我们每天都会听到全球的政治家说他们的决定“以科学为主导”，公众越来越意识到科学对各行各业的影响。在下面的文章中，我们将重点关注科学如何推动食品和饮料行业的发展，尤其是维萨拉的技术如何帮助优化可持续食品生产。

艺术在食品和饮料行业中发挥着重要作用，这很容易理解；创造力和想象力在包装和广告以及产品开发中至关重要。然而在维萨拉，我们相信科学起着主导作用：开发测量技术；帮助配制产品；优化工艺流程；保障安全；保障质量；实现产品一致性以及助力实现可持续发展。展望未来，科学将如何帮助该行业克服新的挑战？

挑战

根据联合国粮农组织的数据 (1)，2020 年，世界上近三分之一的人口（23.7 亿人）无法获得充足的食物。受影响最严重的国家/地区是非洲和亚洲，而在某些国家/地区，主要的食物相关挑战则是肥胖和食物浪费。粮食安全、营养和获取难度都是越来越大的挑战。

水短缺可以定义为淡水量无法满足正常需求。这种情况可能是由气候变化（干旱）、水污染、过度或低效用水，或者水利基础设施不足或失效引起的。根据联合国的数据 (2)，如果不采取适当措施，每年缺水至少一个月的人数将从现今的 36 亿飙升至 2050 年的 50 亿以上。同样，提高效率和减少浪费的压力越来越大。

气候变化正在威胁农作物，这些农作物可能会因干旱、洪水、飓风等被摧毁。根据联合国减少灾害风险办公室的数据 (3)，与过去 20 年相比，与气候有关的灾害几乎翻了一番。因此，我们的农业系统需要具备更强的抗风险能力。

许多产品的有限保质期给食品和饮料行业带来了额外的风险，并使其更容易受到供应链问题的影响。因此，目前迫切需要采取措施来提高抗风险能力并保护业务连续性。再加上成本和可持续性问题，供应链必须短、快、安全和可追溯。除了可持续产品，消费者还追求更好的包装，减少对塑料的依赖。

消费者对安全、健康、营养食品的需求持续增长。因此，制造商在提供更准确的标签信息方面承受的压力越来越大；尤其是涉及健康的成分，例如糖、盐和热量。消费者还越来越多地追求低碳排放产品，这推动了肉类替代品等产品的发展。零售商要求提供碳排放信息；目前，这类信息通常包括范围 3 排放，即在其自身运营之外产生的排放。

随着全球能源和食品价格的飙升，食品和饮料制造商正面临着提高能源效率、减少浪费和增加可再生能源（风能、太阳能和沼气）使用量的环境和财务压力。

维萨拉科学

科学正在为上述所有挑战提供解决方案，其中的许多解决方案都有维萨拉的积极参与。例如，维萨拉是气象设备制造商，科学家能够使用他们制造的设备跟踪气候变化和恶劣天气。此外，使用维萨拉的工业测量仪表能够更好地管理食品和饮料加工过程，从而：

• 提高效率
• 增强和保护产品的一致性和质量
• 降低能耗
• 减少浪费
• 降低成本
• 提高行业的可持续性并帮助应对气候变化

维萨拉技术广泛应用于食品和饮料行业，下面给出了示例。

维萨拉品牌是由公司使命决定的，公司的使命是在下面的四个关键价值观的驱动下积极创新，通过提供观测技术来实现更美好的世界：

1. 以客户为中心 —— 提供满足客户需求的测量解决方案
2. 开拓创新 —— 好奇心推动持续改进
3. 协作 —— 与合作伙伴、利益相关者和全球科学界协作
4. 诚信 —— 诚实、多样性、尊重、可靠性和可持续性

在食品和饮料行业，维萨拉产品用于价值链的多个阶段：从农业到加工、储存、分销、零售，再到废弃物管理。

维萨拉技术

准确性和长期的可靠性是所有维萨拉开发项目的先决条件，维萨拉产品目前已经安装在了不止一个星球上，这一点尤其令我们自豪！维萨拉的湿度和压力传感器目前在地球上的每个大陆以及美国宇航局登录火星的“好奇号”和“毅力号“火星车上运行。

