CN107532943A - 测量开口容器饮料中碳酸化水平的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供通过将一定量的开口容器饮料转移到器皿中来测量所述饮料中二氧化碳水平的方法。将闭合件固定到所述器皿上以形成包含所述饮料的封闭体积。穿过所述闭合件插入探头以接触所述饮料，并将样本从所述器皿转移到测量仪器以确定所述二氧化碳水平。相对于当前可用的技术，所述方法可在开口容器饮料的碳酸化水平测量中实现显著更高的精确度和可靠性。

Description

测量开口容器饮料中碳酸化水平的方法

背景技术

饮料中的二氧化碳水平可显著影响口味和其它特性，诸如口感。由于这个原因，在装瓶操作期间通常严密监控碳酸化水平。可商购获得用于确定瓶装饮料中二氧化碳量的多种仪器。一种常用的技术涉及将探头插入穿过密封容器的闭合件(例如装有饮料的罐或瓶)并将液体样本转移到测量室。测量室闭合之后，其体积经由柔性膜或以不透流体的安装到该测量室的活塞型注射器来膨胀。在膨胀之后建立平衡压力，然后测量样本温度。可随后根据亨利定律计算二氧化碳水平。Bloder等人的美国专利6,874,351描述了适于测量氧气和氮气的溶解量的仪器，从而可以更准确地测量二氧化碳水平。

尽管可使用此类相对精确的测量技术来测量瓶装饮料中的碳酸化水平，但这些技术不适合用于测量开放环境条件下饮料中的碳酸化水平，诸如存在于开口容器或从例如饮水器(fountain)设备分配的饮料。用于测量开口容器饮料中碳酸化水平的技术通常采用所谓的“手摇”方法，该方法涉及将液体样本置于测量器皿中，然后进行摇晃以实现平衡压力。该器皿通常配备有压力计和温度计，其上的读数可用于计算碳酸化水平。与结合瓶装饮料使用的前述技术相比，此类技术的精确度和可靠性通常较低。测量中的错误可能会被引入，不只是因为使用的设备而引入，还因为进行这些测量的个人而引入，包括一个操作员到下一个操作员的技巧变化。希望开发更精确、更可靠地测量开口容器饮料中碳酸化水平的方法。

发明内容

在一个方面，提供一种用于测量开口容器饮料中二氧化碳水平的方法。将一定量的饮料转移到器皿中以至少部分填充器皿。然后将闭合件固定到器皿上以形成包含饮料的封闭体积。将探头插入穿过闭合件以接触饮料，并且将样本从器皿转移到用于确定二氧化碳水平的测量仪器。

测量仪器可采用用于二氧化碳水平测量的多种不同的原理。在一种技术中，测量室的体积膨胀并测量膨胀体积的平衡压力。根据所测量的平衡压力和温度，可确定样本的二氧化碳水平。

在另一种技术中，测量仪器可使用选择性膜来确定二氧化碳水平。该膜可透过二氧化碳但是不可透过其它气体(氮气、氧气等)。测量穿过选择性膜的二氧化碳量，从而可确定存在于样本中的二氧化碳量。

另一种用于测量二氧化碳水平的技术利用红外(IR)光。在该技术中，红外光的光束通过液体样本。测量折射角，并且根据所测量的折射角，可确定样本的碳酸化水平。

相对于当前可用的手摇技术，本文所述的方法在开口容器饮料的碳酸化水平测量中可实现显著更高的精确度和可靠性。本文所述的方法允许使用迄今为止仅可用于瓶装饮料的更精确测量仪器。另外，通过避免手动搅拌(摇动)饮料样本来实现平衡压力，测量更可靠并且更不易发生人为错误。

