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摘要:本文从灌装工艺和设备运行状况两方面入手,重点研究了二次抽真空灌装技术与一次抽真空、设备平稳运行与设备间歇运行、不同激泡程度时啤酒氧含量的差异。研究结果表明二次抽真空较一次抽真空技术能够更彻底地置换瓶内空气,瓶装啤酒的氧含量同比下降71.5%;设备的平稳运行较设备间歇运行期间,尤其是设备停机后再启动所生产的啤酒氧含量低65.4%,且产品一致性有所提高;激起细腻泡沫的啤酒较粗大泡沫的啤酒氧含量低约74%。
随着社会经济的发展,人们的生活水平不断提升,与此相应地,消费者对产品质量的要求亦在不断提高,因此,如何保证啤酒产品的一致性和风味的稳定性成为了当今各啤酒企业的重点研究课题。在啤酒产品中的氧会促使啤酒氧化,造成老化味的出现,缩短其风味保质期,因此,控制啤酒产品中的氧含量,对控制啤酒产品质量稳定,及改善啤酒风味起着至关重要的作用。
啤酒总氧是指单支成品啤酒中氧的总含量,包括气相中的顶空氧和液相中的溶解氧含量,可通过总氧测定仪检测而得。啤酒总氧的含量主要受发酵液过滤、清酒输送、清酒灌装等三个生产环节的影响。
本文主要对清酒灌装过程中的工艺改良、设备稳定运行及激泡效果对啤酒总氧的影响进行深入探讨,找出可有效降低啤酒总氧含量并提高产品一致性的方法及途径。
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材料与方法
1.1实验材料
以B线酒阀灌装的mL瓶装生啤为研究材料
1.2仪器
总氧检测仪器:PENTAIRHaffmansc-TPO
1.3试验方法
样品取样及其要点:选取B线1号酒阀灌装的mL瓶装生啤为固定研究对象,设定酒机最后一个酒阀不灌酒,以空瓶为标记,在酒机出口依次取下空瓶后第1个样品,重复取样直至样品达实验要求数量为止。样品运送过程中需注意避免光照和震荡。
样品检测及注意事项:样品测试前勿摇晃,静置消泡后方可进行检测。正式检测前,需先校验总氧测定仪,并使用标样(放置超过一年,总氧含量低于10ppb的啤酒)先行检测,确认总氧测定仪无故障和异常后,方可进行测试。同批样品从线上取下到检测结束需在3h内完成。
1.3.1不同灌装工艺的测试
调整灌装生产过程中抽真空工艺,其余工艺参数保持不变。以定阀取样的方式,分别抽取二次抽真空和一次抽真空时B线1号酒阀灌装的瓶装啤酒成品各20支进行总氧检测。
1.3.2不同酒机运行状态的测试
调整酒机运行状态,保持原工艺参数不变,以定阀取样的方式,分别抽取酒机平稳运行下(酒机至少平稳运行5圈后开始取样)和酒机间歇运行状态下(酒机暂停又重启后生产的第1-3圈酒样)B线1号酒阀灌装的瓶装啤酒成品各20支进行总氧检测。
1.3.3不同激泡效果的测试
调整产品激泡效果,保持原工艺参数不变,以定阀取样的方式,分别抽取泡沫细腻和泡沫粗大的B线1号酒阀灌装的啤酒成品各20支进行总氧检测。
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结果与分析
2.1不同灌装工艺对啤酒成品总氧的影响
抽取不同灌装工艺下同一酒阀灌装的同一瓶型的啤酒成品进行对比,其结果如图1所示。
图1同一酒阀在不同工艺控制条件下取样检测结果对比
生啤的瓶装灌装工艺原为一次抽真空工艺,依照原工艺正常生产,则mL瓶装生啤的20个样品的总氧水平约在-ppb间,平均值为.9ppb,标准差为37.08。当灌装工艺改为二次抽真空后,同一酒阀所灌装的同一瓶型的连续20个样品的总氧水平则在88-ppb间,平均值为.8ppb,标准差为17.48。按平均值进行计算,则二次抽真空工艺下mL瓶装生啤的总氧含量较一次抽真空下的总氧含量同比下降71.5%,大大降低了成品啤酒中的氧含量。此外,从曲线的波动程度和计算所得的标准差来看,二次抽真空工艺不仅可有效降低啤酒成品中的氧含量,也提高了啤酒成品的一致性。
