NIR in Kraft Foods Namur - CRA-W

Ir. Sylvie Corbisier
Après-midi d'étude
"Un autre regard sur votre process"
La spectrométrie dans le proche infrarouge appliquée au suivi du processus de transformation
NIR,
NIR, un
un outil
outil pour
pour le
le contrôle
contrôle de
de la
la qualité
qualité dans
dans une
une entreprise
entreprise de
de fromage
fromage fondu,
fondu, Kraft
Kraft Foods
Foods Namur
Namur
Agenda
Brève présentation de Kraft Foods Namur
NIR chez Kraft Foods Namur
• Essais on line et in line
• At line
• Off line
Ir. Sylvie Corbisier – Gembloux – 16 mars 2006
NIR,
NIR, un
un outil
outil pour
pour le
le contrôle
contrôle de
de la
la qualité
qualité dans
dans une
une entreprise
entreprise de
de fromage
fromage fondu,
fondu, Kraft
Kraft Foods
Foods Namur
Namur
Projet Tomachî
Objectifs :
Nouveau design des lignes de production :
- Délocalisation et amélioration de la préparation, du broyage et du
système de transport des ingrédients
- Augmentation du niveau d'automatisation
- Amélioration du contrôle du process
- Mise en place d'une nouvelle technologie de mélange à grande
vitesse
- Réduction de la variabilité
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NIR,
NIR, un
un outil
outil pour
pour le
le contrôle
contrôle de
de la
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qualité dans
dans une
une entreprise
entreprise de
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fromage fondu,
fondu, Kraft
Kraft Foods
Foods Namur
Namur
Projet Tomachî
Î Mélanges plus homogènes et plus rapides
Î Nécessité d'un système d'analyse de la MS rapide et fiable
Î Choix du NIR
1. Essais on line
2. Choix du système at line
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NIR,
NIR, un
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pour le
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fromage fondu,
fondu, Kraft
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Foods Namur
Namur
• Essais on line
– Instrument Zeiss
On line, pas de contact,
À travers une fenêtre
Questions :
- Est-ce que la fenêtre est propre?
- Analysons-nous toujours le même produit?
- Y a-t-il un bon rafraichissement?
Résultats obtenus : MS Î SEP 0.30
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• Essais on line
– Instrument Zeiss
90
Premier ajout d'eau
80
CORA NIR prediction
Target
Lab
Reference
70
60
1 2 2'
4
5
6
7
40
Second ajout d'eau
30
20
10
97
10
1
10
5
10
9
11
3
11
7
12
1
12
5
12
9
13
3
13
7
14
1
14
5
89
93
85
81
77
73
69
65
61
57
53
49
41
45
37
29
33
25
21
9
13
17
5
0
1
% MS
%DM
3
50
Minutes
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Namur
• Essais in line
– Instrument FOSS
In line, contact,
Utilisation d'un by pass
Prise d’échantillons
BLENDER
N
I
R
Pompe
d’échantillonnage
Questions : - influence de la vitesse?
- problème de sanitation et risque de
contamination du produit
Résultats obtenus :
MS
Î SEP 0.35
MG
Î SEP 0.60
ProtéineÎ SEP 0.40
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une entreprise
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• At line
Deux unités placées en production
1. Tranchettes
2. Fondus
Appareils interchangeables
Prédictions MS et MG
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une entreprise
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• At line
–Différence entre instruments
FoodScan 07 FoodScan 08
45.83
45.80
46.71
46.68
46.22
46.20
46.07
46.05
46.53
46.52
46.34
46.33
46.35
46.35
45.27
45.25
45.97
45.97
46.61
46.57
46.20
46.19
44.14
44.21
48.04
47.99
48.55
48.47
47.28
47.22
47.51
47.43
46.06
46.07
46.44
46.42
46.04
46.04
46.59
46.59
46.39
46.38
47.88
47.86
43.35
43.38
47.58
47.52
47.51
47.46
46.65
46.58
47.32
47.26
46.47
46.51
46.59
46.52
48.66
48.62
Différence
-0.03
-0.03
-0.02
-0.02
-0.01
-0.01
-0.01
-0.02
0.00
-0.04
-0.02
0.06
-0.05
-0.08
-0.06
-0.08
0.01
-0.03
0.00
-0.01
-0.01
-0.03
0.04
-0.06
-0.05
-0.07
-0.06
0.04
-0.07
-0.04
SE entre instruments
0.04
Pas de standardisation
Intégration de spectres des 2 instruments dans la base de données
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de la
la qualité
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une entreprise
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Namur
• At line
Standardisation des mélanges avant cuisson
Matières premières
Eau fixe
Blender
Analyse NIR
Prise échantillon
Ajout eau labo
calculée en
fonction de la
MS prédite par le
NIR
Blender
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NIR,
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un outil
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pour le
le contrôle
contrôle de
de la
la qualité
qualité dans
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une entreprise
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Namur
• At line
–Standardisation des mélanges avant cuisson
–Tranchettes
1100 échantillons MS (43.8-58.5%) : SEP 0.27 5
MG (9.3-29.8%) : SEP 0.30
–Fondus (Tub, portions, handisnack)
544 échantillons
MS (34-53%) : SEP 0.36
MG (7.2-26.8%) : SEP 0.39
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NIR,
NIR, un
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la qualité
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une entreprise
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fondu, Kraft
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Namur
• At line
Vérification de la composition des produits finis
Blender
Analyse NIR
Cuisson
Emballage
Prise échantillon
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NIR,
NIR, un
un outil
outil pour
pour le
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contrôle de
de la
la qualité
qualité dans
