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引言:啤酒發(fā)酵的 “氧氣密碼”
在啤酒釀造中,溶解氧(DO)是影響酵母代謝、風(fēng)味物質(zhì)形成和酒體穩(wěn)定性的核心參數(shù)。傳統(tǒng)電化學(xué)氧傳感器因響應(yīng)慢、易受干擾、需頻繁校準(zhǔn)等問題,難以滿足現(xiàn)代釀造工藝對實時、精準(zhǔn)、無損監(jiān)測的需求。德國 Presens 憑借熒光淬滅法核心技術(shù),為啤酒發(fā)酵提供了全流程、全參數(shù)、全場景的智能監(jiān)測方案。
一、Presens 熒光淬滅氧傳感器:四大核心技術(shù)優(yōu)勢
1. 非消耗式測量,突破傳統(tǒng)電化學(xué)局限
Presens 傳感器基于熒光分子與氧分子的動態(tài)淬滅效應(yīng),通過檢測熒光壽命變化測定氧濃度,無需消耗電解質(zhì),避免了電化學(xué)傳感器 “電極中毒”、“電解液消耗” 等問題。
精度:±0.1% O?(或讀數(shù) ±3%),檢測限低至1ppb(氣態(tài))/15ppb(溶解氧);
響應(yīng)速度:T90<1 秒(氣態(tài))/<40 秒(溶解氧),實時捕捉發(fā)酵過程中氧濃度的毫秒級波動。
對比國產(chǎn)傳感器:國產(chǎn)主流電化學(xué)傳感器檢測限多為 0.1ppm,響應(yīng)時間>20 秒,且需每 3 個月更換電解液,年維護成本高 3-5 倍。
2. 全量程覆蓋,適配發(fā)酵全周期
Presens 提供三系列傳感器,覆蓋啤酒發(fā)酵全場景:
PSt3 型:0-100% 氣態(tài)氧 / 0-45mg/L 溶解氧,適用于主發(fā)酵階段高濃度氧監(jiān)測;
PSt6 型:1ppb-5% 氣態(tài)氧,專為后發(fā)酵及清酒罐痕量氧控制設(shè)計;
針式微傳感器:直徑 0.4mm,可穿刺發(fā)酵罐密封層,無損監(jiān)測液 - 氣兩相氧分布。
對比國產(chǎn)方案:國產(chǎn)傳感器多為單一場景設(shè)計,無法同時滿足主發(fā)酵(高氧)和后熟(痕量氧)的切換需求,常需搭配多套設(shè)備。
3. 智能補償技術(shù),消除環(huán)境干擾
內(nèi)置溫度(±0.1℃)、壓力、鹽度三參數(shù)自動補償,無需人工校準(zhǔn):
溫度補償:修正發(fā)酵升溫(5-25℃)對氧溶解度的影響,精度提升 70%;
壓力補償:適應(yīng)發(fā)酵罐 0-0.5MPa 壓力變化,避免傳統(tǒng)傳感器因氣壓波動導(dǎo)致的**±5% 測量偏差**。
4. 免維護設(shè)計,降低生命周期成本
傳感器壽命:熒光探針無損耗,使用壽命>5 年(電化學(xué)傳感器僅 1-2 年);
即插即用:通過條形碼掃描自動識別傳感器 ID,支持 100 個傳感器數(shù)據(jù)存儲,減少人工操作失誤。
二、Presens vs 國產(chǎn)傳感器:性能與成本的全面對比
指標(biāo) | Presens 熒光淬滅法 | 國產(chǎn)電化學(xué)傳感器 |
檢測原理 | 光學(xué)熒光淬滅(非消耗) | 電化學(xué)電解(消耗電解液) |
檢測限 | 1ppb(氣態(tài)) | 0.1ppm(氣態(tài)) |
響應(yīng)時間 | <1 秒(氣態(tài)) | >20 秒 |
年維護成本 | <500 元(免校準(zhǔn)) | >3000 元(換電解液 + 校準(zhǔn)) |
多場景適配 | 氣 / 液兩相、高低濃度全兼容 | 單一場景需定制 |
三、啤酒發(fā)酵監(jiān)測案例:某啤酒廠的 “降本增效革命”
客戶痛點:
傳統(tǒng)電極每批次發(fā)酵需3 次人工取樣,耗時 4 小時,且因取樣污染導(dǎo)致5% 次品率;
后熟階段痕量氧控制不足,酒體氧化導(dǎo)致保質(zhì)期縮短 20%。
Presens 解決方案
主發(fā)酵階段:
安裝PSt3 型熒光探針于發(fā)酵罐底部,實時監(jiān)測0-20mg/L 溶解氧,聯(lián)動攪拌系統(tǒng)將溶氧穩(wěn)定在6-8mg/L(酵母最佳代謝區(qū)間);
數(shù)據(jù)顯示:酵母繁殖速度提升 15%,主發(fā)酵周期從 7 天縮短至 5 天。
后熟與灌裝:
采用PSt6 型微傳感器在線監(jiān)測清酒罐1-100ppb 痕量氧,結(jié)合Fibox 4 Trace 手持儀抽檢包裝頂空氧,將頂空氧含量從 3ppm 降至 0.8ppm;
結(jié)果:酒體氧化指標(biāo)(TBA 值)下降 40%,保質(zhì)期從 180 天延長至 240 天。
客戶收益
成本降低:年維護成本減少 70%,次品率從 5% 降至 1%;
效率提升:單罐發(fā)酵周期縮短 2 天,年產(chǎn)能增加 12%;
品質(zhì)升級:酒體風(fēng)味穩(wěn)定性評分提高 20%,獲 “年度最佳工藝創(chuàng)新獎”。
結(jié)語:用德國精度,釀造每一滴新鮮
Presens 熒光淬滅氧傳感器以非侵入式測量、全量程覆蓋、智能補償技術(shù),重新定義了啤酒發(fā)酵監(jiān)測的標(biāo)準(zhǔn)。從主發(fā)酵的酵母代謝調(diào)控,到后熟的痕量氧控制,再到包裝的頂空氧檢測,Presens 為啤酒行業(yè)提供了 **“研發(fā) - 生產(chǎn) - 質(zhì)檢” 全鏈路解決方案 **。
選擇 Presens,不僅是選擇一款傳感器,更是選擇:
20 年行業(yè)經(jīng)驗:服務(wù)百威、喜力等全球啤酒巨頭,累計優(yōu)化超 500 條產(chǎn)線;
定制化支持:提供從探針選型、系統(tǒng)集成到工藝優(yōu)化的一站式服務(wù);
合規(guī)保障:符合 ISO 22000、HACCP 等認證,數(shù)據(jù)可直接對接 MES 系統(tǒng)。
即刻聯(lián)系 大連力迪,讓每一次發(fā)酵,都精準(zhǔn)可控!
(注:案例數(shù)據(jù)來源于合作客戶實測報告)