Entwicklung eines auf Nahinfrarot basierenden Tools zur multiparametrischen analytischen Online-Verfolgung bei der Herstellung von fermentierten Getränken
Die Möglichkeit der In-situ-Überwachung der Gärungsparameter würde eine bessere Vorhersagbarkeit der Gärung ermöglichen. Insbesondere könnten Echtzeitdaten über die Zucker- und Ethanolkonzentrationen dazu beitragen, langsame Gärungen oder vorzeitigen Gärungsstopps zu erkennen und zu beheben. Eine solche Fähigkeit eröffnet auch die Möglichkeit, die Fermentation zu steuern und automatisierte kontinuierliche Fed-Batch-Fermentationsprozesse zu entwerfen.
Dieses Projekt schlug vor, ein auf Infrarot (IR)-Spektroskopie basierendes Analysewerkzeug zu entwickeln, das in der Lage ist, Zucker und Ethanol online während langer Fermentationsprozesse (?3 Wochen) und in völlig trüben Umgebungen zu messen. Um den Erfolg dieses Projekts sicherzustellen, wurden zwei Varianten der Fourier-Transformations-Infrarotspektroskopie (FT-IR) evaluiert: die Nah-Infrarot-Spektroskopie unter Verwendung einer Transflektanzsonde sowie die Mid-Infrarot-Spektroskopie unter Verwendung eines Probenahmesystems mit abgeschwächter Totalreflexion (ATR). Die Nah-Infrarot-Variante (NIR) wurde in Changins entwickelt, während die Entwicklung der Mid-Infrarot-Variante (MIR) an der HTA-FR durchgeführt wurde.
Während des Projekts wurde gezeigt, dass beide Ansätze, NIR-FT und MIR-FT-ATR, erfolgreich angewendet werden können, um die Zuckerkonzentrationen während völlig trüber alkoholischer Gärungen zu überwachen. Die MIR-Spektroskopie zeigte eine höhere Empfindlichkeit. Allerdings verursachte die auf der Oberfläche der ATR-Kristalle sedimentierte Hefe im Laufe der Zeit Interferenzen. Der NIR-Ansatz mit der Transflektanzsonde zeigte eine geringere Genauigkeit. Sie wurde jedoch nicht durch das Problem der Hefesedimentation beeinträchtigt.
2014 - 2018
Partner: EIA-FR
Finanzierung: HES-SO
