Die Automatisierung von Produktionsprozessen ist ein allgegenwärtiges Thema. Dabei spielt die Erfassung von Daten in Echtzeit mit Hilfe von sogenannten Smarten Sensoren eine entscheidende Rolle. Um die traditionellen Parameter Trockensubstanz, polarimetrischer Zuckergehalt und HPLC-Zuckergehalt kontinuierlich an verschiedenen Punkten im Prozess in Echtzeit zu bestimmen, setzt die Pfeifer & Langen IP GmbH unter anderem auf die Nahinfrarotspektroskopie (NIRS). Um die NIR-Technologie für sämtliche flüssige und feste Roh,- Zwischen- und Endprodukte der Zuckererzeugung als gebrauchsfertige Lösungen nutzen und vermarkten zu können, hat die IP GmbH technische Einbaulösungen und spezifischen Kalibrationsmodelle über mehrere Jahre entwickelt. Die zugrunde liegenden mathematischen Modelle bauen dabei auf einer umfangreichen Datenlage auf und werden kontinuierlich optimiert. Dabei machen die unterschiedlichen Probenmatrices und Umgebungsbedingungen die Modellentwicklung sehr komplex. Diese Veröffentlichungen fokussiert sich auf die Entwicklung von NIRS-Sensoren für verschiedene flüssige Zwischenprodukte der Zuckerrübenproduktion.
Die sehr gute Korrelation zwischen Labordaten und NIR-Prozessdaten (R2 = 0,993 für den polarimetrischen Zuckergehalt und R2 = 0,982 für den HPLC-Zuckergehalt) verdeutlicht die Anwendbarkeit dieser Messtechnik, um die manuelle Arbeit im Labor zeitnah deutlich zu reduzieren. Darüber hinaus sollen diese Echtzeit-Daten zukünftig für eine modellbasierte Prozesskontrolle verwendet werden. Über die grundlegende Funktion hinaus – die Bestimmung der Trockensubstanz, des polarimetrischen Zuckergehaltes und des HPLC-Zuckergehaltes in Echtzeit – können mit Hilfe der NIR-Daten zusätzliche Erkenntnisse generiert werden. So erlaubt eine detaillierte Betrachtung der Differenz zwischen dem polarimetrischen Zuckergehalt und dem HPLC-Zuckergehalt einen Rückschluss auf die Anwesenheit bestimmter Nichtzuckerstoffe, insbesondere mikrobieller Polysaccharide.
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