湿度

维萨拉的一些核心技术被广泛认可。例如，湿度是几乎每个行业中最常进行的测量之一。1973 年，维萨拉开发了基于薄膜聚合物的电容式湿度传感器 HUMICAP®，很大程度上提高了测量的准确度和可靠性，其主要优点包括长期稳定性以及对冷凝、污垢和大多数化学品不敏感。因此，维萨拉湿度探头通常用于食品加工过程，如干燥、烹制、烘焙等。

二氧化碳 (CO2)

植物利用二氧化碳在光合作用下生长，因此园艺师的习惯做法是提高温室中 CO2 的浓度以提高产量。CO2 还用于碳酸饮料和易腐食品制造设施中，所有这些过程都需要严格控制，因此是维萨拉传感器技术的理想应用场所。

维萨拉 CARBOCAP® 二氧化碳传感器采用微加工、电调谐法布里-珀罗干涉仪 (FPI) 滤波器，可进行参考测量，以补偿光源强度的潜在变化，以及光路中的污染或污垢积聚带来的偏差。因此，CARBOCAP® 传感器可长时间保持高度稳定，这意味着操作员不必担心校准漂移或传感器故障。

折光法

折光法是众所周知用于测量饮料和水果制品等产品糖含量的方法，可使用维萨拉 K-PATENTS® 卫生型在线折光仪进行工艺监测和控制。例如，白利度（Brix）和总固溶物测量广泛用于食品和饮料生产工艺。

维萨拉折光仪不受颗粒、气泡、晶体或颜色的影响，因此可用于多种溶液的液体识别和组分浓度监测。重要的是，维萨拉折光仪获得了 EHEDG 和 3-A 认证，这些卫生标准可保证食品生产和加工过程符合卫生要求。

右侧的表格中给出了维萨拉在线折光仪的应用示例，这些折光仪用于啤酒酿造过程的以下每个阶段，清楚地证明了它们丰富的功能：

糖化 —— 测量出口管处糖化液的浓度。

1. 麦汁过滤 - 测量浓度以确定合适的冲洗终点。
2. 麦汁煮沸 - 连续测量麦汁浓度/比重，以便酿酒师准确确定麦汁达到所需浓度的时间。
3. 回旋沉淀 – 在回旋沉淀槽之前和/或之后进行监测，确保快速有效地去除固体残渣，从而产出澄清的苦麦汁。
4. 冷却 - 确保在尚未发酵的苦麦汁中可溶性固形物处于合适的水平。
5. 发酵 - 为酿酒师提供实时工艺数据，便于准确确定发酵终点。
6. 过滤和熟化 – 去除酵母过程中的质量控制。
7. 灌装和 CIP - 连续监测灌装和 CIP 工艺可实现自动化、减少浪费并降低成本和能源消耗。

沼气

在全球范围内，随着各个国家/地区和组织寻求实现净零排放目标，可再生能源和温室气体减排受到了莫大关注。沼气为利用农业和食品生产中的废弃物提供了机会，作为一项能源，它还可以取代化石燃料。此外，沼气工艺过程会产生沼渣，这是一种富含养分的肥料，可实现食品生产的完整经济循环。另外，沼气可以发电供家庭和农场使用。

维萨拉已开发出能够优化沼气工艺过程的技术。维萨拉多气体测量仪器能够原位实时监测沼气，从而使操作员能够提高沼气质量、降低成本并提高过程工艺效率。最后的这个示例展示了维萨拉如何参与食物循环的多个阶段，从食品生产一直到食物废弃物厌氧发酵。

总结

科学可以定义为按照基于证据的系统化方法对知识和理解的探寻和应用。在维萨拉，食品与科学有着千丝万缕的联系；仪表的测量数据可为决策提供有用信息并实现效率优化。维萨拉对科学的探索源自我们对世界的好奇；公司将 14% 的净销售额用于研发，长期以来一直致力于创新。食品和饮料行业已经从维萨拉开发的技术中受益匪浅，但对于公司的科学家来说，更令人兴奋的是尚未公布于众的技术...

