乳饮料稳定性分析技术及快速分析方法A.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,Company Logo,*,Click to edit Master title style,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,1,乳饮料稳定性分析技术及快速分析方法,杨学宏,快速分析意味着什么？,将乳品新产品开发速度提高,180,倍,一天完成长保产品的稳定性评价，常规方法需要,180,天。,产品的稳定性保证,系统评价产品体系，保证产品质量稳定，降低企业生产风险,2.,乳饮料稳定性机理分析,3.,实时动态光谱分析技术,1.,乳饮料稳定性分析现状,4,.,新技术在乳饮料中的应用,目录,2.,乳饮料稳定性机理分析,3.,实时动态光谱分析技术,1.,乳饮料稳定性分析现状,4,.,新技术在乳饮料中的应用,目录,乳饮料稳定性分析现状,乳饮料稳定性表现,稳定性差，沉淀是由于稳定体系不能完善的解决蛋白质的稳定问题,破乳分层,稳定性极差，分层是稳定体系没有建立，蛋白完全沉淀,沉淀,乳饮料稳定性表现,稳定性差，说明乳饮料体系持水性不够,稳定性极差，体系在低温或者高温情况下出现稳定剂导致的凝聚现象,析水,凝胶,乳饮料稳定性分析现状,浮油,上浮,乳饮料稳定性表现,稳定性极差，体系由于稳定剂导致的轻微凝聚现象整体上浮，底部出现析水,稳定性差，稳定剂控制浮油的性能差，导致乳饮料中脂肪上浮,乳饮料稳定性分析现状,今天,100,天以后,乳饮料稳定性分析现状,静置观察产品稳定性表现,产品从制作后静置观察，一段时间后不同的体系出现不同的现象,离心法,常温观察,恒温观察,冷藏观察,主观因素大,不客观,准确，观察周期长,常规稳定性观察方式,乳饮料稳定性分析现状,10,3,在一个重力条件下间接分析方法,A,密度变化测定,B,粒子尺寸、分布、形状,D,电泳或,zata,电位分析,C,粘度状态,D,其他测量方法,2,在一个重力条件下直接分析方法,C,电导率的测量方法,A,显微镜观察,B,分光光度计测定,肉眼直观观察,1,简单，可能存在不客观,准确,浪费时间,快速,不能很准确,乳饮料稳定性分析现状,目前稳定性分析方法优劣,我们需要什么？,快速,缩短开发时间，抢占市场先机,简单直接,直观表现，准确反映体系变化,准确客观,排除人为干预，结果公正,乳饮料稳定性分析现状,加速离心分析和可定量的直观方式表征沉淀和上浮行为,评估溶液体系结构稳定性,预测产品保质期,分析方法的基础：,一个在重力或者离心的范围内广泛应用的关于沉淀或上浮固结的过程理论,乳饮料稳定性分析现状,稳定性分析的需求与目的,2.,乳饮料稳定性机理分析,3.,实时动态光谱分析技术,1.,乳饮料稳定性分析现状,4,.,新技术在乳饮料中的应用,目录,聚合,聚集,上,浮,沉淀,乳饮料稳定性机理分析,微粒,移动问题,15,d,I,O,I,在重力条件或是离心条件下的粒子移动,StokesLaw,v=,xg,2,Dr,.,r,2,9,h,近红外光学检测技术,I,I,O,-ln =E=,e,.,a,.,d,Lambert-Beer Law,乳饮料稳定性机理分析,物理学基础,离心加速溶液粒子的变化速度,透射光扫描产品，反应组织直观状态变化,专业软件计算粒子上浮、沉淀速率,乳饮料稳定性机理分析,稳定性快速分析的手段,Lambert-Beer Law,250 mm bottle:,为乳品保质期的快速判断建立了知识储备。,透射光扫描产品，反应组织直观状态变化,4661 um/second,评估溶液体系结构稳定性,实时动态光谱分析技术,新技术在乳饮料中的应用,新技术在乳饮料中的应用,乳饮料稳定性机理分析,D 电泳或zata电位分析,Divide V(LF)by RCF.,乳饮料稳定性机理分析,新技术在乳饮料中的应用,计算 在1xg重力的V(at Gravity,1 xg)=V(FL)/N,Dimension m/s,2.,乳饮料稳定性机理分析,3.,实时动态光谱分析技术,1.,乳饮料稳定性分析现状,4,.,新技术在乳饮料中的应用,目录,Time,Space,实时动态光谱分析技术,稳定性分析仪的组成,92,94,96,98,100,102,104,106,108,110,112,位置对应标尺,mm,0,50,透射率,%,底部,弯液面,100,114,单分散性粒子的投射图及光谱图,实时动态光谱分析技术,沉淀行为的数据解析,上浮行为的数据解析,实时动态光谱分析技术,22,沉淀速率,上浮速率,溶液澄清页面位置,时间,比色皿底部,液面,沉淀和上浮的评估,实时动态光谱分析技术,23,整 体 透 过 率,时间,稳定性趋势的评价,正常澄清速率,非常不稳定,非常稳定,实时动态光谱分析技术,单一沉降体系扫描光谱图,樣品池底部,沉降的高度,实时动态光谱分析技术,25,单一上浮体系扫描光谱图,乳状物之沉淀层,界面,:,空气,-,样品,上升的澄清,:,漂浮,界面,:,乳状物之沉淀层,-,澄清,样品池底部,样品上方空气层,实时动态光谱分析技术,乳饮料稳定性机理分析,专业软件计算粒子上浮、沉淀速率,新技术在乳饮料中的应用,稳定剂不同，其他配料和工艺完全相同产品的稳定性分析图,乳饮料稳定性分析技术及快速分析方法,产品体系原辅料变化监测,001x3600 x24 x 30,甜奶饮料，基料、制作工艺相同。