CN115449442B - 一种酒花精油添加设备及添加工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种酒花精油添加设备及添加工艺，所述添加设备包括：混合器，所述混合器的出口管路与成品清酒管路连接；高浓清酒管路，与所述混合器的入口管路连接；脱氧水管路，通过脱氧水调节阀组与所述混合器的入口管路连接；CO2管路，与所述混合器的入口管路连接；啤酒在线原浓计，与所述混合器的出口管路连接；添加装置，分别与所述啤酒在线原浓计、成品清酒管路连接。添加工艺通过PLC系统与在线检测设备读数进行关联，实现稀释原浓的精准控制，同时实现酒花精油添加泵实时开度自动调整和修正。本发明能够使得啤酒的酒花精油添加不需要依赖操作工人的经验，保证添加的精准，能够实现啤酒稀释在线原浓的精准控制与酒花精油的均匀添加。
Description
技术领域
本发明属于酿酒技术领域，具体涉及一种酒花精油添加设备及添加工艺。
背景技术
目前，大型的啤酒厂通常采用高浓酿造方法来提高产能和降低能耗，在高浓酿造工艺中，稀释是必不可少的一道工序，啤酒厂通过将高浓啤酒稀释得到最终的目标啤酒。啤酒企业通常通过在稀释工序添加酒花精油来改进啤酒的泡持性和香气，同时提高酒花的利用率。
目前在大生产中，啤酒的稀释方式一般是用高浓清酒和脱氧水的体积比作为稀释控制条件，但由于高浓清酒在储罐中浓度和密度不是均匀的，因此使用体积比作为稀释条件稀释出来的低浓酒液，其浓度往往也是不均匀的。啤酒稀释过程中酒花精油的添加工艺为手动添加：每罐清酒稀释前按比例配制好添加剂，在稀释过程中，操作工人凭借经验值设定添加泵的开度以控制添加流速来实现在线添加。
这种添加方式比较依赖操作工人的经验，不同的操作工人对酒花精油添加泵的开度大小设置不同导致精油添加流速控制不一样，有时候会造成稀释过程酒花精油过早添加完毕造成稀释后段没有在线添加酒花精油，或者是稀释结束酒花精油尚未添加完毕，造成精油在稀释后的清酒中分布不均匀，无法做到均匀和精准添加。这两种情况均会导致啤酒品评时同一品种酒液出现过香或香气不足的问题，从而影响啤酒的风味一致率，导致啤酒的质量稳定性无法保证。
发明内容
为了克服上述技术缺陷，本发明提供了一种酒花精油添加设备及添加工艺，实现酒花精油的均匀添加。
为了解决上述问题，本发明按以下技术方案予以实现的：
一种酒花精油添加设备，所述添加设备包括：
混合器，所述混合器的出口管路与成品清酒管路连接；
高浓清酒管路，与所述混合器的入口管路连接；
脱氧水管路，通过脱氧水调节阀组与所述混合器的入口管路连接；
CO2管路，与所述混合器的入口管路连接；
啤酒在线原浓计，与所述混合器的出口管路连接；
添加装置，分别与所述混合器的出口管路、成品清酒管路连接。
进一步的，所述高浓清酒管路包括依次连接的高浓清酒入口、啤酒泵和啤酒流量计，所述啤酒流量计与所述混合器的入口管路连接。
进一步的，所述脱氧水管路包括依次连接的脱氧水入口、脱氧水加压泵、所述脱氧水调节阀组以及脱氧水流量计，所述脱氧水流量计与所述混合器的入口管路连接。
进一步的，所述CO2管路包括依次连接的CO2入口和调节阀，所述调节阀与所述混合器的入口管路连接。
进一步的，所述添加装置包括添加罐和酒花精油添加泵，所述添加罐通过洗球、阀门与所述混合器的出口管路连接，所述添加罐通过所述酒花精油添加泵与所述成品清酒管路连接；
还包括反渗透水管路，所述反渗透水管路包括依次连接的反渗透水入口、反渗透水泵和反渗透水管路阀门，所述反渗透水管路阀门与所述添加罐连接。
本发明还公开了一种酒花精油添加工艺，适用于上述的添加装备，包括如下步骤：
对酒液进行稀释；
对稀释后的酒液添加酒花精油溶液。
进一步的，所述步骤对酒液进行稀释，包括如下步骤：
监控啤酒流量计；
根据采集到的啤酒流量计的数据，对照预设值，对啤酒泵进行实时PID调整；
监控啤酒在线原浓计；
将采集到的啤酒在线原浓计的数据与预设值进行比较；
当采集到的啤酒在线原浓计的数据不在预设值范围内时，对脱氧水调节阀组进行PID调整。
进一步的，所述步骤对稀释后的酒液添加酒花精油溶液，包括如下步骤：
获取酒花精油添加泵的最大流速、啤酒流量计的瞬时数据、脱氧水流量计的瞬时数据、酒花精油溶液配制浓度；
设定酒花精油目标添加浓度；