附图说明

对于本发明及其优势的更全面理解可通过参考以下结合附图考虑的具体实施方式实现，其中：

图1是示出根据本发明的一个实施方案的测量饮料中二氧化碳水平的方法的流程图。

图2是示出二氧化碳水平的测量期间用于补偿溶解气体诸如氧气和氮气的技术的图示。

图3是示出根据本发明的一个实施方案的可使用的测量室的示意图。

图4示意性地示出根据本发明的另一个实施方案的可用于测量二氧化碳水平的选择性膜。

图5示意性地示出根据本发明的另一个实施方案的可用于测量二氧化碳水平的红外(IR)传感器。

图6是示出根据本发明的一个实施方案的可使用的碳酸化测量器皿的示意图。

图7是移除了螺纹闭合件的碳酸化水平测量器皿的等轴视图。

具体实施方式

一般来讲，本文描述的方法特别适于测量开口容器饮料中的碳酸化(二氧化碳)水平。如本文所用，“开口容器”是指在装瓶操作之后打开的饮料，诸如可通过可重新密封的闭合件(例如拧盖闭合件)重新闭合的打开的罐或打开的塑料瓶或玻璃瓶。在一些情况下，测量打开的罐中的碳酸化水平以确定规定时间间隔后的碳酸化损失可能是有用的。测量规定时间间隔后打开然后重新密封的碳酸软饮料(CSD)或碳酸水瓶中的碳酸化水平以测量碳酸化损失可能是有用的。术语“开口容器”和类似的表达也指未装入容器的饮料，诸如从饮水器设备等分配的饮料。本文所述的方法可用于测量任何类型碳酸饮料的碳酸化水平，包括酒精和非酒精饮料，例如软饮料、果汁饮料、碳酸水等。

本文所述的方法可采用可商购获得的碳酸化测量仪器以及适于连同所用具体仪器使用的合适碳酸化器皿。下文讨论了合适的碳酸化测量仪器和可使用的碳酸化器皿的详细信息，但应强调的是本发明不限于本文所示具体设备的细节。相反，本文列出的原理可应用于各种其它类型的测量仪器和碳酸化器皿以及可根据需要做出的合适改型，本领域的技术人员在阅读本公开之后对这些将显而易见。

碳酸化测量仪器

可结合本文所述的方法使用各种碳酸化测量仪器(有时在本文中称为“测量仪器”或“仪器”)。在下文中将讨论仪器的三种一般类别，但应认识到本发明不限于这些具体仪器类型。第一种类型的测量仪器涉及根据亨利定律确定二氧化碳水平，其中测量室的体积膨胀并测量膨胀体积的平衡压力和平衡温度。根据所测得的平衡压力、平衡温度以及已知体积，可确定样本的二氧化碳水平。

在该具体类型的仪器中，测量室膨胀以允许对一个或多个膨胀体积测量样本的平衡压力。在Bloder等人的美国专利6,874,351中描述了此类仪器的一个示例，该专利全文以引用方式并入本文。此类仪器可从安东帕公司(Anton Paar)以商品名商购获得。该仪器能够使样本液体中的其它溶解气体(尤其是氮气和氧气)对二氧化碳水平的影响最小化。可确定溶解于样本气体中的各种气体的实际溶解度和/或饱和压力，因此也可确定这些气体的含量。

当液体样本在测量室内膨胀时，由其中溶解有所有气体的初始单个液相形成液相和气相。由于二氧化碳、氧气和氮气在样本液体中的溶解度大不相同，因此在气相中各种气体的分压比例与初始(膨胀前)样本液体中溶解气体的饱和压力比例差异巨大。一般原理是气体在液体中的溶解度越小，溶解于液体中的气体分压将随着体积增大而减小。

