Quando il siero diventa valore: controllo di processo e PAT nel lattiero-caseario
Nel lattiero-caseario il siero sta cambiando ruolo.
Da sottoprodotto da gestire può diventare una materia prima da valorizzare per la produzione di proteine, ingredienti ad alto valore, formulazioni high-protein, nutrizione e altre applicazioni specialistiche.
Quando il siero acquista maggiore valore, diventa ancora più importante conoscerne meglio e più rapidamente le caratteristiche durante il processo.
Dal controllo del prodotto al controllo del processo
Il laboratorio rimane il riferimento fondamentale per il controllo qualità e per la validazione analitica.
In alcune fasi produttive, però, conoscere un parametro solo dopo il campionamento e l’analisi può significare disporre dell’informazione quando il processo è già avanzato.
La domanda diventa quindi:
Quali informazioni sarebbero più utili se fossero disponibili prima, più frequentemente o direttamente vicino alla linea?
Composizione, solidi, umidità, concentrazione, variabilità e andamento del processo possono assumere un significato diverso quando il dato è disponibile mentre è ancora possibile intervenire.
Non si tratta quindi di fare più analisi, ma di avere l’informazione giusta nel momento in cui può supportare le decisioni di produzione e qualità.
Il ruolo del PAT
Il PAT – Process Analytical Technology – parte proprio da questo principio: portare il dato analitico più vicino al processo produttivo, trasformandolo da semplice verifica a posteriori in informazione operativa.
Nel settore lattiero-caseario questo approccio può essere valutato in diverse fasi, dalla standardizzazione della materia prima alla trasformazione, dalla concentrazione al controllo del prodotto durante la lavorazione.
La tecnologia da utilizzare dipende sempre dall’applicazione reale, dal parametro di interesse, dalla matrice, dalle condizioni di processo e dalle prestazioni analitiche richieste.
Dove può entrare la spettroscopia NIR
La spettroscopia NIR è particolarmente interessante quando è necessario ottenere informazioni rapide e non distruttive direttamente vicino alla produzione o, quando tecnicamente possibile, in linea o in by-pass.
Nel dairy esistono già applicazioni per il controllo di parametri compositivi quali grasso, umidità ed estratto secco.
Altri parametri possono essere valutati caso per caso, ma la loro reale applicabilità deve sempre essere verificata sulla matrice specifica.
Un progetto NIR affidabile richiede:
- definizione precisa del parametro da controllare;
- campioni rappresentativi della reale variabilità produttiva;
- un metodo analitico di riferimento adeguato;
- sviluppo e validazione della calibrazione;
- individuazione del punto di misura più rappresentativo;
- verifica delle condizioni operative e delle modalità di lavaggio/CIP.
Per questo motivo non è corretto partire dallo strumento.
È preferibile partire dal processo e dalla domanda analitica.
Alcune applicazioni già sviluppate nel dairy
L’approccio PAT e NIR trova già applicazione in diverse produzioni lattiero-casearie.
Nel mascarpone, ad esempio, il monitoraggio NIR in linea del contenuto di grasso permette di seguire l’andamento del parametro durante la produzione e di ridurre il ritardo fra processo e disponibilità del dato.
Nel burro, la spettroscopia NIR può essere utilizzata per monitorare rapidamente parametri quali umidità, grassi ed estratto secco magro, supportando qualità, resa e ripetibilità produttiva.
Anche nella produzione di ricotta è possibile valutare approcci di controllo più vicini alla linea per parametri come umidità e grasso.
Il principio comune è sempre lo stesso: affiancare il laboratorio con informazioni più tempestive, senza sostituire i metodi analitici di riferimento.
Non solo NIR: fermentazioni e acidificazione
Nel settore dairy il controllo di processo riguarda anche le fermentazioni.
Per yogurt, formaggi freschi, colture starter e altri prodotti fermentati, seguire l’intera curva di acidificazione può fornire informazioni che il solo valore finale di pH non evidenzia.
Sistemi dedicati come iCinac permettono, ad esempio, di monitorare nel tempo pH, temperatura e potenziale redox e possono essere utilizzati per confrontare colture, formulazioni e condizioni operative.
Anche in questo caso il valore non consiste nell’avere semplicemente più dati, ma nel comprendere meglio il comportamento del processo.
Da quale domanda partire?
Prima di valutare una tecnologia o una configurazione strumentale, può essere utile partire da una domanda molto semplice:
Quale parametro, se disponibile prima o in modo continuo, aiuterebbe a ridurre variabilità, rilavorazioni, tempi di attesa o perdita di valore?
La risposta permette di capire se esiste realmente un problema analitico da affrontare e quale approccio possa essere tecnicamente ed economicamente sensato.
Ogni processo lattiero-caseario ha caratteristiche proprie: prodotto, viscosità, temperatura, concentrazione, punto di misura, pulizia, variabilità e metodi analitici disponibili.
Per questo una prima valutazione può partire anche soltanto da una breve descrizione del processo e del parametro che si vorrebbe tenere sotto controllo.
Vuoi valutare una possibile applicazione?
Se nella vostra produzione esiste un parametro che sarebbe utile conoscere prima o più vicino alla linea, possiamo partire da quello.
È sufficiente indicare il prodotto o il processo, il parametro di interesse e come viene controllato oggi.
Da queste prime informazioni possiamo capire insieme se abbia senso approfondire un’applicazione PAT, NIR o un’altra soluzione analitica dedicata al processo.