CN106276753B - 非连续生产条件下啤酒产品灌装总氧的控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种非连续生产条件下啤酒产品灌装总氧的控制方法，包括下述至少一种非连续生产条件下控制酒体中含氧量增加的方法：第一种：灌装设备清洗后开班首次生产：除脱氧水引酒外，增加酒缸脱氧水填充和带压排放操作步骤；第二种：清酒罐换罐过程：在待使用清酒罐与灌装设备的酒缸之间的酒体输送管道路径上设置音叉传感器、三通阀门及排污管，避免酒泵空转吸入空气；第三种：过滤膜换膜过程：在执行常规的完整性测试程序之后，增加容器脱氧水填充及带压排放操作。本发明所述方法能够达到达到很好的控氧效果，且无需大规模技术改造，生产成本低。

Description

非连续生产条件下啤酒产品灌装总氧的控制方法
技术领域
本发明涉及啤酒包装灌酒过程中总氧含量的控制方法，具体涉及非连续生产条件下啤酒产品灌装总氧的控制方法。
背景技术
在啤酒酿造业中，啤酒产品中氧含量过多是导致啤酒遭到破坏的关键因素，尤其是国内主流的下面酵母发酵的淡爽型啤酒更容易产生不新鲜的口感，并产生易浑浊的现象，从而降低啤酒的保质期。而在现有技术水平下，在清酒(发酵液过滤后得到的清亮啤酒)到啤酒灌装压盖的生产环节，啤酒产品总氧含量是绝对增加的，增加量的大小则取决于灌装设备的状况、工艺流程的合理性及操作水平的优劣等因素。
具体来说，在实际生产过程中，灌装增氧的控制又分为连续生产状态(也称为连续生产条件)的控制及非连续生产状态(也称为非连续生产条件)的控制。
连续生产状态是指，灌装设备按照标称速度正常且连续开机生产的状态，啤酒产品灌装大部分是在该生产状态下完成。处于这个阶段时，灌装增氧量主要取决于来源二氧化碳的纯度，酒机、酒阀的密封性，抽真空系统效率，灌装液位及激泡效果等行业熟知的生产过程控制指标。当这些指标控制不良时，将直接导致酒缸顶部备压二氧化碳纯度不足，进入酒瓶中的氧气含量增多。行业内普遍认为，优秀啤酒产品灌装后总氧含量应控制在100微克以下，顶级的啤酒往往在80微克以下。
非连续生产状态主要包括：(1)灌装设备的酒机开班第一次生产前期，(2)清酒罐换罐过程，(3)纯生或鲜啤过滤膜换膜过程等。这些非正常状态对增氧量的控制除上述熟知指标外，还需着重处理好酒管酒缸中残存的空气，避免空气穿过酒管，混入酒缸顶部的二氧化碳中，影响背压二氧化碳纯度。目前，啤酒行业对产品总氧含量的控制主要停留在对连续生产状态下的控制，未见有专门针对非连续生产状态下啤酒灌装总氧的控制方法。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种在现有设备中无需大规模技术改造，经济适用且控氧效果好的非连续生产条件下啤酒产品灌装总氧的控制方法。
本发明所述的非连续生产条件下啤酒产品灌装总氧的控制方法，包括下述至少一种非连续生产条件下控制酒体中含氧量增加的方法：
第一种：灌装设备清洗后开班首次生产的非连续生产条件下控制酒体中含氧量增加的方法：
在灌装设备的酒缸顶部设置带阀门控制的溢流管，开班时，先将脱氧水引入酒缸，打开溢流管上的阀门，排出酒缸内的空气，直至有脱氧水连续流出且无气泡排出；然后关闭溢流管上阀门，启动二氧化碳背压并开启酒缸上的排污阀，在保持背压的条件下排出脱氧水；重复上述操作多次，之后开始引入清酒进行灌装；在灌装操作正式启动后采用由慢到快逐步提高灌装速度；
第二种：清酒罐换罐过程的非连续生产条件下控制酒体中含氧量增加的方法：
在更换清酒罐时，在待使用清酒罐与灌装设备的酒缸之间的酒体输送管道路径上设置音叉传感器、三通阀门及排污管，所述的音叉传感器设置于清酒罐与输酒泵之间的酒体输送管道路径上，三通阀门设置于音叉传感器与输酒泵之间，其中两个出口分别与酒体输送管道连接，剩余的出口则与排污管连接；根据音叉传感器的反馈信号控制输酒泵的启动及停止，同时控制三通阀门是否连通酒体输送管道；
第三种：过滤膜换膜过程的非连续生产条件下控制酒体中含氧量增加的方法：