为了确定溶解于样本液体中两种或更多种气体的量，实施了两个或更多个增大步骤。在每个体积增大步骤之后，即建立平衡压力，并测量每个步骤的优势温度。通过所确定的值计算含量，并且如果需要，还可计算单个气体组分的溶解度和/或饱和压力。由于体积增大，根据亨利定律和波义耳定律，气相中产生了以下分压：

p'＝p/(l+k/(L*ps))

p'是测量室体积增大后的气体分压；

p是气体在液体中的初始饱和压力；

k是体积增大因子；

L是样本液体中气体的溶解度；并且

p_s为标准压力(1bar)。

使用Bloder等人的美国专利6,874,351中所述的多步骤体积膨胀方法，还可确定溶解于样本液体中的二氧化碳和/或其它气体的溶解度。这在要确定溶解于样本液体中的若干气体的含量并且要确定的实际液体本身中各种溶解气体的溶解度并非精确已知的情况下尤其重要。这种情况在样本液体的组合物的其余部分对于溶解于其中的气体的溶解度有较强影响时十分常见。例如，酸性饮料中前述气体的溶解度可能与相同气体在纯水中的溶解度显著不同。

如果溶解于样本液体中的一种气体的量比溶解于其中的所有其它气体大许多，并且如果其它气体的溶解度显著较小且可能甚至相同，则可将这些其它气体视为单个气体组分。如果例如除样本的二氧化碳水平之外，仅要确定空气含量，或者要仅消除所有其它溶解的气体对所确定的二氧化碳水平的影响，这是有利的。在这种情况下，可在“其它”溶解气体的“假设”溶解度的方程组中使用其实际溶解度的加权平均值。

如果例如仅寻求CO₂的水平和溶解度，并且氧气和氮气仅微量溶解，使用两次相应较大的体积增大，例如增大10％和20％，可将氧气和氮气的影响抑制到可不予考虑以及要进行考虑时不必进行特定体积增大步骤的程度。由于氧气和氮气的溶解度非常低，其在气相中的分压由于增加的体积增大而显著降低并且不再明显。

因为气体在液体中的溶解度很大程度取决于温度，除了温度条件几乎保持不变的例行测量，建议测量样本液体的温度并将其纳入计算。如果程序仅涉及在其中逐个执行体积增大步骤的一个测量室，则确保以简单的方式保持测量条件恒定不变。

图2以图形的形式示出用于消除溶解的空气和/或氮气对测量结果的影响的多次体积膨胀原理。在测量室的两次不同体积膨胀时(例如10％和30％时)测量CO₂水平。如果两个结果相同，可得出不存在溶解的空气或氮气的结论，因此不需要修正。如果存在溶解的空气或氮气，第二个结果将小于第一个结果。两个结果之间的差值随后可用于计算修正，由此消除溶解的空气或氮气对测量结果的影响。

在一些示例中，可使用活塞型注射器增大测量室的体积。在其它示例中，可使用能够可重现地变形的膜(例如由弹性体等制成的膜)来膨胀测量室的体积。还可使用其它技术来膨胀测量室的体积，前提是在体积膨胀期间流体密封度得以保持。除如之前所述进行平衡压力测量之外，也可使用选择性气体传感器来确定液体中溶解的各种气体的含量。

如果需要，在测量室中建立所需的压力平衡时，可使用功率调节型超声换能器来促进空穴效果。所用超声能量的大小可适于所分析的特定液体。

在使用中，不透液体的测量室可充满样本液体并且不透流体地闭合。其内部空间的边界或壁的一个分区可用于更改其内部空间的体积。分区的位置和/或表面几何形状是变化的，同时完全维持流体密封度。将膜用作分区时，其可初始以标准位置和标准几何形状定位。膜可移动到和/或变形为至少一个限定位置和/或表面几何形状，这样的作用是根据可调节的体积增大因子增大每种情况下相应的测量室内部空间的体积。如果要选择性确定溶解于液体中的两种或更多种气体，测量室的内部空间边界或壁的分区在其位置和/或表面几何形状方面可以是变化的，由此使得其可移动到和/或变形为至少两个相互不同的限定位置和/或表面几何形状。

在Wieland等人的美国专利4,726,769中描述了碳酸化测量装置的另一个非限制性示例，在该示例中采用活塞来形成样本的体积膨胀，该专利全文以引用方式并入本文。

