摘要：精酿啤酒行业进入“万吨大罐”时代，CO₂作为发酵副产与工艺回收气，浓度可达95%以上。若进罐前纯度不足、含氧过高，或泄漏造成局部积聚，都会引发爆罐、风味劣化及人员窒息风险。因此，在CO₂进入大罐前设置“最后一道安全闸门”已成为头部酒企的共识。

精酿守护利器：在线式智能CO₂检测仪安全护航大型发酵罐

一、项目背景

精酿啤酒行业进入“万吨大罐”时代，CO₂作为发酵副产与工艺回收气，浓度可达95%以上。若进罐前纯度不足、含氧过高，或泄漏造成局部积聚，都会引发爆罐、风味劣化及人员窒息风险。因此，在CO₂进入大罐前设置“最后一道安全闸门”已成为头部酒企的共识。

二、检测原理

系统采用NDIR非分光红外双光束技术：红外光源发出4.26μm特征波长，CO₂分子吸收后光强衰减，检测器通过对比参比通道与测量通道的差值，利用朗伯-比尔定律换算出实时体积浓度。该原理对CO₂具备单一选择性，不受乙醇、水汽交叉干扰，响应时间T90≤5s，漂移量＜±1%FS/年，可在0~100%VOL全量程内连续工作，满足进气管线瞬间峰值检测需求。

三、产品特点

1. 316L不锈钢+PTFE防腐涂层，CIP酸洗、碱洗无腐蚀

2. 航空级防水透气膜，可在95%RH冷凝环境中长期运行

3. 内置温度、压力双补偿算法，自动修正气体密度变化

4. 模块化传感器盒，15秒热插拔，停机零损失

5. 本安防爆Ex d IIC T6，适用于Zone 1/Zone 21危险区

6. 低功耗设计＜3W，支持PoE或24V DC两线制，布线简洁

四、系统功能

- 三限报警：预警、高报、高高报，继电器输出联动切断阀

- 数据记录：内置8GB Flash，1秒采样，SD卡导出，批次追溯10年

- 远程监控：RS485-Modbus RTU+4G DTU，无缝对接SCADA/PLC

- 云端分析：AI趋势算法，提前72h预测滤芯饱和与泄漏风险

- 自校准：一键零点、量程自校，支持三点线性修正，减少人工维护

五、完整解决方案

1. 进气口旁路式安装：主管DN50，旁路DN15，球阀+减压稳流，确保检测仪在0.8~1.2bar恒压下工作

2. 并联冗余：关键工位采用“一用一备”双探头，任意探头故障系统无盲点

3. 联锁控制：当CO₂纯度＜99.5%或O₂＞0.5%时，自动关闭电磁阀并声光报警，杜绝不合格气体入罐

4. 移动巡检：配套手持式红外CO₂检漏仪，对法兰、阀门、快接接头进行每日点检，ppm级泄漏即刻定位

六、选点与安装注意事项

- 采样点应位于冷冻式干燥机、活性炭过滤器之后，距大罐入口≥1m，避免回风干扰

- 安装高度1.2~1.5m，便于维护；若管线架空，需加保温套，防止昼夜温差造成冷凝

- 上下游预留≥5D直管段（D为管径），保证气流层流，减少涡流误差

- 电气接口朝下，防止水汽渗入；接地电阻＜4Ω，避免雷击浪涌

- 定期更换粉末冶金过滤器（6个月/次），防止酒花树脂、油雾污染光学腔

七、执行标准

GB/T 16855.1-2018 机械安全控制系统

GB 12358-2006 作业场所环境气体检测报警仪通用技术要求

GB 50058-2014 爆炸危险环境电力装置设计规范

ISO 22000:2018 食品安全管理体系

FDA 21CFR Part 11 电子记录与电子签名（出口型）

八、核心产品参数

检测气体：二氧化碳（CO₂）

量程：0-100%VOL，多量程可切换

分辨率：0.01%VOL

示值误差：≤±1%FS

重复性：≤0.5%

响应时间：≤5s（T90）

工作温度：-20℃~+60℃

工作湿度：0-100%RH（无冷凝）

压力范围：0.8-1.5bar（绝压）

防爆等级：Ex d IIC T6 Gb / Ex tD A21 IP66 T80℃

输出信号：4-20mA，RS485-Modbus，继电器，4G（选配）

电源：24V DC±10%，PoE（IEEE 802.3at）

防护等级：IP66

尺寸：L180×W150×H110mm

重量：2.1kg

九、效益总结

采用本方案后，典型10万吨级啤酒厂每年可减少CO₂排放120t，节省原料采购费约36万元；因泄漏导致的停机时间由年均18h降至2h，产能增加2000kL；同时，在线纯度控制让啤酒溶氧量稳定在30ppb以下，口感新鲜度延长30%，产品投诉率下降70%。

十、结语

精酿竞争进入“品质+安全”双轮驱动时代，一套高可靠、低维护、可联网的CO₂检测仪，不仅守住安全红线，更为酒厂带来持续的经济和品牌溢价回报。立即部署，让每一批佳酿都在安全的“气泡”中诞生！

来源：三卫遥测