產(chǎn)品大類

解決方案與產(chǎn)品應(yīng)用

用于啤酒釀造工業(yè)溶解氧的光檢測(cè)技術(shù)

更新時(shí)間：2023-01-09 17:10:20

應(yīng)用介紹

以下是引用片段：

在飲料工業(yè)中，口感和穩(wěn)定性要達(dá)到要求的質(zhì)量已經(jīng)成為老生常談。氧是關(guān)鍵性的參數(shù)之一，它會(huì)造成口感和穩(wěn)定性的急劇下降。啤酒釀造商在啤酒和飲料的生產(chǎn)過(guò)程中總是不斷控制和測(cè)量氣體含量，以防止哪怕是極其微量的氧攝入，從而使得啤酒和飲料生產(chǎn)中的溶解氧（DO）濃度保持在極低水平，而且在整個(gè)儲(chǔ)藏期中都能具有一致的質(zhì)量和極高的風(fēng)味穩(wěn)定性。

傳統(tǒng)的 DO 測(cè)量方法費(fèi)時(shí)且不夠準(zhǔn)確，但是，如果借助于獨(dú)特的新型光檢測(cè)技術(shù)，即使在極低的氧濃度下同樣能保證非常準(zhǔn)確，而且測(cè)量結(jié)果穩(wěn)定，具有較短的響應(yīng)時(shí)間。

傳統(tǒng)方法

飲料工業(yè)中傳統(tǒng)的 DO 檢測(cè)采用電化學(xué)分析系統(tǒng)，是使用一種克拉克式或類似的傳感器。電化學(xué)氧檢測(cè)原理是通過(guò)測(cè)量氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生的電流來(lái)反映溶解氧的量。通常這種檢測(cè)方法比較費(fèi)時(shí)，因此響應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)，且需要大量的維護(hù)和校準(zhǔn)工作。而且，測(cè)量過(guò)程會(huì)消耗一定的氧，在產(chǎn)品不流動(dòng)的情況下會(huì)引起 DO 值顯著下降。

新式光檢測(cè)技術(shù)

zui近，Haffmans 公司開(kāi)發(fā)了一種技術(shù)上創(chuàng)新、可應(yīng)用于飲料工業(yè)、針對(duì)溶解氧的光檢測(cè)技術(shù)。并將該技術(shù)與已廣泛采用的基于亨利定律的 CO2 檢測(cè)技術(shù)組合應(yīng)用于 CO2/O2 一體化檢測(cè)儀中。

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O2 傳感器是基于分子氧的動(dòng)態(tài)熒光促滅效應(yīng)，通過(guò)光的檢測(cè)來(lái)確定液體中的 O2 含量的。在這個(gè)過(guò)程中，通過(guò)一個(gè)光源照射氧敏傳感器表層，引起該特殊層的分子達(dá)到溢出能級(jí)。一旦分子能量降低就會(huì)發(fā)出光來(lái)。O2 分子的存在會(huì)加快上述過(guò)程中高能分子返回正常能級(jí)的速率，這樣在此過(guò)程中就會(huì)發(fā)出光來(lái)。能量衰減度與 O2 含量有關(guān)。

根據(jù)以相移方式測(cè)量到的光照和發(fā)光之間的時(shí)間差以及產(chǎn)品的溫度，就可以確定 O2 含量。這種 DO 光檢測(cè)技術(shù)不受壓力、飲料顏色及流動(dòng)性、光源老化等因素的影響。為了符合行業(yè)的要求，必須符合以下三個(gè)檢驗(yàn)技術(shù)參數(shù)：

極低氧濃度下的高精度。釀酒廠有能力控制氧含量，以保證產(chǎn)成品中 DO 含量可忽略不計(jì)。尤其是在極低氧含量極低的情況下，采用傳統(tǒng) O2 測(cè)量方法非常不準(zhǔn)確，需采取特殊措施才能避免由于使用相對(duì)于一種電導(dǎo)液具有不同標(biāo)準(zhǔn)電位的電極材料產(chǎn)生的零電流以及極化電壓對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響。