图3示意性地示出了碳酸化测量装置60，其具有用于将样本输送到测量室65的入口阀64a。测量室65的体积可通过致动活塞63来膨胀。流量阀62用于调节流入测量室65的样本。在完成测量之后，将样本通过出口阀64b从测量室65排出。

可使用的第二种类型的测量仪器涉及选择性膜，具体涉及可透过二氧化碳但不可透过其它气体的膜。从样本的剩余液体和气体组分中分离二氧化碳之后，可使用合适的装置来确定二氧化碳水平。例如，可得自HachOrbisphere的一种类型的装置采用热导率来测量透过选择性膜的CO₂量。选择性膜用作过滤器从样本中分离二氧化碳并透过富CO₂，如图4中示意性示出。使用两个主要特性指示膜性能：渗透性(特定气体通过膜的通量)和选择性(膜通过一种气体物质而不通过另一种的偏向)。对于膜分离存在若干种可能的机制，包括Knudson漫射、分子筛分、溶液漫射分离、表面漫射以及毛细管冷凝。分子筛分和溶液漫射是大多数气体分离膜的主要机制。Knudson分离基于气体分子穿过足够小的膜孔以阻止体漫射。分离基于与孔壁之间的碰撞所造成的气体分子平均路径方面的差异，这与分子重量相关。具体而言，对于任何气体对的选择性由其分子量的平方根的反比确定。例如，对于CO₂/N₂分离，Knudsen漫射预测的选择性小于1。

分子筛分依靠尺寸排除来分离气体混合物。相对于气体分子的动力学(筛分)直径，膜中的孔为可控尺寸。这允许以比更大气体分子快得多的速率来漫射较小的气体分子。在这种情况下，CO₂/N₂选择性大于1，因为CO₂的动力学直径小于N₂。表面漫射是指吸收的气体沿多孔膜孔壁的迁移。表面漫射速率由吸收的气体与孔表面之间的交互程度确定。因此，分子相对于该交互的强度沿孔壁漫射，分离主要通过各种气体的该交互程度差异来实现。表面漫射的扩展是指当蒸汽压力变低时吸收的气体可在孔中发生部分冷凝。该冷凝的组分比气体更为迅速地漫射穿过孔，从而导致可冷凝气体分离。这被称为毛细管冷凝。

聚合物膜通常为无孔，因此由溶液漫射机制来表征气体透聚合物膜。这是基于特定气体在膜中的溶解度及其通过致密膜基体的漫射。因此，分离不仅取决于漫射，还与各种气体物质与聚合物之间的物理化学交互相关，该交互用于确定在膜聚合物基体中累积的气体量。

可使用的第三种类型的测量仪器涉及将红外(IR)光束穿过液体样本并测量反射角，以确定样本的碳酸化水平。气体中红外辐射的吸收发生在原子和分子级别。就CO₂而言，多原子分子结构确定光子激发模式和能量交换速率，由此确定在其上发生光学能量吸收的波长。由于该吸收效应发生在分子级别，因此沿给定传输路径的红外辐射吸收取决于存在的分子数。在4.26微米上的吸收量与存在的CO₂的摩尔份数成比例。此外，由于压力和温度影响气体的密度，吸收还取决于进行红外系数测量时的压力和温度。

该选择性光学吸收现象的应用是作为一种方法用于确定溶解于液体中的气体组分是否存在以及存在的量。例如，常用的基本CO₂感测技术在引入气体样本以进行测试的闭合室内采用红外辐射光源(通常是白炽灯)和红外检测器(通常是半导体光电二极管)。窄带干涉过滤器用作光电二极管检测器的光学窗口，以使其仅对4.26微米的吸收波长有选择性。对于测试室内的给定光学路径长度，可使用具有已知CO₂气体浓度的气体混合物来校准光电探测器的输出，以提供有用的仪器来感测溶解于液体样本的中的CO₂。该布置方式的基本灵敏度取决于干涉过滤器的锐利度，以便将抵达检测器的与CO₂吸收不相干的红外辐射量最小化，还取决于含CO₂分子的光学路径长度、红外辐射光源的亮度稳定性以及光电二极管检测器的检测响应稳定性。可影响该方法的灵敏度和校准准确度的其它因子包括经过测试室的气体样本中可能的湍流、红外辐射光源和检测器的老化、以及光源和检测器光学窗上的污物积聚。

