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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(diào)查、開發(fā)還是生產(chǎn)，根據(jù)既定配方制作多種組分混合物是許多行業(yè)為重要的標(biāo)準(zhǔn)任務(wù)之一。對于食品制作更是如此，因為該過程經(jīng)常采用高明并經(jīng)過反復(fù)測試的配方。必須每時每刻嚴(yán)格遵循這些配方，從而保持一致的產(chǎn)品質(zhì)量。在食品行業(yè)，稱量錯誤不僅會造成經(jīng)濟(jì)損失，而且會造成與健康相關(guān)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(jìn)與優(yōu)化配方，以改善口味、外觀、形狀以及延長產(chǎn)品的使用壽命。另外，還必須遵循關(guān)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(xiàn)而不斷改變。
如今，需要配方的研制過程進(jìn)行記錄。在此過程中生成的報告作為與質(zhì)量與保質(zhì)期相關(guān)索賠的憑證，其中保留關(guān)于正確配料與其他數(shù)據(jù)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(chǎn)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(jìn)行介紹。
2. 實驗室與生產(chǎn)線的不同要求
食品行業(yè)實驗室集中主要精力進(jìn)一步開發(fā)產(chǎn)品系列。對新原料進(jìn)行測試以及減少已有原料。目的為不斷改進(jìn)食品的口味、一致性、保質(zhì)期、顏色、外觀與香味。在進(jìn)行此操作時，配方經(jīng)常只會發(fā)生細(xì)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(yīng)這些改變。使用只能處理幾毫克或幾克質(zhì)量的天平進(jìn)行操作可限制材料與原料的使用量與成本。
生產(chǎn)線提出了不同的要求：稱量范圍更大，并且要求側(cè)重于速度與效率。與現(xiàn)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(wǎng)絡(luò)可確保理貨物。來自于采購、倉儲、生產(chǎn)與會計部門的數(shù)據(jù)以電子方式比較，這可同時降低出現(xiàn)錯誤的風(fēng)險與成本。
在實驗室中，這些網(wǎng)絡(luò)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(yīng)用領(lǐng)域提供度身定制的儀器，以確保高度稱量可靠性與經(jīng)濟(jì)性。
3. 配方：一項重要與具有挑戰(zhàn)性的應(yīng)用
配方是重要的任務(wù)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(chǎn)的配方經(jīng)常由 10 種或 20 種不同的組分組成。產(chǎn)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(fù)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(guān)的稱量任務(wù)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(dá)到特定值，應(yīng)記錄質(zhì)量然后將天平再次清零。重復(fù)進(jìn)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(fēng)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(fēng)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(dá)到每個組分的目標(biāo)質(zhì)量是難實現(xiàn)的。尤其是當(dāng)稱量粉末時，如果有過多的產(chǎn)品進(jìn)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(dá)到這一點的所有分配的組分丟失，并且會浪費(fèi)寶貴的工作時間。
通常在實驗室尋找新配方時，組分的初質(zhì)量有可能低于天平設(shè)置的小稱量值。如果在稱量過程中出現(xiàn)這種情況，則必須以較大樣品量再次進(jìn)行配方，這既浪費(fèi)時間又浪費(fèi)材料。
配方中每新增一種新組分，錯誤的風(fēng)險便會加大。因此，包含組分的混合物存在著巨大風(fēng)險。
通過人工方式將稱量數(shù)據(jù)相繼輸入至實驗室日志與電子數(shù)據(jù)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(jié)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(jié)束時，可以將產(chǎn)品的終實際質(zhì)量與通過記錄的所有單個質(zhì)量計算所得的理論值進(jìn)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(jìn)行。
后將稱量值傳輸至 Microsoft Excel 或已有的數(shù)據(jù)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(xiàn)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(fēng)險，以及彌補(bǔ)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(jìn)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(jìn)行的質(zhì)量計算與數(shù)據(jù)管理
– 通過與網(wǎng)絡(luò)直接連接的多臺天平進(jìn)行質(zhì)量計算
– 可作為方法保存的可隨意配置的集成應(yīng)用程序
– 可為每個配方過程多輸入 255 個組分，并且以字母數(shù)字方式進(jìn)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(dú)配料、自動質(zhì)量測定、去皮重、預(yù)設(shè)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(shù)進(jìn)行詳細(xì)文件記錄
– 將所有數(shù)據(jù)自動存儲于 SQL 服務(wù)器數(shù)據(jù)庫
