她也很難找到有經驗且可靠的技術人員來協助她進行取樣和測量，以做出正確的生產決策。
經過一些研究，Rachel 找到了一些可能無法解決她所有問題，但能解決很多問題，並且肯定能阻止不合規優格批次的方法！
但在我們談到那個之前……
透過乳製品生產中的線上pH測量實現更佳的流程控制
永遠不再錯過關鍵的pH變化！
分鐘
29 Jun, 2026
Rachel 是一家中型美國乳製品公司的生產經理。她喜歡她的工作，但一個反覆出現的問題讓她感到沮喪，而最近一次的事件對乳製品公司造成了很大的損失。
一批優格的實驗室測試顯示，pH值嚴重超出範圍，該批優格無法使用。這批產品中有一半已經包裝完成，不得不銷毀。
更糟的是，這批產品是為新推出的優格品牌生產的。這個新品牌非常成功，這批產品的損失意味著部分客戶的店面貨架將空空如也。
此外，由於新生產線的受歡迎程度，Rachel 和她的團隊被要求在使用多年設備的情況下提高產量。管理層還要求他們通過降低能源消耗來實現可持續生產的挑戰。這是一個棘手的問題。
取樣：僅是快照……
取樣與品質控制有關——與流程控制無關，更與流程自動化無關。它不節省時間或精力，因此無助於提升食品飲料工廠的生產力或效率。
pH在食品和飲料生產中扮演重要角色，因為pH值影響許多生產過程中反應的速度和全面性。因此，監控pH對於產品品質和流程控制至關重要。
通常，在生產過程中每20分鐘或最多每一小時取一次樣。這提供了有關產品和流程品質的寶貴資訊——但僅限於取樣當下的情況。因此，樣本只是對已發生過程的快照。
生產經理只能根據該快照的信息嘗試影響後續流程。
……且極易出錯
更重要的是，結果可能存在顯著誤差：樣本在提取和分析之間可能會發生變化。
任何測試延遲，即使只是負責測量的實驗室員工接聽一通簡單的電話，都可能導致錯誤結果；或者樣本因疏忽被分配到錯誤的儲罐；或者……或者……錯誤來源多種多樣。
玻璃與ISFET感測器：皆不理想
在製程的任何階段了解pH值，可以加速、減慢、平衡，甚至在達到目標值時停止製程。 線上pH感測器 可用於整個製程中測量pH值，從牛奶送達到最終產品包裝階段。
然而，直到目前為止，尚無線上pH感測器能完全符合食品與飲料產業的期望：
傳統線上pH感測器使用玻璃膜。問題顯而易見：玻璃在操作過程中可能破裂， 就地清洗(CIP)，甚至在製程中，當介質中有固體成分，例如冰淇淋生產中的冰塊，會損壞甚至完全破碎玻璃。
離子敏感場效電晶體(ISFET) 是市場上的下一項技術。ISFET感測器非由玻璃製成，而是有一個帶有pH敏感表面的晶片。乍看之下，這使其比傳統玻璃感測器更適合食品生產，但晶片不夠堅固，且感測器需要頻繁校正。這導致維護間隔短且生產中斷頻繁。更甚者，ISFET感測器無法耐受CIP。
難怪線上pH測量尚未在食品與飲料產業站穩腳步。
直到現在。
InPro X1——pH測量的新紀元
我們相信 線上pH測量 是食品與飲料產業的未來。它讓我們的客戶能夠完全控制並自動化製程，提高生產力，更有效且永續地使用設備，並追蹤製程的每一秒。這就是為什麼我們著手開發一款既精確如玻璃感測器又超級堅固的線上pH感測器，METTLER TOLEDO產品經理Balz Aebli說。
這款產品花了數年時間開發，現在它是全球首款堅固、耐CIP的線上pH感測器——InPro X1™ HLS。其精確度至少與最佳線上及實驗室感測器相當，並且免除了使用取樣測量pH的需求。
這真的是一場革命， Balz說。數十年來，乳品業一直在尋找一款安全、能耐受CIP的線上pH感測器。現在他們終於有了。
不破損的pH感測器，確保最高生產安全