参考文献：

1. The State of Food Security & Nutrition in the World 2021. Food & Agriculture Organization of the United Nations: https://www.fao.org/state-of-food-security-nutrition/en
2. UN: Adaptation to Climate Change www.un.org/en/climatechange/science/key-findings#physical-science
3. United Nations Office for Disaster Risk Reduction, Policy brief: Disaster risk reduction and climate change. www.undrr.org/publication/policy-brief-disaster-risk-reduction-and-climate-change
4. Riddell et al. (October, 2020) The effect of temperature on persistence of SARS-CoV-2 on common surfaces. Virology Journal. https://virologyj.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12985-020-01418-7
5. Meat plants—a new front line in the covid-19 pandemic. (July 2020) British Medical Journal. https://www.bmj.com/content/bmj/370/bmj.m2716.full.pdf

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酿酒商通常把他们的成功归功于热忱、坚持和创新，而实际上自啤酒被开发和品牌化起，成功便应归结于质量的一致性。因此，工艺监测起到关键作用。在下面的文章中，我们将介绍在酿酒工艺的多个阶段中在线折光仪如何实现工艺优化、节约能源、减少浪费、降低成本并助力酿造优质啤酒。

采样测量与连续监测
某些啤酒厂依赖人工采样和实验室分析的方法，但这种方法存在一些重大缺陷，因此通过原位在线测量来提高自动化水平成为必然趋势。 

实验室分析显然是研究和开发的重要环节，可帮助深入洞察不同原料或工艺对风味和香气等特性的影响。此外，实验室分析还有助于了解化学特性，可在调查工作中发挥重要作用。然而，从生产的角度来看，采样分析可能因成本和时效问题价值有限；例如当实验室结果表明生产存在问题时，啤酒厂可能已产出大量成品。同样，样本代表工艺过程中某一时刻的“快照”，因此无法支持反馈控制或及时提供警报，并且获取的生产数据的趋势曲线较差。

监测技术
维萨拉的 K-PATENTS® 卫生型折光仪可以根据啤酒厂的偏好使用柏拉图度 (Plato)、白利度 (Brix)、巴林 (Balling)、浓度或密度单位进行校准。这些折光仪符合 3-A 卫生标准并经过 EHEDG 认证，旨在用于 CIP/SIP 清洁和冲洗过程。

目前多个不同技术已用于监测酿酒工艺过程的多个方面，但由于存在因较大的悬浮颗粒（特别在糖化和使用麦汁过滤槽的阶段），并且大多数阶段均存在泡沫导致的污染和干扰，浊度和密度测量等方法可能会出现测量误差。因此，建议选择折射率监测方法。维萨拉折光仪的主要优点在于可为酿酒工艺的多个阶段提供准确测量，而不会受上述因素干扰。

折光仪的另一个优点是响应快速，特别适用于包装/罐装线和 CIP 工艺。这点将在稍后讨论。

折射率 (RI) 测量采用 LED 光源，并以光在工艺介质中的折射角度为基础。传感器不断检测临界角，并结合预先定义的工艺条件计算可溶性固形物的浓度。基于此，维萨拉卫生型折光仪提供工厂校准，以满足特定啤酒厂的要求，并可用于酿酒工艺过程的大多数阶段中。下文将介绍折光仪在其中某些阶段中的应用。

糖化 
谷物通常在糖化锅中进行糖化，其锅体应为可卸料的绝缘酿酒容器。将麦芽浸于热水中可激活酶，从而将麦芽中的淀粉分解、释放单糖并产生麦汁。

糖化是决定啤酒最终品质的关键步骤，因此，确保产出麦汁品质的一致性至关重要。折光仪则可用于测量出口管处糖化液的浓度。 

将谷物与麦汁分离的工艺称为麦汁过滤，通常在称为麦汁过滤槽的单独罐体中进行。

麦汁过滤
喷水冲洗麦汁过滤槽内的谷物，可提取糖分。麦汁浓度在冲洗过程中逐渐降低，直至变得澄清。折光仪可持续测量麦汁浓度，并检测合适的冲洗终点，从而防止过度用水并节约能源。 

麦汁煮沸
甜麦汁经分离后，在麦汁煮沸锅或浸煮锅中进行巴氏灭菌。在该阶段还可以添加啤酒花和其他调味剂。麦汁沸腾会让酶失去活性、保留泡沫活性蛋白质并蒸发不需要的挥发性风味物质，有助于形成所需的口感及风味。经过这个阶段后，啤酒可达到合适的浓度或比重，因此，这是酿酒工艺中非常重要的阶段。

