Lebensmittelinhaltsstoffe

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Herstellung ausgezeichneter Süßwaren

Auf der ganzen Welt gibt es unterschiedliche Valentinstagstraditionen: Manche schreiben Liebesgedichte an ihre Liebsten, andere feiern ihn als Freundschaftstag. Eine der beliebtesten Gepflogenheiten ist jedoch der Austausch von Pralinen als Zeichen der  Zuneigung.

Warum wird Schokolade mit Liebe in Verbindung gebracht? Das Geheimnis liegt in neurologischen Verbindungen des Gehirns. Das Mundgefühl, Fett, Zucker und Kakao sowie die ansprechende Optik sind die Wohlfühlkomponenten, die durch die Dopaminausschüttung in unserem Gehirn das Glücksgefühl in uns auslösen. In diesem Artikel vertiefen wir uns aber nicht in die Neurowissenschaften, sondern besprechen, was nötig ist, um hochwertige Süßwaren herzustellen.   

„Das Leben ist wie eine Schachtel Pralinen – man weiß nie, was man bekommt“.

Wenn es jedoch um die Herstellung von Pralinenfüllungen geht, fordern Prozesssteuerungen ein viel höheres Maß an Vertrauen. Dies kann mit der neuesten Technologie, den Inline-Refraktometern von Vaisala, erreicht werden. Diese werden an verschiedenen Punkten des Verfahrens eingesetzt und liefern kontinuierliche Messungen des Gesamtfeststoffgehalts oder von Brix (gelösten Feststoffen)  für eine konsistente Produktqualitätskontrolle.

Die Inline-Überwachung des Brechungsindex ermöglicht automatische Regelung und Alarme, die ausgegeben werden, wenn sich die Messungen den Warnstufen nähern. So können Prozessbetreiber ein gleichbleibendes und zuverlässiges Produkt sicherstellen und dafür sorgen, dass die laufende Produktion nicht nur unseren Geschmacksnerven, sondern auch den Herstellungsvorschriften und Produktspezifikationen  entspricht.

Qualität über alles

Einer der Kunden von Vaisala, die Pralinen herstellen, trägt den Slogan „Qualität über alles“. Daher ist es nicht verwunderlich, dass das Unternehmen in die Vaisala K-PATENTS® Hygienerefraktometer investiert hat, um Brix kontinuierlich zur endgültigen Qualitätskontrolle zu überwachen.
Die Pralinen enthalten Kirschen,  die in einem Kirschbrandlikör getränkt und mit einer reichhaltigen dunklen Schokolade überzogen werden.

Der Pralinenhersteller verwendet Vaisala Refraktometer zur Qualitätskontrolle des Likörs. Es wird überprüft, ob die Produktion genau der Rezeptur entspricht. Dem Weinbrand wird Ethanol zugesetzt, um die richtige Likörkonzentration zu erreichen, und Brix-Messungen werden unmittelbar vor der Zugabe des Weinbrands zu den Kirschen durchgeführt.

Produktionsbereiche, in denen mit Produkten mit hohem Alkoholgehalt gearbeitet wird, gelten als Gefahrenbereiche der ATEX-Zone 2. Das Überwachungsgerät muss also nicht nur für Hygieneanwendungen zugelassen sein, sondern auch eine ATEX-Klassifizierung aufweisen. In diesem speziellen Beispielfall musste das Refraktometer eigensicher sein und den Anforderungen der ATEX-Zone 0/1 entsprechen. Die Lösung von Vaisala kombinierte daher sowohl 3-A als auch EHEDG und ATEX-Zone 2, 1 oder 0.

Vor der Montage der Vaisala Refraktometer wurden Tests durch manuelle Probenahmen für die Laboranalyse durchgeführt. Dies war kostspielig und zeitaufwendig, wodurch es zu einer Verzögerung bei der Bereitstellung der Testergebnisse kam. Jede Abweichung von der Spezifikation kann daher zum Verlust oder zur Verschwendung des Produkts führen. Dank Inline-Überwachung werden Probleme jedoch sofort erkannt, sodass geeignete Maßnahmen unverzüglich ergriffen werden können.

Die Nahrung der Götter

Kakaopulver ist die wichtigste Zutat bei der Herstellung von Schokoladensüßigkeiten. Es wird durch die Verarbeitung der Kakaobohnen von Kakaobäumen, bekannt als Theobroma cacao, hergestellt – auf griechisch „die Nahrung der Götter“.

