pHotoYOGURT

pHotoYOGURT pretén la validació a nivell de planta pilot d'un mètode òptic disruptiu, capaç de determinar, inline i de forma no destructiva, el pH en els tancs de producció de iogurt. Aquesta tecnologia, de ser validada amb èxit, representaria un canvi de paradigma en la fabricació de iogurt.

Per raons de seguretat alimentària, la indústria de producció de iogurt té el requisit legal d'assolir un pH de 4,6 per aturar la fermentació i començar el refredament del producte. El sistema tradicional requereix presa de mostres de iogurt cada 10-15 minuts per al mesurament extern del pH (off-line o at-line), el que genera costos de personal i riscos sanitaris innecessaris. La tecnologia pHotoYOGURT és un mètode òptic no destructiu de monitoratge que mesura constantment el pH del iogurt en temps real. Consisteix en un sensor de fibra òptica compatible amb una neteja in situ (CIP), fàcil d'usar, instal·lat directament a la paret del tanc de fermentació.

Més concretament, el sistema consta d'un sensor òptic NIR de mida reduïda que s'instal·la a la paret d'un fermentador. Un LED emet llum que és transmesa per una fibra òptica fins a la llet. La llum dispersada pels agregats de caseïna durant la fermentació es transmet mitjançant una altra fibra òptica adjacent a un fotodetector de silici que la transforma en un voltatge. La ràtio de dispersió de llum es correlaciona amb els valors de pH mitjançant un algoritme específic. El sistema d'adquisició de dades consta d'un controlador lògic programable (PLC) en què s'instal·la el programari per a l'adquisició de dades i la predicció del punt final de fermentació. 

La llum dispersa conté informació sobre la fermentació que permet determinar el pH a partir de la llum dispersa. La tecnologia pHotoYOGURT, que ha estat desenvolupada i patentada per la UAB, és l'únic mètode disponible avui en dia per transformar en temps real un senyal òptic no destructiu en lectures en continu de pH, que eviten la intervenció humana en la presa de mostres del producte, així com els riscos sanitaris i de qualitat associats a aquest mostreig.

La implementació de la tecnologia pHotoYOGURT suposa avantatges com:

1. Ús d'un sensor intel·ligent com tecnologia d'anàlisi de processos (PAT) en combinació amb quimiometria, com a procés innovador per assegurar la qualitat.
2. Selecció automàtica del punt final de la fermentació sense intervenció humana, en línia amb les tendències de la indústria 4.0 (automatització completa, big data i internet de les coses).
3. Eliminació d'un punt de control crític en la línia de producció de iogurt, per tal d'evitar una possible contaminació microbiològica, que pogués donar lloc a alteracions de qualitat o riscos sanitaris.
4. Millorar la consistència entre lots del producte final.
5. Reduir la sinèresis (extracció del xerigot), un defecte ben conegut del iogurt, el que augmentarà l'acceptabilitat del producte final per part del consumidor.
6. Disminuir les possibilitats de rebuig de partides de iogurt que estiguin per sota de l'estàndard de qualitat, reduint els efluents i l'impacte ambiental.
7. Minimitzar l'ús d'energia i les emissions de CO₂ associades, al facilitar l'optimització de la selecció del punt final de fermentació, contribuint a lluitar contra l'escalfament global.

La manca d'una tecnologia fiable per monitoritzar en línia el pH del iogurt està impedint l'automatització de la selecció del punt final de la fermentació. La validació amb èxit, a nivell de planta pilot, de la tecnologia pHotoYOGURT, permetria completar la transferència d'una tecnologia única, capaç de monitoritzar el pH del iogurt de manera contínua i sense prendre mostres manualment, el que sens dubte tindria un gran impacte a nivell industrial.

Aquest projecte ha estat cofinançat per la Unió Europea a través del Fons Europeu de Desenvolupament Regional (FEDER).