PISONICS· 西安派声
PS7020 系列
超声波声速法浓度 / 密度计
食品 / 酿造 / 制糖 行业应用案例
—— 糖度 °Brix · 麦汁 °P · 酒精度在线非核测量方案 ——
声速即浓度 · ±0.0005 g/cm³ 高精度 · 卫生级卡箍快接 · 兼容 CIP / SIP
食品 / 酿造 / 制糖 · PS7020 应用方案
一、工艺背景
糖度（°Brix）、麦汁原浓度（°Plato，简称 °P）、酒精度——是食品、饮料、酿酒、制糖行业的核心质量参数。在啤酒酿造的糖化、过滤、煮沸、发酵全过程中，麦汁浓度的精确监控直接决定产品风味的批次稳定性；饮料与果汁的 °Brix 是糖度国际通用标准；蒸馏酒生产中的酒精度精度则关系到自动断酒、产品分级与税务计量；制糖工艺中的糖浆浓度则决定结晶收率与能耗。
与浆体不同，麦汁、果汁、糖浆、电解液等都是清洁均匀液体，对密度 / 浓度测量的精度要求极为苛刻——典型要求 ±0.001 g/cm³ 甚至更高。同时，食品酿造行业受 GMP / HACCP 卫生级规范约束，仪表必须支持 CIP / SIP 清洗、采用卫生级卡箍快接（3A / SMS / DIN）、便于免工具拆装清洁。
二、传统密度 / 浓度测量方案的痛点
• 手工取样 + 折光仪 / 比重计：测量滞后 0.5~2 小时，无法实时反馈给批次控制系统；操作工劳动强度大且易污染样品；
• 在线密度计（音叉 / 振动管）：因麦汁、啤酒、葡萄酒中 CO2 / 氮气溶解度高，振动叉受气泡严重干扰，输出跳变；
• 光学折光仪：受液体颜色（深色啤酒、黑啤、咖啡萃取液）严重影响，对发酵中浑浊液体几乎失效；
• 传统仪表多采用法兰对接，无卫生级卡箍快接，难以满足 CIP / SIP 高温清洗灭菌要求。
三、PS7020 解决方案
PS7020 系列采用声速法（Sound Velocity）测量原理，通过精确测量超声波在液体中的传播时间反算声速，再调用内置的浓度-声速-温度三维标定曲线，得出当前介质的浓度或密度。声速法的物理本质决定了 PS7020 完全不受液体颜色、透明度、气泡、振动、噪音的干扰，并可在含气泡工况下稳定输出。
图 1 啤酒酿造工艺麦汁浓度 / 发酵度在线测量布置示意图
PS7020 在食品 / 酿造 / 制糖行业的核心技术优势 ▶ 密度精度 ±0.0005 g/cm³ · 浓度精度 0.5‰——远高于传统在线密度计，可替代手工取样的实验室级精度； ▶ 不受液体颜色、透明度、电导率影响——深色啤酒、葡萄酒、咖啡萃取液皆可稳定测量； ▶ 专有高频声波技术——含气泡工况下保持稳定输出，无需脱气处理； ▶ 卫生级卡箍快接（3A / SMS / DIN）+ 不锈钢 316L 探头，全套符合食品酿造 CIP / SIP 规范，免工具拆装； ▶ 同时输出浓度、声速、温度三参数，便于工艺多维监控与配方数据追溯； ▶ 本地 OLED 显示 + 蓝牙 5.3 + Modbus / Profibus / 双 4-20mA，可对接 MES / 实验室 LIMS 系统。 |
四、客户价值
对比维度 | 原传统方案（折光仪/手工） | PS7020 方案 |
响应速度 | 0.5~2 小时滞后 | 秒级实时输出 |
测量精度 | 操作误差大 | ±0.0005 g/cm³ · 实验室级 |
颜色 / 气泡 | 深色 / 含气液无法测 | 完全免疫干扰 |
卫生合规 | 法兰式难 CIP | 卡箍快接 · CIP / SIP 兼容 |
批次追溯 | 人工记录易失误 | 10000 条历史 + MES 上云 |
在国内某知名啤酒集团的应用中，PS7020 替代原手工取样折光仪，部署于麦汁过滤槽出口、煮沸锅出口和发酵罐出料管路。投运后实现"零人工取样"，糖化与发酵过程的麦汁浓度数据完全自动化进入 MES 系统，原麦汁浓度批次波动从 ±0.3°P 收窄至 ±0.1°P 以内，产品口感稳定性显著提升。类似方案也已成功应用于果汁糖度（°Brix）、葡萄酒酒精度、白酒蒸馏断酒控制、乳制品干物质监测等多个食品酿造细分场景。
结语
西安派声（PISONICS）基于 PS70 系列四种超声测量原理（声阻抗 / 声衰减 / 声速法 / 声呐调频），覆盖从含固两相浆体到清洁均匀液体的全工况密度 / 浓度在线测量需求。针对食品 / 酿造 / 制糖行业的工艺特点，PS7020 系列超声波声速法浓度 / 密度计提供从仪表选型、安装调试到长期运维的全周期技术支持。
如需深入探讨贵司项目的具体工况、获取定制选型方案或现场技术咨询，欢迎随时联系西安派声技术工程师团队。