折光仪可直接安装在麦汁煮沸锅中，对麦汁浓度/比重进行连续测量，以便酿酒师准确确定麦汁达到所需浓度的时间，从而提高啤酒的品质及其一致性，同时有助于优化酿造时间和能耗。

回旋沉淀
煮沸后的麦汁被送至回旋沉淀槽，此阶段会将固形物颗粒（酒花糟和蛋白质凝固物）与苦麦汁分离。残留颗粒在回旋沉淀槽中凝固，在液体中沉淀为残渣，这些残渣可在罐体底部被部分清除。要产出澄清的苦麦汁送至下一阶段，快速有效地去除固体残渣非常重要。因此，折光仪可安装于回旋沉淀槽之前和/或之后。
 

冷却
麦汁煮沸后需经热交换器冷却，并借助该设备回收用于煮沸麦汁的部分能量。折光仪可安装在冷却器的出口处进行质量控制，以确保在尚未发酵的苦麦汁中可溶性固形物处于合适的水平。此外，还可将折光仪安装于煮沸锅之后和回旋沉淀槽之前进行测量，以免处理的苦麦汁不符合所需规格。

发酵
在发酵工艺中，酵母将麦汁中的糖分和氨基酸转化为二氧化碳和酒精。发酵液的浓度按照比重测量，或按照与水的相对密度测量。在酿酒行业，这项测量主要是指测量柏拉图度 (Plato)，与葡萄酒行业采用白利度 (Brix) 测量非常相似。

定期去除在发酵罐底部积累的废酵母有助于使啤酒澄清。

麦汁的密度随含糖量发生变化，因此，密度读数随发酵过程的推进而降低。酒精浓度可根据麦汁原始浓度和当前浓度计算得出。基于此，折光仪能够密切跟踪发酵工艺，为酿造部提供实时工艺数据，便于准确确定发酵终点。

过滤和熟化
熟化包括从发酵结束到去除酵母中间所有的转化过程。发酵后的啤酒可静置，从而让残余的废酵母沉淀出来。但是，要将啤酒进一步澄清，还会经常应用一些过滤技术。这是影响风味、苦味、气味和泡沫稳定性、澄清度、颜色、酒精及气体含量等啤酒品质的最后阶段。所有这些因品牌要求而异，所以折光仪可在质量控制中发挥重要作用。

灌装和 CIP
啤酒准备分销时，无论瓶装、罐装还是桶装啤酒均须清洁消毒。此外，生产不同产品和批次之前，必须清洁管道、容器、储罐和包装设备的内表面。这被称为就地清洗 (CIP)，可保护啤酒产品免受微生物和化学污染。大型现代啤酒厂的清洁工艺很复杂，因此经常借助自动化手段提高速度和效率，并降低成本。 

折光仪在灌装线阶段可实时检测产品与产品界面、产品与 CIP 界面，从而在产品或批次之间高效切换。折光仪输出信号也可用于质量控制监测，并确保产品与包装的正确匹配。折光仪响应快速意味着可以迅速地检测液体界面（产品/清洁用化学品/水之间的界面），避免浪费并确保不会产生产品污染。

因此，使用维萨拉折光仪连续监测包装和 CIP 工艺可实现自动化、减少浪费并降低成本和能源消耗。 

为什么要在整个啤酒厂使用折光仪？
与其他方法相比，维萨拉的主要优点在于能更深入地了解酿酒工艺的多个阶段；折光仪不受悬浮颗粒、气泡或颜色的影响，并可选择使用蒸汽或高压热水自动进行棱镜清洗，且不受到结垢或污染的影响。

维萨拉的所有折光仪均经过工厂校准，提供完整的测量范围（例如 0-100 柏拉图度 (Plato)），这意味着无需更改参数即可实现折光仪在多个安装位置之间自由更换位置。此外，维萨拉折光仪无需进行日常校准或维护。 

总之，成就酿酒辉煌离不开热忱、坚持和创新，但在折光法的帮助下，酿酒商可优化工艺、减少浪费、降低能耗，并更有信心继续始终如一地酿造优质啤酒。
 

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生产令人心动的糖果

世界各地庆祝情人节的传统各不相同：有些地方流行为心爱的人写情诗，有些地方则将其作为友谊日。不过，其中颇受欢迎的传统是通过交换巧克力来表达爱意。

为什么巧克力会与爱相关？其中的奥秘在于大脑内相互连接的神经元。巧克力的口感、脂肪、糖和可可，以及诱人的外观，都会刺激我们的大脑释放多巴胺，让我们感到快乐。在本文中，我们不会深入探讨神经科学，而只是讨论生产优质糖果所需的条件。  

“生活就像一盒巧克力，你永远不知道下一颗是什么味道”...

