化妝品的實驗室樣品和量產批次可以用同一支配方,表現卻仍然不同,因為攪拌的能量、升溫與降溫的速度,以及 加料的時機,都會隨著桶槽的大小改變。試產批是放大生產中的一步,在一批小到還能修正的量上找出這些差異, 趕在一整批量產把半成品、包材和時間都押下去之前。
這篇寫給已經核可樣品、正要進入量產的品牌,也寫給已經收到一批感覺不像樣品的品牌。樣品本身怎麼核可,寫 在打樣流程裡。下面從那篇結束的地方開始:配方 已經定案,問題是工廠能不能在量產規模上做出同一支產品。
量產批次為什麼會和實驗室樣品不一樣?
量產批次和實驗室樣品不一樣,是因為配方只是一張成分與用量的清單,而產品是這張清單,加上它被做出來的方 式。實驗室樣品是配方師在燒杯或小型攪拌機裡做的,常常一口氣做完,每一步都有人親手盯著。量產批次則是在 大上好幾倍的桶槽裡,照著寫給操作人員的製程,在有自己的轉速、加熱夾套和泵浦的設備上做出來的。
顧客注意到的大部分特性,都有一部分是由製程決定的。黏度、乳霜在皮膚上化開的方式、凝膠看起來多有光澤、 乳化物能維持細滑多久:這些都取決於油滴大小、高分子結構與結晶的形成,而這些又取決於投入了多少能量、持 續多久、在什麼溫度下。配方完全不變,只改製程,產品就可能跟著變。
所以「這批和樣品不一樣」,很少代表有人改了配方。通常代表做出樣品的那套製程從來沒有被完整寫下來,而量 產製程用不同的方式填補了那些空白。
桶槽變大時會變的事
批次變大時,有好幾件事不會照比例放大。下表列出常見的幾項,後面幾節逐一說明。
| 會變的事 | 在實驗室 | 在生產桶槽 | 對產品可能造成的影響 |
|---|---|---|---|
| 剪切與攪拌 | 小型高剪切攪拌機照顧得到整份樣品 | 能量分散到多得多的體積裡,來自設計不同的攪拌設備 | 油滴大小、黏度與質地不同 |
| 升溫與降溫 | 樣品升溫、降溫都很快 | 每一步都花得更久,因為每單位體積的表面積較小 | 結晶結構、黏度的建立,以及停留在高溫的時間不同 |
| 空氣 | 空氣很少,容易看到也容易除掉 | 漩渦與轉料都可能把空氣捲進去 | 起泡、密度降低、充填重量漂移、氧化加快 |
| 加料的順序與時機 | 每次加料幾乎瞬間完成 | 加入一個相或粉體需要時間,還得分散開來 | 結塊、水合不完全、乳化物不同 |
剪切與攪拌
在實驗室裡,一台小型均質機就能把強烈的剪切送到整份樣品。在生產桶槽裡,同樣的工作由負責翻動整批物料的 攪拌槳、負責精細作業的均質機,以及常見的循環管路一起分擔。這些設備送出能量的方式和實驗室攪拌機不同, 所以對上「同樣的轉速」或「同樣的分鐘數」,不會得到同樣的結果。
剪切不足會留下較大的油滴,摸起來可能較厚重,也較早分離。剪切過度也一樣有害:有些增稠高分子在強力剪切 下會失去黏度,一支在實驗室裡能維持形狀的凝膠,送到時可能變稀。解法是在那台設備上找出一組製程參數,而 不是改配方。
升溫與降溫的速度
桶槽越大,每單位體積的表面積越小,所以升溫和降溫都比較慢。一個在實驗台上花幾分鐘的步驟,到了量產可能 要久得多,一批產品停留在高溫的時間,也可能比樣品長得多。
這件事有兩個方向的影響。怕熱的活性成分和香氛,會在接近它們分解的溫度附近待得更久。而且許多質地是在降 溫時定型的:撐起乳霜稠度與結構的凝膠網絡,或是必須在降溫時保持溶解的成分。神經醯胺是最有名的例子,這也是 為什麼 神經醯胺乳霜把降溫曲線當成配方的一部分。 不同的降溫曲線,可能做出一支第一天合格、幾週後卻變得粗糙起粒的乳霜。
空氣
