将在线控制系统融入巧克力制造

寂静回声

在广阔的制造领域中，在线控制系统因生产企业追求高效流程而正得到越来越多的发展。传感器技术和计算机能力的进步，能够提供一些大大提高制造效率和精度的手段，并且与其他成本（如原材料价格和燃料成本）相比，花费适中。在食品加工部门，有两个明显的驱动力推动着在线监测功能的发展。首先，它们提高了食品的质量；其次，减少了贵重原料的浪费。在食品配料方面，原料价格的上涨对此尤其重要。
糖果制造就是一个例子。在巧克力糖果中，产品的质量对于确保消费者享受愉快的食用体验至关重要。消费者偏好测试，是用于确定目标消费者喜欢每个样本的程度和原因。因此，生产企业需要精细加工及成分挑选，从而生产出理想的感官属性。
这就需要非常注意巧克力的风味特征，其主要源于可可成分的初级和二次加工。精心控制的物理加工对于获得令人满意的巧克力产品和平滑的口感也非常重要。从颗粒大小到多态性、流变性再到香气，巧克力制造商参与了食品技术的许多方方面面，旨在为挑剔的客户提供优质的产品。
从经济学的观点来看，可可豆，即可可脂、可可液和可可粉等成分是具有高价值的成分，因此减少浪费很重要。这也适用于所用的其他原料，即糖、奶粉（如果需要的话）、乳化剂、热量和电力，以及最后但并非不重要的——水。显然，进行“一次准确性（RFT）”生产是很有意义的。再加上持续不断的市场压力，生产者要以更具竞争力的价格提供高品质的产品。
在线监测
在巧克力的生产过程中，用于在线监测的主要数据可分为三类：（a）视觉特征；（b）香气特征和（c）材料特性。
◆ 外观
视觉特征包括颜色和光泽。这些数据的测量已有多年的历史，但数字量化的功能越来越多且非常普及，现在更是提供了一种能够对微妙变化进行推断的能力。目前，一种使用方便的连续颜色测量商业系统已经被开发。这一系统在测量产品颜色方面特别实用，因为颜色通常与风味特征相关，当目标是一致的风味质量时，这是一个重要的考虑因素。
颜色测量可以被认为是更普遍的光谱测量领域的一部分，是利用电磁频谱其他部分的光线进行测量。例如，近红外线在制造业上已经应用广泛。通常是基于对相关产品进行独立的湿度测量，以验证其水分含量。糖果饼是这种应用的一个例子。在未来有趣的应用可能还包括结晶测量和蛋白质测量。其他有意思的领域还包括用于湿度测量的微波区域；用于异物检测的X射线和新兴的太赫兹光谱，这是一个新的电磁波谱区域, 对少量的水具有明显的敏感性。
◆ 香气
使用在线仪器评估香气特性是一个有趣的进步。尽管顶空分析（对容器中顶部的食品香味进行分析）是实验室色谱系统中的一项很好的技术，但这种仪器的微妙性、复杂性和费用却排除了它们在生产环境中使用的可能性。目前，正在为食品应用开发用于挥发物检测的电子鼻，尽管其在鉴别方面和通用性上有时还存在一些困难。在该领域一个有趣的发展来自于微芯片技术的进步，它为紧凑型设备开辟了道路，可以在一定程度上区分出香味（通过味道联想）之间的区别。其中一个例子就是费姆斯（FAIMS）技术，即高场非对称波形离子迁移谱技术。该技术通过一个微芯片将交流电场应用到离子气味分子上，这些气味分子是连续不断地从处理流的芳香和蒸汽中取样的。电场扫过一系列振幅，以选择不同的分子家族，例如醛类或杂环族化合物，这是基于其在气流中通过微晶片时所携带的内在扩散特性。每个分子家族都以不同的方式对电场进行响应。FAIMS技术的一个应用实例是由Owlstone制造的Lonestar检测仪。其输出可以显示为离子电流的等高线图，作为两个独立电场值的函数（此处称为补偿电压在x轴上，以及y轴上的微分场）。如果需要，校准需要使用化学标准进行单独的测量。在未来，人们可能会设想以此来确定香气的强度和成分。或者，如果为特定的香味化合物确定了最适宜的范围，则可以在强度下降或者超过用户定义的时间间隔时，触发警报以实现系统控制。
