Hapukontrollin

Hapukontrollin on käsite, jota käytetään kuvaamaan prosesseja ja menetelmiä, joilla säädetään ja seurataan elintarvikkeiden, juomien ja bioprosessien happamuutta. Siihen kuuluu pH-arvon hallinta sekä titrattavan hapokkuuden (aciditätin) säätö sekä happamuuden kehityksen monitorointi koko tuotantoprosessin aikana. Hapukontrollia voidaan tarkastella sekä prosessin että lopputuotteenlaadun näkökulmasta.

Periaatteet ja tekniikat. Hapet ovat kemiallisia ominaisuuksia, joita vaikuttavat pH, ionitasapaino, lämpötila ja mikrobiologinen aktiivisuus. Hapukontrollissa käytetään puskurijärjestelmiä, pH-mittauksia ja inline-sensorointia sekä annostelua happoja tai emäksiä tarpeen mukaan. Kontrolloinnissa pyritään pitämään haluttu pH-arvo ja/tai titrattava happamuus vakaana sekä mahdollistamaan toivotun mikrobien toiminnan tai prosessin etenemisen.

Sovellukset. Hapukontrollia sovelletaan laajasti elintarviketeollisuudessa ja juomateollisuudessa: maitotuotteiden ja hapatettujen tuotteiden fermentaatiosta, mehujen ja mehuvalmistuksen, säilöntä- ja marjatuotteiden käsittelyyn, leipätaikinoiden leivontaprosesseihin sekä viinin ja oluen hapokkuuden hallintaan. Myös erilaiset säilöntäprosessit ja biosidiplot keskustelevat hapukontrollin kanssa.

Mittaus ja säätö. Tyypillisiä työkaluja ovat pH-mittarit, inline-pH-anturit ja automaattiset annostelujärjestelmät, jotka suorittavat säätöä dynaamisesti. Käytetään usein säätömenetelmiä kuten PID-ohjaus sekä ennakoivia malleja, jotka huomioivat lämpötilan, tilavuuden ja reaktiometrit.

Haasteet ja kehitys. Haasteita ovat sensorien kesto, kalibrointitarve, tilavuuden ja sekoittuvuuden aiheuttama heterogeenisyys sekä viive kontrollissa. Tulevaisuudessa kehityssuunta kohdistuu entistä tarkempiin, kestävämpiin antureihin, reaaliaikaiseen monitorointiin sekä koneoppimiseen säätötarpeiden ennustamisessa.