攪拌時的漩渦、用泵浦轉料,或粉體加得太快,都可能把空氣捲進批次裡。生產桶槽常用真空乳化攪拌機,正是為 了這個原因。留在裡面的空氣會降低密度,所以按體積充填的壓瓶或軟管,以重量計算裝進的產品就比較少。空氣 也可能讓透明凝膠變混濁,並讓會氧化的成分和氧氣有更多接觸。
加料的順序與時機
配方師往燒杯裡加防腐劑或增稠劑,幾秒鐘就完成。在生產桶槽裡,同樣的加料要花更久,得分散到多得多的物料 裡,而且可能是在批次還在降溫的時候進行。水合不均的膠類會結塊。中和步驟換到不同的時間點做,黏度就不 同。在錯誤的溫度下加入一個相,可能得到不同的乳化物。實驗室的作法必須變成一份寫下來的順序:加什麼、在 什麼溫度、用什麼攪拌設定,以及維持多久。
香氛、顏色與原料批次
樣品和批次之間的某些差異,和桶槽完全無關,而是來自原料。
香氛。 同一款香精在較大的批次裡,聞起來可能不一樣,一部分是因為前面說的停留在高溫的時間,一部分 是因為樣品常常在剛做好時就被拿來聞,那時香精還沒在基底裡安定下來。請在批次靜置之後再比較香氛,並對照 一支存放時間相同的參考樣品。
顏色。 天然萃取物、礦泥和某些活性成分,顏色會隨批次不同。一支只靠成分本身上色的產品,可能在製程 沒有任何問題的情況下,出來深一點或淺一點。如果顏色對品牌很重要,它需要一個範圍和一支參考樣品,而不是 一個憑記憶的色調。
原料批次。 植物油、萃取物和某些機能性成分,在不同收成與生產批次之間會有些微差異。實驗室樣品用的 是當時架上的那一批,量產可能用較新的一批。換批次是正常的,事先要談定的,是怎麼檢查。換成另一家供應商 的成分則是另一回事:那會改變配方,沒有您的核可,絕對不該發生。
試產批是做什麼用的?
試產批是一次在表現接近量產的設備上進行的中間生產,規模設定在出了問題只要付出修正的代價,而不是賠上一 整批半成品和包材。它的工作是把實驗室的作法變成量產製程,並證明這套製程能做出核可過的產品。
實務上,它回答四個問題:
- 製程參數行不行得通? 攪拌轉速與時間、溫度、持溫時間與加料順序,都在接近將來生產這支產品那條產 線的設備上定下來,然後記錄下來。
- 結果對得上參考樣品嗎? 試產的物料會和核可樣品比較外觀、質地、香氛與量測出來的特性。
- 充填與出料正常嗎? 試產的物料可以用實際的包材做充填試驗:壓頭能不能順利壓出、滴管能不能順利滴 出、軟管能不能封得乾淨。
- 這批物料拿來做檢測有沒有代表性? 安定性與相容性的結果,在物料是用量產的方式做出來、裝在最終包 裝裡的時候,最有意義。
一個專案需要幾次試產、每次多大,取決於配方、工廠,以及量產設備和實驗室設備差得多遠。當一支配方要移到 一條新產線上時,我們把這次移轉當成一個受控的步驟,而不是一次交接,通常會做試產批,並和將在韓國以自己 的產線生產這支產品的合作製造商一起協調。同樣的步驟,也是 把既有配方移進韓國量產的一部分。
放行之前要檢查什麼
一批量產在放行之前,會對照一份事先談定的規格來檢查。確切的項目因產品與製造商而異,但常見的是這些:
- 外觀、顏色與氣味,對照參考樣品
- 黏度,用寫明的方法量測,對照談定的區間
- pH,對照談定的區間
- 密度或比重,這也能告訴您有沒有空氣被困在裡面
- 微生物品質,對照目的地市場認可的限值
- 充填重量或容量,以及容器、瓶蓋與壓頭在產線上的表現
- 包裝的配合:會不會漏、適用時的瓶蓋扭力、印刷與標籤的位置
用具代表性的物料進行的安定性試驗會同時開始,因為一批產品可能第一天通過每一項放行檢查,卻在接下來幾個 月裡起變化。這類試驗看得出什麼、看不出什麼,寫在 化妝品安定性試驗測得出什麼、又測不出什麼裡, 而韓國化妝品品管與檢測說明了規格以及依規格進行的檢驗,怎麼融入一個專案。
放大生產為什麼會影響最低訂購量?