梅特勒托利多為生產(chǎn)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(zhuǎn)過程。這可確保產(chǎn)品質(zhì)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(chǎn)過程
– 集中數(shù)據(jù)管理，減少材料損失以及智能化貨物管理
– 快速材料/數(shù)據(jù)流與可靠數(shù)據(jù)存儲
– 從進(jìn)貨到發(fā)貨，實現(xiàn)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(jīng)濟(jì)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(jìn)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(biāo)準(zhǔn)稱量程序集成在天平中，可自動提供用戶引導(dǎo)。
優(yōu)勢明顯：只需使用位于存儲配方程序中的一些設(shè)置即可按照用戶的要求設(shè)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(jìn)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(yīng)器 (SmartSens) 上方揮揮手，天平即可自動清零。也可連接一臺打印機(jī)，
打印*結(jié)果或者去皮容器的樣品標(biāo)識，此時可使用此標(biāo)識單獨(dú)識別配方。
當(dāng)稱量某一原料時，顯示屏始終顯示淺灰色，直至達(dá)到配方中的值。然后顯示屏從淺灰色變?yōu)楹谏珨?shù)字，
以提示質(zhì)量正好處于設(shè)定的容差范圍內(nèi)。用戶可在紅外感應(yīng)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(jìn)行操作。
結(jié)果自動傳輸至緩沖器內(nèi)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(zhì)量全部記錄在打印結(jié)果中。
總質(zhì)量還顯示在天平上。打印結(jié)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(biāo)準(zhǔn)配方。
3.6 使用 LabX 天平實現(xiàn)合規(guī)、聯(lián)網(wǎng)與集中控制
LabX 天平為用戶進(jìn)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(wǎng)絡(luò)。
質(zhì)量主管或?qū)嶒炇夜芾砣藛T可隨意定義自己的配方、用戶權(quán)限、讀/寫權(quán)限以及諸多其他安全參數(shù)。
所有的設(shè)置均可應(yīng)用于特定天平或者所有連接的設(shè)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(shù)據(jù)導(dǎo)出至 Microsoft Excel 或 LIMS 系統(tǒng)。可為此功能添加任何的產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫?？蛻艨墒褂米约旱?/div>
產(chǎn)品自行建造過程系統(tǒng)。天平與 SAP 之間的表單、打印結(jié)果與數(shù)據(jù)交換可全部通過 LabX 天平實現(xiàn)。不再需要
將計算機(jī)直接連接至天平。還可通過以太網(wǎng)或 WLAN 訪問數(shù)據(jù)。
3.7 測量度經(jīng)常不受重視
配方過程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是稱量。但是，即便如此一些錯誤所造成的風(fēng)險卻時常被低估。總之，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(dāng)質(zhì)量值低于小允差時，或者當(dāng)天平未
校準(zhǔn)、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(jié)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(fèi)，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(zhǔn)、記錄等）
– 一般與/或系統(tǒng)錯誤（選擇不當(dāng)?shù)牡攸c、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(dāng)然是天平運(yùn)行的核心。當(dāng)不正確記錄數(shù)值時，即使是簡單的錯誤
也會發(fā)生。因此，應(yīng)當(dāng)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(jī)連接，
或者可通過以太網(wǎng)或 WLAN 將測量值導(dǎo)出至連接的計算機(jī)。
這可避免因混合樣品或者不正確記錄數(shù)據(jù)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(fēng)險
性更高，對于配方等操作期間進(jìn)行的復(fù)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(zhì)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(nèi)置小稱量值 (MinWeigh) 功能。當(dāng)?shù)陀谠试S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(zhì)量值低于小允差，則該功能可防止出現(xiàn)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(dāng)樣品質(zhì)量增加時，這種風(fēng)險性
更高，具體取決于容器偏離中心的程度。
網(wǎng)格秤盤 (SmartGrid)：溢出的樣品有可能造成測量結(jié)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(dāng)無人發(fā)現(xiàn)時稱量結(jié)果將不正確。梅特勒托利多的網(wǎng)格秤盤 (SmartGrid) 可消除這一風(fēng)險。散落的
樣品材料落入網(wǎng)格中，這樣就不會對測量產(chǎn)生影響。這種創(chuàng)新技術(shù)具有兩項新優(yōu)點：
• 網(wǎng)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(jié)果相比，測量值能夠更加快速