dans une
une entreprise
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Namur
• At line
–Vérification de la composition des produits finis
–Tranchettes
1900 échantillons MS (40.5-52.6%) : SEP 0.21
MG (8.6-23.2%) : SEP 0.25
–Fondus (Tub, portions, handisnack)
405 échantillons
MS (32-44.4%) : SEP 0.35
MG (6-24%) : SEP 0.32
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NIR, un
un outil
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pour le
le contrôle
contrôle de
de la
la qualité
qualité dans
dans une
une entreprise
entreprise de
de fromage
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fondu, Kraft
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Namur
• At line
51
avant standardisation
SD 0.69
50
% MS
49
48
après standardisation
SD 0.28
47
46
Produits finis
SD 0.18
45
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
N° mélange
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17
18
NIR,
NIR, un
un outil
outil pour
pour le
le contrôle
contrôle de
de la
la qualité
qualité dans
dans une
une entreprise
entreprise de
de fromage
fromage fondu,
fondu, Kraft
Kraft Foods
Foods Namur
Namur
• At line
Ancien process et analyse MS rapide
Dry Matter - Sottilette
Mai - September 2003
50
49
48
46
45
44
Average: 46.8%
Stdev:
0.63%
w/o outlyers:
Average: 46.8%
Stdev:
0.57%
43
42
41
1
50
DM
99
148
Average
197
246
+3 Sigma
295
344
+2 Sigma
393
442
-3 Sigma
491
540
589
- 2 Sigma
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638
Specification
Dry matter (%)
47
NIR,
NIR, un
un outil
outil pour
pour le
le contrôle
contrôle de
de la
la qualité
qualité dans
dans une
une entreprise
entreprise de
de fromage
fromage fondu,
fondu, Kraft
Kraft Foods
Foods Namur
Namur
• At line
Nouveau process Tomachî et analyse MS NIR
August-December 2005
50
Actual
specification
49
+ 3 sigma
48
+ 2 sigma
Dry matter(%)
47
Average
46
- 2 sigma
45
- 3 sigma
44
43
Stdev 0.35 %
42
41
1
33 65 97 129 161 193 225 257 289 321 353 385 417 449 481 513 545 577 609 641 673 705 737 769 801 833 865 897 929
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NIR,
NIR, un
un outil
outil pour
pour le
le contrôle
contrôle de
de la
la qualité
qualité dans
dans une
une entreprise
entreprise de
de fromage
fromage fondu,
fondu, Kraft
Kraft Foods
Foods Namur
Namur
• At line
Influence de la température
T° ↓
Base de données entre 20 et 30 degrés
52.2 degrés
47.7 degrés
38.7 degrés
35.6 degrés
24.4 degrés
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un outil
outil pour
pour le
le contrôle
contrôle de
de la
la qualité
qualité dans
dans une
une entreprise
entreprise de
de fromage
fromage fondu,
fondu, Kraft
Kraft Foods
Foods Namur
Namur
• Off line - Laboratoire
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pour le
le contrôle
contrôle de
de la
la qualité
qualité dans
dans une
une entreprise
entreprise de
de fromage
fromage fondu,
fondu, Kraft
Kraft Foods
Foods Namur
Namur
• Off line - Laboratoire
– Produits finis
• Utilisé en routine depuis avril 2004 pour le contrôle de la
MS et de la MG des échantillons de produits finis tub,
portions et handisnacks
•SEP(31.2-44.4%) : MS 0.25
•SEP (5.0-23.0%) : MG 0.28
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pour le
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de la
la qualité
qualité dans
dans une
une entreprise
entreprise de
de fromage
fromage fondu,
fondu, Kraft
Kraft Foods
Foods Namur
Namur
Conclusion
Avantages NIR
• Facilité d'utilisation
• Méthode moins sensible à l'opérateur, moins de training
nécessaire
• Moins de risque d'accident
• Appareil robuste résistant aux variations de température,
aux vibrations, à l'environnement industriel
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un outil
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pour le
le contrôle
contrôle de
de la
la qualité
qualité dans
dans une
une entreprise
entreprise de
de fromage
fromage fondu,
fondu, Kraft
Kraft Foods
Foods Namur
Namur
Conclusion
Avantages NIR
• Résultat rapide en cours de production pour une réaction
rapide en cas de problème
• Assurance qualité
• Méthode robuste et fiable
• Réduction de la variabilité donc diminution des coûts
• Gain en matière première, moins de déclassés et donc
de rework
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un outil
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le contrôle
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de la
la qualité
qualité dans
dans une
une entreprise
entreprise de
de fromage
fromage fondu,
fondu, Kraft
Kraft Foods
Foods Namur
Namur
Conclusion
Contraintes NIR
• Méthode sensible à la température, aux modifications
chimiques et physiques Î nécessité de construire des
bases de données représentant un maximum de la
variabilité présente en milieu industriel
• Base de données en perpétuel mouvement
• Besoin de vérifier s'il n'y a pas de déviance, d'actualiser
lors de la mise en place de nouvelles formules
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NIR,
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de la
la qualité
qualité dans
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une entreprise
entreprise de
de fromage
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Kraft Foods
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Namur
FOSS FoodScan Pro
FOSS NIRSystem 6500
Où?
En production
Où?
Au laboratoire
Paramètres
MS, MG
Paramètres
MS, MG
Pourquoi?
- Standardisation mélange
avant cuisson
- Vérificaiton composition
chimique produits finis
Pourquoi?
- Vérificaiton
composition chimique
produits finis
Merci
de
votre
attention
Ir. Sylvie Corbisier – Gembloux – 16 mars 2006