Comprensión y monitoreo de procesos: un vistazo a las estrategias de datos para espectrómetros NIR miniaturizados

Resumen:

Antecedentes La implementación de las tecnologías de análisis de procesos (PAT) ha ganado atención desde 2004, cuando se introdujo formalmente a través de la Administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos. Los fabricantes que necesitan evaluar el uso de nuevos sistemas de monitoreo podrían enfrentarse a diferentes desafíos: identificar los sensores adecuados, verificar el significado de los datos, evaluar varias estrategias estadísticas para obtener información sobre los datos y comprender los procesos y, por último, las posibilidades reales de monitoreo. Las fermentaciones del kéfir se eligieron como ejemplo debido a las transformaciones químicas y físicas que se produjeron durante el proceso, que podrían ser comunes a varios otros procesos de fermentación. Para allanar el camino para el monitoreo, es de suma importancia establecer la información contenida en los datos y encontrar las herramientas adecuadas para extraerlos. Se abordaron las estrategias para identificar las diferentes condiciones experimentales en los espectros adquiridos con un NIR miniaturizado (1350-2550 nm) durante el proceso. Resultados El estudio tiene como objetivo ofrecer información sobre las buenas prácticas y los pasos a seguir para allanar el camino para la monitorización de los procesos con datos NIR portátiles. Se investigaron y discutieron los principales aspectos de interés para los procesos por lotes en las evaluaciones preliminares. Por un lado, se examinaron la comprensión del proceso y, por otro, las posibilidades de supervisar los procesos y determinar los puntos finales. La combinación de diferentes herramientas estadísticas permitió extraer información de los datos e identificar el vínculo entre ellos y los cambios químicos y físicos durante el proceso. Además, se proporcionó información sobre las características espectrales dentro del rango espectroscópico estudiado para la fermentación del kéfir. Se demostró la significación de las capacidades de los espectros NIR miniaturizados para representar y las estrategias estadísticas para caracterizar diferentes condiciones experimentales en un caso real de fermentación. Se destacaron los puntos fuertes y las limitaciones de algunos de los métodos habituales para detectar los cambios en las condiciones de fermentación. En lo que respecta a los distintos enfoques estadísticos, se estudiaron las posibilidades que ofrecían las fases de investigación y desarrollo y las de sentar las bases para el seguimiento y la detección del punto final.