待用的过滤膜执行常规的完整性测试程序之后，向两级过滤膜容器中引入脱氧水，排出容器中的气体；然后启动二氧化碳背压并开启两级过滤膜容器上的排污阀，在保持背压的条件下排出脱氧水；重复上述操作多次，之后引入酒体进行过滤。
上述技术方案中，在灌装设备清洗后开班首次生产的非连续生产条件下控制酒体中含氧量增加的方法中，在灌装操作正式启动后采用由慢到快逐步提高灌装速度可以有效排除盛装容器(如啤酒瓶)中的氧，从而进一步减少酒体中的氧含量。申请人在长期的生产实践中发现，采用下述由慢到快逐步提高的灌装速度可以达到令人满意的含氧量控制效果，具体为：前2500瓶的灌装速度设定为灌装设备中酒机额定速度的20-30％，从2501瓶至5000瓶的灌装速度设定为灌装设备中酒机额定速度的50-60％，从5001瓶开始恢复灌装设备中酒机的额定速度。
上述技术方案中，在灌装设备清洗后开班首次生产的非连续生产条件下控制酒体中含氧量增加的方法中，背压通常是保持0.2-0.25MPa。而在过滤膜换膜过程的非连续生产条件下控制酒体中含氧量增加的方法中，背压也通常为保持0.2-0.25MPa。
与现有技术相比，本发明的特点在于：
1、本发明通过对生产过程中主要的非连续生产条件分别制定了控制措施，各种非连续生产条件下的措施均能达到较好的控氧效果，而在使用组合方案时能最大化排尽容器及管道内残存空气，达到很好的控氧效果；另一方面，仅通过对现有工艺的操作步骤和要求进行优化即可实现，不需大规模技术改造，经济适用，相比传统方法也不需增加额外消耗；
2、本发明所述方法提出对容器类设备采用脱氧水排氧并带压排放操作，有效避免了传统操作中易二次引入空气的缺陷，同时改变现有技术中仅是依赖二氧化碳纯度及用量以降低氧气含量的不足，大大减少二氧化碳消耗，降低生产成本。
具体实施方式
实施例1：下面以本申请人生产基地A生产线按本发明所述方法在非连续生产条件下灌装氧含量控制。
1、灌装设备清洗后开班首次生产的非连续生产条件下控制酒体中含氧量增加的方法：
1)管道脱氧水引酒标准化操作
按现有常规操作清洗从酿造车间至包装车间灌酒设备的酒机之间的输酒管道，然后引入脱氧水(这里使用的脱氧水氧含量应≤15ppb)，排出管道中气体，直至酒机前管道脱氧水含量≤20ppb才可更换为引入清酒；
2)酒缸脱氧水带压排放标准化操作
在灌装设备的酒缸顶部设置带阀门控制的溢流管，开班时，先将脱氧水引入酒缸，打开溢流管上的阀门，直至溢流管出口有脱氧水流出且无气泡排出，此时停止向酒缸内引入脱氧水，并关闭溢流管上的阀门，此过程中确保酒缸内脱氧水为充满状态；之后开启二氧化碳备压及酒缸上的排污阀，背压保持0.25MPa，在保持背压的条件下排出脱氧水；重复上述引入脱氧水和背压条件下排出脱氧水的操作3次，之后开始引入清酒进行灌装；
3)在灌装操作正式启动后采用由慢到快逐步提高灌装速度
本基地包装生产线中酒机额定生产速率为40000瓶/小时，由慢到快逐步提高灌装速度的操作为：前2500瓶的灌装速度设定为灌装设备中酒机额定速度的25％(即10000瓶/小时)，从2501瓶至5000瓶的灌装速度设定为灌装设备中酒机额定速度的50％(即20000瓶/小时)，从5001瓶开始恢复灌装设备中酒机的额定速度(即40000瓶/小时)。
2、清酒罐换罐过程的非连续生产条件下控制酒体中含氧量增加的方法：
在更换清酒罐时，在待使用清酒罐与灌装设备的酒缸之间的酒体输送管道路径上设置音叉传感器、三通阀门及排污管，所述的音叉传感器设置于清酒罐与输酒泵之间的酒体输送管道路径上，三通阀门设置于音叉传感器与输酒泵之间，其中两个出口分别与酒体输送管道连接，剩余的出口则与排污管连接；根据音叉传感器的反馈信号控制输酒泵的启动及停止，同时控制三通阀门是否连酒体通输送管道，即音叉传感器检测酒体输送管道路为空时，发出反馈信号到控制系统以停止酒泵运转，同时三通阀门的出口转为连通排污管的状态，通过排污管排出气体；当音叉传感器在酒体输送管道路中重新检测到酒液时，发出反馈信号到控制系统以控制三通阀门为连通酒体输送管道的状态，同时重新启动酒泵，开始酒体的输送。
3、过滤膜换膜过程的非连续生产条件下控制酒体中含氧量增加的方法：