根据上述采集的数据，计算酒花精油添加泵的开度；
根据上述计算的开度对稀释后的酒液添加酒花精油溶液。
进一步的，所述步骤根据上述采集的数据，计算酒花精油添加泵的开度后，还包括如下步骤：
计算实时修正值；
根据酒花精油添加泵的开度与实时修正值，获得酒花精油添加泵实时的开度；
根据酒花精油添加泵实时的开度，对稀释后的酒液添加酒花精油溶液。
进一步的，所述步骤计算实时修正值，包括如下步骤：
获取啤酒流量计的瞬时数据、脱氧水流量计的瞬时数据、待稀释酒液总量、设定的稀释总体积、添加罐初始液位体积、添加罐实时液位体积；
根据上述采集到的数据，计算实时修正值。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明公开了一种酒花精油添加设备及工艺，使得啤酒的酒花精油添加不需要依赖操作工人的经验，保证添加的精准，能够实现啤酒稀释在线原浓的精准控制与酒花精油的均匀添加，使得啤酒风味一致率提高，确保啤酒风味质量稳定。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，其中：
图1为实施例1 所述的添加设备的连接示意图；
图2为实施例2 所述的添加工艺的流程图；
图3为采用实施例2 所述的添加工艺获得的同一品种成品啤酒的GC-IMS风味图谱；
标记说明：1、混合器；2、啤酒在线原浓计；3、啤酒泵；4、啤酒流量计；5、脱氧水加压泵；601、第一调节阀；602、第二调节阀；7、脱氧水流量计；8、第三调节阀；9、添加罐；10、酒花精油添加泵；11、反渗透水泵；12、洗球；13、阀门；14、反渗透水管路阀门。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
如图1，本实施公开了一种酒花精油添加设备，添加设备包括：混合器1、高浓清酒管路、脱氧水管路、CO2管路、啤酒在线原浓计2和添加装置，高浓清酒管路与混合器1的入口管路连接，脱氧水管路通过脱氧水调节阀组与混合器1的入口管路连接；CO2管路与混合器1的入口管路连接，啤酒在线原浓计分别与混合器1的出口管路以及成品清酒管路连接，添加装置分别与混合器1的出口管路、成品清酒管路连接。
具体的，高浓清酒管路包括依次连接的高浓清酒入口、啤酒泵3和啤酒流量计4，啤酒流量计4与混合器1的入口管路连接，啤酒泵3为变频泵。
具体的，脱氧水管路包括依次连接的脱氧水入口、脱氧水加压泵5、脱氧水调节阀组以及脱氧水流量计7，脱氧水流量计7与混合器1的入口管路连接，脱氧水加压泵5用以保证脱氧水管路压力的稳定。
在上述实施例中，脱氧水调节阀组包括并联的第一调节阀（DN15）601与第二调节阀（DN65）602，第二调节阀602对脱氧水流量进行粗调，保证生产时的供水量，第一调节阀601在粗调的基础上对脱氧水流量进行微调，保证稀释的精度。
具体的，CO2管路包括依次连接的CO2入口和第三调节阀（DN15）8，第三调节阀8与混合器1的入口管路连接。
在上述实施例中，混合器1由系列转向的平行管道组成，脱氧水和高浓清酒在系列转向的平行管道中充分混合。
在上述实施例中，啤酒在线原浓计2安装在混合器1的出口管路上，在线检测混合器1出口管路上稀释后的啤酒的原麦汁浓度，并传输到PLC，PLC将啤酒在线原浓计1的读数与啤酒的目标原浓进行比对，并根据比对结果调节稀释比（啤酒与脱氧水的体积比），实现自动控制。
具体的，添加装置包括添加罐9、酒花精油添加泵10、反渗透水管路，添加罐9的顶管路通过洗球12、阀门13与混合器1的出口管路连接，添加罐9的底管路通过酒花精油添加泵10与成品清酒管路连接；反渗透水管路包括依次连接的反渗透水入口、反渗透水泵11和反渗透水管路阀门14，反渗透水管路阀门14通过管路与添加罐9连接。
在上述实施例中，添加罐9为带有搅拌和液位探头的添加罐。
本发明使得啤酒的酒花精油添加不需要依赖操作工人的经验，保证添加的精准，能够实现啤酒稀释在线原浓的精准控制与酒花精油的均匀添加，使得啤酒风味一致率提高，确保啤酒风味质量稳定。
实施例2
如图2，本实施公开了一种酒花精油添加工艺，适用于实施例1所述的添加设备，包括如下步骤：
对酒液进行稀释。
对稀释后的酒液添加酒花精油溶液。
具体的，步骤对酒液进行稀释中，包括如下步骤：