红外型测量仪器的一个示例示意性地示出图5中。补偿的红外CO₂传感器100具有两个光学路径，但只有单个红外辐射光源102和单个红外辐射检测器103。一对固定的光学干涉过滤器106a和106b结合光学斩波器108，在4.26微米(气体衰减波长)和3.9微米(基准波长)上实现分离和独立的测量。通过归一化4.26微米吸收测量与3.9微米测量，红外光源102和检测器103的老化效应以及光学窗口污染物的效应(在一定程度上)得到补偿。

样本可经由入口101引入室101内并在测量后通过出口101b。室101可为大致管状形状并且具有圆形横截面。可将内部元件即准直器透镜105、过滤器106a和106b、斩波器107以及聚焦透镜108制成圆形形状，以大致符合室101的内径。准直器透镜105将来自光源102的红外辐射准直。聚焦透镜108将辐射聚焦在检测器103上。透镜105和108通常为蓝宝石或锗透镜。

在室101为圆柱形的情况下，筛选器106a和106b可各自具有半圆形几何形状。一个过滤器沿室101的长度过滤准直辐射横截面的第一半，并且另一个过滤器则过滤准直辐射横截面的另一半。一个过滤器对3.9微米波长具有选择性，另一个则对4.26微米波长具有选择性。过滤器106a和106b的作用是将辐射路径分为两半，使得一半包括4.26微米波长辐射，并且另一半包括则3.9微米波长辐射。

斩波器107a和107b分别将穿过过滤器106a和106b的辐射斩断。斩波器107a和107b的几何形状适形于过滤器106a和106b的几何形状，由此使得每个斩波器具有半圆形几何形状。斩波器107a和107b用作交替快门来阻挡和穿过经滤器106a和106b传输的辐射。它们按顺序工作，由此使得检测器103按顺序并且定期地收到来自过滤器107a的基准信号以及来自过滤器107b的CO₂衰减信号(或反之亦然)。

斩波器107a和107b可通过液晶装置(LCD)来实施，诸如两部分式液晶斩波器。可使用LCD阵列，由此使得其顶部部分用于斩断来自过滤器106a的辐射，并且其底部部分用于斩断来自过滤器106b的辐射。两个部分因此可独立工作。

可使用传统电子电路和处理装置(未示出)来控制斩波器107a和107b并归一化4.26微米信号与3.9微米信号。通过斩波器107b的信号的衰减取决于存在于室101内的光学路径中的CO₂量。红外CO₂传感器的其它详细信息公开于Owen的美国专利6,969,857中，该专利全文以引用方式并入本文。

碳酸化测量器皿

可使用合适的碳酸化器皿来收集开口容器饮料并以适当的状态将其提供给碳酸化测量仪器来进行分析。碳酸化器皿通常应被构造成保持其中溶解有气体的液体的状态，并且具有合适的闭合件(例如螺旋盖等)以避免气体从样本逸出以及避免任何环境气体溶解于液体样本中。

图6和图7示出了可使用的碳酸化器皿50的示例。器皿50是可从TapRite商购获得的碳酸化器皿(部件号2701-16A和2701-15)的改型。碳酸化器皿50具有用于容纳饮料体积的大致圆柱形容器56和可固定以形成不透流体封闭体积的闭合件54。器皿可商购获得，其螺旋盖54中上有三个开孔，可穿过该开孔来接收仪表(未示出)。在图6中的改型中，三个孔被盖52a至52c密封地闭合。另一种改型为开孔形成于闭合件54的大致中心位置，可穿过开孔布置阀53。阀53允许探头(未示出)插入封闭体积以从容器56提取样本，同时以另外的方式保持不透流体的状态。如图7所示，闭合件54可通过在螺纹55上扭转而固定到容器主体56。可提供垫圈51以进一步促进不透流体的环境。

