行业动态
市场分析
行业标准
技术资料
法律法规
设备资讯
生产运营
规划、设计、装修一站式建厂服务!
当前位置:首页 - 资讯 - 生产运营

食品开发中小试、中试、试生产、批量生产的那些事儿!

发布日期:2023-06-25 点击次数:141 0
核心提示:食品研发就是将原料加工成半成品或将原料和半成品加工成食品的工程和方法,包括了从原料到成品或将配料转变成最终消费品所需要的加工步骤或全部过程。

       食品研发就是将原料加工成半成品或将原料和半成品加工成食品的工程和方法,包括了从原料到成品或将配料转变成最终消费品所需要的加工步骤或全部过程。通常,食品的研发需要经过小试、中试和小批量试生产等研发过程。


       01、小试

 

       小试,是根据实验室理论研究成果,进行初步的设计,放大一定的倍数,在实验室的条件下进行生产,对于设备的要求并不严格,有些是可以用同类型器件代替的,规模很小,易于操作。通过得到相应的工艺参数和理论依据,为以后中试做准备。

 

       配方及工艺设计,是根据产品的性能要求和工艺条件,通过试验、优化、评价,合理地选用原辅材料,并确定各种原辅材料的用量配比关系。要想开发一个新产品,设计一个新配方,技术人员必须要有扎实的基本功,包括:

 

       ●食品专业基础知识。食品本身融合了物理学、化学、生物学、社会学和行为科学的知识或它们的交叉学科。使用原料是生物学的范畴、加工过程中集合了生物、化学和物理的变化。

 

       ●了解相关法律法规。熟悉与食品及其配料有关的法律法规,是食品研发人员必备的基础知识,例如,食品安全法、与食品添加剂相关的GB 2760、与产品标签有关的GB 7718和GB 28050、与营养强化剂有关的GB 14880等。

 

       ●熟悉原料的性能、用途及相关背景:每种原料都有其各自的特点,只有熟悉和了解原料的各项属性,才能应用好它。在不同的配方里,根据不同的性能指标的要求,选择不同的原料十分重要。

 

       ●熟悉营养食品添加剂的特点及使用方法:了解食品添加剂的各种特性,包括复配性、安全性、稳定性(如耐热性、耐光性、耐微生物性、抗降解性等)、溶解性等,对配方设计尤为重要。

 

       ●熟悉设备和工艺特点:根据配方中原辅料的特点,匹配合适的设备及工艺,才能发挥配方的最佳效果。

 

       ●具备质量管理技能。在配方是设计阶段,要根据设备性能和生产管理的水平确定质量的关键控制点和控制参数、确定食品危害的控制水平。

 

       ●熟悉实验方法和测试方法:配方研究中常用的实验方法有单因素优选法、多因素变换优选法、平均试验法以及正交试验法。配方设计人员必须熟悉实验方法及测试方法,才能得到可靠的实验数据。

 

       ●熟练查阅各种文献资料:查文献可以提供相关原料及工艺的间接经验。

 

       ●多做试验,学会总结:仅有理论知识,没有具体的实验经验,是做不出好的产品的。多做实验,不怕失败,做好每次实验的详细记录。

 

       ●进行资源整合:配方设计是一个系统过程,不仅仅是设计本身,而是需要考虑与设计相关的任何可以促进发展的因素。通过传播知识、交流经验等方法,才能触发创新思想,激发创新热情,才能增强吸收、转化、创新的能力。

 

       配方设计内容

 

       ●找出参考性的国标或企标,让产品从设计阶段就满足标准的需要。

 

       ●寻找核心原料。根据配方设计中的原辅料,评估原料的品质、成本、生产操作便利性、仓储的便利性等。其中,主体原料需要根据各种食品的类别和要求,赋予产品基础骨架的主要成分,体现食品性质的功用;因此要具备匹配性(符合既有设备和工艺的可能性)、多样性(注重产品系列化,加工多元化)、经济性(因地制宜、就地取材,原料基地化)、安全性等原则。

 

       ●设计主体方案,是主体原料的选择和配置,形成食品最初的形态。在此阶段,要重点导入成本的控制要求,在成本可控的前提下设计达成目标的各种方案,形成核心原料、糖酸比、主体风味口感等主要问题的初步结论。

 

