[实用新型]一种啤酒精准发酵过程特征气体在线检测装置

说明书

本实用新型公开了一种啤酒精准发酵过程特征气体在线检测装置，包括激光气体分析仪，所述激光气体分析仪包括分别与控制单元电连接的光学单元和信号采集处理单元。本实用新型具有分辨率高、选择性强、响应时间短及寿命长等优点。

技术领域

本实用新型涉及气体监测领域和气体预处理领域技术领域，特别涉及一种啤酒精准发酵过程特征气体在线检测装置。

背景技术

CO₂是啤酒的重要成分之一，它能有效提高啤酒呈味物质的效果，延长啤酒的保存期，饮用时给人以清爽、刺激的杀口感。因此，CO₂是啤酒的重要质量指标之一。不同类型的啤酒其CO₂浓度含量是不一样的，但同一批啤酒其含量应具有一致性，所以需在发酵过程中进行CO₂浓度进行过程在线监测分析和控制。CO₂浓度的控制应通过其对发酵的影响来确定。如果CO₂对产物合成具有抑制作用，需尝试降低其浓度；如果有促进作用，需增加其浓度。陈军其在《浅谈啤酒CO₂的控制》（广州食品工业科技, 1997, 13(4):34-35.）一文中指出，在发酵前O₂被视为酵母生长和繁殖时必不可少的营养物质，通氧情况如何，直接影响酵母的活性，也影响其代谢产物的组成分比例，最终影响啤酒的质量。在发酵后O₂是影响啤酒色泽、稳定性和诱发啤酒喷涌的不利因素，需尽可能的避免氧气进入发酵罐。张云瑞在《氧在啤酒发酵,滤酒,灌装期间的作用及防治措施》（酿酒科技, 1997(4):57-58.）中指出在发酵过程发酵罐中需要对二氧化碳浓度和氧气浓度进行实时监测。

当前，传统的发酵气体检测装置所采用的电子类气体传感器，大部分并不适合过程在线监测分析。其中，电化学式传感器寿命短、量程小、容易受到其他气体的交叉干扰；电极类传感器需要频繁的更换电极；色谱分析装置虽然具有较高的检测精度，但分析时间长、操作复杂，不适宜在线检测。光学传感器是目前最适合实现在线分析的一种技术，但是传统红外传感器由于受湿度、温度影响较大，同时存在交叉干扰问题。

发明内容

本实用新型为了弥补现有技术的不足，提供了一种啤酒精准发酵过程特征气体在线检测装置。

本实用新型是通过如下技术方案实现的：

一种啤酒精准发酵过程特征气体在线检测装置，包括激光气体分析仪，所述激光气体分析仪包括分别与控制单元电连接的光学单元和信号采集处理单元，所述光学单元包括可调谐半导体激光器，所述可调谐半导体激光器通过光纤与激光准直及耦合光纤模块连接，所述激光准直及耦合光纤模块与赫里奥特气室通过光纤连接；所述信号采集处理单元安装在所述赫里奥特气室的出射端。

所述信号采集处理单元包括光电探测器，所述光电探测器与A/D转换器、信号处理模块依次电连接；所述光电探测器安装在所述赫里奥特气室的出射端。

所述控制单元包括电流驱动器，所述电流驱动器与所述可调谐半导体激光器电连接。

所述可调谐半导体激光器上还安装有与所述电流驱动器电连接的温度控制器。

所述电流驱动器与所述信号处理模块电连接。

所述赫里奥特气室的进气口与气体预处理装置通过气通管道连接。

还包括流量计，所述流量计安装在所述赫里奥特气室与气体预处理装置之间的气通管道上。

本实用新型具有以下有益技术效果：

1.采用用的可调谐半导体激光吸收光谱技术（Tunable Diode Laser AbsorptionSpectroscopy,TDLAS）利用半导体激光器的窄线宽和波长随注入电流改变的特性，针对CO₂气体和O₂气体的“指纹光谱”进行扫描，实现CO₂气体和O₂气体的定量分析。