Compreensão e monitoramento de processos: um vislumbre das estratégias de dados para espectrômetros NIR miniaturizados

Resumo:

Antecedentes A implementação de tecnologias analíticas de processo (PAT) ganhou atenção desde 2004, quando sua introdução formal pela Administração de Alimentos e Medicamentos dos EUA foi introduzida. Os fabricantes que precisam avaliar o emprego de novos sistemas de monitoramento podem enfrentar diferentes desafios: identificação de sensores adequados, verificação do significado dos dados, avaliação de várias estratégias estatísticas para obter insights sobre os dados e alcançar a compreensão do processo e, finalmente, as possibilidades reais de monitoramento. As fermentações de kefir foram escolhidas como exemplo por causa das transformações químicas e físicas que ocorreram durante o processo, que podem ser comuns a vários outros processos de fermentação. Para preparar o caminho para o monitoramento, estabelecer as informações contidas nos dados e encontrar as ferramentas certas para extraí-las é de extrema importância. Estratégias para identificar diferentes condições experimentais nos espectros adquiridos com um NIR miniaturizado (1350-2550 nm) durante a ocorrência do processo foram abordadas. Resultados O estudo visa oferecer insights sobre boas práticas e etapas para preparar o caminho para o monitoramento do processo com dados NIR portáteis. Os principais aspectos de interesse dos processos em lote nas avaliações preliminares foram investigados e discutidos. Por um lado, a compreensão do processo e, por outro, as possibilidades de monitoramento do processo e determinação de endpoints foram examinadas. A combinação de diferentes ferramentas estatísticas permitiu a extração de informações dos dados e a identificação da ligação entre eles e as mudanças químicas e físicas durante o processo. Além disso, foram relatados insights sobre as características dos espectros na faixa espectroscópica estudada para a fermentação de kefir. Importância As capacidades de representação de espectros NIR miniaturizados e as estratégias estatísticas para caracterizar diferentes condições experimentais em um caso real de ocorrência de fermentação foram comprovadas. Os pontos fortes e as limitações de algumas das abordagens comuns para capturar mudanças nas condições de fermentação foram destacados. Para as várias abordagens estatísticas, foram exploradas as oportunidades oferecidas nos estágios de pesquisa e desenvolvimento e para definir o cenário para monitoramento e detecção de pontos finais.