關于雀巢，你不知道的科學秘密

       2018年8月28日，雀巢以71.5億美元的價格收購了星巴克零售咖啡業務，不知道以后星巴克的咖啡口味到底有什么變化？

作為世界上最大的食品制造商，雀巢在全球擁有500多家工廠，從巧克力、威化餅到谷物食品，雀巢的工程師們擁有獨門秘籍，他們使用高科技的仿真模擬技術來優化生產工藝。

巧克力棒的科學制作工藝

我們平時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澆注機向模具中填滿融化的巧克力制作的。巧克力澆注機是利用一個個噴嘴將巧克力注入模具。

                                                                        雀巢kitkat

為了保證成本效率和商品標準化，雀巢需要保證每根巧克力棒的巧克力含量相等，所以每個噴嘴尖端的流動和壓力都必須一致。

如果依靠人工測試，這是非常困難的事情，所以雀巢的工程師使用建模和仿真軟件來模擬分析。

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

利用仿真技術優化流體流動、測試機械應力，以及分析具體幾何的熱屬性。

通過建立仿真模型，并將流體的剪切速率與剪切應力相關聯的實驗曲線導入軟件，找出了高流速和低流速區域，并確定了每個澆注機噴針之間的流動差異。

最后使用流道中及噴嘴尖端的數值探針來分析幾何中特定位置的情況。

通過優化澆注機設計，我們能在每個噴嘴上實現一致的流速，將誤差控制在期望值的千分之一以內。

                                                        流線顯示了巧克力流動的方向

如何保持巧克力的干脆口感

威化巧克力最大一個特點就是嚼起來干脆。

                                                              雀巢威化脆脆鯊

但在制作威化時，加熱不均勻會在威化內部造成不同的水分濃度，破壞它松脆的口感，甚至會讓餅干碎掉。

雀巢是使用兩個烤盤來烘焙的。烘焙過程中，烤盤大約會經過 40 簇火焰。

                                                                    烘焙威化的器具

工程師們利用仿真來分析烤盤下方和周圍的熱空氣流動，優化烤盤設計，以保證在烤盤表面的溫度是均勻分布的。

他們通過修正燃燒器的功率和方向，希望能在烘焙出最佳威化的同時，減少所消耗的燃料量。

                                                  烤盤周圍的氣流（圖片由雀巢提供）

最后借助試驗中用到的烤盤來驗證模型，發現它與仿真結果是一致的。

并且還發現，在用于將烤盤連在一起的螺栓附近，由于螺栓增加了熱傳導，因此出現了更熱的點。

 左：烤盤支架中的溫度分布。

 右：上方烤盤表面的溫度剖面，可以在螺栓位置處（白圈）看到更熱的點。

谷物食品的擠壓烘焙

雀巢的脆谷樂、巧伴伴等這些谷物食品是通過高溫擠壓，將生面團擠出模具制作而成的。

為了保證面團質量能夠按照可預計的方式來烘焙，工程師們需要設計粘度計的外殼能夠承受設備內的高壓。

通過仿真檢查擠壓機的位移是否一致，因為如果設備位移存在差異，生產出的谷物食品將會有不均勻的外形和尺寸。

                                                          粘度計外殼和模具仿真模擬結果

結論：

雀巢旨在能夠持續為消費者生產出更美味、更健康的產品，而利用多物理仿真分析工具不僅能達到這一目標，還能節省成本，加快生產時間，達到了錦上添花的效果。

所以，火候恰當，溫度均勻，用料一致，是廚藝精進的科學秘訣。