Es gibt zwei Arten von Kakaopulver. Natürliches Kakaopulver, das braun und natürlich säurehaltig ist (pH 5–6), und alkalisiertes Kakaopulver, das aus Kakaobohnen hergestellt wird, die mit einer alkalischen Lösung gewaschen wurden, um ihren Säuregehalt zu neutralisieren. Die satte Schokoladenfarbe und die Geschmackseigenschaften des alkalisierten Kakaopulvers werden von der Art und Konzentration des Alkalis beeinflusst. Daher werden Vaisala K-PATENTS Prozessrefraktometer eingesetzt, um sicherzustellen, dass das Verfahren innerhalb genau definierter Konzentrationsgrenzen oder -spezifikationen arbeitet.

Weitere Informationen finden Sie im Anwendungshinweis.

Qualitätskontrolle bei der Süßwarenherstellung

Zuckerkonfekte und Pralinenfüllungen werden hergestellt, indem eine verdünnte Mischung der Zutaten zubereitet und dann der Zuckergehalt durch Kochen und Verdampfen des Wassers auf das gewünschte Niveau konzentriert wird. Der endgültige Brix der Mischung bestimmt den Geschmack, die Konsistenz und die Gesamtqualität des Endprodukts. Eine sorgfältige Überwachung ist daher erforderlich, um eine gleichbleibende und zuverlässige Produktqualität zu gewährleisten.

Ein falscher Feuchtegehalt kann sich negativ auf die physikalischen Eigenschaften des Endprodukts auswirken, vorgelagerte Probleme zur Folge haben und die endgültige Produktqualität beeinträchtigen. Übermäßige Feuchte kann auch zu einer Verschlechterung des Produkts führen, indem das Wachstum von Mikroorganismen gefördert wird.

Mit dem Vaisala K-PATENTS Hygienerefraktometer kann der Brix-Gehalt der Kochlösung kontinuierlich gemessen werden. Dies liefert Echtzeitinformationen, um den Endpunkt des Kochens zu bestimmen und eine gleichbleibende Produktqualität sicherzustellen. Im Anwendungshinweis erfahren Sie mehr.

Robuste Technologie und zuverlässige Messung des Vaisala K-PATENTS Prozessrefraktometers bedeuten beispiellose Qualität der von uns geliebten Produkte. Ihr Valentinstag ist gerettet – Ihre Lieblingspralinen schmecken so hervorragend wie immer!

Eine Technologie – mehrere Anwendungen

Im Gegensatz zu vielen anderen Flüssigkeitskonzentrationsverfahren wird das Vaisala K-PATENTS Refraktometer nicht durch Partikel, Blasen, Kristalle oder Farben beeinflusst. Diese Messgeräte eignen sich somit zum Einsatz in verschiedensten Lösungen zur Messung der Flüssigkeitskonzentration. Wichtig ist, dass die Vaisala K-PATENTS Refraktometer nach dem 3-A-Sanitärstandard und gemäß den Anforderungen von EHEDG zertifiziert sind. Neben der Süßwarenindustrie werden Vaisala Refraktometer in vielen verschiedenen Lebensmittel- und Getränkeanwendungen sowie anderen Industrien verwendet, darunter Halbleiterfertigung, Chemie und Erdölraffination, Zellstoff- und Papierindustrie, Textil- und Pharmaindustrie. Erkunden Sie hier unser gesamtes Angebot.
 

Die Arzneimittelherstellung gehört zu den am stärksten regulierten Industrien, bei der die Pharmakovigilanz bzw. die Arzneimittelsicherheit, -qualität und -wirksamkeit im Auge behalten werden. Der gesamte Prozess von der Entwicklung über die Herstellung bis hin zur Lieferung neuer Arzneimittel an Kunden ist mit mehr als 11 500 Einschränkungen streng geregelt, und dies stellt auch Anforderungen an die Messgeräte für die Arzneimittelherstellung.

Eine der Regulierungsbehörden ist die Food and Drug Administration (FDA) in den USA. Sie initiierte das PAT-Rahmenkonzept (prozessanalytische Technologie), das auf pharmazeutische Innovation und Modernisierung abzielt. Zeitnahe Messungen mit Inline- und Analysetools, die Informationen zum Prozessverständnis liefern, sind die Bausteine für den Übergang vom Chargenbetrieb zur kontinuierlichen Fertigung (CM). Für eine wissenschaftlich fundierte, stark regulierte und chargenorientierte Pharmaindustrie kann die Modernisierung die Entwicklungs-, Herstellungs- und Scale-up-Kosten senken. Gleichzeitig kann die Modernisierung dazu beitragen, die Produktqualität zu sichern und Chargenschwankungen zu reduzieren. Sie kann auch dabei helfen, die Materialqualität während des Prozesses zu stabilisieren, indem nicht nur die Qualität des Endprodukts getestet wird.