數十年來，食品與飲料產業一直在尋找一款食品安全、能耐受清洗程序的線上pH感測器。如本白皮書詳述，InPro X1正是提供了這樣的解決方案。
了解發酵過程
該圖表說明了優格生產中的發酵過程，展示了pH值、溫度與酸度隨時間的相互作用。
- 深藍色曲線代表pH值，隨著菌種代謝糖分並產生酸，pH值下降，顯示酸度增加，這對優格品質至關重要。
- 淺藍色曲線追蹤優格的溫度，這對控制發酵速度及達成理想最終產品非常關鍵。
- 綠色標記表示樣本測量的酸度值，作為檢查點以確保發酵過程符合規範。
隨著過程進展，線上pH感測器會即時回報所有數據。
充分利用線上測量的優勢
透過與新款InPro X1的線上測量，像Rachel這樣的生產經理不再需要依賴每20分鐘才取樣一次的方式。在生產過程中的任何時刻，他們都能獲得可靠且即時的當前pH值資訊。
持續監控使整個過程透明化，操作員可以主動介入並調整，若進度過慢或過快。設定閾值更能提升效能：當達到、超過或低於這些閾值時，系統可自動觸發反應。因此，整個過程可以自動化。
更高的效率與產品品質
Holger Schmidt，食品與飲料產業經理，說明： 生產經理可以在控制系統中設定參數和限制值。例如，在優格生產中，當儲槽滿時會投加菌種，隨著發酵進行，pH 值下降。InPro X1 持續提供 pH 讀數，當 pH 達到期望值時，可以冷卻儲槽，停止發酵。
除了提升產品品質與安全外，完美調控的生產流程更快速且高效，因為產出時間與溫度被精確控制。這確保設備的最佳利用率，同時降低能源與資源消耗。
更佳的流程安全性
流程中的錯誤，例如細菌或清潔劑的污染，也能立即被偵測。
得益於線上測量，也能判斷是否交付了可能變酸的牛奶，因為所有牛奶都會被測試，而非僅抽取個別樣本。
若牛奶存放於中間儲槽亦同理。包裝前的關鍵控制點 (CCP)確保成品中不會意外含有清潔劑。
可追溯性
進貨牛奶品質的可追溯性對流程品質是巨大提升， Holger 說。我們在一家德國乳品廠看到，InPro X1 測量所有進貨牛奶，而非僅測試每個儲槽區段的樣本。若牛奶下載延遲，儲槽區段可能分層，樣本可能不具代表性。InPro X1 的連續測量能發現所有異常。
透過線上生產監控，從原料交付到包裝的每個流程步驟皆可完全追蹤。這對承諾遵守全球食品安全倡議的企業尤為重要。上述德國乳品廠整合資訊並與批次資料一同儲存，也實現了從農場到包裝的完整可追溯性。
設備保護
InPro X1 使用者在保護設備方面也能受益。根據一個客戶案例，Holger 解釋道：
在乳清處理過程中，客戶使用 InPro X1 的 pH 測量來判斷乳清是否仍然甜。乳清隨後通過過濾系統。在清洗過程中，使用 InPro X1 的測量數據來追蹤苛性濃度。如果 pH 超過 11，過濾設備中的膜可能會受損，需要更換。
類似的應用也存在於紐西蘭和美國的客戶中，在這些案例中是用於乳糖，第一家設備製造商已開始實施 InPro X1 以提升過程自動化和客戶滿意度。
數百次正確測量平均噪音
線上測量能精確且準確地顯示過程中及每個階段發生的情況，就像在實驗室測量樣品一樣。
難怪線上 pH 測量已在化工和製藥等行業廣泛應用。然而，食品飲料行業的使用者常常對控制系統讀數中的可見噪音感到困擾。
這是因為像牛奶這樣的介質並非均質體。InPro X1 能偵測所有變化，甚至是氣泡引起的不必要訊號噪音。InPro X1 會清理數據，因此您只會得到精確的 pH 測量值。
X-Chip — InPro X1 的核心
X-Chip 是一項全新技術，超越所有現有的 pH 感測技術，是 InPro X1 的實際感測器及核心。X-Chip 位於鈦合金尖端，直接接觸介質，並使用與 pH 敏感玻璃相同的電位測量原理。然而，X-Chip 的鋰矽酸鹽表面與金屬層以複合結構結合，極為堅固。
