用于啤酒酿造工业溶解氧的光检测技术

在饮料工业中，口感和稳定性要达到要求的质量已经成为老生常谈。氧是关键性的参数之一，它会造成口感和稳定性的急剧下降。啤酒酿造商在啤酒和饮料的生产过程中总是不断控制和测量气体含量，以防止哪怕是极其微量的氧摄入，从而使得啤酒和饮料生产中的溶解氧（DO）浓度保持在极低水平，而且在整个储藏期中都能具有一致的质量和极高的风味稳定性。

传统的 DO 测量方法费时且不够准确，但是，如果借助于独特的新型光检测技术，即使在极低的氧浓度下同样能保证非常准确，而且测量结果稳定，具有较短的响应时间。

传统方法

饮料工业中传统的 DO 检测采用电化学分析系统，是使用一种克拉克式或类似的传感器。电化学氧检测原理是通过测量氧化还原反应产生的电流来反映溶解氧的量。通常这种检测方法比较费时，因此响应时间较长，且需要大量的维护和校准工作。而且，测量过程会消耗一定的氧，在产品不流动的情况下会引起 DO 值显著下降。

新式光检测技术

最近，Haffmans 公司开发了一种技术上创新、可应用于饮料工业、针对溶解氧的光检测技术。并将该技术与已广泛采用的基于亨利定律的 CO2 检测技术组合应用于 CO2/O2 一体化检测仪中。

O2 传感器是基于分子氧的动态荧光促灭效应，通过光的检测来确定液体中的 O2 含量的。在这个过程中，通过一个光源照射氧敏传感器表层，引起该特殊层的分子达到溢出能级。一旦分子能量降低就会发出光来。O2 分子的存在会加快上述过程中高能分子返回正常能级的速率，这样在此过程中就会发出光来。能量衰减度与 O2 含量有关。

根据以相移方式测量到的光照和发光之间的时间差以及产品的温度，就可以确定 O2 含量。这种 DO 光检测技术不受压力、饮料颜色及流动性、光源老化等因素的影响。为了符合行业的要求，必须符合以下三个检验技术参数：

极低氧浓度下的高精度。酿酒厂有能力控制氧含量，以保证产成品中 DO 含量可忽略不计。尤其是在极低氧含量极低的情况下，采用传统 O2 测量方法非常不准确，需采取特殊措施才能避免由于使用相对于一种电导液具有不同标准电位的电极材料产生的零电流以及极化电压对检测结果的影响。 [p]

O2 光检测技术在检测低氧含量时亦具有很高的精度。检测范围从 0～2000ppb，精度为 ±1 ppb + 测量值的 2%。

快速响应。使用传统 O2 测量技术至少需要 3 分钟才能达到稳定的 O2 含量读数，光检测响应几乎要快 3 倍。这样，酿酒厂不仅可以降低劳动力成本，而且可减少产品损失。DO 光测量技术平均响应时间为 T9010s，T99.960s。

对于便携式（ 型号C-DGM）和在线式（C-AGM）CO2/O2 分析仪，DO 含量的检测是在CO2 检测过程中同时进行的。

对于便携式仪表检测，以建议的啤酒流量 10L/h 为例， 只需 1 分钟就可显示与最终数据相差小于 0.1% 的 O2 值。

对于在线式仪表检测，在建议的最小啤酒流速 0.5m/s 下，只需1分钟内就可显示与最终数据相差小于1 % 的 O2 值。

长期稳定性。作为典型，传统 DO 测量装置每隔 3 个月就需要校准。

而O2 光检测技术的校准周期是 100 万次测量。最大偏差小于 5 ppb，在较高的 DO 浓度也未观察到信号变化。对于便携式仪表，假定每天进行 100 次测量，100 万次测量意味着 5 年，即 5 年内不需要校准。对于在线式仪表，假定每天测量12h，每分钟进行 2 次测量，则 2 年内不需要校准。O2 传感器既可采用有授权证书的新传感器替代或进行校准。在成功校准后，测量计数器归零，以备进行下一轮 100 万次测量。

由于 DO 测量是酿造工业最重要的测量技术之一，因此它对于质量保证体系比如 ISO 来讲，用于常规检查至关重要。而且，零点和高溶解 O2 值很容易检查出来，进行校准时也不用拆除传感器，这使得维护工作大大减少。

准确、稳定、迅速的不二选择

新式 O2 光检测技术为啤酒酿造工业提供了可靠的 DO 检测手段，这使得用户可以在生产中提高产品质量和风味稳定性。

这种检测技术不仅更准确，而且由于具有较短的响应时间，比传统的 DO 检测效率更高。鉴于 DO 光检测装置只需很少的维护和校准工作，这种新的检测方法将更加具有吸引力。