相对于市售器皿进行的进一步改型为，可修改器皿50的底部部分58的形状，使得底部部分58配合到正在使用的样本转移装置的接收座中。例如，如果样本转移装置被构造成接收标准尺寸的12oz.罐，碳酸化器皿50的底部部分58可具有对应于标准尺寸的12oz.罐的底部部分的形状，使得器皿50可接收到样本转移设备的接收座中。

尽管所示为螺纹闭合件54，但可使用任何其它合适的装置来固定闭合件，诸如闩锁或其它类型的锁定机构。很多时候，饮料样本从其现有容器(或直接从饮水器分配装置)转移到器皿50。然而，如果需要，可将饮料连同其现有容器(例如，有盖和无盖的一次性杯子)一起放入器皿50。在这种情况下，探头将插入穿过阀53和一次性杯子的如果存在的盖，从而与饮料接触。

此外，尽管所示的用于接收阀53的开孔相对于闭合件54的上表面居中，但应认识到可以使用各种其它构造，包括将开孔定位在闭合件54的某个位置而不是上表面的中心。开孔可定位在任何位置，前提是能够适当地转移液体样本。

可使用盛装冰/水混合物的小型浴容器(未示出)或其它合适类型的热交换器来冷却碳酸化器皿。冷却饮料样本可有利于尽可能多地在样本体积中保留溶解的CO₂。

样本转移装置

在测量碳酸化水平时存在的挑战之一在于，尤其是对于开口容器饮料，样本转移存在着损失二氧化碳和/或将外部气体溶解于液体样本中的风险。要最小化这些风险，使用设计用途是防止气体与液体样本之间相互转移的填充系统来转移样本是有利的。例如，可向容器的顶部空间施加加压气体，以降低从样本损失CO₂的风险。可使用的可商购获得的示例为可购自安东帕公司(Anton Paar)的穿刺和填充装置(PFD)。PFD具有插入穿过碳酸化器皿的阀53的探头(未示出)。饮料样本采用压缩惰性气体来转移，使得溶解气体诸如二氧化碳和氧气的量在转移期间不受影响。

实施例1

以下实施例是为了进行示意性的说明而提供，它们不应被视为对本发明范围的限制。参考图1中所示的流程图，该实施例示出了使用之前所述的配备穿刺和填充设备(PFD)的Anton Paar CarboQC仪器测量打开的软饮料罐中碳酸化水平的方法。

在开始时应检查样本的流量。参考图3，经过测量室65的流量应使得当填充时间设置为约30秒时约消耗150mL的样本。流量可调节，方法是顺时针转动流量阀62可减小样本流量，逆时针转动可增大样本流量。由于测量室65中的样本遗留或气泡，明显较低或较高的流量可导致错误测量。流量应在开始测试之前根据需要调节，但不需要在每次操作之前进行检查。对于相同的样本，最小冲洗量应为至少150mL、100mL。最短冲洗时间应不短于20秒或不长于35秒。

可使用烧杯或带刻度的量筒按如下方式检查流量。将样本出口软管64b的T型软管接头插入填充有至少150mL去离子水的烧杯。选择菜单“instrument(仪器)>rinse(冲洗)”并将冲洗时间设置为30秒。将流量阀62定位于约10％流量，即接近最小流量位置。如下所述执行测量。检查消耗的液体体积(应为150mL)。如果体积不在期望的范围内，轻轻打开或关闭流量阀62或调节冲洗时间并重复这些步骤，直至体积达到期望的范围。

