高精度的連續(xù)測量有助于提高啤酒質(zhì)量的一致性

提升啤酒產(chǎn)品的一致性涉及許多方面，包括實(shí)施更優(yōu)的生產(chǎn)流程、真正的無菌化技術(shù)、啤酒純酵母菌種的分離、用于釀酒酵母計(jì)數(shù)、染色及篩選的完善的技術(shù)。這些對(duì)制造符合規(guī)范和消費(fèi)者滿意質(zhì)量水平的產(chǎn)品至關(guān)重要。

測量技術(shù)也在生產(chǎn)一致的高質(zhì)量啤酒過程中扮演著非常重要的角色。在啤酒發(fā)酵過程中，密度和溫度這些關(guān)鍵變量必須被測量來計(jì)算麥汁的比重，也許建立一致的產(chǎn)品質(zhì)量的最重要的事就是執(zhí)行和評(píng)估這些測量值。

叉式密度計(jì)

在啤酒發(fā)酵過程中，麥汁樣品從發(fā)酵罐中抽出，然后測量人員應(yīng)用比重計(jì)手工測量密度。密度值測定后，再單獨(dú)進(jìn)行溫度測量。因?yàn)楸戎嘏c麥汁的密度與相同溫度下水的密度有關(guān)，因此麥汁溫度的任何變化均會(huì)影響密度值。

盡管這種測量方式被廣泛應(yīng)用，但它還是具有一定的缺陷，主要體現(xiàn)在：

1.比重計(jì)被設(shè)計(jì)成在特定溫度下操作。如果麥汁的溫度有任何的變化，這將影響麥汁的密度值，這就需對(duì)比重測量進(jìn)行手動(dòng)調(diào)整。

2.麥汁測量要求樣品的數(shù)量，無論何時(shí)都是從發(fā)酵罐中取一個(gè)樣品，為防止污染，每次測量后均被丟棄。在整個(gè)發(fā)酵過程中，從多個(gè)發(fā)酵罐中提取多個(gè)樣品，從整體上說，必然會(huì)造成總的浪費(fèi)。

3.當(dāng)測量人員從發(fā)酵罐中提取樣品時(shí)，污染的風(fēng)險(xiǎn)也明顯增加。

4.與任何手動(dòng)操作一樣，即使是一個(gè)技術(shù)熟練的測量人員，總會(huì)有人為失誤的風(fēng)險(xiǎn)。盡管取樣過程不是十分復(fù)雜，測量人員仍需要進(jìn)行培訓(xùn)，以便能應(yīng)用比重計(jì)，并應(yīng)用一個(gè)系數(shù)表計(jì)算，調(diào)整數(shù)值以彌補(bǔ)溫度誤差。許多樣品可能不得不每天測量，錯(cuò)誤的發(fā)生就不可避免。

5.由于測量過程是不連續(xù)的，就不可能知道發(fā)酵過程已經(jīng)結(jié)束。由于發(fā)酵液在發(fā)酵罐中滯留時(shí)間比正常偏長，這勢必影響總的啤酒產(chǎn)量，也影響著啤酒的質(zhì)量。

6.手工測量在某種程度上限制了與以往發(fā)酵過程的對(duì)比，因?yàn)閿?shù)據(jù)集的編制與分析比較復(fù)雜，是一個(gè)費(fèi)力和消耗時(shí)間的過程，可能需要一些不可獲得的資源。

安裝在發(fā)酵罐上的叉式密度計(jì)

安裝示意圖

考慮到這些缺陷，啤酒工業(yè)越來越多地采用叉式密度計(jì)來提供高精度的在線測量，以此成就更大程度的產(chǎn)品一致性。叉式密度計(jì)采用直接插入式傳感器，提供實(shí)時(shí)連續(xù)密度測量，測量精度可達(dá)±1.0 kg/m3。

用一個(gè)可振動(dòng)叉測量密度。液體的密度隨著叉齒在液體中的振動(dòng)來改變儀表的諧振頻率。通過控制諧振頻率以及應(yīng)用密度和頻率之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，該儀器可提供高精度的在線密度測量。應(yīng)用在線測量方式可提供比人工測量方式更多的優(yōu)勢。

