pHotoYOGURT pretende la validación a nivel de planta piloto de un método óptico disruptivo, capaz de determinar, inline y de forma no destructiva, el pH en los tanques de producción de yogur. Esta tecnología, de ser validada con éxito, representaría un cambio de paradigma en la fabricación de yogur.
Por razones de seguridad alimentaria, la industria de producción de yogur tiene el requisito legal de alcanzar un pH de 4,6 para detener la fermentación y empezar el enfriamiento del producto. El sistema tradicional requiere toma de muestras de yogur cada 10-15 minutos para la medición externa del pH (off-line o at-line), lo que genera costes de personal y riesgos sanitarios innecesarios. La tecnología pHotoYOGURT es un método óptico no destructivo de monitorización que mide constantemente el pH del yogur en tiempo real. Consiste en un sensor de fibra óptica compatible con una limpieza in situ (CIP), fácil de usar, instalado directamente en la pared del tanque de fermentación.
Más concretamente, el sistema consta de un sensor óptico NIR de tamaño reducido que se instala en la pared de un fermentador. Un LED emite luz que es transmitida por una fibra óptica hasta la leche. La luz dispersada por los agregados de caseína durante la fermentación se transmite mediante otra fibra óptica adyacente a un fotodetector de silicio que la transforma en un voltaje. El ratio de dispersión de luz se correlaciona con los valores de pH mediante un algoritmo específico. El sistema de adquisición de datos consta de un controlador lógico programable (PLC) en el que se instala el software para la adquisición de datos y la predicción del punto final de fermentación.
La luz dispersa contiene información sobre la fermentación que permite determinar el pH a partir de la luz dispersa. La tecnología pHotoYOGURT, que ha sido desarrollada y patentada por la UAB, es el único método disponible hoy en día para transformar en tiempo real una señal óptica no destructiva en lecturas en continuo de pH, que evitan la intervención humana en la toma de muestras del producto, así como los riesgos sanitarios y de calidad asociados a este muestreo.
La implementación de la tecnología pHotoYOGURT supone ventajas como:
- Uso de un sensor inteligente como tecnología de análisis de procesos (PAT) en combinación con quimiometría, como proceso innovador para asegurar la calidad.
- Selección automática del punto final de la fermentación sin intervención humana, en línea con las tendencias de la industria 4.0 (automatización completa, big data e internet de las cosas).
- Eliminación de un punto de control crítico en la línea de producción de yogur, a fin de evitar una posible contaminación microbiológica, que pudiera dar lugar a alteraciones de calidad o riesgos sanitarios.
- Mejorar la consistencia entre lotes del producto final.
- Reducir la sinéresis (extracción del suero), un defecto bien conocido del yogur, lo que aumentará la aceptabilidad del producto final por parte del consumidor.
- Disminuir las posibilidades de rechazo de partidas de yogurt que estén por debajo del estándar de calidad, reduciendo los efluentes y el impacto ambiental.
- Minimizar el uso de energía y las emisiones de CO2 asociadas, al facilitar la optimización de la selección del punto final de fermentación, contribuyendo a luchar contra el calentamiento global.
La falta de una tecnología fiable para monitorizar online el pH del yogur está impidiendo la automatización de la selección del punto final de la fermentación. La validación con éxito, a nivel de planta piloto, de la tecnología pHotoYOGURT, permitiría completar la transferencia de una tecnología única, capaz de monitorizar el pH del yogur de forma continua y sin tomar muestras manualmente, lo que sin duda tendría un gran impacto a nivel industrial.
Este proyecto ha sido cofinanciado por la Unión Europea a través del Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER).