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梅特勒托利多稱量系統(tǒng)解決食品配料的配制問題
1. 配方的重要性
無論是調查,、開發(fā)還是生產，根據既定配方制作多種組分混合物是許多行業(yè)為重要的標準任務之一,。對于食品制作更是如此,，因為該過程經常采用高明并經過反復測試的配方。必須每時每刻嚴格遵循這些配方,，從而保持一致的產品質量,。在食品行業(yè)，稱量錯誤不僅會造成經濟損失,，而且會造成與健康相關的后果,。
與此同時，該行業(yè)承受著既要成功又要降低成本的巨大壓力,。鑒于此,，必須改進與優(yōu)化配方，以改善口味,、外觀,、形狀以及延長產品的使用壽命。另外,，還必須遵循關于某些原料的使用規(guī)定,，這些規(guī)定會隨著新知識的出現而不斷改變。
如今,，需要配方的研制過程進行記錄,。在此過程中生成的報告作為與質量與保質期相關索賠的憑證，其中保留關于正確配料與其他數據的信息。
出于這些原因,，用于配方過程的稱量系統(tǒng)必須具有高精度,、高可靠性與可追溯性。用于實驗室與生產的梅特勒托利多稱量系統(tǒng)可解決這些挑戰(zhàn),，這些將在下文中進行介紹,。
2. 實驗室與生產線的不同要求
食品行業(yè)實驗室集中主要精力進一步開發(fā)產品系列。對新原料進行測試以及減少已有原料,。目的為不斷改進食品的口味,、一致性、保質期,、顏色,、外觀與香味。在進行此操作時,，配方經常只會發(fā)生細微改變,，使用的稱量系統(tǒng)必須提供盡可能靈活的支持，以適應這些改變,。使用只能處理幾毫克或幾克質量的天平進行操作可限制材料與原料的使用量與成本,。
生產線提出了不同的要求：稱量范圍更大，并且要求側重于速度與效率,。與現有 LIMS（實驗室管理系統(tǒng)）或ERP（企業(yè)平臺）系統(tǒng)（如：SAP）連接的功能通常是稱量系統(tǒng)的重要要求,。諸如這些的網絡可確保理貨物。來自于采購,、倉儲,、生產與會計部門的數據以電子方式比較，這可同時降低出現錯誤的風險與成本,。
在實驗室中,，這些網絡提供了接入所有連接天平的中央接口，并允許自動保存所有測量值,。梅特勒托利多為這兩個應用領域提供度身定制的儀器,，以確保高度稱量可靠性與經濟性。
3. 配方：一項重要與具有挑戰(zhàn)性的應用
配方是重要的任務之一,，對于食品與飲料行業(yè)尤為如此,。用于食品與飲料生產的配方經常由 10 種或 20 種不同的組分組成。產品除了包含基本原料與香料之外,，通常包含附加維生素,、著色劑、增味劑或防腐劑,。一些組分僅以少量添加至配方,。在配方方面,，大的挑戰(zhàn)是廣泛的稱量范圍與配方的復雜性。
3.1 配方方法
配方方法簡單,，能夠很容易解釋：首先為相關的稱量任務提供適合的天平,。然后，將適合的稱量容器放置在天平上,，并去皮。然后,，天平將清零,，并稱量*個組分。一旦達到特定值,，應記錄質量然后將天平再次清零,。重復進行此程序，直至對所有組分的稱量工作完成并已將所有的測量值記錄,。
3.2 配方過程中的風險
每一個稱量步驟均存在著任何稱量過程面臨的相同錯誤風險,。典型的錯誤根源包括：靜電電荷、樣品散落,、外部影響與操作失誤,。
達到每個組分的目標質量是難實現的。尤其是當稱量粉末時,，如果有過多的產品進入稱量容器以及超過允許的大允差,，則整個稱量過程作廢。不僅達到這一點的所有分配的組分丟失,，并且會浪費寶貴的工作時間,。
通常在實驗室尋找新配方時，組分的初質量有可能低于天平設置的小稱量值,。如果在稱量過程中出現這種情況,，則必須以較大樣品量再次進行配方，這既浪費時間又浪費材料,。
配方中每新增一種新組分,，錯誤的風險便會加大。因此,，包含組分的混合物存在著巨大風險,。
通過人工方式將稱量數據相繼輸入至實驗室日志與電子數據庫中是兩種常見錯誤的根源，對于人工配方更是如此,，這會很大程度上影響到稱量的可靠性,。
3.3 人工配方
過程的所有步驟均由用戶執(zhí)行；每次按下按鈕以及每次記錄稱量結果,。用戶還必須確保遵循配方,，以及不會遺漏任何原料。
在配方過程結束時，可以將產品的終實際質量與通過記錄的所有單個質量計算所得的理論值進行比較,，以檢查過程的精度,。如果這兩個值超過先前確定的允差，則配方無效,，必須再次進行,。
后將稱量值傳輸至 Microsoft Excel 或已有的數據庫系統(tǒng)是手動過程中的額外步驟。
盡管此過程一眼看上去簡單,、快速并且可靠,，但是現今的解決方案使其弱點與缺點暴露無遺。
3.4 用于配方的儀器
梅特勒托利多提供眾多智能稱量與軟件解決方案,，可幫助大限度降低配方過程中的風險,，以及彌補手動過程的缺點。如果僅僅是出于對健康后果的考慮,，則食品行業(yè)進行正確與可追溯的工作是必需的,。
在實驗室中，分析與精密天平通過以下方式支持配方：
– 依照 21 CFR Part 11 進行的質量計算與數據管理
– 通過與網絡直接連接的多臺天平進行質量計算
– 可作為方法保存的可隨意配置的集成應用程序
– 可為每個配方過程多輸入 255 個組分,，并且以字母數字方式進行組分識別
– 通過天平顯示屏或 PC 顯示用戶友好的直觀菜單
– 由于具有多個選項,，如：添加劑或單獨配料、自動質量測定,、去皮重,、預設皮重、刪除上一個樣品,、覆蓋
功能,，因此稱量過程靈活
– 使用組分識別號、組分總量與與稱量參數進行詳細文件記錄
– 將所有數據自動存儲于 SQL 服務器數據庫
梅特勒托利多為生產線提供一系列高度堅固,、靈活與的工業(yè)天平,。配料與配方系統(tǒng) FormWeigh.Net® 在
天平與 ERP 系統(tǒng)之間起到智能接口的作用，可控制整個配方過程與管理材料流轉過程,。這可確保產品質量
一致,，大限度提高原材料使用率以及加快過程速度。FormWeigh.Net® 具有以下優(yōu)點：
– 操作簡單,，可創(chuàng)建不同的配方方法
– 可追溯整個生產過程
– 集中數據管理,，減少材料損失以及智能化貨物管理
– 快速材料/數據流與可靠數據存儲
– 從進貨到發(fā)貨，實現基于批記錄的工作流程
– 部分批量管理與裝量校正
– 功能符合 21 CFR Part 11,、21 CFR Part 111 與 EU 178/2002 要求
FormWeigh.Net 提高工業(yè)配方過程的經濟有效性,、可靠性與效率。
3.5 用于實驗室的配方儀器
使用傳統(tǒng)型天平進行的配方這是一種人工分步過程,，而超越系列天平卻具有更多功能,。配方與集成功能作
為標準稱量程序集成在天平中,，可自動提供用戶引導。
優(yōu)勢明顯：只需使用位于存儲配方程序中的一些設置即可按照用戶的要求設置 XP 天平,。創(chuàng)建完成后,，只需
單擊 TFT 觸摸屏即可*性訪問定制的方法。配方過程按照上述程序進行,，但是一旦方法開始,，則每一個
步驟在顯示屏上顯示。這樣,，極大地提高了測量可靠性與用戶舒適性,。
梅特勒托利多 配方指南 6
在去皮之后，只需在集成的紅外感應器 (SmartSens) 上方揮揮手,，天平即可自動清零。也可連接一臺打印機,，
打印*結果或者去皮容器的樣品標識,，此時可使用此標識單獨識別配方。
當稱量某一原料時,，顯示屏始終顯示淺灰色,，直至達到配方中的值。然后顯示屏從淺灰色變?yōu)楹谏珨底郑?/div>
以提示質量正好處于設定的容差范圍內,。用戶可在紅外感應器 (SmartSens) 上方揮揮手對天平再次去皮,，
然后按照天平顯示屏上接下來的提示進行操作。
結果自動傳輸至緩沖器內存,，并在其中匯總,。在這一工具的幫助下，
可避免對稱量過程造成中斷,。如有疑問,，用戶可隨時重新讀取天平顯
示器上的稱量組分。所有的測量值與總質量全部記錄在打印結果中,。
總質量還顯示在天平上,。打印結果有助于檢查與文檔記錄，并可粘貼
至實驗室日志中,。超越系列天平可多存儲 99 種配方,，并具有寬敞的
空間，方便操作人員輕松地操作幾乎無需任何改動的標準配方,。
3.6 使用 LabX 天平實現合規(guī),、聯網與集中控制
LabX 天平為用戶進一步提高了可靠性、可追溯性與用戶舒適性,。該軟件模塊將所有天平連接至一個網絡,。
質量主管或實驗室管理人員可隨意定義自己的配方,、用戶權限、讀/寫權限以及諸多其他安全參數,。
所有的設置均可應用于特定天平或者所有連接的設備,。這樣，人工錄入方式就變得過時了,?？勺詣佑嬎闩c保存
所有測量值。
接口可將數據導出至 Microsoft Excel 或 LIMS 系統(tǒng),?？蔀榇斯δ芴砑尤魏蔚漠a品數據庫?？蛻艨墒褂米约旱?/div>
產品自行建造過程系統(tǒng),。天平與 SAP 之間的表單、打印結果與數據交換可全部通過 LabX 天平實現,。不再需要
將計算機直接連接至天平,。還可通過以太網或 WLAN 訪問數據。
3.7 測量度經常不受重視
配方過程的關鍵環(huán)節(jié)是稱量,。但是,，即便如此一些錯誤所造成的風險卻時常被低估?？傊?，稱量的性具有
著非常重要的作用，尤其是在實驗室通常提供很小砝碼的情況下,。當質量值低于小允差時,，或者當天平未
校準、所需的測量精度未知或者天平安裝在不理想的場所時,，制定足夠的 SOP 的作用是什么,？
在各種情況下，顯示的稱量結果均有可能與實際值發(fā)生巨大偏差,。在錯誤發(fā)生之后尋找可能的錯誤根源既
耗時又耗費,，這就是事先盡可能地排除重要的錯誤根源之所以值得嘗試的原因。這些錯誤包括：
– 操作錯誤（小允差,、測量度,、校準、記錄等）
– 一般與/或系統(tǒng)錯誤（選擇不當的地點,、環(huán)境影響因素等）
操作錯誤：
人為錯誤：除了系統(tǒng)錯誤根源之外,，人當然是天平運行的核心。當不正確記錄數值時,，即使是簡單的錯誤
也會發(fā)生,。因此,，應當盡可能地避免人工記錄操作。梅特勒托利多提供的所有天平均可與外部打印機連接,，
或者可通過以太網或 WLAN 將測量值導出至連接的計算機,。
這可避免因混合樣品或者不正確記錄數據所造成的錯誤。在越來越讓人手忙腳亂的實驗室環(huán)境中,，這種風險
性更高,，對于配方等操作期間進行的復雜稱量過程尤為如此。如果在稱量時,，鈴聲響起或者用戶因其他
事情分散注意力,，則錯誤必定發(fā)生。
小允差：如果測量的樣品質量低于天平允許的小稱量值,，則測量錯誤會急劇增加,，并且會很快地超出允差
范圍。超越系列 XP/XS 微量天平,、分析與精密天平全部內置小稱量值 (MinWeigh) 功能,。當低于允許的小
稱量值時，紅色稱量值發(fā)出可視警告（如圖 4),。
如果在配方的后，某一組分的質量值低于小允差,，則該功能可防止出現稱量錯誤,，但卻無法防止失去的
時間或材料。
使稱量容器居中：如果稱量容器未在秤盤上居中,，則有可能發(fā)生測量錯誤,。當樣品質量增加時，這種風險性
更高,，具體取決于容器偏離中心的程度,。
網格秤盤 (SmartGrid)：溢出的樣品有可能造成測量結果不正確。如果材料散落在秤盤上而不是稱量容器的
開口中,，則當無人發(fā)現時稱量結果將不正確,。梅特勒托利多的網格秤盤 (SmartGrid) 可消除這一風險。散落的
樣品材料落入網格中,，這樣就不會對測量產生影響,。這種創(chuàng)新技術具有兩項新優(yōu)點：
• 網格秤盤 (SmartGrid) 對于氣流的阻力很小。因此,，與使用傳統(tǒng)天平得到的結果相比,，測量值能夠更加快速
地穩(wěn)定。該優(yōu)點對于經常性稱量（如：配方）或者更多數量的樣品尤為有用,。
• 網格秤盤懸掛在天平的后側,，可輕松拆除,，確保更快速清潔。由于網格秤盤的懸掛設計,，因此可輕松夠觸
整個稱量室進行清潔,。稱量表面光滑，無既無角又無邊,，這樣可消除積塵的風險,。
易巧稱量組件：梅特勒托利多的易巧稱量組件配有一系列適用于網格秤盤 (SmartGrid) 的不同支架，可確保
承裝各種類型的去皮容器,，如：試管,、圓底與容量瓶以及秤盤。稱量容器固定在一個符合人體工程學的
位置,。
系統(tǒng)錯誤：
位置：天平的安裝所在位置會極大程度上影響到測量的度,。應當將天平安裝在穩(wěn)定、無磁性以及盡可能
無振動的表面,。選擇盡可能風小的地點,，即：不靠近門窗、加熱系統(tǒng),、空調,、進氣/出氣閥的地方。
溫度,、熱輻射,、空氣濕度與靜電電荷：稱量結果取決于溫度，這就是稱量室內的一致條件之所以有助于獲得
可重現結果的原因所在,。日光直射或光源熱輻射也會對稱量結果產生影響,。
梅特勒托利多提供的眾多稱量解決方案均配有全自動校準技術 (FACT, proFACT) 或者集成的溫度控制程序
(ITC)。這些功能可幫助消除因溫度所致的錯誤,。
空氣相對濕度也會對結果產生影響,。空氣濕度應不低于 20% 或超過 80%,，保持在 45% 與 60% 之間,。
這一范圍還有助于降低出現靜電電荷問題的風險。當使用采用玻璃或塑料制成的非傳導性稱量容器時,，或者
當稱量非常干燥的物質時,，這種現象經常出現。由于靜電電荷的過程很慢,，因此大多數情況下會發(fā)生漂移,，
這意味著幾乎無法實現任何可重現的質量一致性。可集成在超越系列天平內的防靜電套件有助于防止這一
錯誤發(fā)生,。該套件可作為配件單獨訂購,。.
稱量臺：如果天平不平整，則無法獲得的結果,。梅特勒托利多提供的所有天平均配有水平指示
器,，方便快速調平。超越系列天平可自動檢查水平位置,。如果在清潔等過程中將天平移動,，則水平控制系統(tǒng)
(LevelControl) 自動發(fā)出聲響信號，以警告天平不再處于水平位置,。與此同時,，顯示屏顯示重新調平天平的各個
步驟
3.8 在生產過程的配方環(huán)節(jié)確保率
在生產過程中，除了度與可靠性之外,，效率,、速度與可追溯性等其他因素對于配方同樣起著非常重要的作
用。換言之,，需要快速,、可靠與稱量，在稱量系統(tǒng)和 ERP/EMS 系統(tǒng)建立數字連接,。這可自動調節(jié)庫存
量以及對每一批進行完整文件記錄,。梅特勒托利多提供的配料與配方系統(tǒng) Formweigh.Net® 全部具有這些
性能特點。梅特勒托利多的所有工業(yè)稱量解決方案均可使用此軟件運行,。在現場與稱量系統(tǒng)連接的不同終端
在計算機與天平之間起著接口作用,。
3.9 確保一致的產品質量
系統(tǒng)啟動存儲的配方程序，并將所有的測量值自動保存在可追溯的電子數據庫中,。該自動過程可始終確保
高質量以及高度過程可靠性。
因此,，可避免因各批次組分錯誤造成的材料損失,。尚未執(zhí)行的待執(zhí)行命令在
顯示屏上突出顯示，并對已經執(zhí)行的過程進行標記,。另一優(yōu)點是簡單,、清晰的用戶指南。在需要四眼原則的
任務中,，Formweigh.Net 可提供第二雙眼,。它可為配方任務自動選擇正確的天平，并可通過條碼掃描儀檢測原
材料,。因此,，系統(tǒng)遵循“先出”的原則可優(yōu)化對原材料的使用。無需再處置過期的原材料,，這可減少處置
成本與材料費用,。這是一種可極大程度提率與盈利能力的解決方案,。
可按需定制 Formweigh.Net，以適合所有已經安裝的公司軟件系統(tǒng)（如：SAP）,。用于 ERP/EMS 系統(tǒng)的標準接口
可交換原材料與訂貨數據,。無需重新輸入關于庫存量的主數據與信息。通過系統(tǒng)之間的通信不斷同步處理
信息,。庫存量信息始終保持狀態(tài),，可追溯批次，并可集中整理不同干預或變更,。
3.10 良好的稱量管理規(guī)范TM (GWP®)
梅特勒托利多的良好的稱量管理規(guī)范 (GWP)® 是一種為確保天平具有良好的測量質量與可靠性所制定
的準則,。在該機制當中，可事先對每一個測量風險進行評估,。利用這一機制,，可根據客戶的特定需求對初始
稱量結果、要求的測量精度以及任何錯誤造成的后果進行計算,。如果客戶需要,，可對安裝的所有秤和天平進行
驗證 (GWP® Verification)。該驗證對于確保用于配方的天平測量誤差處于規(guī)定的允差范圍內尤為重要,。這些
解決方案可確保一致的配方質量,。
該機制還可為常規(guī)測試提供明確的建議。如果不對天平定期檢測,，則即使是*的天平和理想的安裝位置也
無濟于事,。久而久之，每一臺天平都會發(fā)生變化,，必須通過定期校準/校正,。超越系列 XP/XS 天平具有全自動
校準技術 (FACT 與 proFACT)，并且定期接受內部校準,。這意味著無需長時間使用通過認證的外部砝碼進行
校準,；但是，即使是對于這些型號,，外部校準依然*,。
GWP 提供關于校準時間間隔、所需砝碼,、允許的大允差,，以及當未遵循校準時間間隔而需要采取措施的
建議。如果為確保測量的可靠性而需要將單獨的天平停用,，則天平可被自動停用,。.
4. 結束語
配方是食品行業(yè)實驗室與生產線的核心任務。梅特勒托利多的解決方案可確保稱量過程中具有更高可靠性、
使用舒適性與率,。多種創(chuàng)新型稱量解決方案有助于大限度防止錯誤發(fā)生,。Formweigh.Net 軟件是用于
生產的理想產品，其中速度與材料流轉優(yōu)化同樣為重要因素,。由于可與 SAP 等 ERP 系統(tǒng)連接,，因此可提高過
程的穩(wěn)定性與盈利能力。
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