监控啤酒流量计。
根据采集到的啤酒流量计的数据，对照预设值，对啤酒泵进行实时PID调整，使得高浓清酒的流速稳定控制在预设值内，啤酒泵为变频泵。
监控啤酒在线原浓计。
将采集到的啤酒在线原浓计的数据与预设值进行比较。
当采集到的啤酒在线原浓计的数据不在预设值范围内时，对脱氧水调节阀组进行PID调整。
在上述实施例中，当采集到的啤酒在线原浓计的数据低于预设值时，程序调节脱氧水调节阀组开度降低脱氧水流量，通过不断调整以实现啤酒在线原浓计读数与预设值的差在设定范围-0.05-0.05°P内。
在上述实施例中，脱氧水调节阀组包括并联的第一调节阀与第二调节阀，第二调节阀对脱氧水流量进行粗调，保证生产时的供水量，第一调节阀在粗调的基础上对脱氧水流量进行微调，保证稀释的精度。
具体的，步骤对稀释后的酒液添加酒花精油溶液中，包括如下步骤：
获取酒花精油添加泵的最大流速、啤酒流量计的瞬时数据/>、脱氧水流量计的瞬时数据/>、酒花精油溶液配制浓度/>；酒花精油添加泵为变频添加泵，添加流速根据转速而变，当变频器100%输出时添加泵的最大流速为/>（单位为hl/h）；在添加罐内配制浓度为/>（单位为ppm）的酒花精油溶液。
设定目标添加浓度为（单位为ppm）的酒花精油溶液。
根据上述采集的数据，计算酒花精油添加泵的开度：酒花精油添加泵的最大流速乘以酒花精油溶液配制浓度/>，可以获得单位时间内最大添加量；啤酒流量计的瞬时数据/>与脱氧水流量计的瞬时数据/>之和为稀释后酒液的瞬时流速，酒花精油溶液目标添加浓度/>乘以稀释后酒液的瞬时流速/>可以获得单位时间单位体积内的目标添加量；目标添加量与最大添加量的比值乘以100%，获得变频泵开度：
。
根据上述计算的开度对稀释后的酒液添加酒花精油溶液；酒花精油添加泵的开度根据目标添加量与最大添加量的比值实时调整，确保酒花精油溶液添加量根据酒液流速稳定调节。
具体的，步骤根据上述采集的数据，计算酒花精油添加泵的开度后，还包括如下步骤：
计算实时修正值；由于目标酒罐液位越高，管道添加点的压力越大，为确保酒花精油溶液能完全添加，需要引入修正值K。
根据酒花精油添加泵的开度与实时修正值K，获得酒花精油添加泵实时的开度/>，/>。
根据酒花精油添加泵实时的开度，对稀释后的酒液添加酒花精油溶液。
具体的，步骤计算实时修正值，包括如下步骤：
获取啤酒流量计的瞬时数据、脱氧水流量计的瞬时数据/>、待稀释酒液总量、设定目标添加浓度为/>、添加罐初始液位体积V1、添加罐剩余液位体积V2，设定的稀释总体积，即稀释后进罐总体积为V3，酒花精油溶液配制好后，配制浓度为/>、添加罐初始液位体积V1、设定的稀释总体积V3均为已知，该批次所添加的酒花精油总量是一定的，即：
可知。
剩余稀释量V4=-已经稀释的总体积。
根据上述采集到的数据，计算实时修正值K，，其中，添加罐总量即添加罐初始液位体积V1，为添加罐液位探头读取的初始体积数，即浸膏添加到水中充分搅拌后的体积数；添加罐剩余液位体积V2，为添加罐液位探头实时读取的体积数。
以下结合具体实施过程进行说明：
以稀释目标酒液9度某品种酒液为例，设定目标添加浓度=50 ppm，为2800 hl，添加罐初始液位体积V1=360 l，根据公式/>，计算得到酒花精油溶液配制浓度/>约为38888.9 ppm。
假设某一时刻的稀释后酒液的瞬时流速
，添加泵的最大添加流速为/>1.2 hl/h，计算泵的实时开度/>53.57%*K。
假设当前批次设定的稀释总体积V3为2800 hl，已经稀释了1085 hl，那么剩余稀释量V4为1715 hl；添加罐初始液位体积V1为360 l，添加罐剩余液位体积V2，即当前液位体积为231 l，可计算修正值K，，从而可获得酒花精油添加泵当前点的开度为/>53.57%*K=53.57%*1.0292=55.13%，PLC系统根据计算获得的实时开度/>对酒花精油添加泵不断调整，实现酒花精油溶液的在线精准添加。
对于同一品种目标酒液，每次的酒花精油溶液配制浓度固定不变，PLC系统根据获得的数据以及实时开度/>的计算公式，计算获得实时开度/>，根据实时开度/>自动调整和修正添加泵开度，使得稀释过程中酒花精油溶液均匀添加入酒液中，有效提高酒液风味一致性。