       ●调香。调香设计就是将芳香物质相互搭配在一起,由于各呈香成分的挥发性不同而呈阶段性挥发,香气类型不断变换,有次序的刺激嗅觉神经,使其处于兴奋状态,避免产生嗅觉疲劳,让人们长久的感受到香气美妙之所在。食品的调香设计就是根据各种香精、香料的特点结合味觉嗅觉现象,取得香气和风味之间的平衡,以寻求各种香气、香料之间的和谐。

 

       ●调味。食品的调味设计,就是在食品生产过程中,通过原料和调味品的科学配制,产生人们喜欢的滋味。调味设计过程及味的整体效果与所选用的原料有重要的关系,还与原料的搭配和加工工艺有关。

 

       ●调色。食品讲究色、香、味、形。食品的色泽作为食品质量指标越来越受到重视,其中,着色、发色、护色、褪色是食品加工重点研究内容。

 

       ●功能设计。功能设计是在食品基本功能的基础上附加特定功能,以提高食品营养价值。随着人们对食物成分和健康关系的深入了解,功能食品逐渐成为研究焦点。

 

       ●品质改良。品质改良是在主体骨架的基础上,为改变食品质构进行的品质改良设计,通常通过食品添加剂的复配作用,赋予食品一定的形态和质构,满足营养食品加工的品质和工艺性能要求。

 

       ●防腐保鲜。通过添加防腐剂、灭菌等涉及,保证产品的保质期,实现产品的经济效益最大化。

 

       ●工艺设计。工艺是实现产品的技术要求,其好坏直接导致最后产品的品质,比如口感、稳定性、风味等,也会影响到制造成本和产品成本。

 

       ●稳定性观察。小试配方初步形成后,要对体系中的颜色、稳定剂的稳定性、添加功能因子的稳定性等进行观察、评估。

 

       02、中试

 

       中试,指为了使研究成果产业化,减少转化风险,提高转化率,进行的批量放大试生产、试营销、试使用的过程。小试成熟后,进行中试,研究工业化生产工艺,设备选型,为工业化设计提供依据。这个过程的目的在于验证、改进、完善实验成果,消除各种不确定性因素,取得可靠的数据,使之与其他相关技术匹配,与生产实际相符合,与社会需要相一致,从而使新技术顺利应用到生产中,将新产品成功地推向市场。

 

       从实验室研发到工业化生产过程不是简单的放大,因此中试与小试结果之间往往存在差异,需要进一步对产品的配方及技术进行改进和完善。形成差异的因素包括:

 

       一、人的因素

 

       实验室小试,多为有着严谨的职业习惯的实验室工程技术人员,使用的仪器、设备较为精密,试样量小,所以(每个批次间)试验效果差异较小;在生产过程中,操作人员为经过或没有经过培训的生产线操作员工,加之使用的称量、加工设备精准程度稍差,且加工量较大等因素,加工出来的产品品质只能是在要求规范的合适范围内。在人员因素的影响下,试验 (小试、中试)的效果与生产线批量生产的效果会有差异。

 

       二、设备因素


       1、设备参数因素

 

       很多实验室使用的试验设备或中试生产线,多为模仿生产设备制造的,但是在设备的参数方面一定会有些差异。

 

       例如:挂面研发用的小型压面机的转数较生产用设备的压辊转数要快,压延出来的面带效果就会有很大差异;

 

       小麦实验磨磨辊的齿形数据与转数与生产用磨粉机的参数不可能完全一致,研磨出来的面粉的状况(粉色、纯度、面团特性)会有较大的差异。所以设备参数对产品效果的影响就成为重要的差异因素。

 

       2、设备规模因素

 

       无论是实验室小试还是已经成型的中试生产线,其设备规模都不可能与正式生产用的设备加工规模相比拟。在很多食品加工中,诸如面粉(在单位研磨长度上碾压的力度有较大差异)、饼干(不同位置的烘焙效果对产品的口感、外观有不同)、馒头(不同规模的醒发过程和蒸煮过程对产品效果的影响)等产品,生产设备的规模对生产出的产品效果会有一定的影响。

 

       三、原辅料因素


       1、原料品质差异

 

       实验室对于原料的选择,由于用量少,所以预处理比较精细,但是选择的余地小,代表性较差;但是在生产实践中,加工量大,尤其是农产品加工时,受原料来源的影响,品质差异会很大(小麦加工就是最典型的例证)。

 

       2、投料精准程度差异

 