,实时动态光谱分析技术,vSed m/s 3 SD,一个在重力或者离心的范围内广泛应用的关于沉淀或上浮固结的过程理论,评估溶液体系结构稳定性,3000 rpm 1308 xg -3.,实时动态光谱分析技术,mm/month:Vm/s x 0.,250 mm bottle:,新技术在乳饮料中的应用,2.,乳饮料稳定性机理分析,3.,实时动态光谱分析技术,1.,乳饮料稳定性分析现状,4,.,新技术在乳饮料中的应用,目录,新技术在乳饮料中的应用,不同产品体系的特征图谱,调配型乳饮料 发酵型乳饮料,中性奶 酸奶,乳饮料稳定体系快速判断及选择,产品体系原辅料变化监测,产品保质期预测,新技术在乳饮料中的应用,单一上浮体系扫描光谱图,应用领域及分析方法,乳饮料稳定体系快速判断及选择,新技术在乳饮料中的应用,稳定,不稳定,稳定,不稳定,1,2,3,4,新技术在乳饮料中的应用,乳饮料稳定体系快速判断及选择,新技术在乳饮料中的应用,1.,乳饮料稳定体系快速判断及选择,0,000,0,002,0,004,0,006,0,008,0,010,0,1,2,3,4,5,4,3,2,6,1,v,Sed,m/s 3 SD,R=0,987,P 0,0001,LUM,iFuge,Test Tube Test*,t=0,t=12 weeks,*,0,001 m/s=2,5 mm/Month,different types,新技术在乳饮料中的应用,1.,乳饮料稳定体系快速判断及选择,33,0,1,2,3,4,5,0,500,1000,1500,2000,2500,沉降的速度,m/s,稳定剂用量,g,最优,/,关键浓度,快速沉降,(,聚集,),稳定悬浮,新技术在乳饮料中的应用,1.,乳饮料稳定体系快速判断及选择,1.,稳定剂辨别,二、产品体系原辅料变化监测,稳定剂不同，其他配料和工艺完全相同产品的稳定性分析图,结论：,A,为非凝胶体系稳定剂；,B,为凝胶体系稳定剂,新技术在乳饮料中的应用,A,B,2.,稳定剂品质鉴别,甜奶饮料，基料、制作工艺相同。,稳定剂不同，稳定剂,1#,是在,2#,基础上增加一定量的胶体。结论：,1#,产品不会出现沉淀，,2#,产品出现沉淀,因此通过图谱分析可以判定稳定剂不同批次是否存在差异，不同厂 家的原辅料的质量、配料体系是否一样。,1,2,新技术在乳饮料中的应用,二、产品体系原辅料变化监测,LUM,iFuge Data,计算产品在重力条件沉降速率的常规方式,沉降速率和离心转速建立线性关系,.,2.Divide V(LF)by RCF.,3.V,(at Gravity,1 xg),=V(FL)/RCF,Units:m/s,4.Convert Vm/s into every day time-scale.,mm/week:Vm/s x 86.4 x 7,mm/month:Vm/s x 86.4 x 30,新技术在乳饮料中的应用,3.,产品保质期预测,乳化悬浮液在不同的重力加速度下的沉降速率,0,100,200,300,400,500,0,50,100,150,Statistics:,n=14,SD of Slope=0.6%,R=0.9997,沉降速率,m,m/s,离心力,xg,新技术在乳饮料中的应用,3.,产品保质期预测,Sample,D,E,F,Calc.Shelf Life days,6.5,4.1,1.95,250 mm bottle:,5 mm bottom layer,新技术在乳饮料中的应用,3.,产品保质期预测,选择范围和阈值,X,轴,110mm 129.5mm,Y,轴,10%,新技术在乳饮料中的应用,3.,产品保质期预测,1000 rpm,145 xg,-0.4661 um/second,2000 rpm,581 xg,-1.7269 um/second,3000 rpm,1308 xg,-3.7194 um/second,4000 rpm,2325 xg,-6.9270 um/second,新技术在乳饮料中的应用,3.,产品保质期预测,计算 在,1xg,重力的,V(at Gravity,1 xg)=V(FL)/N,Dimension m/s,计算在不同重力间漂浮速度,V(1 xg)_Average(,平均,)=(,m/s+(,-,m/s),/2,=-,m/second,Convert Vm/s into every day time-scale.,mm/month:Vm/s x 0.001x3600 x24 x 30,结论：浮油,保质期的计算值同实际观察的表观现象需要通过大量的数据支持建立对等的数据库，来得到两者之间的判断系数，不同的产品判断系数不同。兄弟公司经过一年的工作，已经完成了数据库建立。为乳品保质期的快速判断建立了知识储备。,新技术在乳饮料中的应用,3.,产品保质期预测,