地穩(wěn)定。該優(yōu)點對于經(jīng)常性稱量（如：配方）或者更多數(shù)量的樣品尤為有用。
• 網(wǎng)格秤盤懸掛在天平的后側(cè)，可輕松拆除，確保更快速清潔。由于網(wǎng)格秤盤的懸掛設(shè)計，因此可輕松夠觸
整個稱量室進(jìn)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(fēng)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(wǎng)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(xué)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(yīng)當(dāng)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(fēng)小的地點，即：不靠近門窗、加熱系統(tǒng)、空調(diào)、進(jìn)氣/出氣閥的地方。
溫度、熱輻射、空氣濕度與靜電電荷：稱量結(jié)果取決于溫度，這就是稱量室內(nèi)的一致條件之所以有助于獲得
可重現(xiàn)結(jié)果的原因所在。日光直射或光源熱輻射也會對稱量結(jié)果產(chǎn)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(zhǔn)技術(shù) (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(jié)果產(chǎn)生影響。空氣濕度應(yīng)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(xiàn)靜電電荷問題的風(fēng)險。當(dāng)使用采用玻璃或塑料制成的非傳導(dǎo)性稱量容器時，或者
當(dāng)稱量非常干燥的物質(zhì)時，這種現(xiàn)象經(jīng)常出現(xiàn)。由于靜電電荷的過程很慢，因此大多數(shù)情況下會發(fā)生漂移，
這意味著幾乎無法實現(xiàn)任何可重現(xiàn)的質(zhì)量一致性。可集成在超越系列天平內(nèi)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(dú)訂購。.
稱量臺：如果天平不平整，則無法獲得的結(jié)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(diào)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(diào)平天平的各個
步驟
3.8 在生產(chǎn)過程的配方環(huán)節(jié)確保率
在生產(chǎn)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(shù)字連接。這可自動調(diào)節(jié)庫存
量以及對每一批進(jìn)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(yùn)行。在現(xiàn)場與稱量系統(tǒng)連接的不同終端
在計算機(jī)與天平之間起著接口作用。
3.9 確保一致的產(chǎn)品質(zhì)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(shù)據(jù)庫中。該自動過程可始終確保
高質(zhì)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(jīng)執(zhí)行的過程進(jìn)行標(biāo)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(wù)中，F(xiàn)ormweigh.Net 可提供第二雙眼。它可為配方任務(wù)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(fèi)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(jīng)安裝的公司軟件系統(tǒng)（如：SAP）。用于 ERP/EMS 系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)接口
可交換原材料與訂貨數(shù)據(jù)。無需重新輸入關(guān)于庫存量的主數(shù)據(jù)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(yù)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(zhì)量與可靠性所制定
的準(zhǔn)則。在該機(jī)制當(dāng)中，可事先對每一個測量風(fēng)險進(jìn)行評估。利用這一機(jī)制，可根據(jù)客戶的特定需求對初始
稱量結(jié)果、要求的測量精度以及任何錯誤造成的后果進(jìn)行計算。如果客戶需要，可對安裝的所有秤和天平進(jìn)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(nèi)尤為重要。這些
解決方案可確保一致的配方質(zhì)量。
該機(jī)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(jì)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(zhǔn)/校正。超越系列 XP/XS 天平具有全自動
校準(zhǔn)技術(shù) (FACT 與 proFACT)，并且定期接受內(nèi)部校準(zhǔn)。這意味著無需長時間使用通過認(rèn)證的外部砝碼進(jìn)行
校準(zhǔn)；但是，即使是對于這些型號，外部校準(zhǔn)依然*。
GWP 提供關(guān)于校準(zhǔn)時間間隔、所需砝碼、允許的大允差，以及當(dāng)未遵循校準(zhǔn)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(dú)的天平停用，則天平可被自動停用。.
4. 結(jié)束語
配方是食品行業(yè)實驗室與生產(chǎn)線的核心任務(wù)。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(chǎn)的理想產(chǎn)品，其中速度與材料流轉(zhuǎn)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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溫馨提示：為規(guī)避購買風(fēng)險，建議您在購買產(chǎn)品前務(wù)必確認(rèn)供應(yīng)商資質(zhì)及產(chǎn)品質(zhì)量。