很多食品的研發(fā)都需要經(jīng)過小試、中試和小批量試生產(chǎn)的研發(fā)過程。許多從事食品研發(fā)工作的人士都曾有過這樣的經(jīng)歷，已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室做過效果很好的試驗(yàn)，到生產(chǎn)現(xiàn)場進(jìn)行中試或者小批量試生產(chǎn)時(shí)的產(chǎn)品狀況遠(yuǎn)非設(shè)想的狀態(tài)。也有一些科研工作者很好的研究成果在進(jìn)行成果轉(zhuǎn)化時(shí)出現(xiàn)一些不盡人意的“意外”。

從實(shí)驗(yàn)室研發(fā)到工業(yè)化生產(chǎn)過程不是簡單的放大。現(xiàn)以面粉及其制品為例對研發(fā)過程中試驗(yàn)與生產(chǎn)結(jié)果的差異因素進(jìn)行分析，以期對加速業(yè)內(nèi)同仁技術(shù)成果的轉(zhuǎn)化有所助益。

研發(fā)過程各階段的任務(wù)

1、小試

小試是根據(jù)實(shí)驗(yàn)室理論研究成果，進(jìn)行初步的設(shè)計(jì)，放大一定的倍數(shù)，在實(shí)驗(yàn)室的條件下進(jìn)行生產(chǎn)，對于設(shè)備的要求并不嚴(yán)格，有些是可以用同類型器件代替的，規(guī)模很小，易于操作。通過得到相應(yīng)的工藝參數(shù)和理論依據(jù)，為以后中試作準(zhǔn)備。

2、中試

中試指為了使研究成果產(chǎn)業(yè)化，減少轉(zhuǎn)化風(fēng)險(xiǎn)，提高轉(zhuǎn)化率，進(jìn)行的批量放大試生產(chǎn)、試營銷、試使用的過程。小試成熟后，進(jìn)行中試，研究工業(yè)化生產(chǎn)工藝，設(shè)備選型，為工業(yè)化設(shè)計(jì)提供依據(jù)。這個(gè)過程的目的在于驗(yàn)證、改進(jìn)、完善實(shí)驗(yàn)成果，消除各種不確定性因素，取得可靠的數(shù)據(jù)，使之與其他相關(guān)技術(shù)匹配，與生產(chǎn)實(shí)際相符合，與社會(huì)需要相一致，從而使新技術(shù)順利應(yīng)用到生產(chǎn)中，將新產(chǎn)品成功地推向市場。

3、小批量試生產(chǎn)

小批量試生產(chǎn)是從小試實(shí)驗(yàn)、中試到工業(yè)化生產(chǎn)必經(jīng)的過渡環(huán)節(jié)。產(chǎn)品批量生產(chǎn)前，安排使用所有正式生產(chǎn)工裝、過程、裝置、環(huán)境、設(shè)施和周期來生產(chǎn)適當(dāng)?shù)男∨鷶?shù)量產(chǎn)品，以驗(yàn)證產(chǎn)品設(shè)計(jì)的合理性和產(chǎn)品的可制造性。

差異形成的因素分析

1、人的因素

實(shí)驗(yàn)室小試，多為有著嚴(yán)謹(jǐn)?shù)穆殬I(yè)習(xí)慣的實(shí)驗(yàn)室工程技術(shù)人員，使用的儀器、設(shè)備較為精密，試樣量小，所以 （每個(gè)批次間）試驗(yàn)效果差異較??；在生產(chǎn)過程中， 操作人員為經(jīng)過或沒有經(jīng)過培訓(xùn)的生產(chǎn)線操作員工， 加之使用的稱量、 加工設(shè)備精準(zhǔn)程度稍差，且加工量較大等因素，加工出來的產(chǎn)品品質(zhì)只能是在要求規(guī)范的合適范圍內(nèi)。在人員因素的影響下，試驗(yàn) （小試、中試）的效果與生產(chǎn)線批量生產(chǎn)的效果會(huì)有差異。

2、設(shè)備因素

①設(shè)備參數(shù)因素

很多實(shí)驗(yàn)室使用的試驗(yàn)設(shè)備或中試生產(chǎn)線，多為模仿生產(chǎn)設(shè)備制造的，但是在設(shè)備的參數(shù)方面一定會(huì)有些差異。

例如：掛面研發(fā)用的小型壓面機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)較生產(chǎn)用設(shè)備的壓輥轉(zhuǎn)數(shù)要快，壓延出來的面帶效果就會(huì)有很大差異；

小麥實(shí)驗(yàn)?zāi)ツポ伒凝X形數(shù)據(jù)與轉(zhuǎn)數(shù)與生產(chǎn)用磨粉機(jī)的參數(shù)不可能完全一致，研磨出來的面粉的狀況（粉色、純度、面團(tuán)特性）會(huì)有較大的差異。所以設(shè)備參數(shù)對產(chǎn)品效果的影響就成為重要的差異因素。

②設(shè)備規(guī)模因素

無論是實(shí)驗(yàn)室小試還是已經(jīng)成型的中試生產(chǎn)線，其設(shè)備規(guī)模都不可能與正式生產(chǎn)用的設(shè)備加工規(guī)模相比擬。在很多食品加工中，諸如面粉（在單位研磨長度上碾壓的力度有較大差異）、餅干（不同位置的烘焙效果對產(chǎn)品的口感、外觀有不同）、饅頭（不同規(guī)模的醒發(fā)過程和蒸煮過程對產(chǎn)品效果的影響）等產(chǎn)品，生產(chǎn)設(shè)備的規(guī)模對生產(chǎn)出的產(chǎn)品效果會(huì)有一定的影響。

