如何保证啤酒浓度的检测精度

啤酒质量和口味关键是要保证啤酒浓度的检测精度。研究结果表明在测量啤酒浓度时当前亨利定律方法存在瑕疵，有许多啤酒中使用氮气来给出一个比较高的压头使得温度和压力的测量变得不准确。溶解的二氧化碳是一种振动的分子，在4.2微米的电磁波谱中具有一个中间红外吸收谱带。按照比尔-朗伯定律，通过使用反射光谱-特定的衰减全反射（atr），就能实现精确的浓度测量。目前啤酒灌装后的检测采用二种方式：自动称重检测，x射线液面检测。称重检测存在难以适应高速灌装要求和液体晃动对称量影响，无法判断瓶盖封口是否完好，灌装压力是否达到指标；x射线影像检测虽然能够自动查出以下制造缺陷：油污、液体、变形和异物，将不合格容器从线上剔除，但需要克服泡沫影响和x射线安全性。1.啤酒中溶解co2浓度测量方法a)温度-压力法啤酒、苏打水和碳酸之类充碳酸气饮料中的co2浓度。到目前为止，饮料行业一直依赖于温度-压力法来进行co2浓度测量。实际是亨利定律的一种改良变型，将温度和压力测量值转换为浓度。这种方法在亨利定律方程式中使用一个单一常数用于密度和一个单一常数用于溶解度，使得该方法已经变得过时和不准确。这是一种间接方法，它并不测量单独气体的浓度，而是测量所有溶解气体的合成结果。近年来，啤酒行业的变化已经加剧了这些瑕疵。密度在亨利定律方程式中被作为一个常数而引入，因为温度-压力仪器根本不能测量密度。在历史上，这种方法是基于这样的假设而发展的：即，所有啤酒都具有相当的密度。轻啤酒、爱尔啤酒和低糖啤酒已经说明了这种假设的不正确性。事实上，许多啤酒现在具有一个比水小的比重。有许多啤酒中使用氮气来给出一个比较高的压头使得温度和压力的测量变得不准确；一方面是因为缺乏区别，另一方面是因为溶解度系数的不同。酒精含量高的啤酒也具有一个不同的密度。另外，高速瓶装生产线的引入也导致了与饱和碳酸无关的压力尖峰，形成了明显的浓度尖峰。在zahm和nagle的压力-温度测量换算表是基于啤酒的比重为1.015。此表起源于从美国酿造化学工作者学会1949年第5次修订的“分析方法”获得的一种方法分析。因为没有测量酒精浓度，所以当前方法在亨利定律中使用一个常数作为酒精密度。在一条灌装生产线上，啤酒比重的范围是从1.007到0.998，比重为0.998时表明是一种低碳水化合物啤酒；而酒精的含量范围则是从实际上的零到4个百分点。对于使用当前方法得出的结果，其误差几乎要比使用实验室仪器测得的结果高出一个数量级。二氧化碳在酒精中的溶解度与在水中的不同，那么对于当前压力-温度测量方法，不论是具有低、还是高酒精含量的啤酒都会形成一个显著的误差。气体在液体中的溶解度与该液体的密度除以摩尔混合比、或基于质量的气体与液体之比成比例。这就意味着，酒精浓度密度与相当数量的啤酒成正比。相对于1g／ml的水密度来说，酒精的密度是.789g／ml。在叙述亨利定律方法时，应该将这一点考虑在内。b)衰减全反射（atr）红外光谱法在线测量碳酸饱和度的当前方法使用了过时的亨利定律的近似性；它利用没有将产品密度、有效地处理的爱尔啤酒、窖藏啤酒、轻啤酒、高酒精含量啤酒和低碳水化合物啤酒之变化考虑在内的常数，按照它们具有相同的比重那样进行了处理。而对于不同的酒精浓度，使用恒定的密度也导致了另一个误差。红外分析使用比尔-朗伯定律。在光学路径保持恒定时，浓度与样品吸收的红外能的数量成正比。atr采样方法使用了这样的事实，当一束红外光在透明介质内部移动的辐射光从一个表面内部反射时，根据样品（啤酒）和晶体之间的折射比，光束中部分能量会稍微超出反射表面以外。辐射强度会通过反射的次数而逐步衰减。使用中红外atr传感器的振动光谱消除了由于密度造成的误差，因为此传感器使用比尔-朗伯定律进行浓度计算；它只依赖由于co2分子在溶液中的存在而导致的红外辐射能的吸收。这消除了一个潜在的误差；此误差可能会高达0.5体积／体积，比普通仪器技术规格高出十倍的系数。thermo公司最近新推出的crystalvisionco2传感器给饮料中的co2测量带来了革命性的变化。新技术是将高精度实验室红外饱和碳酸监视设备引入到在线加工生产线、填充器、贮罐，这种应用保证了准确、实时的测量。thermoelectron公司生产的这种新型传感器是一种固态装置，不需要任何维护，降低了运行成本，并且是在不使用滑流的条件下能够直接测量碳酸饱和度的唯一一种装置。使用红外的其它潜在应用是，测量酒精、碳水化合物和溶解糖的浓度。crystalvisionco2传感器是一种成本效益高的解决方案；它能容易地展开并组合到饮料生产工艺中，尤其是啤酒酿造。该传感器操作24x7，并且能够承受“原地清洗”（cip）循环，从而提供了能用于增大产量的连续数据。因为此传感器不会由于cip而“变瞎”，所以它能监视cip循环，通过节约天然资源和减少浪费而导致了利益的提高。得益于最新红外技术的使用，此传感器只监视“真正的co2”，不会受压力尖峰或无关气体的影响，例如溶解的氧气或氮气。crystalvisionco2传感器完全地固态的；除了定期标定以外，它实际上根本不需要维护。这使得饮料制造商能够连续地操作传感器，避免了在传统传感器上通常会涉及到的高更换成本，例如隔膜、过滤器或膜片。crystalvision已经的好几家优秀啤酒酿造厂中进行了试验，结果表明，它完全能匹配或超越目前使用的传统方法的准确性。crystalvisionco2传感器的关键特点和好处包括：容易安装，设置和操作低运行成本-没有移动零件或消耗品三种等级的组合方式：独立式操作；通过以太网组合到一个数据管理系统中；或者通过plc或dcs作为过程控制系统中的一个节点真正的co2测量-不受压力或温度影响2.啤酒灌装后的检测方法a)自动称重检测啤酒生产过程分为麦芽制造、麦芽汁制造、前发酵、后发酵、过滤灭菌、包装等几道工序。一条自动化听装线的主要设备由卸垛机、罐酒-卷封机、杀菌机、装箱机/封箱机组成，灌装速度可达到1500件/分。由于灌装头堵塞，灌装机械磨损和瓶子/铝罐破损等原因，难以确保成品重量100%合格，需要通过在线复检。