淺談灌裝瓶頸空氣和氧增量的控制

2024年2月13日發(作者：太倉博物館)

淺談灌裝瓶頸空氣和氧增量的控制

華潤雪花啤酒（安慶）有限公司 吳文林 246005

[摘要] 本文主要針對啤酒在灌裝過程中瓶頸空氣和啤酒氧增量的一些影響因素進行了實驗性的探討，對于改善啤酒風味起著一定的作用。

[關鍵詞]瓶頸空氣 抽真空 激泡壓力 氧增量

目前，許多啤酒廠不僅重視啤酒在釀造過程中的質量控制，也關注包裝過程質量的控制，特別是近年來，各廠都能注重到啤酒在包裝后的一些問題：如啤酒的新鮮度控制，而啤酒的新鮮度管理工作其中比較重要的一個環節就是啤酒的瓶頸空氣和氧增量的控制。

在二氧化碳備壓的條件下，我們通常所測的瓶頸空氣是指成品酒中逸出的氣體經堿洗除去其中的二氧化碳后的所剩氣體量為準（主要是氧氣和氮氣）來計算瓶頸空氣。要想降低瓶頸空氣和生酒氧增量必須要從以下方面來考慮：通過部分數據的分析和實際生產中有效的控制,基本上能使成品啤酒瓶頸空氣含量和氧增量控制在合理范圍內。瓶頸空氣和氧增量主要來源于以下幾個方面:一是抽真空后殘留的空氣;二是來源于酒基酒缸使用CO2備壓帶來的部分空氣;三是灌裝后壓蓋前瞬間內進入瓶內的空氣。因此，如何進行這三方面的控制是降低瓶頸空氣和氧增量的關鍵，我公司采取的主要方法是：

1. 采用多次抽真空工藝。

如使用一次抽真空灌裝，啤酒瓶內殘留的瓶頸空氣：

79ml×35 ml/670ml=4.1ml，即便在高壓激泡后，瓶頸空氣仍然是相

當高；而采用二次抽真空,其流程為:第一次預抽真空 → CO2備壓填充

→ 第二次抽真空 → CO2流沖備壓 → 灌酒 → 灌酒結束 → 液位校正 → 卸壓 → CO2噴吹。

以灌裝容量640ml(實際容量670ml)為例:灌酒機的抽真空度為90%。

二次抽真空后瓶內瓶頸空氣的含量,理論計算如下:第一次抽真空后瓶內空氣的含量為：670×（100-90）%=67ml，第一次用98%的CO2備壓填充后啤酒瓶內空氣的含量為：67ml+（670-67）×（100-98）%=79ml。第二次抽真空后啤酒瓶內空氣的含量為：79×（100-90）%=7.9ml，再次CO2備壓填充內啤酒瓶內空氣的含量為：7.9ml+（670-7.9）×（100-98）%=21ml。灌裝完后酒內空容體積為35ml左右，此時啤酒瓶內空容部分空氣的含量為：21×35ml /670=1.1ml。殘留的1.1ml空氣與啤酒瓶壓蓋前高速轉動進入時的少量空氣，通過高壓激泡將大部分空氣趕出后，灌裝后的瓶頸空氣將控制在1.0ml 以下。啤酒瓶內殘留的瓶頸空氣含量為1.1ml，在酒機后再次使用高壓激泡，瓶頸空氣可保證在1.0 ml以下。

2.灌裝酒缸內備壓CO2的控制。

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在啤酒灌裝過程中，由于啤酒瓶的抽真空及啤酒瓶回氣不斷進入酒缸，使酒缸內的CO2純度不斷下降。如不采取措施不斷提高CO2純度，瓶頸空氣將大幅上升。因此，首先要保證CO2純度在99%以上。我們對采用不同純度CO2進行酒缸備壓灌裝后檢測瓶頸控制，檢測結果如表一。

表一 酒缸備壓CO2純度對瓶頸空氣的影響

從表一可以看出，酒缸CO2純度對瓶頸空氣影響很大，隨著CO2純度的升高，瓶頸空氣逐漸下降。

3.不同容量瓶型采用不同長度回氣管灌裝。

由于實際采用的瓶形、瓶容均有變化，采用配套的回氣管的“短管灌裝”，雖然這種稱謂并不正確，因為我們所能看到的所謂短管并非為液體啤酒所設，而僅僅是用于氣體的導入和導出。啤酒在灌裝實際是經瓶內壁進入瓶內。除去回氣管占據的一小部分外，幾乎整個瓶口截面都可用于啤酒流入，通過壓差的緣故，超過回氣管端口的那部分啤酒將通過回氣管被壓回酒缸，從而保證精確的灌裝高度。正因為如此，各種瓶形控制容量和對應瓶頸空氣的含量就有一定的差異。大生產中通過對回氣管的嚴格安裝和匹配，使每一種瓶的容量對應相匹配的回氣管，減少瓶頸空氣和氧增量的較大波動。

4.采用適宜的高壓激泡壓力。

啤酒在壓蓋前激泡壓力過高，易引起容量不足，激泡壓力過低，無法趕走空氣，為了能很好的控制成品啤酒瓶頸空氣和氧增量，我們實驗了以下不同種激泡壓力，并檢測相應的瓶頸空氣含量，同時又能保證灌裝容量的要求，最終選擇最佳的激泡壓力，以前控制激泡壓力都在1.2-2.0Mpa之間。表二是實驗過程各激泡壓力與對應瓶頸空氣的對比曲線：