3、原輔料因素

①原料品質(zhì)差異

實(shí)驗(yàn)室對于原料的選擇，由于用量少，所以預(yù)處理比較精細(xì)，但是選擇的余地小，代表性較差；但是在生產(chǎn)實(shí)踐中，加工量大，尤其是農(nóng)產(chǎn)品加工時(shí)，受原料來源的影響，品質(zhì)差異會(huì)很大（小麥加工就是最典型的例證）。

②投料精準(zhǔn)程度差異

受加工量和工作環(huán)境的影響，實(shí)驗(yàn)室的操作和生產(chǎn)性操作的投料精準(zhǔn)程度會(huì)有較大差異。其主要來源在于：實(shí)驗(yàn)室的小試和中試時(shí)，需要的稱樣量少，計(jì)量設(shè)備精準(zhǔn)程度高，操作精細(xì)，而生產(chǎn)中的計(jì)量設(shè)備精度相對較低，稱樣量大，所以所投物料的相對比例會(huì)有差異；實(shí)驗(yàn)室中稱樣、投料環(huán)境相對穩(wěn)定，相對精準(zhǔn)，而生產(chǎn)過程中，生產(chǎn)環(huán)境的流動(dòng)氣流、空氣中的粉塵和投料時(shí)的動(dòng)作都會(huì)對投料的精準(zhǔn)程度產(chǎn)生影響。

4、工藝因素

①工藝路線差異

有些試驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)者忽略了細(xì)小的工藝細(xì)節(jié)。例如：有面粉開發(fā)試驗(yàn)人員在應(yīng)用實(shí)驗(yàn)?zāi)プ鲋品墼囼?yàn)時(shí)，小麥清理后省略了潤麥過程，直接進(jìn)行取粉試驗(yàn)。這樣，制得的面粉中大量存在麩星。有些實(shí)驗(yàn)者在面團(tuán)特性檢測中忽略了水分測定，直接稱取300g面粉進(jìn)行檢測，豈知存在結(jié)果差異的不確定性。

②工藝參數(shù)差異

仍然以面粉加工為例，實(shí)驗(yàn)室使用的無論是進(jìn)口的布拉班德小型實(shí)驗(yàn)?zāi)シ蹤C(jī)還是國產(chǎn)三皮三心小麥實(shí)驗(yàn)?zāi)シ蹤C(jī)，在試驗(yàn)過程中的研磨參數(shù)（齒形角、斜度、齒頂?shù)龋┖秃Y理參數(shù)（篩網(wǎng)孔徑配置、輔助清理配置和回轉(zhuǎn)半徑參數(shù)等）與生產(chǎn)中的工藝參數(shù)狀態(tài)不可能完全等同，導(dǎo)致生產(chǎn)出的產(chǎn)品品質(zhì)（各理化及面團(tuán)特性指標(biāo)）有著較大的差異。

減少差異的對策

1、管理規(guī)范

任何一個(gè)開發(fā)團(tuán)隊(duì)都有自己的管理體系。那么為了減少研發(fā)試驗(yàn)與生產(chǎn)加工結(jié)果的差異，就應(yīng)該建立相對應(yīng)的管理體系。

首先建立面粉及其制品研發(fā)控制程序，通過開發(fā)計(jì)劃書、開發(fā)任務(wù)書、樣品試制記錄表、工藝方案、小批試制準(zhǔn)備情況檢查表、小批試制總結(jié)報(bào)告等一系列過程控制方法規(guī)范研發(fā)過程的管理行為。同時(shí)，在產(chǎn)生差異時(shí)，通過這些控制方法檢查出問題產(chǎn)生的原因，便于后續(xù)工作中的調(diào)整。每一個(gè)階段的工作結(jié)束，要及時(shí)進(jìn)行必要的總結(jié)與分析，避免其中更多的不確定性問題帶到下一過程工作中。

2、技術(shù)規(guī)范

在開發(fā)設(shè)計(jì)中，要預(yù)判可能產(chǎn)生的不確定因素，對于這些因素進(jìn)行可靠的控制；按照生產(chǎn)設(shè)備與工藝的現(xiàn)狀進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)，試圖模仿可能實(shí)現(xiàn)的生產(chǎn)狀態(tài)，設(shè)計(jì)研發(fā)工藝，安排研發(fā)工藝，以期實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的“再現(xiàn)”，排除可能出現(xiàn)的差異。對于生產(chǎn)過程的控制，在工藝及操作技術(shù)規(guī)范時(shí)做出必要的要求，求得試驗(yàn)與生產(chǎn)狀態(tài)的“一致性”。

另外，在開發(fā)試驗(yàn)的全過程（小試、中試及小批量試生產(chǎn)）中，每組試驗(yàn)的所有數(shù)據(jù)（包括一些暫時(shí)看起來用不上的數(shù)據(jù)和人們常常忽略的環(huán)境條件數(shù)據(jù)）一定要記錄清楚，為產(chǎn)生問題的系統(tǒng)分析做好數(shù)據(jù)積累。

3、設(shè)備規(guī)范

在配備研發(fā)設(shè)備時(shí)，要盡可能與生產(chǎn)設(shè)備的效果相對應(yīng)。即便試驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)差異，研發(fā)人員也可以通過經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行矯正，對研發(fā)試驗(yàn)與生產(chǎn)的結(jié)果的差異做出預(yù)測性調(diào)整。

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