半成品批量是最低訂購量指南列出的六個各自獨立的最低量之一,而放大生產是很大一部分的原 因。生產桶槽有一個下限,低於它,配方就無法好好乳化或分散。批次在桶槽裡裝得太淺,攪拌設備就碰不到;而 在試產中找到的製程參數,也只在驗證過的範圍內成立。
放大生產的工作也是一筆固定成本。寫下製程、跑一次試產、拿它對照參考樣品,不論首批大小,花的力氣都一 樣,而這筆成本得攤到之後的每一件上。這也是製造商已經在生產的基礎配方之所以可能接受比較小首批的原因之 一:它的製程已經在那條產線上驗證過了。如何降低化妝品 MOQ說 明了這根槓桿和其他幾根。
為量產下需求書
大多數放大生產的意外,都可以在第一次試產之前,在紙上預防。
把目標寫成區間。 「像樣品那樣」在生產現場量不出來。一個附上量測方法的黏度區間、一個 pH 區間、一 段外觀描述和香氛的調性,讓製造商有一個要達到的目標,也有一個可以拿來對照檢查的依據。實驗室可以從核可 樣品幫忙定出這些數字。把描述轉成可量測的規格,是韓國化妝品配方開發工 作的一部分。
核可一支參考樣品,並留存下來。 請要求從核可的那一輪留下一支參考樣品,貼上標籤,由雙方各自保存。 之後的每一次比較,從試產到每一批量產,都對照這支實體樣品,而不是對照任何人對它的記憶。
在量產之前談定容許範圍。 在第一批出現之前,就決定什麼算合格:黏度可以在區間內移動多少、哪種色差 可以接受、一批落在範圍外時怎麼處理。等批次到了才談的容許範圍,會變成一場關於錢的爭執。
先把包裝定下來。 充填試驗和相容性試驗需要實際的包材。試產之後換壓頭或換瓶子,兩者都得重來。
說明產品會在哪裡販售。 炎熱潮濕的物流通路,對乳化物造成的壓力比溫和氣候的大。及早指明目的地市 場,檢測才能反映這些條件。
在行事曆上留下空間。 一次試產找到問題,代表它在盡它的本分,而修正需要時間。放大生產在整個時程裡 的位置,寫在韓國化妝品交期:從需求書到貨進倉庫 裡。
常見問題
一定需要試產批嗎?
不一定是單獨的一次生產。製造商已經在同一條產線上生產的基礎配方,有一套驗證過的製程,只做小幅調整的話, 需要的試產步驟可能比較少。新配方、要移到另一座工廠的配方,或是製程、包裝上的重大改變,通常就值得做試產。
請問您的製造夥伴,您的產品屬於哪一種情況,以及如果沒有安排單獨的試產,他們會檢查什麼。
量產會和我核可的樣品一模一樣嗎?
它應該落在您談定的容許範圍內,而不是對到小數點最後一位。原料批次和設備會給每一批帶來小小的差異,所以 「一樣」必須定義成圍繞一支留存參考樣品的一個區間。
如果沒有談定區間、也沒有參考樣品,就沒有任何客觀的東西可以對照,而這正是批次爭議常常難以解決的原因之 一。
試產批由誰付費?
這寫在報價和合約裡,因製造商與專案而異。有些把試產工作包含在開發或首批訂單裡,有些則另外計價。請在開 發開始之前問清楚報價涵蓋什麼,以及試產需要重做時怎麼處理。
安定性試驗可以用實驗室樣品開始嗎?
用實驗室樣品做初步篩檢,可以較早抓到明顯的問題,但您要倚賴的安定性數據,應該來自用量產的方式做出來、 裝在最終包裝裡的物料。製程會改變產品,所以實驗室樣品不一定能代表顧客收到的那一批。
這是用於安定性試驗的批次要在配方核可與包裝確認之後才做的原因之一, 安定性試驗指南有說明。