...但在制作巧克力夹心时，工艺过程控制必须具有高度可靠性。这一点可以通过维萨拉原位折光仪来实现。通过将其应用于工艺过程的多个环节，对总固形物含量 (TS) 或白利度Brix（可溶性固形物）进行连续测量，从而实现一致的产品质量控制。

折射率 (RI) 原位在线测量可以为自动控制系统提供实时反馈，并在测量值接近报警值时发出警报，帮助操作员实现一致的工艺过程，并生产出可靠的产品，使得持续生产的巧克力既能满足我们的味蕾，也能符合制造法规和产品标准。

质量至上

维萨拉的客户中有一家巧克力制造商，其口号是“质量至上”，他们投资购买维萨拉 K-PATENTS® 卫生型折光仪来持续监测白利度（Brix），并实现最终质量控制。
这家公司生产的夹心巧克力，夹心是用白兰地利口酒腌渍的樱桃，然后包裹一层浓郁的黑巧克力包衣。

该巧克力制造商使用维萨拉折光仪进行利口酒质量控制，检查生产是否严格遵守配方要求。他们将乙醇添加到白兰地中，调制成适当浓度的利口酒，然后立即进行白利度（Brix）测量，再使用该白兰地利口酒腌渍樱桃。

高酒精度产品的生产区被视为危险 ATEX 2 区。因此，这里的监测设备不但应满足卫生型要求，还必须具有 ATEX 认证。就此特定案例而言，折光仪必须为本质安全型且符合 ATEX 0/1 区的要求。维萨拉的解决方案获得了 3-A 、EHEDG，以及ATEX 2/1/0 区认证，是此场景下的理想之选。

在安装维萨拉折光仪之前，需要通过手动采样和实验室分析来进行产品质量检测。这种方式费钱费人工又费时，还无法及时获得检测结果。因此任何检测误差和滞后都可能导致产品损失或浪费。但通过原位在线测量，可以立即发现问题，便于及时采取适当的措施。

“众神的食物”

可可粉是生产巧克力糖果最重要的成分。可可粉由可可树（希腊语为“Theobroma cacao”，意为“众神的食物”）结出的可可豆加工而成。

可可粉有两种类型。天然可可粉呈棕色、天然酸性 (pH 值为 5-6)，而碱化可可粉由经过碱性溶液中和酸度的可可豆制成。碱化可可粉浓郁的巧克力色泽和口感品质，受到碱的类型和浓度的影响，因此可采用维萨拉 K-PATENTS 在线折光仪来确保生产工艺严格遵循浓度标准。

您可以通过应用说明了解更多信息。

糖果生产中的质量控制

甜食和巧克力夹心的生产工序为：将配料预先混合和稀释，然后进行蒸煮，再蒸发水分将糖分含量浓缩到所需水平。该混合物的最终白利度（Brix）决定了成品的口味、黏稠度和整体品质。因此，需要精确监测以保障一致、可靠的产品质量。

不合适的水分含量会影响成品的物理特性，也会引发上游加工问题而影响成品质量。过多的水分还会促进微生物生长，容易导致产品变质。

维萨拉 K-PATENTS 卫生型折光仪可持续测量蒸煮溶液的白利度（Brix）。这可提供用以确定蒸煮终点的实时信息，进而保障一致的产品质量。阅读应用说明，了解更多信息。