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各激泡壓力對應瓶頸空氣的含量2.121.91.81.31.51.71.51.41.31.21.111 次2 次3 次4 次5 次6 次7 次8 次9 次2.32.51.90.91.11.6瓶頸空氣2.1

以上數據曲線顯示，經二次抽真空后，隨著激泡壓力的上升，瓶頸空氣總體呈下降的趨勢，曲線顯示，控制1.5MPa激泡壓力以下的啤酒，隨激泡壓力的升高，瓶頸空氣變化較大；但是控制1.5MPa激泡壓力以上的啤酒，隨激泡壓力的升高，瓶頸空氣變化不明顯。因此控制1.5Mpa激泡壓力是比較理想的，對應成品啤酒的瓶頸空氣符合工藝要求。

5.灌裝冒酒、噴涌較嚴重時，導致空容較大，影響瓶頸空氣和氧增量。儲酒壓力控制較高的啤酒，在灌裝時，由于壓力與溫度的聚變，易引起冒酒，為了保證灌裝容量和較少的瓶頸空氣，在儲酒期間確保低溫（0-1℃），漸漸將壓力升到最高，使更多的CO2溶入啤酒中，以溶解狀態、化合態吸附存在下來，均勻分布在啤酒中。并保證整個灌裝過程酒體的壓力、溫度在均一狀態。在過濾與灌裝時保持灌裝速度和壓力的平穩。如果出現酒體翻沫，導致空容體積增大，必然影響瓶頸空氣的含量。可從⑴酒體溫度、壓力入手；⑵避免忽開忽停使酒缸酒體不穩定；⑶灌裝酒閥開啟與關閉之間的時間間隔不夠等方面來考慮。

6.對瓶本身的要求。

如果玻璃瓶本身的缺陷，在實際生產中，諸如出現破口瓶、次瓶（含氣泡、沙眼、小口、瓶身不正等）在灌裝過程不能很好的與灌裝酒閥吻合，或激泡不準，將導致瓶頸空氣和氧增量的升高。

7.在實際操作中特別要重視壓蓋機的正常操作。

如果壓蓋機卡蓋，那么停留在酒機和壓蓋機間的啤酒瓶頸空氣有時會達到30ml以上，對此類啤酒重新激泡，瓶頸空氣和氧增量會很高。因此，出現壓蓋不正常、卡蓋等酒體如果流入市場將嚴重影響啤酒的風味穩定性。這就要求加強對操作工的技能和質量意識的培訓，避免不必要的質量投訴。

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瓶頸空氣含量ml激泡壓力MPa1.7

8.控制較低的清酒溶解氧。

清酒溶解氧含量也影響著成品啤酒的瓶頸空氣。清酒CO2含量和泡沫影響著激泡效果。CO2含量太低，射泡不起或串沫太慢，泡沫粗大，驅除瓶頸空氣的效果就會很差。

9.泡沫本身的原因導致啤酒瓶頸空氣和氧增量的上升。

10.灌裝機利用二氧化碳引酒，這樣可以大大降低酒頭氧增量。

11.灌裝機剛開機時先用酒頭頂滿酒缸，頂出酒缸中的空氣，接著用CO2將酒缸中的酒頭壓入回收酒缸，然后再進酒灌裝，有利于降低瓶頸空氣和氧增量。

12.由于我公司換罐是人工切換，換罐時U型管道中的空氣進入酒中，使生酒溶氧增加。規范換罐時的操作細節，換罐時應盡可能的將U型管道中的空氣排除。有可能的話，采用合流器，減少換罐時U型管道中的空氣進入酒中。

13.清酒罐至灌裝機的輸酒管道閥門、變頻泵密封良好，防止空氣進入。

14.按時檢查灌裝機頂鐘罩、抽真空和卸壓閥密封情況，發現破損及時更換。

15.灌裝機酒缸定期清洗時，應將酒缸打滿水加壓后檢查酒缸密封情況，若壓力環密封圈密封不好，則會從酒缸拉桿處漏水，就必須更換壓力環密封圈密封。

從上述一些宏觀的角度分析了影響瓶頸空氣和氧增量的因素，然而要100%的除去啤酒中的空氣和氧增量是不現實的，有少量的氧是由CO2氣體帶入啤酒的，特別是在補充CO2溶入啤酒的，封蓋時也會有一部分空氣被帶入瓶中，所有這些灌裝過程看似微不足道，但足以使瓶頸空氣含量或氧增量增大。必須從人、機、工藝上下工夫，不斷摸索。如對機的要求：調整好射泡位置、高度和射泡壓力，串起的泡沫必須冒出瓶口，從清酒罐到灌酒機的管道不宜太長，并且清酒的溶解氧越低越好；嚴禁不滿的酒重新灌裝，操作過程中，保證酒機的連續平穩運轉；工藝過程保證激泡泡沫細膩；人工方面，要不斷加強員工技能和崗位培訓，讓他們真正懂得其中控制的要點，并真正領會質量和成本之間的關系。只有綜合以上幾方面，才能真正使瓶頸空氣和氧增量降到一個較低的水平。

以上觀點和做法，不一定科學、全面，請各位專家老師批評指正，謝謝！

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