关于雀巢，你不知道的科学秘密

     

                            关于雀巢，你不知道的科学秘密

       2018年8月28日，雀巢以71.5亿美元的价格收购了星巴克零售咖啡业务，不知道以后星巴克的咖啡口味到底有什么变化？

作为世界上最大的食品制造商，雀巢在全球拥有500多家工厂，从巧克力、威化饼到谷物食品，雀巢的工程师们拥有独门秘籍，他们使用高科技的仿真模拟技术来优化生产工艺。

巧克力棒的科学制作工艺

我们平时在超市里面看到的雀巢奇巧、甘脆巧克力以及牛奶巧克力棒等都是利用巧克力浇注机向模具中填满融化的巧克力制作的。巧克力浇注机是利用一个个喷嘴将巧克力注入模具。

                                                                        雀巢kitkat

为了保证成本效率和商品标准化，雀巢需要保证每根巧克力棒的巧克力含量相等，所以每个喷嘴尖端的流动和压力都必须一致。

如果依靠人工测试，这是非常困难的事情，所以雀巢的工程师使用建模和仿真软件来模拟分析。

                                           喷嘴和流道中巧克力流量的大小（图片由雀巢提供）

利用仿真技术优化流体流动、测试机械应力，以及分析具体几何的热属性。

通过建立仿真模型，并将流体的剪切速率与剪切应力相关联的实验曲线导入软件，找出了高流速和低流速区域，并确定了每个浇注机喷针之间的流动差异。

最后使用流道中及喷嘴尖端的数值探针来分析几何中特定位置的情况。

通过优化浇注机设计，我们能在每个喷嘴上实现一致的流速，将误差控制在期望值的千分之一以内。

                                                        流线显示了巧克力流动的方向

如何保持巧克力的干脆口感

威化巧克力最大一个特点就是嚼起来干脆。

                                                              雀巢威化脆脆鲨

但在制作威化时，加热不均匀会在威化内部造成不同的水分浓度，破坏它松脆的口感，甚至会让饼干碎掉。

雀巢是使用两个烤盘来烘焙的。烘焙过程中，烤盘大约会经过 40 簇火焰。

                                                                    烘焙威化的器具

工程师们利用仿真来分析烤盘下方和周围的热空气流动，优化烤盘设计，以保证在烤盘表面的温度是均匀分布的。

他们通过修正燃烧器的功率和方向，希望能在烘焙出最佳威化的同时，减少所消耗的燃料量。

                                                  烤盘周围的气流（图片由雀巢提供）

最后借助试验中用到的烤盘来验证模型，发现它与仿真结果是一致的。

并且还发现，在用于将烤盘连在一起的螺栓附近，由于螺栓增加了热传导，因此出现了更热的点。

 左：烤盘支架中的温度分布。

 右：上方烤盘表面的温度剖面，可以在螺栓位置处（白圈）看到更热的点。

谷物食品的挤压烘焙

雀巢的脆谷乐、巧伴伴等这些谷物食品是通过高温挤压，将生面团挤出模具制作而成的。

为了保证面团质量能够按照可预计的方式来烘焙，工程师们需要设计粘度计的外壳能够承受设备内的高压。

通过仿真检查挤压机的位移是否一致，因为如果设备位移存在差异，生产出的谷物食品将会有不均匀的外形和尺寸。

                                                          粘度计外壳和模具仿真模拟结果

结论：

雀巢旨在能够持续为消费者生产出更美味、更健康的产品，而利用多物理仿真分析工具不仅能达到这一目标，还能节省成本，加快生产时间，达到了锦上添花的效果。

所以，火候恰当，温度均匀，用料一致，是厨艺精进的科学秘诀。