如图3，图3为采用本添加工艺获得的同一品种成品啤酒的GC-IMS风味图谱，A为3-D图谱，B为俯视图，样品14-19分别为6批不同稀释样品对应的成品啤酒，由图可知，同一品种的成品啤酒的风味物质种类和含量均非常接近，风味指纹图谱趋于一致，六批成品啤酒中酒花精油的特征风味物质β-月桂烯和3-甲基丁酸异丁酯含量非常接近，本发明能实现啤酒酒花精油均匀稳定添加。
此外，采用本发明进行稀释与添加，啤酒稀释满罐浓度内控指标合格率大幅提升，减低酒损，使大生产相对更加灵活，从而提高生产效率，且可以节约相当可观的成本；啤酒风味一致率明显提高，风味指纹图谱基本一致，浸出物损耗下降，节省成本，本发明可实现大生产稀释酒花精油在线均匀精准添加，啤酒风味一致率提高5%以上。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，故凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (6)
1.一种酒花精油添加工艺，其特征在于，采用的酒花精油添加设备包括：
混合器，所述混合器的出口管路与成品清酒管路连接；
高浓清酒管路，与所述混合器的入口管路连接；所述高浓清酒管路包括依次连接的高浓清酒入口、啤酒泵和啤酒流量计；
脱氧水管路，通过脱氧水调节阀组与所述混合器的入口管路连接；所述脱氧水管路包括依次连接的脱氧水入口、脱氧水加压泵、所述脱氧水调节阀组以及脱氧水流量计；所述脱氧水调节阀组包括并联的第一调节阀与第二调节阀；
CO2管路，与所述混合器的入口管路连接；
啤酒在线原浓计，与所述混合器的出口管路连接；
添加装置，分别与所述混合器的出口管路、成品清酒管路连接；所述添加装置包括添加罐和酒花精油添加泵，所述添加罐通过洗球、阀门与所述混合器的出口管路连接；
酒花精油添加设备的添加工艺，包括如下步骤：
对酒液进行稀释：
监控啤酒在线原浓计；
将采集到的啤酒在线原浓计的数据与预设值进行比较；
当采集到的啤酒在线原浓计的数据不在预设值范围内时，对脱氧水调节阀组进行PID调整；
对稀释后的酒液添加酒花精油溶液：
获取酒花精油添加泵的最大流速、啤酒流量计的瞬时数据/>、脱氧水流量计的瞬时数据/>、酒花精油溶液配制浓度/>；
设定酒花精油目标添加浓度；
根据上述采集的数据，计算酒花精油添加泵的开度，/>，其中，啤酒流量计的瞬时数据/>与脱氧水流量计的瞬时数据/>之和为稀释后酒液的瞬时流速/>；
根据上述计算的开度对稀释后的酒液添加酒花精油溶液；
根据上述采集的数据，计算酒花精油添加泵的开度后，还包括如下步骤：
计算实时修正值K：
获取啤酒流量计的瞬时数据、脱氧水流量计的瞬时数据/>、待稀释酒液总量、设定的稀释总体积V3、添加罐初始液位体积V1、添加罐剩余液位体积V2，剩余稀释量V4=-已经稀释的总体积；
根据上述采集到的数据，计算实时修正值K，；根据酒花精油添加泵的开度/>与实时修正值K，获得酒花精油添加泵实时的开度/>，；
根据酒花精油添加泵实时的开度，对稀释后的酒液添加酒花精油溶液。
2.根据权利要求1所述的添加工艺，其特征在于，所述啤酒流量计与所述混合器的入口管路连接。
3.根据权利要求1所述的添加工艺，其特征在于，所述脱氧水流量计与所述混合器的入口管路连接。
4.根据权利要求1所述的添加工艺，其特征在于，所述CO2管路包括依次连接的CO2入口和调节阀，所述调节阀与所述混合器的入口管路连接。
5.根据权利要求1所述的添加工艺，其特征在于，所述添加罐通过所述酒花精油添加泵与所述成品清酒管路连接；
还包括反渗透水管路，所述反渗透水管路包括依次连接的反渗透水入口、反渗透水泵和反渗透水管路阀门，所述反渗透水管路阀门与所述添加罐连接。
6.根据权利要求1所述的添加工艺，其特征在于，还包括如下步骤：
监控啤酒流量计；
根据采集到的啤酒流量计的数据，对照预设值，对啤酒泵进行实时PID调整。
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- 2022-09-14 CN CN202211119477.2A patent/CN115449442B/zh active Active
Patent Citations (4)
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