Using NIR Technology to Monitor Flavorings and Seasonings in Snack Foods

 การตรวจวัดสารปรุงรสในขนมขบเคี้ยวด้วยเทคโนโลยี NIR

เทคโนโลยีอินฟราเรด(Near-Infrared หรือ NIR) เป็นที่รู้จักกันดีในเรื่องของการวัดค่าความชื้นและน้ำมันในอาหารอย่างรวดเร็วและแม่นยำ แต่คุณรู้หรือไม่ว่า NIR ยังสามารถใช้วัด ปริมาณสารปรุงรสและเครื่องเทศในขนมขบเคี้ยวได้แบบเรียลไทม์ ด้วย?

 ทำไมต้องวัดสารปรุงรส?

สารปรุงรส เช่น รสชีส หัวหอม หรือกระเทียม มักถูกใส่ในขนมขบเคี้ยวในรูปแบบ:

• สลัด (slurry)
• ผงปรุงรส
• น้ำมันปรุงรส

ความสม่ำเสมอของการเติมรสเป็นสิ่งสำคัญ หากมีปัญหา เช่น หัวฉีดอุดตัน หรือปั๊มเสีย อาจทำให้เติมรสมากหรือน้อยเกินไป ซึ่งส่งผลต่อคุณภาพผลิตภัณฑ์โดยตรง

สูตรการวัดแบบเดิม:
% การเคลือบ = 100 – (น้ำหนักผลิตภัณฑ์ก่อนเคลือบ / น้ำหนักผลิตภัณฑ์หลังเคลือบ) × 100

หากสัดส่วนของของแข็ง (solids) คงที่ ปริมาณสารปรุงรสจะเพิ่มหรือลดตามน้ำหนักการเคลือบ ซึ่ง NIR สามารถช่วยตรวจวัดได้แบบต่อเนื่อง

 NIR ทำงานอย่างไรกับการวัดสารปรุงรส

เครื่อง NIR วัด ปริมาณน้ำมัน ที่เคลือบบนผิวขนม หากสัดส่วนของของแข็งไม่เปลี่ยน การเปลี่ยนแปลงของน้ำมันจะบ่งบอกถึงปริมาณของสารปรุงรสที่เปลี่ยนไป

จุดติดตั้งเครื่องวัด:

• บนสายพานหลังจากออกจากเครื่องปรุงรส (seasoning tumbler)
• หรือห่างออกไปเล็กน้อยจากจุดนั้น

 ควรมีความลึกของผลิตภัณฑ์บนสายพานอย่างน้อย 2 นิ้ว เพื่อให้ได้ค่าการวัดที่แม่นยำ

 หมายเหตุ: ไม่แนะนำให้ติดตั้งเครื่องวัดบนสายพานแบบถัง (bucket conveyor) เนื่องจากผลการวัดจะไม่นิ่ง

 ข้อควรพิจารณาในการวัดด้วย NIR

NIR เป็นการวัดที่อิงกับพื้นผิว เพราะแสงทะลุเข้าไปได้เพียงไม่กี่มิลลิเมตร จึงต้องมั่นใจว่าพื้นผิวของผลิตภัณฑ์ “แทนตัว” เนื้อทั้งหมดได้ดี

แนวทางการเลือกตำแหน่งวัด:

• เลือกจุดที่ผลิตภัณฑ์ถูกพลิกหรือตีผสมแล้ว เช่น หลังจากเครื่องปั่นปรุงรส
• หากผลิตภัณฑ์มีขนาดใหญ่หรือรูปร่างไม่สม่ำเสมอ อาจมี “เสียงรบกวนจากการวางตัวของผลิตภัณฑ์” ให้ใช้การหน่วง (damping) เพื่อลดผลกระทบ
• ให้แน่ใจว่าชั้นของขนมปิดทับสายพานทั้งหมด เพื่อหลีกเลี่ยงการวัดค่าจากสายพาน
• ถ้าการไหลของผลิตภัณฑ์ไม่ต่อเนื่อง ควรใช้ระบบ gating เพื่อหยุดค่าการวัดเมื่อไม่มีผลิตภัณฑ์ผ่านหน้าเครื่อง

ปัจจัยแวดล้อม:

• ขนมที่ออกจากเตาหรือหม้อทอดมักจะมีไอน้ำ ทำให้ค่าการวัดไม่นิ่ง ควรใช้ air purge เป่าละอองไอน้ำออก
• บริเวณดังกล่าวอาจมีอุณหภูมิสูงเกิน 50°C ซึ่งส่งผลเสียต่อวงจรอิเล็กทรอนิกส์ จำเป็นต้องมี ระบบระบายความร้อนด้วยอากาศหรือระบบน้ำ
• ติดตั้งในตำแหน่งที่ไม่มีแรงสั่นสะเทือนจากเครื่องจักร

 การสอบเทียบ: ปัจจัยสำคัญของความแม่นยำ

การสอบเทียบ (Calibration) ที่ถูกต้องเป็นสิ่งจำเป็นในการใช้งาน NIR อย่างแม่นยำ

 การสอบเทียบ บนสายการผลิต (แนะนำ)

• เหมาะสำหรับขนมทอดหรืออบที่ยังร้อน เพราะเนื้อจะดูโปร่งแสงมากกว่าตอนเย็น
• สอบเทียบได้ดีที่สุดที่ทางออกของเตาอบหรือหม้อทอด
• ต้องมีการสร้างช่วงค่าความชื้น/น้ำมัน เพื่อให้ได้กราฟสอบเทียบที่แม่นยำ (อาจมีของเสียเกิดขึ้นเล็กน้อย)
• ควรเก็บตัวอย่างอย่างน้อย 7 ตัวอย่าง ไปวิเคราะห์ในแล็บ

 การสอบเทียบ นอกสายการผลิต (สำรอง)

• ใช้ตัวอย่างที่มีช่วงความชื้นหรือน้ำมันประมาณ ±2% จากค่ากลาง
• หลังติดตั้ง ควร ปรับค่าศูนย์ (zero correction) บนสายการผลิตโดยใช้ผลิตภัณฑ์ที่ได้คุณภาพ

 ตำแหน่งการวัดและวัตถุประสงค์

ข้อมูลจาก NIR สามารถนำไปใช้ในการควบคุมกระบวนการอัตโนมัติหรือแมนนวล เพื่อป้องกันการผลิตสินค้าที่ไม่ได้มาตรฐาน