       受加工量和工作环境的影响,实验室的操作和生产性操作的投料精准程度会有较大差异。其主要来源在于:实验室的小试和中试时,需要的称样量少,计量设备精准程度高,操作精细,而生产中的计量设备精度相对较低,称样量大,所以所投物料的相对比例会有差异;实验室中称样、投料环境相对稳定,相对精准,而生产过程中,生产环境的流动气流、空气中的粉尘和投料时的动作都会对投料的精准程度产生影响。

 

       四、工艺因素


       1、工艺路线差异

 

       有些试验中,实验者忽略了细小的工艺细节。例如:有面粉开发试验人员在应用实验磨做制粉试验时,小麦清理后省略了润麦过程,直接进行取粉试验。这样,制得的面粉中大量存在麸星。有些实验者在面团特性检测中忽略了水分测定,直接称取300g面粉进行检测,岂知存在结果差异的不确定性。

 

       2、工艺参数差异

 

       仍然以面粉加工为例,实验室使用的无论是进口的布拉班德小型实验磨粉机还是国产三皮三心小麦实验磨粉机,在试验过程中的研磨参数(齿形角、斜度、齿顶等)和筛理参数(筛网孔径配置、辅助清理配置和回转半径参数等)与生产中的工艺参数状态不可能完全等同,导致生产出的产品品质(各理化及面团特性指标)有着较大的差异。

 

       03、小批量试生产

 

       小批量生产,是从小试实验、中试到工业化生产必经的过渡环节。产品批量生产前,安排使用所有正式生产工装、过程、装置、环境、设施和周期来生产适当的小批数量产品,以验证产品设计的合理性和产品的可制造性。

 

       04、减少研发各阶段差异的对策


       一、管理规范

 

       任何一个开发团队都有自己的管理体系。那么为了减少研发试验与生产加工结果的差异,就应该建立相对应的管理体系。

 

       首先建立面粉及其制品研发控制程序,通过开发计划书、开发任务书、样品试制记录表、工艺方案、小批试制准备情况检查表、小批试制总结报告等一系列过程控制方法规范研发过程的管理行为。同时,在产生差异时,通过这些控制方法检查出问题产生的原因,便于后续工作中的调整。每一个阶段的工作结束,要及时进行必要的总结与分析,避免其中更多的不确定性问题带到下一过程工作中。

 

       二、技术规范

 

       在开发设计中,要预判可能产生的不确定因素,对于这些因素进行可靠的控制;按照生产设备与工艺的现状进行工艺设计,试图模仿可能实现的生产状态,设计研发工艺,安排研发工艺,以期实现生产的“再现”,排除可能出现的差异。对于生产过程的控制,在工艺及操作技术规范时做出必要的要求,求得试验与生产状态的“一致性”。

 

       另外,在开发试验的全过程(小试、中试及小批量试生产)中,每组试验的所有数据(包括一些暂时看起来用不上的数据和人们常常忽略的环境条件数据)一定要记录清楚,为产生问题的系统分析做好数据积累。

 

       三、设备规范

 

       在配备研发设备时,要尽可能与生产设备的效果相对应。即便试验结果出现差异,研发人员也可以通过经验进行矫正,对研发试验与生产的结果的差异做出预测性调整。

 


推荐图文

推荐信息

点击排行

设计、装修、施工一条龙服务
  • 找厂房
  • 找施工
  • 找服务

专业技术团队建厂设计整体解决方案

专属一对一客服为您提供免费方案及报价!

咨询相关问题,可以通过电话与我们联系

4008-715-360
找厂房
厂房信息
仓库信息
土地信息
园区信息
找设计
建筑设计
园区规划
工艺设计
消防设计
设计案例
设计资讯
找施工
建筑工程
钢结构工程
净化工程
机电工程
环保工程
产业园建设
暖通空调
EPC总承包
厂房建设
找技术
生产许可
安全环保咨询
运营咨询
知识产权
软件开发
建筑设计资质
新闻资讯
找设备
食品加工
肉类机械
食品通用
商用厨房
食品包装
检测仪器
建厂材料
找代工
食品加工机械
肉类机械设备
食品通用设备
商用厨房设备
食品包装机械
食品检测仪器
建厂配套材料
行业资讯
行业动态
市场分析
行业标准
技术资料
法律法规
设备资讯
生产运营
行业专题
厂房专题
设计专题
工程专题
咨询专题
设备专题
食品专题
代工/贴牌