控制过程的更迭-微生物的实时检测

作者:Isabel Neduchal;Wolfgang Vogl 发布时间:2021-04-21
罗马尼亚最大的矿泉水生产商Romaqua 公司在其5 个生产基地设有17 条矿泉水、果汁和啤酒灌装生产线。为保证生产质量,Romaqua 公司的灌装设备大多来自于德国Krones 公司。在液体饮料产品的质量及其监控技术方面,Romaqua 公司迈出了面向未来的新一步:于2019 年首次在罗马尼亚Borsec 市的矿泉水生产线中安装使用了全自动的微生物含量检测设备。

实时检测水中微生物的含量——这是罗马尼亚Romaqua 公司实验室和质量经理一直以来的期待。但实际情况是,拿到矿泉水中微生物含量的检测报告还需要再等上几天。等待是漫长的,而这些有关质量的信息却是非常重要的。

微生物含量指标的重要性

微生物含量是食品工业,尤其是饮料工业生产过程中最为重要的一个质量指标。之前都是在实验室中检测这一重要指标的,而要得到实验室的检查结果,有时甚至要等上3 天的时间。

由于要在几天之后才能收到水质中微生物的检验报告,因此要想保证产品质量就必须实行有效的风险管理制度。换言之,企业必须在质量管理方面付出更多的努力。尽管如此,但仍然面临着很大的风险:停产和产品召回不但会给企业带来巨大的经济损失,还会对企业的声誉造成永久性的损害。

聚焦质量

因此,寻找到一台能够在生产过程中直接检测产品中的微生物含量,甚至可实现全自动地检查、监测的设备,便成为了罗马尼亚Romaqua 公司管理团队的首要任务。

在寻找快速检测水中微生物含量技术的过程中,Romaqua 公司遇到了奥地利的VWMS公司。VWMS公司旗下有一种名为ColiMinder 的检测设备,这款检测设备能够在15 min 内全自动地完成水中微生物含量的检测。

在欧洲因新冠肺炎疫情而禁止人员流动的大环境下,双方并没有直接碰面。但在向VWMS 公司发出咨询之后的3周时间里,Romaqua 公司就收到了一台ColiMinder。

最初,Romaqua 公司只是在租用这台快速检测设备。之所以是“租用”,是因为首先要确定这台快速检测设备的检测结果是否与实验室的检测结果一致。通过与传统实验室检测数据的大量对比,Romaqua 公司确定了ColiMinder的技术可靠性。对比检测时,Romaqua公司会同时检验多种不同水质的样本,这样不仅可以评判快速检测设备的技术可靠性,而且还可以评判其技术稳定性和潜在的应用场景。

通过对比实验很快就得出了结论:ColiMinder 微生物快速检测设备有着很高的检测可靠性——检测结果的准确率说明了一切。经过1个月的试用后,Romaqua 公司决定买下第一台ColiMinder。从那之后,这台微生物快速检测设备便开始了全天候地自动监测蒸馏水和天然矿泉水两种不同水中的微生物含量。值得一提的是,ColiMinder还可直接安装在生产设备中,快速且轻松的手工取样操作便成为了可能。

快捷的菌落检测过程

奥地利VWMS 公司的总部位于维也纳和布拉迪斯拉发两地之间。在那里,公司创始人Wolfgang Vogel 和他领导的产品研发团队正在研发、生产和销售全自动快速水质检测设备。该公司研发生产的检测设备在世界各地均得到了广泛的应用:无论是饮用水的质量检测中,还是在饮料产品生产过程中,抑或是地表水和游泳池水以及污水和工业用水的水质检测中。该设备可以用排泄物检测器检查排泄物对水质的污染情况(大肠杆菌或者肠球菌)或者微生物总活性,类似于实验室中检测细菌总数那样,可记录样本中所有的活生物体。

测量原理

ColiMinder 的测量原理基于“酶测定技术”。酶测定技术是一种公认的测量样本中生物活性酶的科学方法。活生物体(例如,细菌、藻类及真菌类微生物)都需要酶来进行新陈代谢,因此,还有什么比用生物活性酶来衡量微生物污染更合适呢?

尽管这种测量方法的测量时间很短,只有15 min,但测量的最大偏差仍然在常规测量方法允许的偏差范围之内——在许多检测应用中甚至还低于常规的测量偏差。由于采用了连续快速检测方法,因此可以清楚地识别到微生物的短时波动和峰值。这两个数据是传统实验室无法检测到的。这一技术为人们更好地了解实际过程提供了全新的可能性,以便能够做出更加准确的反应。

经过科学验证的技术

自2014 年以来,ColiMinder 便在世界各地开枝散叶,其安装和使用情况足以证明它的准确性和可靠性。除了给水供水企业之外,VWMS 公司的客户还包括了工业企业和科学研究机构,例如,蒙特利尔综合理工大学、东京大学、卡尔斯鲁厄理工学院和新西兰水与大气研究所等。也就是说,这一技术已经通过了许多科研机构的实践验证。

15 min 即可完成微生物检测

获得检测结果的即时性使得这一检测技术首次应用在了水质监控过程中,这样便可以实时地监测水中微生物的状况——无论是在水源地,在水过滤系统的进口处,直接灌装之前,还是液体产品最终灌装之前。

水中微生物活性的测量结果显示在时间曲线上,可以随时在线或者离线阅读。除了有关当前微生物负荷状况的信息之外,生物活性酶曲线还可以提供许多微生物状态变化的原因等高价值信息。

有关水中微生物影响水质质量的全新解读给Romaqua 公司实验室和质量管理团队留下了深刻的印象。

应Romaqua公司的要求,Coli-Minder 配备了自动取样模块,这样一来就可以在微生物活性增强时自动加大取样量:高达20 L 的样本容量,旨在为实验室提供更加详细的检测数据。同时, 这一测量系统也会自动地向实验室或控制系统发出报警提示。

小结——基于事实论证的有效措施

以前,微生物参数一直无法用于饮料行业的过程监控和在线质量监控,因为要获得微生物的检测数据要等上很长的时间。现在,可以通过VWMS公司的技术手段获取到实时的微生物检测数据和信息,对提高灌装过程安全可靠性和灌装效率而言,也有着重要的意义。

从技术本身拓展开来,就可以根据最新的微生物检测结果决定是否执行停产操作并开始CIP 原位清洁或者SIP 原位消毒了。借助于这一技术,可以连续性地监控洗瓶机清洗水的细菌负荷以及更好地控制洗瓶工艺过程。

实验室的实验人员也能从这一技术中受益:为其创造了全新的视角,使他们能够更加深入地了解水中微生物的负荷变化过程。同时也降低了水质污染的风险,能够更有针对性地利用各种资源。虽然全自动的监控并不能替代法规规定的实验室检测过程,但却提供了过程控制和质量控制所需的关键信息。

从原水供应到饮料和液体产品生产的所有阶段,ColiMinder 可为风险管理和质量控制提供全新的可能性。Romaqua 公司用自身行动践行了其承诺:致力于现代化技术创新,为客户提供高质量的产品。


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