维萨拉 K-PATENTS®在线折光仪可提供可靠的测量结果，保障产品质量。留存情人节美好记忆 —— 您喜爱的夹心巧克力将一如既往的美味！

一项技术，多种应用

与许多其他的液体浓度测量方法相比，维萨拉 K-PATENTS®折光仪不受颗粒、气泡、晶体或颜色的影响，因此可用于多种溶液浓度的测量。重要的是，维萨拉 K-PATENTS®折光仪符合 3-A 卫生标准并已通过 EHEDG 认证。除了糖果行业，维萨拉折光仪还经常用于许多不同的食品和饮料应用以及其他行业，例如半导体、化工和精炼、制浆和造纸、纺织、制药工业。点击此处，了解我们的全部产品和服务。
 

COVID、Rona、SARS-CoV-2。新冠疫情已经促成了对某些产品空前巨大的需求，而这一影响将一直持续到疫情之后。医用手套就是这样一种产品，其增长势头十分迅猛。据预测，医用手套在 2021 年至 2026 年间的复合年增长率 (CAGR) 将超过 13%。为了跟上需求的增长，一些医用手套制造商正在采用相关技术对其工业生产的几乎各方面进行重塑。

这其中蕴藏着很显著的利害关系。

如果使用合适的技术正确地实现现代化，那么在疫情结束后，您将可能拥有更高的工作效率和盈利水平。如果未能正确地实现现代化，您可能会失去市场份额和竞争优势。在线折光仪是一种能为制造商提供收益的技术。实际上，这种工业仪器因其能够降低生产成本、提高控制质量并保障产品的一致性和纯度而闻名。

 医用手套市场概述

正如那些以前医务人员专用的其他产品一样，医用手套现在也开始得到了大众的追捧。

根据 Research and Markets 的研究，到 2027 年，全球个人防护装备 (PPE) 市场（从手套、口罩和手术服到防护鞋和手部消毒凝胶）有望增至 930 亿美元。市场上的防护手套采用天然乳胶、丁腈、乙烯基、氯丁橡胶、橡胶、聚乙烯等不同材料。每年全球使用约 3000 亿只橡胶手套。

慢性和急性疾病发病率的增加以及对安全、卫生方面的关注是推动市场增长的部分主要因素。最终用户行业（如制药、化学和食品等）对手套的使用量也在增长。此外，政府监管也对此有所助力，例如美国食品和药物管理局 (FDA) 公开支持在一些制造过程中使用手套。美国职业安全与健康管理局 (OSHA) 也紧随其后，他们提倡在受飓风影响且存在受污染洪水的地区使用防护手套。

医用手套（和其他 PPE 商品）已成为关注焦点，以至于企业家现在通过自动售货机在机场、通勤火车站和购物中心等地点销售防护手套。

我们过去也经历过相同的情况。例如，上世纪 80 年代的 HIV 和 AIDS 疫情，也激起了医务人员和警察对于医用手套的强烈需求。尽管事实证明 AIDS 的传染性并非最初想像的那样强，但这种需求在很大程度上流传了下来。由于原材料丰富，马来西亚目前是世界上最大的医用手套来源地（约占 65%）。

技术综述：在线折光仪

使用折光仪（例如维萨拉的 K‑PATENTS® 折光仪 PR-43-GP）进行在线测量，可为医用手套制造商带来许多好处。 

由于医用手套的关键用途是抵御外来物质（例如冠状病毒），因此务必要确保该产品没有杂质和瑕疵。由于我们的折光仪可实时进行连续的总溶解固体 (TDS) 浓度测量，因此制造商可以监测凝固浴、乳胶浸浴和聚合物浴，以防止出现薄弱点和产品不一致的问题，同时改善包覆效果。 

折光仪还可以通过更新旧工艺过程来节省人工成本并简化生产过程。这一点再怎么强调也不过分。许多生产医用手套的工厂仍然使用手动采样方式来确定产品的一致性。从实验室取回样品大约需要一个小时。举例来说，如果每天要三次去实验室取回样品，制造商就浪费了三个小时，而这些时间完全可以用于生产。更糟糕的是，如果在采样过程中发现缺陷，那么这段时间内生产的产品可能会浪费。借助维萨拉 K-PATENTS® 在线折光仪 PR-43-GP 的在线测量功能，用户将无需进行采样和长时间的实验室测试，并能即时获得过程控制所需的数据。

与时俱进

维萨拉 K-Patents® 在线折光仪，以自身的可靠性、一致性而闻名。这些优点为制造商带来了巨大的价值，使其可以满足当下和未来的需求增长。