伴隨著高精度密度測量的提供，叉式密度計(jì)也集成了溫度測量，并由此能計(jì)算內(nèi)部液體的比重，消除人員誤操作對(duì)啤酒最終質(zhì)量產(chǎn)生負(fù)面影響的可能性。

通過對(duì)液體比重的持續(xù)跟進(jìn)，可以準(zhǔn)確地了解到主發(fā)酵結(jié)束的時(shí)間。這意味著可以在最早的時(shí)間內(nèi)將產(chǎn)品從發(fā)酵罐倒空，以便于下一步的灌裝或二次發(fā)酵，便于對(duì)發(fā)酵罐的刷洗和新的麥汁的注入，因此可提高啤酒產(chǎn)量和生產(chǎn)效率。另外，通過對(duì)主發(fā)酵完成時(shí)間的準(zhǔn)確掌控，便于對(duì)發(fā)酵過程在準(zhǔn)確的相同時(shí)間內(nèi)倒空，以此成就批次間產(chǎn)品更大程度的一致性。盡可能地把發(fā)酵液從發(fā)酵罐中倒出是非常重要的，可避免酵母自溶及溶氧，由此影響啤酒質(zhì)量，產(chǎn)生不想要的風(fēng)味。

了解發(fā)酵過程對(duì)改進(jìn)發(fā)酵過程以及最終生產(chǎn)的啤酒質(zhì)量至關(guān)重要。在這里，如果分批次間工藝發(fā)生變化，勢必造成啤酒風(fēng)味、外觀及質(zhì)量發(fā)生很大變化。通過對(duì)叉式密度計(jì)所測量的數(shù)據(jù)研究，可清楚地解釋究竟在發(fā)酵過程中發(fā)生了什么，并可表明這些數(shù)據(jù)是否是預(yù)期數(shù)據(jù)。

由于叉式密度計(jì)是一個(gè)高重復(fù)性儀器，由它所檢測的數(shù)據(jù)是可以在批次間做些微調(diào)整，以成就更一致性的產(chǎn)品質(zhì)量。如果原麥汁濃度與最終濃度值沒達(dá)到預(yù)期結(jié)果，原料配比或者麥汁煮沸時(shí)間可在下一批次調(diào)整，這有利于成就一致性的原麥汁濃度和最終濃度值，因此可成就始終如一的ABV%值。對(duì)改進(jìn)后的發(fā)酵過程中獲得的數(shù)據(jù)信息積累、分析，可建造一個(gè)發(fā)酵過程數(shù)據(jù)模型，而這又可以重復(fù)性地用于提高產(chǎn)品質(zhì)量的一致性。測量數(shù)據(jù)可直接傳輸?shù)絇LC或者是控制系統(tǒng)或者是通過一個(gè)本地顯示器讀取，操作者可通過用戶界面進(jìn)行簡單的設(shè)備管理。

為了提高測量儀器的可靠性，新型的叉式密度計(jì)融入了診斷功能，以檢測儀器是否處在測量報(bào)警條件、傳感器的完整性、防護(hù)罩是否存在、是否腐蝕。此技術(shù)拓展了診斷信息的可用性，并防止了執(zhí)行不必要的重新校正的需要，可明顯降低維護(hù)成本，提高使用周期。通常情況下，發(fā)酵罐能提供電源，假若沒有可利用的通訊電纜，現(xiàn)在的叉式密度計(jì)可通過無線網(wǎng)絡(luò)WirelessHART?通訊。

叉式密度計(jì)非常適合精釀啤酒業(yè)，因?yàn)樗軐?duì)發(fā)酵罐提供準(zhǔn)確可靠地測量，而且這種儀器易于安裝，也可用于整個(gè)生產(chǎn)過程中其它點(diǎn)的測量。

測量技術(shù)在現(xiàn)代釀酒工業(yè)中扮演著重要作用，尤其在發(fā)酵關(guān)鍵工藝過程中更是如此，由叉式密度計(jì)提供的高精度的持續(xù)測量能使啤酒質(zhì)量一致性得以改善，而這些恰恰是消費(fèi)者需求之所在。