高精度的連續測量有助于提高啤酒質量的一致性

提升啤酒產品的一致性涉及許多方面，包括實施更優的生產流程、真正的無菌化技術、啤酒純酵母菌種的分離、用于釀酒酵母計數、染色及篩選的完善的技術。這些對制造符合規范和消費者滿意質量水平的產品至關重要。

測量技術也在生產一致的高質量啤酒過程中扮演著非常重要的角色。在啤酒發酵過程中，密度和溫度這些關鍵變量必須被測量來計算麥汁的比重，也許建立一致的產品質量的最重要的事就是執行和評估這些測量值。

叉式密度計

在啤酒發酵過程中，麥汁樣品從發酵罐中抽出，然后測量人員應用比重計手工測量密度。密度值測定后，再單獨進行溫度測量。因為比重與麥汁的密度與相同溫度下水的密度有關，因此麥汁溫度的任何變化均會影響密度值。

盡管這種測量方式被廣泛應用，但它還是具有一定的缺陷，主要體現在：

1.比重計被設計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，這就需對比重測量進行手動調整。

2.麥汁測量要求樣品的數量，無論何時都是從發酵罐中取一個樣品，為防止污染，每次測量后均被丟棄。在整個發酵過程中，從多個發酵罐中提取多個樣品，從整體上說，必然會造成總的浪費。

3.當測量人員從發酵罐中提取樣品時，污染的風險也明顯增加。

4.與任何手動操作一樣，即使是一個技術熟練的測量人員，總會有人為失誤的風險。盡管取樣過程不是十分復雜，測量人員仍需要進行培訓，以便能應用比重計，并應用一個系數表計算，調整數值以彌補溫度誤差。許多樣品可能不得不每天測量，錯誤的發生就不可避免。

5.由于測量過程是不連續的，就不可能知道發酵過程已經結束。由于發酵液在發酵罐中滯留時間比正常偏長，這勢必影響總的啤酒產量，也影響著啤酒的質量。

6.手工測量在某種程度上限制了與以往發酵過程的對比，因為數據集的編制與分析比較復雜，是一個費力和消耗時間的過程，可能需要一些不可獲得的資源。

安裝在發酵罐上的叉式密度計

安裝示意圖

考慮到這些缺陷，啤酒工業越來越多地采用叉式密度計來提供高精度的在線測量，以此成就更大程度的產品一致性。叉式密度計采用直接插入式傳感器，提供實時連續密度測量，測量精度可達±1.0 kg/m3。

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

伴隨著高精度密度測量的提供，叉式密度計也集成了溫度測量，并由此能計算內部液體的比重，消除人員誤操作對啤酒最終質量產生負面影響的可能性。

通過對液體比重的持續跟進，可以準確地了解到主發酵結束的時間。這意味著可以在最早的時間內將產品從發酵罐倒空，以便于下一步的灌裝或二次發酵，便于對發酵罐的刷洗和新的麥汁的注入，因此可提高啤酒產量和生產效率。另外，通過對主發酵完成時間的準確掌控，便于對發酵過程在準確的相同時間內倒空，以此成就批次間產品更大程度的一致性。盡可能地把發酵液從發酵罐中倒出是非常重要的，可避免酵母自溶及溶氧，由此影響啤酒質量，產生不想要的風味。

了解發酵過程對改進發酵過程以及最終生產的啤酒質量至關重要。在這里，如果分批次間工藝發生變化，勢必造成啤酒風味、外觀及質量發生很大變化。通過對叉式密度計所測量的數據研究，可清楚地解釋究竟在發酵過程中發生了什么，并可表明這些數據是否是預期數據。

由于叉式密度計是一個高重復性儀器，由它所檢測的數據是可以在批次間做些微調整，以成就更一致性的產品質量。如果原麥汁濃度與最終濃度值沒達到預期結果，原料配比或者麥汁煮沸時間可在下一批次調整，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。對改進后的發酵過程中獲得的數據信息積累、分析，可建造一個發酵過程數據模型，而這又可以重復性地用于提高產品質量的一致性。測量數據可直接傳輸到PLC或者是控制系統或者是通過一個本地顯示器讀取，操作者可通過用戶界面進行簡單的設備管理。

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

叉式密度計非常適合精釀啤酒業，因為它能對發酵罐提供準確可靠地測量，而且這種儀器易于安裝，也可用于整個生產過程中其它點的測量。

測量技術在現代釀酒工業中扮演著重要作用，尤其在發酵關鍵工藝過程中更是如此，由叉式密度計提供的高精度的持續測量能使啤酒質量一致性得以改善，而這些恰恰是消費者需求之所在。