      1. Inline-Messungen

Es gibt drei Arten von Prozessmessgeräten: Inline, Online und Atline.

Inline-Messgeräte messen die Konzentration kontinuierlich ohne Verzögerungen und zeigen Änderungen der Prozessbedingungen sofort an, ohne das Messbare zu verbrauchen. Sie messen auch anhand der tatsächlichen Prozessbedingungen, ohne Verdünnung oder Veränderung, was leider während der Probenahme auftreten kann. Echtzeitmessungen ermöglichen eine kontinuierliche Verarbeitung, die wiederum die Produktivität und Rentabilität erhöht und so die Qualität des Endprodukts stabilisiert und gleichzeitig Abfall und Produktionsausfallzeiten verringert.

Online installierte Geräte entnehmen eine Probe zur Messung aus der Hauptleitung, wonach die Probe entweder in die Hauptleitung zurückgeführt oder abgelassen wird. Online-Prozessanalysatoren entnehmen Proben aus dem Prozess, die dann zum Testen zu einem separaten Analysator gebracht werden.

      2. Dokumentation

Die Dokumentation innerhalb der Pharmaindustrie ist ein wesentlicher Bestandteil des Qualitätssicherungs- und Qualitätskontrollsystems. Der gesamte Qualifizierungsprozess muss auch vollständig dokumentiert werden.

Die Protokolldokumentation zur Installationsqualifizierung (IQ), Funktionsqualifizierung (OQ) und Leistungsqualifizierung (PQ) der Messgeräte bestätigt, dass das richtige Modell und die richtigen Teile der Prozessgeräte bestellt, geliefert und installiert wurden. Sie stellt außerdem sicher, dass Geräte die Leistungsspezifikationen erfüllen und typische Proben mit ausgewählten Messverfahren zuverlässig messen können. Ohne die ordnungsgemäße Dokumentation der Lieferant*innen kann der Abschluss der Gerätequalifizierung für Käufer*innen zu einem erschöpfenden und zeitaufwendigen Prozess werden.

      3. Elektronische Datenerfassung und -speicherung   

Produktionsaufzeichnungen einfach digital zu dokumentieren, reicht für Pharmaunternehmen nicht aus. Auch die Sicherheit der Daten muss dabei berücksichtigt werden. Daher ist es erforderlich, den Zugriff auf Messsysteme nur auf autorisierte Personen zu beschränken, und ein System muss Aktivitäten protokollieren können.

      4. Skalierbarkeit

Alle Arzneimittel werden im Labor entwickelt und formuliert. Danach erfolgt die Produktion in immer größeren Losgrößen,  bis der kommerzielle Maßstab erreicht ist. Dazu gehören beispielsweise der Versuchsmaßstab zur Simulation der Produktion in industriellem Maßstab und die Entwicklung ausreichend vorhandener Produkte für klinische Studien und die kommerzielle Produktion.  

Die Auswahl des richtigen Messgeräts ist entscheidend, damit Betriebsabläufe von Anfang bis Ende gesichert sind – von Forschung und Entwicklung über Versuchsmaßstab bis hin zum industriellen Maßstab. Andernfalls stellen die Ergebnisse aus frühen Testphasen möglicherweise nicht den Entwurf des Prozessmaßstabs dar, was zu Verzögerungen beim Produktionsstart führt. Ziel ist es, den Herstellungsprozess kontinuierlich in industriellem Maßstab zu überwachen.

      5. Kontaktwerkstoffe für Pharmaindustrie

Alle Geräte, die während des Herstellungsprozesses mit dem Arzneimittel in Kontakt kommen, müssen für die spezifischen Bedingungen, unter denen sie betrieben werden, zugelassen sein. Außerdem müssen sie die Kontaktverträglichkeit eines Stoffes mit pharmazeutischen Materialien erfüllen. Messgeräte mit Sanitärdesign und vollständiger Beständigkeit gegen Chemikalien und Prozessreinigungsverfahren stellen sicher, dass die Messgeräte keine Gefahren oder Verunreinigungen in den Prozess einbringen. 

