幾秒鐘后,測試結果就出來了。

該儀器是陳達及其研究團隊開發的快速奶粉檢測儀。如果使用市場上可用的其他設備來檢測奶粉質量指標,通常需要72到96小時,這需要大量的人力和物力,而且這種儀器達到了測試的“差異”結果。

有媒體報道評論說,這項技術有望成為國內外奶粉質量快速檢測的革命性突破。

在陳達看來,奶粉探測器的意義遠遠超過儀器本身。 “我們不是一個產品,而是乳業”工業4.0“數據鏈中不可或缺的關鍵支撐點,它與工業大數據相結合。

復合光譜成像技術快速檢測奶粉

從目前的通用技術和設備來看,奶粉質量檢測需要花費時間和精力檢測需要很長時間,同時操作復雜。

“這通常是一種檢測指示劑的方法,例如使用凱氏定氮法測定蛋白質和索氏提取物以檢測脂肪。”陳達向記者解釋說,通過這種方式,測量指示器需要一種特殊的儀器,儀器變為“專用。”

此外,在樣品制備上花費了大量的時間。例如,液相色譜儀可以一次測量多個微量成分。但是,在試驗前,應對樣品進行特殊處理。必須將樣品換成澄清的液體,然后提取并除去雜質進行檢測。這需要很多時間和精力。

在陳達的實驗室里,也有這樣的儀器。在那里,記者看到了各種品牌和用途的檢測儀器及零部件,這是一個大型儀器展示廳。

“這些是國外大型制造商生產的最精密的儀器。”陳達說,研究團隊密切跟蹤世界上最先進的技術和設備。然而,在研究了這些儀器之后,他發現在奶粉中。這些儀器不易用于快速檢測。”當時,我繞道走了很長一段路,后來發現只有自己才能做創新的事。”陳達說。

現在,利用陳達和他的團隊開發的儀器,可以快速檢測奶粉的質量和安全性,而無需樣品制備。

“其原理是利用復合光譜成像技術,在激光照射下,利用不同物質的獨特特性,快速識別奶粉中各種物質的‘指紋’”,陳達解釋說,通過這項技術,一方面,我國乳品中的各種物質的指紋識別技術已經得到了廣泛的應用。它能準確地記錄物質的組成,另一方面,能準確地檢測物質的物理性質,結合兩者,預測物質的化學組成。

利用這種方法進行檢測,不僅速度快,而且能在10秒內得到結果,操作簡單,精度高。乳粉的主要營養成分和含量可按國家食品安全標準一次測定,并判斷是否符合標準。

提供全面的質量控制解決方案

在陳達的實驗室里,有一排大型的冷凍陳列柜,里面裝滿了數萬個奶粉樣品。

在成功開發該儀器后,他們推出了微信公眾賬號。用戶可以通過注冊和填寫相關信息,發送奶粉樣品進行免費測試。 “第一天收到的樣本超過1,700個,”陳達清楚地記得。 “我們總共進行了4,000多次測試。”隨著越來越多的奶粉被送去測試,它的人力和能量都在增加。這項工作必須暫停。

在某種程度上,已經脫穎而出的奶粉樣品也反映了乳品行業對質量檢驗和質量控制的強烈需求。

在陳達看來,儀器只是一種工具,其背后的數據鏈更有價值。 “我們不僅告訴生產者一個結果,更重要的是,分析結果,澄清問題的根源,并澄清如何克服這個問題,”陳達說。 “事實上,我們提供了完整的數據鏈。”

這種奶粉快速檢測儀吸引了業內眾多公司的興趣。目前,陳達和他的團隊正在努力與其中一個最大的合作。

“我們根據每個工廠的具體情況,每條生產線和公司的具體需求進行定制。”陳達說,他們提供的不僅僅是設備,而是為公司的質量控制提供整體解決方案。

根據公司的良好生產規范(GMP),在技術和設備的幫助下,質量控制在原材料,輔助材料,半成品和成品四個層面進行。通過這項技術,企業可以獲得完整的質量和安全數據。 “當質量波動時,我們可以扭轉生產的哪個部分產生問題。”

在陳達看來,這是“工業4.0”的實施,可以有效地完成乳業整個過程的數字化和智能化。

“我們首先稱之為產業價值鏈的優化。事實上,這是三句話:第一是充分利用一切,使每一滴牛奶都能最大化其價值。首先,我們必須在早期階段規劃原材料的使用;第二是線。最好是根據六西格瑪的要求確保生產線的成品率,了解每個生產過程對產品的影響,為今后定制生產奶粉提供很好的基礎;第三是節約能源,減少排放,最大限度地保護環境。

從公司的角度來看,這種方法可以降低風險,從而降低生產成本并提高品牌聲譽。 “從長遠來看,這是為中國乳業產業鏈提供全球競爭力。”陳達說。

個性化奶粉將來會實現

目前,這款奶粉測試儀不斷更新其迭代次數。

在陳達看來,這種樂器因其良好的擴展性而充滿了各種可能性。 “它可以擴展到快速檢測重金屬,真菌毒素和危害因素,”陳達說。 “將來,就像奶粉'體檢'一樣,一旦檢測到少量樣品,質量因素,危害因素,污染物等都可以使用一次。性別篩查很干凈。“

但是,陳達的目標非常務實。 “首先是要很好地檢測這些數據;第二是要善用它;第三是反過來指導制造商的配方設計和生產。“

他透露,下一步有兩個主要方向。 “首先是實時控制,即生產方控制。”陳達說,“第二是提供數據深度整合的平臺,實現生產,消費,甚至銷售數據的無縫集成,結合硬技術和軟科學,充分利用大數據背后的價值。” p>

據估計,一站式自動檢測技術將大大降低企業的成本,“成本降低70%以上,效率提高百倍。”

“業內人士經常說,一滴牛奶價格的十分之一用于測試。”陳達說,目前的奶粉測試已被國外壟斷,導致測試成本高,其次,檢測效率低。技術反應不及時。 “外國公司的核心技術團隊不在國內,反應至少半年,特別是對于新問題,時間更長,成本更高。關鍵是我們不能等待“。

在陳達看來,相關技術的本土化是乳業發展面臨的一個嚴重而緊迫的問題。 “只有國家的乳制品生產系統具有良好的自我調節能力,消費者才建立了對國內品牌的信任,促進乳制品行業的健康發展。”

“我們在某一方面取得了突破,并希望成為世界之巔。”陳達表示,該團隊目前正在開發面向消費者的“便攜式”甚至“可穿戴式”測試設備,以滿足消費者的定制需求。取得了良好的進展階段,并初步推出了工程樣機。

“如果技術完全成熟,它還可以實現小規模的個人定制奶粉,根據每個人的身體和營養需求進行優化和定制,并結合個性化數據給出最理想的營養計劃。”陳達預測, “未來的高端牛奶個性化定制將成為一種趨勢,它也是國內奶粉高端產品的一個很好的突破。”

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