对过滤膜容器中的待用过滤膜执行常规的完整性测试程序，在完成完整性测试程序中的二氧化碳喷吹程序(现有技术中，纯生、鲜啤产品灌装前需要通过微米级过滤膜，滤除微生物及小颗粒物质，为不影响生产效率，通常设置两套过滤膜轮换使用，保证对过滤膜的定时清洗，但是在过滤膜完成在线完整性测试时容易引入空气。为排除空气，传统的操作方法为：过滤膜在线完整性测试程序最后一步为二氧化碳喷吹排氧)之后，打开过滤膜容器上溢流管的阀门，向过滤膜容器中引入脱氧水，直至溢流管出口有脱氧水流出且无气体排出，此时停止向酒缸内引入脱氧水，并关闭溢流管上的阀门，此过程中确保酒缸内脱氧水为充满状态；之后开启二氧化碳背压及过滤膜容器上的排污阀，背压保持0.2MPa，在保持背压的条件下排出脱氧水；重复上述引入脱氧水和背压条件下排出脱氧水的操作3次，之后开始引入清酒进行过滤、灌装。
本申请人生产基地A组合使用上述3种控制措施方案用效果：对非连续生产状态下，开始灌装或恢复灌装前十瓶产品进行总氧含量跟踪，设定产品总氧含量≤100ppb为合格，各种状况下合格率统计如下述表1所示：
表1：
前十瓶平均总含氧量(ppb) 合格率(％)
灌装设备清洗后开班首次生产 94 84.5％
清酒罐换罐 81 92.8％
过滤膜换膜 87 89.1％
而本申请人生产基地A生产线在未采用本发明所述方法进行控制上述三个方面非连续性生产条件下的前2500瓶灌装产品总氧含量如下述表2所示：
表2：
对比可知，采用本发明所述方法可以有效控制非连续生产条件下啤酒产品灌装后的总氧含量。

Claims (4)

1.非连续生产条件下啤酒产品灌装总氧的控制方法，包括下述至少一种非连续生产条件下控制酒体中含氧量增加的方法：
第一种：灌装设备清洗后开班首次生产的非连续生产条件下控制酒体中含氧量增加的方法：
在灌装设备的酒缸顶部设置带阀门控制的溢流管，开班时，先将脱氧水引入酒缸，打开溢流管上的阀门，排出酒缸内的空气，直至有脱氧水连续流出且无气泡排出；然后关闭溢流管上阀门，启动二氧化碳背压并开启酒缸上的排污阀，在保持背压的条件下排出脱氧水；重复上述操作3次以上，之后开始引入清酒进行灌装；在灌装操作正式启动后采用由慢到快逐步提高灌装速度；
第二种：清酒罐换罐过程的非连续生产条件下控制酒体中含氧量增加的方法：
在更换清酒罐时，在待使用清酒罐与灌装设备的酒缸之间的酒体输送管道路径上设置音叉传感器、三通阀门及排污管，所述的音叉传感器设置于清酒罐与输酒泵之间的酒体输送管道路径上，三通阀门设置于音叉传感器与输酒泵之间，其中两个出口分别与酒体输送管道连接，剩余的出口则与排污管连接；根据音叉传感器的反馈信号控制输酒泵的启动及停止，同时控制三通阀门是否连通酒体输送管道；
第三种：过滤膜换膜过程的非连续生产条件下控制酒体中含氧量增加的方法：
待用的过滤膜执行常规的完整性测试程序之后，向两级过滤膜容器中引入脱氧水，排出容器中的气体；然后启动二氧化碳背压并开启两级过滤膜容器上的排污阀，在保持背压的条件下排出脱氧水；重复上述操作3次以上，之后引入酒体进行过滤。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于：在灌装设备清洗后开班首次生产的非连续生产条件下控制酒体中含氧量增加的方法中，所述的在灌装操作正式启动后采用由慢到快逐步提高灌装速度，具体为：前2500瓶的灌装速度设定为灌装设备中酒机额定速度的20-30％，从2501瓶至5000瓶的灌装速度设定为灌装设备中酒机额定速度的50-60％，从5001瓶开始恢复灌装设备中酒机的额定速度。
3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于：在灌装设备清洗后开班首次生产的非连续生产条件下控制酒体中含氧量增加的方法中，背压保持0.2-0.25MPa。
4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于：在过滤膜换膜过程的非连续生产条件下控制酒体中含氧量增加的方法中，背压保持0.2-0.25MPa。
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