溫度感測器靠近 X-Chip 以進行溫度補償，感測器本體由非常堅固的食品級 PEEK 聚合物製成。
InPro X1 是我們的智慧感測器管理 (ISM™)感測器之一。ISM 的主要優點之一是感測器內將類比測量信號轉換為強韌的數位信號，從感測器到傳輸器過程中不會有訊號損失。
InPro X1永久安裝於設備中，降低安裝與運營成本。它不僅能耐受，還支援CIP清洗，因為它不受快速溫度變化影響，且對所有清潔劑具抗性，因此可用來指示苛性清洗活動。
感測器始終顯示設備中的即時pH值。且多虧CIP，它始終維持與系統其他部分相同的衛生水平，隨時準備投入使用，Balz解釋道。
「我們盡力想要破壞它！」
我們嘗試破壞InPro X1時玩得很開心，Balz說。我們把它們扔過房間，從屋頂丟下，開車碾過，甚至用兩個感測器當鼓棒！
全球已有超過一千個InPro X1被客戶使用，尚未記錄任何機械損壞。該感測器甚至通過了MIL-STD-810H跌落測試，這是美國軍方制定的嚴格標準程序。
穩健的表現
感測器的堅固性在高黏度介質中特別有用。Holger Schmidt 提供了兩個例子：
酸敗的奶油通過奶油製造機的第一階段需要一段時間。在此期間，入口處添加的菌種有時間發揮作用並降低 pH 值。 透過線上控制結果，可以在奶油製程的後半段之前施加菌種劑量，節省時間。
英格蘭的客戶已成功應用此控制選項。該感測器亦適用於莫札瑞拉起司生產，其黏度更高。義大利客戶使用InPro X1監控pH，並在產品不在理想pH範圍時及早發出警示。
Holger Schmidt, Industry Manager for Food & Beverage Industry
完全相容且易於操作
InPro X1 完全相容於現有設備。它可以輕鬆地使用簡單的工藝接頭進行改裝，例如 METTLER TOLEDO 的 InFit 761/NC。
安裝時使用 Ingold、SMS、DIN11851、夾具或 Varinline 連接，安裝符合 3A 和 EHEDG 認證，且易於清潔。
得益於 ISM 的另一項功能，預測性診斷工具，連接的發射器上會顯示應進行感測器校正和更換的剩餘天數，因此維護工作可以安排在非生產時間，避免計劃外的流程中斷。
經過 80 年 - 終於有了可靠的線上感測器
生產經理 Rachel 對 InPro X1 及其 高精度和堅固性 所提供的可能性感到印象深刻。
X-Chip 技術由 METTLER TOLEDO 完全自主開發，是食品與飲料產業 pH 感測器市場在經歷約 80 年的玻璃技術和 40 年的 ISFET 技術後的首項創新。該感測器標誌著 新時代的開始：首次在乳製品生產及其他食品生產中實現了可靠且安全的線上 pH 測量——在各方面皆如此。
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.png/_jcr_content/renditions/cq5dam.web.1280.1280.png "傳送器")
Holger Schmidt
食品與飲料產業經理
Holger 擁有超過 20 年的全球經驗，致力於串聯食品與飲料生產商、工廠與機械設備製造商，以及自動化公司，專注於衛生級感測技術。他在飲料機械銷售與工廠工程方面擁有 10 年經驗，並於魏恩史蒂芬（Weihenstephan）、慕尼黑工業大學（TUM）取得釀酒大師資格。Holgar 支援 METTLER TOLEDO 客戶運用線上製程分析解決方案，以優化製程並穩定高品質生產。 作為 EHEDG 的積極成員，他推廣並提供諮詢，協助實現最佳的衛生級整合與清潔解決方案。