O2 光檢測(cè)技術(shù)在檢測(cè)低氧含量時(shí)亦具有很高的精度。檢測(cè)范圍從 0～2000ppb，精度為 ±1 ppb + 測(cè)量值的 2%。

快速響應(yīng)。使用傳統(tǒng) O2 測(cè)量技術(shù)至少需要 3 分鐘才能達(dá)到穩(wěn)定的 O2 含量讀數(shù)，光檢測(cè)響應(yīng)幾乎要快 3 倍。這樣，釀酒廠不僅可以降低勞動(dòng)力成本，而且可減少產(chǎn)品損失。DO 光測(cè)量技術(shù)平均響應(yīng)時(shí)間為 T90<10s，T99.9<60s。

對(duì)于便攜式（ 型號(hào)C-DGM）和在線式（C-AGM）CO2/O2 分析儀，DO 含量的檢測(cè)是在CO2 檢測(cè)過(guò)程中同時(shí)進(jìn)行的。

對(duì)于便攜式儀表檢測(cè)，以建議的啤酒流量 10L/h 為例， 只需 1 分鐘就可顯示與末了數(shù)據(jù)相差小于 0.1% 的 O2 值。

對(duì)于在線式儀表檢測(cè)，在建議的min啤酒流速 0.5m/s 下，只需1分鐘內(nèi)就可顯示與末了數(shù)據(jù)相差小于1 % 的 O2 值。

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長(zhǎng)期穩(wěn)定性。作為典型，傳統(tǒng) DO 測(cè)量裝置每隔 3 個(gè)月就需要校準(zhǔn)。

而O2 光檢測(cè)技術(shù)的校準(zhǔn)周期是 100 萬(wàn)次測(cè)量。max偏差小于 5 ppb，在較高的 DO 濃度也未觀察到信號(hào)變化。對(duì)于便攜式儀表，假定每天進(jìn)行 100 次測(cè)量，100 萬(wàn)次測(cè)量意味著 5 年，即 5 年內(nèi)不需要校準(zhǔn)。對(duì)于在線式儀表，假定每天測(cè)量12h，每分鐘進(jìn)行 2 次測(cè)量，則 2 年內(nèi)不需要校準(zhǔn)。O2 傳感器既可采用有授權(quán)證書(shū)的新傳感器替代或進(jìn)行校準(zhǔn)。在成功校準(zhǔn)后，測(cè)量計(jì)數(shù)器歸零，以備進(jìn)行下一輪 100 萬(wàn)次測(cè)量。

由于 DO 測(cè)量是釀造工業(yè)重要的測(cè)量技術(shù)之一，因此它對(duì)于質(zhì)量保證體系比如 ISO 來(lái)講，用于常規(guī)檢查至關(guān)重要。而且，零點(diǎn)和高溶解 O2 值很容易檢查出來(lái)，進(jìn)行校準(zhǔn)時(shí)也不用拆除傳感器，這使得維護(hù)工作大大減少。

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準(zhǔn)確、穩(wěn)定、迅速的不二選擇

新式 O2 光檢測(cè)技術(shù)為啤酒釀造工業(yè)提供了可靠的 DO 檢測(cè)手段，這使得用戶可以在生產(chǎn)中提高產(chǎn)品質(zhì)量和風(fēng)味穩(wěn)定性。

這種檢測(cè)技術(shù)不僅更準(zhǔn)確，而且由于具有較短的響應(yīng)時(shí)間，比傳統(tǒng)的 DO 檢測(cè)效率更高。鑒于 DO 光檢測(cè)裝置只需很少的維護(hù)和校準(zhǔn)工作，這種新的檢測(cè)方法將更加具有吸引力。

Frank Verkoelen：荷蘭Venlo，哈夫曼公司，質(zhì)量控制裝置高級(jí)產(chǎn)品經(jīng)理 (end)