可使用有标记的瓶按如下方式检查流量。在透明的0.5L(16oz.)或类似尺寸的PET瓶上刻下体积标记“0”和“150mL”。使用水和带刻度的量筒或天平将这些标记正确地置于瓶上。用去离子水将瓶填充至“0”标记并闭合该瓶。将瓶插入PFD。选择菜单“instrument(仪器)>rinse(冲洗)”并将冲洗时间设置为30秒。将流量阀62定位于约10％流量，即接近最小流量位置。如下所述执行测量。检查消耗的液体体积(应为150mL)。如果体积不在期望的范围内，轻轻打开或关闭流量阀62或调节冲洗时间并重复这些步骤，直至体积达到期望的范围。

可使用称重按如下方式检查流量。对完整的饮料瓶或罐称重并记录下重量。将包装件插入PFD。选择菜单“仪器>冲洗”并将冲洗时间设置为30秒。将流量阀62定位于约10％流量，即接近最小流量位置。如下所述执行测量。从PFD中移除包装件并再次称重。重量应已减轻150g。

测量程序

在将碳酸化样本从系统收集到碳酸化器皿中时，应认识到转移过程可影响碳酸化读数。从系统收集样本的方法应对该系统标准化以确保读数一致。将样本填充到容器的顶部是有利的。在将样本收集到碳酸化器皿中之后，在移动到PFD时非常轻柔地操作碳酸化器皿以减小对碳酸化的任何影响。

首先准备小型冰/水浴。将碳酸化器皿的底部置于冰/水浴中至少10分钟。

将PFD的样本管移动到最高位置。将防护罩完全上推。移除PET瓶转接头。根据需要调节穿刺头的位置。在冰浴中找到碳酸化器皿的底部。将剩余的水从碳酸化器皿的底部摇出。从正在测量的系统采集碳酸化样本。将碳酸化器皿的底部置于水平表面上并拧紧盖子。将碳酸化器皿插入PFD(底部应紧紧贴合切口)。向下推动防护罩，直至安全销接合。朝下握住防护罩并拉动激活杆。将PFD的样本管降低到碳酸化器皿中，直至其距离碳酸化器皿的底部约1/4"(避免触碰底部)然后拧紧样本管。

接下来在碳酸化测量仪器上对所测试的样本(例如含糖软饮料、减肥软饮料等)选择适当的方法。不同的方法针对不同饮料中的不同二氧化碳溶解度。可针对在顶部空间气体与瓶或罐中存在的液体之间分配二氧化碳创建自定义方法。

按下<开始>开始测量。首先冲洗测量室，然后填充150mL新样本。目视检查测量室，以确保样本流动无气泡。如果气泡未在约15秒之后消失，可能需要清洁过滤器。检查压缩气体源的压力。压力应为6±0.5bar相对值(87±7psi)。

冲洗结束之后即开始分析。活塞将向下移动到第一停止位，然后移动到第二停止位，同时搅拌器连续操作。如果样本具有高微粒含量(例如纸浆)，过滤器的筛容易阻塞。这可趋于降低测量室内的压力。在样本填充期间检查压力。使用PFD时，压力不应低于5bar(70psi)。如果筛完全阻塞，在过滤器与测量室之间的软管中以及测量室本身中会形成气泡和泡沫。

等待约90秒，获取测量结果。测量结果将显示出来并存储在存储器中，可根据需要打印出来。活塞随后将向上移动，但测量室保持闭合。

在PFD之后，将样本管向上移动到最高位置并紧固。推动激活杆以将系统断电。将防护罩移动到最高位置并移除碳酸化器皿。任选地，使用天平检查是否从瓶或罐中取出正确的样本量。

如果不准备执行进一步测量，则清洁系统。如果在最后一次样本测量之后不使用仪器的时间超过30分钟，则用去离子水冲洗仪器。用去离子水执行定期零点检查有助于确保仪器的功能正常。用去离子水执行的零点检查应为0±0.02体积(0±0.03g/L)。如果用含CO₂的水执行零点检查和调节，结果将不当偏移。