从实验结果来看,二次抽真空工艺显然优于一次抽真空工艺,主要因为二次抽真空工艺较之一次抽真空工艺能够更彻底地置换瓶内空气,尽可能地降低啤酒瓶中氧的含量,进而达到降低啤酒灌装后其成品总氧含量的目的。
2.2不同酒机运行状态对啤酒成品总氧的影响
抽取不同酒机运行状态下同一酒阀灌装的同一瓶型的啤酒成品进行对比,其结果如图2所示。
图2同一酒阀不同运行状态下取样检测结果对比
连续生产过程中,难以避免发生生产线短暂停运的状态,当其重新启动后即刻生产出来的成品啤酒,其风味往往差强人意。从本次实验中可看到,当酒机短暂停运后再启动,同一酒阀灌装的第1-3圈的样品总氧波动非常大,20个样品的总氧含量的标准差为56.71,总氧含量的区间为-ppb,平均值为.7ppb。而酒机运行5圈以上,平稳运行过程中所取的同一酒阀所灌装的同一瓶型的啤酒,其20个样品的总氧含量的标准差为12.94,总氧含量的区间为98-ppb,平均值为.2ppb,较间歇运行的生啤总氧含量同比下降65.4%。
可见,维持酒机平稳运行,是令啤酒成品维持低含氧量的重要保证,也是令产品达到风味一致的关键因素。这其间的差异主要由于酒机在重新启动运行而其转速在逐步提升的过程中,抽真空和激泡的效果较不稳定所导致。
2.3不同激泡效果对啤酒成品总氧的影响
抽取不同激泡效果下同一酒阀灌装的同一瓶型的啤酒成品进行对比。激泡效果良好的示例如图3所示,其所激起的泡沫细腻均一,无大气泡,泡沫涌至瓶口仍保持细腻均一;激泡效果较差的示例如图4所示,其所激起的泡沫大小不均一,有较大的气泡,涌至瓶口处的泡沫较为粗大。两者检测数据对比结果如图5所示。
图3良好激泡效果示意图
图4较差激泡效果示意图
图5同一酒阀不同激泡效果下取样检测结果对比
激泡效果较差的20个样品,其总氧含量区间为-ppb,平均值为.9ppb,标准差为32.00;激泡效果较好的20个样品,其总氧含量区间为82-ppb,平均值为.3ppb,标准差为11.9,较激泡效果较差的生啤总氧含量同比下降74.2%。
可见,激泡效果的好坏左右了啤酒成品含氧量的高低。较好的激泡效果能令啤酒成品中的含氧量保持在较低的水平状态,并保持产品一致。这主要是由于激泡操作能够有效驱除啤酒瓶内灌装酒液上方的空气所致,因此其效果好坏对瓶装啤酒成品含氧量的影响非常大。需要注意的是,观察激泡效果最好在将瓶体摆平放置时观察,在瓶体垂直放置时,肉眼观察不易分辨出激泡效果的好坏。
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结论
酒机灌装工艺、酒机运行状态和激泡效果是灌装过程中影响啤酒成品总氧的三个关键因素,这主要与灌装过程中能否彻底置换瓶内空气有关,无论是酒液灌入前的瓶内空气还是酒液灌完后余留的一小段瓶颈空气,都成为了影响啤酒成品总氧的极为关键的因素。
通过本次研究发现,使用二次抽真空灌装工艺,维持酒机设备平稳运行,将激泡头调至合适的位置,使其激起的泡沫细腻均一,泡沫涌起恰至瓶口即刻压盖,保证良好激泡效果,可有效降低成品啤酒中的氧含量,同时提高产品的一致性。在三者并行的状态下,我司mL瓶装啤酒的含氧量可低至30ppb,成品啤酒的总氧控制水平较之过去有了显著的飞跃。
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