호스테스가 제품을 개발 단계부터 완제품으로 완성하는 과정

최근 그녀의 연구실에 새롭게 도입된 기능은 동적 이슬점 등온선을 생성하고, 이를 활용해 시간을 절약하며 신제품에 대한 예측을 수행하는 능력입니다.

최근 대화를 통해 우리는 AQUALAB이 Hostess와 어떻게 협력해 왔는지, 즉 연구개발(R&D) 단계의 제품 예측부터 품질 관리 지표 및 생산 최적화에 이르기까지 다양한 분야에 걸쳐 논의했습니다.

제품 개발의 과제

제품 개발, 특히 식품 산업에서의 제품 개발은 그 나름의 어려움이 따릅니다. 이러한 어려움의 대부분은 식품을 원료 배합 단계에서 최종 제품으로 완성하는 데 걸리는 시간과 관련이 있습니다.

앨런 박사는 제품 유형에 따라 연구개발 일정이 상당히 촉박해질 수 있다고 말합니다. 예를 들어 한정판 생산 기간이나 공급망 문제로 인해 원료 부족 사태가 발생할 때처럼 말이죠.

“저희 팀은 한 번에 3~5개의 프로젝트를 진행합니다.” 앨런이 말합니다. “때로는 제품을 완전히 새롭게 개발하거나 개량하는 데 정말 많은 시간이 걸리기도 합니다. 예를 들어, 완전히 새로운 제품이라 이전에 만들어본 적이 없거나 변경 사항이 많을 경우, 프로젝트 기간이 1~2년 정도 걸릴 수도 있습니다. 하지만 맛이나 색상 변경 같은 소규모 프로젝트라면 6개월 이내로 끝날 수도 있죠. 정말 상황에 따라 다릅니다.”

또한, 새로운 맛을 개발하거나 천연 색소를 사용하면 레시피가 상당히 달라져 사실상 완전히 새로운 레시피가 될 수 있습니다. 원재료의 종류를 변경하여 식자재 비용을 유지하거나 절감하는 것은 유통기한이나 저장 안정성과 같은 기술적 측면에 영향을 미칠 수 있습니다.

물론, 아무리 완벽한 제품 구성이라 해도 소비자 인사이트와 마케팅 계획과 부합하지 않는다면 아무 소용이 없습니다.

앨런 박사와 호스테스는 그들이 ‘수분 관리의 3M’이라 부르는 ‘숙달(Mastering)’, ‘측정(Measuring)’, ‘관리(Managing)’에 집중함으로써 이러한 과제 중 일부를 극복해 냈습니다.

대량 생산에 앞서 제품 완성도 높이기

앨런 박사의 연구팀에게 AQUALAB 증기 흡착 분석기를 도입한 것은 수분 관리에 있어 중요한 진전이었다.

VSA를 사용하기 전, 앨런 박사의 연구팀은 각 제품과 원료에 대한 등온선 모델을 구축했으나, 모든 등온선은 수작업으로 만들어졌습니다. 즉, 각 제품에서 최소 10개 이상의 데이터 포인트를 꼼꼼히 수집하고, 이를 그래프로 표시한 뒤 결과를 분석하여 수분 활성도와 수분 함량 간의 관계를 도출해야 했습니다. 데이터 포인트 하나를 수집하는 데만 3분에서 30분이 소요되었기 때문에, 이러한 등온선을 만드는 작업은 매우 느리고 지루한 과정이었습니다.

VSA를 활용함으로써, 그녀의 팀은 수분 흡착 등온선을 신속하게 작성하고, 제형 변경을 시뮬레이션하며, 더 짧은 시간 내에 더 깊은 통찰력을 얻을 수 있게 되었습니다.

앨런 박사는 “유통기한 전체에 걸친 테스트를 진행하려면 최소 2~3개월이 소요되므로, 제품 하나하나에 너무 오랜 시간이 걸릴 수 있습니다”라고 말합니다. “따라서 이 기술을 활용해 유통기한을 예측할 수 있다면, 미리 파악하여 소요 시간을 단축할 수 있습니다.”

며칠 만에 VSA는 앨런 박사 팀이 수작업으로 수집하던 데이터를 자동으로 생성해 내며, 그 해상도는 약 10배나 높습니다. 연구팀은 이 등온선을 활용해 제품 사양을 설정하고, 수분 함량을 최적화하여 식감을 개선하고 미생물 증식을 방지하며, 중요한 수분 활성도를 파악하고, 포장재를 평가할 수 있습니다.

수분 활성도와 수분 함량 측정

수분 함량을 측정하기 위해 Hostess는 AQUALAB 3를 도입했습니다. AQUALAB 3를 도입하기 전에는 앨런 박사의 팀이 수분 저울을 사용하여 수분 함량을 측정했으나, 종종 부정확한 결과에 만족하지 못했습니다.

“문제는 풍미와 열에 있습니다. 이런 종류의 수분 측정기에 온도를 설정하면 수치가 불안정해질 수 있습니다. 그러면 풍미가 수분 손실로 계산되어 버리죠,”라고 앨런은 말합니다.

향료가 첨가된 시료를 가열하면 휘발성 성분이 증발하여 수분 함량 측정값이 실제와 다르게 나올 수 있습니다. 따라서 실제 수분 함량이 20%임에도 불구하고 향료 손실로 인해 24%로 계산될 수 있습니다. 이로 인해 생산 과정에서 수분 함량 범위가 넓어지고 배치 간 편차가 발생할 수 있습니다. “하지만 이 등온선 모델로 전환한 이후로는 측정 정확도가 높아졌고 오차 범위도 줄어들었습니다.”

AQUALAB 3는 시료를 가열하지 않기 때문에 휘발성 성분이 증발하지 않아 측정 오차가 해소되었습니다. 이를 통해 앨런 박사 연구팀은 분석 소요 시간을 단축하고 배치 간 수분 변동 폭을 줄일 수 있었습니다.

완벽한 제품을 위한 생산 관리

생산 공정 중 습도를 관리하기 위해 호스테스는 SKALA Delta T를 도입했습니다. Delta T는 제품이 항상 규격 범위 내에 유지되도록 생산 라인 벨트 속도를 자동으로 조절하는 폐쇄형 루프 시스템입니다. Delta T는 호스테스가 제품 및 배치 간 편차를 줄이고, 수율을 최적화하며, 재가공을 방지하고, 호스테스 고객이 기대하는 완벽한 품질을 달성하는 데 도움을 줍니다. 현재 호스테스는 도넛 생산 라인에 SKALA Delta T를 도입하기 시작했습니다.

“이 새로운 도구가 우리 제과점에 도움이 될 것 같습니다.” 앨런이 말합니다. “이 도구를 사용하면 식품의 수분 함량과 편차를 줄일 수 있어, 에너지 소비와 폐기물을 줄이면서 생산 효율과 품질을 높일 수 있을 것입니다.”

이러한 신기술을 도입함으로써, 앨런 박사의 제품 개발 팀은 시간과 자원을 절약하여 매번 완벽한 제품을 생산할 수 있게 되었습니다.

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