◆ 材料特性
材料特性包括几个方面，最显著的是：蔗糖晶体的粒度、熔融巧克力时发生的质量流变，以及巧克力可可脂的结晶形式。传统上，这三者都是通过离线测量的，但这种情况阻碍了对加工流程的精细控制。
(a) 结晶形态：由于可可脂所具有的多晶型特性，会发生额外的状况。质量好的巧克力产品需要可可脂在熔点33℃时形成β型晶型，这是可可脂两个最稳定的晶型之一。这种多晶型特性为产品提供了典型的脆性和冷却效果，也是巧克力提供令人满意的饮食体验的一部分。
在巧克力的生产过程中，用于在线监测的主要数据可分为三类：视觉特征，香气特征和材料特性。
(b) 流动特性：在线粘度测量作为过程和质量控制的工具，其应用已经引起了食品制造业的极大兴趣。现在人们已经广泛地认识到了，要通过强大、卫生、实时的测量来提供有意义的流程信息，以及应对来自于行业的严格监督。
巧克力的流动特性对其性能的许多方面至关重要，特别是在生产过程中。行业接受的粘度测量方法是国际可可组织制定的程序。其采用装配有同心圆筒的旋转粘度计，以测量2至50S-1在40℃时巧克力流动曲线。巧克力的粘度通常由两个参数，屈服值和塑性粘度表示。屈服值是使巧克力刚刚开始流动所需要施加的剪切应力，其大小与巧克力涂层的厚度和涂覆的速度有关；而塑性粘度在控制灌装过程和泵送方面具有重要意义。虽然这种方法确实能够确保批次之间的一致性，但是在调温后，它与巧克力的粘度几乎没有关系。调温巧克力的粘度将受到较低的加工温度（约30℃）和调温期间产生的脂肪晶体的影响，增加了分散相的体积。
一个能提供连续实时粘度测量的在线粘度计的优点包括：
◆能够监测过程，更好地了解生产系统并最终改进过程控制的能力；
◆对过程的更好理解，必然带来更为明智的变化和对生产工艺的改进；
◆通过控制脂肪和/或乳化剂的添加来调节产品粘度。
用于巧克力产品在线粘度测量的商业解决方案非常有限。主要有Hydramotion在线粘度计，可直接安装在储罐或加工管道中。其用于测量粘度的机制是利用谐振频率的频移。
它提供了一个单点粘度值，已被发现与离线测量的卡森塑性粘度有很好的关联；但是它并没有提供任何关于屈服应力的信息。
一些在其他地方发表的在线技术发展的研究，有可能使巧克力的流动特性（包括调温巧克力）得以充分体现。目前，已经使用了诸如MRI和超声速度曲线与压降相结合的流动可视化技术，来研究巧克力在管道或挤出设备加工过程中流动行为的特征。这些视觉化技术与离线结果非常一致，但是它们需要耗时的数据处理，而且对于巧克力过程控制工具来说仍然非常昂贵。巧克力过程控制在线工具的潜在应用是很大的，但存在限制性，因为它需要对测量原理精心选择。
结论
食用巧克力的感官特性取决于可可豆的加工变量和固有特性。巧克力的感官特征、独特的味道和独特的口感（归因于体温附近狭窄的熔化范围）引人遐想。对巧克力产品最终质地和味道的控制至关重要，后者部分取决于最初的烘焙条件，部分是由成品加工的后续加工决定的。口感和质构特性是由可可脂的独特性决定的。精心加工和仔细挑选原料是生产出令人满意的产品品质所必需的。
当今，人们越来越认识到，最有效的防错方案是利用在线传感器来消除失误，这是制造过程本身的一个组成部分。各种软件工具对生产率的提高令人印象深刻，但减少失误可以说更有效果。无论生产过程是自动的还是半自动的，使用传感器来验证制造高品质产品的工作流程，是确保所生产的巧克力符合顾客偏好的最佳方法。

答案哥

食物制造原来跟橡胶制造差不多