只能将平衡的样本转移到测量室中。如果样本未在分析之前进行平衡(摇动)，结果可能是错误的结果或可重复性不良。

在CarboQC显示器上显示的填充压力应为5.5至6bar相对值(79psi至87psi)，并且在填充测量室时没有气泡。样本填充期间样本压力过低可导致样本室内产生气泡。因此，起始体积将包括气泡，从而得到不正确的结果。

下表1基于根据罐装的品牌软饮料示出了单实验室和多实验室验证数据。对于罐装饮料的多实验室结果，平均气体体积为3.6，具有1％的2％相对标准偏差(经由标准CarboQC程序TM200.082测量)，应期望经由该程序(AMS-001)测量的碳酸化具有平均体积3.4，具有2.71％的2％相对标准偏差，前提是罐经过冷藏。单实验室结果类似：经由TM200.082测量时，平均气体体积为3.62，具有0.17％的2％相对标准偏差；经由AMS-001测量时，体积为3.43，具有2.26％的2％相对标准偏差。

下表2示出了针对Mountain品牌软饮料的数据。多实验室结果表明两种方法之间的差异微小。对于TM200.082，平均气体体积为2.41，具有1.68％的2％相对标准偏差，而对于AMS-001，平均值为2.35，具有1.69％的2％相对标准偏差。

表1-

表2-Mountain

上述描述应被视为例示性的而非限制性的。应认识到，可在不脱离本文所述和受权利要求书保护的本发明实质和范围内进行各种修改。

Claims (18)

1.一种测量开口容器饮料中二氧化碳水平的方法，所述方法包括：

提供开口容器饮料；

将一定量的所述饮料转移到器皿以至少部分地填充所述器皿；

将闭合件固定到所述器皿上以形成包含所述量的所述饮料的封闭体积；

穿过所述闭合件插入探头以接触所述饮料；

将所述饮料的样本从所述器皿转移到二氧化碳测量仪器；以及

确定所述样本的所述二氧化碳水平。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括降低包含在所述器皿中的所述饮料的温度的步骤。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述饮料的所述温度通过将所述器皿置于冰浴中来降低。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述样本的所述二氧化碳水平通过以下步骤确定：

将所述样本置于可膨胀的测量室中；

使所述测量室的体积膨胀；以及

测量所述膨胀的体积的平衡压力。

5.根据权利要求4所述的方法，其中通过使以不透流体方式安装到所述测量室的活塞型注射器移位来使所述测量室的所述体积膨胀。

6.根据权利要求4所述的方法，其中通过使柔性膜移位来使所述测量室的所述体积膨胀。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述膜由弹性体构成。

8.根据权利要求4所述的方法，还包括以下步骤：

使所述测量室的所述体积膨胀至第二膨胀体积；以及

测量所述第二膨胀体积中的平衡压力。

9.根据权利要求4所述的方法，还包括向所述测量室施加超声能量的步骤。

10.根据权利要求1所述的方法，还包括向所述器皿的顶部空间施加加压气体的步骤。

11.根据权利要求1所述的方法，其中所述样本的所述二氧化碳水平通过以下步骤确定：

将所述样本与CO₂选择性膜接触；以及

测量穿过所述膜的透过量。

12.根据权利要求1所述的方法，其中所述样本的所述二氧化碳水平通过以下步骤确定：

使红外辐射穿过所述样本；以及

测量折射角以确定所述二氧化碳水平。

13.根据权利要求1所述的方法，其中所述饮料为碳酸软饮料。

14.根据权利要求1所述的方法，其中所述饮料为碳酸水。

15.根据权利要求1所述的方法，其中在打开的罐中提供所述饮料。

16.根据权利要求1所述的方法，其中在打开的瓶中提供所述饮料。

17.根据权利要求1所述的方法，其中从饮水器分配装置分配所述饮料。

18.根据权利要求17所述的方法，其中在一次性杯中提供所述饮料，并且所述一次性杯连同所述饮料一起置于所述器皿中。