Messgeräte mit den folgenden Merkmalen eignen sich für die Herstellung von Arzneimitteln:

• Zertifizierter Sanitärkontaktwerkstoff, zum Beispiel Edelstahl 316L
• Dichtungsmaterialien, die den Biokompatibilitätsstandards gemäß den Oberflächen für elektropolierte Produktkontaktoberflächen der USP-Klasse VI entsprechen
• Produktoberflächenrauheit max. Ra 0,38 μm oder 15 μm Zoll
• Keine tierischen Inhaltsstoffe (ADI) für Verarbeitung oder Bearbeitung
• Kompatibilität mit CIP- und SIP-Reinigungsstandards

6.  NIS-rückführbare Kalibrierung und Genauigkeit sowie Messgeräteüberprüfung

Durch die Regulierung müssen alle automatisierten, mechanischen und elektronischen Messgeräte gemäß einem schriftlichen Qualitätsprogramm kalibriert, inspiziert oder überprüft werden, um die ordnungsgemäße Fertigungsleistung sicherzustellen.

Rückführbare Messgeräte verwenden aktuelle internationale Definitionen der Rückführbarkeit und gewährleisten, dass Messungen den Genauigkeitsanforderungen der Regulierungsbehörden entsprechen – beispielsweise denen, die vom National Institute of Standards and Technology (NIST) in den USA festgelegt wurden. Die auf NIST rückführbare Kalibrierung ist ein Qualitätssicherungsprogramm, das bestätigt, dass ein Hersteller vollständig für die Kalibrierung von Geräten nach (NIST)-Standards ausgestattet ist und dass alle von diesem Hersteller angebotenen Produkte den von NIST ausgegebenen Messstandards entsprechen.

Die Überprüfung stellt den korrekten Betrieb der Geräte gemäß den angegebenen Betriebsspezifikationen sicher. Gültige Ergebnisse werden erzielt, indem die Überprüfung der Kalibrierung des Messgeräts an internationale Standards wie NIST gebunden wird, um auch die Rückführbarkeit zu gewährleisten. Darüber hinaus sollte die Kalibrier- und Genauigkeitsrückführbarkeit des Messgeräts für den Benutzenden vor Ort einfach und leicht durchzuführen sein.

Vaisala K-PATENTS-Pharmarefraktometer passt perfekt 

In Übereinstimmung mit allen Punkten ist das Vaisala K-PATENTS-Pharmarefraktometer PR-43-PC ein Inline-Messgerät, in dem Refraktionsindextechnologie zum Einsatz kommt. Es unterstützt die Entwicklung und Herstellung von Arzneimitteln sowie die Verarbeitung in der Biotechnologie.

Verwenden Sie das Refraktometer für folgende Bereiche:

• Prozessbewertung, -validierung und -fehlerbehebung.
• Datenerfassung zum Prozessverständnis verschiedener Experimente und Betriebsabläufe.
• Suche nach eindeutigem Prozessprofil. Dies ist eine Referenz während des Scale-Ups, um zu bestätigen, dass sich der Prozess wie geplant verhält, und um sicherzustellen, dass Prozessäquivalenz besteht.
• Überwachung der Leistung oder des Betriebs im Versuchs- und industriellen Maßstab sowie Überwachung der Konzentration und Reinheit von Lösungsmitteln, Rohstoffen und Endprodukten.
• Überwachung der Mischvorgänge und Erreichen der richtigen Reaktantenzusammensetzung. Es kann dem Reaktionsgrad folgen, verschiedene Lösungsmittel und ihre Eignung für den Prozess untersuchen.
• Bestimmung des Übersättigungspunktes bei der Kristallisation.

Darüber hinaus kann das Refraktometer Daten an das Prozessleitsystem (DCS) senden, um eine automatisierte Steuerungsstrategie zu entwickeln. Dies hat zum Ziel, den Prozess zu standardisieren und eine gleichbleibende Qualität zu erzielen, Chargenschwankungen zu verhindern, Produktionszeit und -kosten zu reduzieren, den Ertrag zu erhöhen und Produktsicherheit zu gewährleisten.

Die Inline-Messung des Brechungsindex kann dazu beitragen, Probleme beim Scale-up sofort zu erkennen und die Entwicklungszeit zu verkürzen. Besuchen Sie unsere Webseite zur Herstellung von Arzneimitteln, um mehr über Brechungsindexanwendungen zu erfahren.  

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