案·例·分·享
Aber在美国Summit啤酒公司的使用
ABER PERFECTPITCH 是一款专为精酿啤酒制造商设计的带有滑轮的可移动系统，用于帮助实现酵母添加的一致性。该系统由 ABER Compact 探头、流量计和用作迷你 PLC 的 V350 监视器组成。滑轮设计易于连接到管路，并且可以四处转动，非常适合有多个发酵罐的精酿啤酒厂或者没有自控系统的小型啤酒厂使用。此外，ABER PERFECTPITCH 可以经受CIP清洗，防护等级为IP65 。
PERFECTPITCH 自 2014 年问世以来就广受好评，现在已在美国各地广泛使用，改善精酿啤酒的发酵过程。
工·作·原·理
Compact探头根据 ABER Instruments 值得信赖的电容原理进行测量，实现实时在线测量活酵母浓度。 Compact 和流量计相互配合使用并通过向 ABER V350 PLC 传达测量值，使得系统可以统计通过PERFECTPITCH 并进入发酵罐的活酵母浓度。这确保了每次都能添加正确的活酵母浓度。当酵母添加浓度达到PERFECTPITCH上的预设值时，系统可以根据这一信号关闭酵母添加泵。
每个啤酒品牌的酿造配方可以基于酵母菌株和麦芽汁体积存储在PERFECTPITCH的预设程序中。PERFECTPITCH 可用于酵母储罐进入到发酵罐的第一次添加，也可以运用于从一个发酵罐到另一个发酵罐的添加。并且可以进行在线 CIP清洗。
目标
以下案例研究在美国明尼苏达州圣保罗的Summit啤酒公司进行，以评估 PERFECTPITCH 的功能和益处。Summit公司同时也比较了使用 PERFECTPITCH 系统进行酵母添加与他们之前的酵母添加策略的异同。
结果
酵母菌株校准后，使用 PERFECTPITCH 系统进行酵母添加。共进行了十二个月数据收集，如下图所示，与没有使用PERFECTPITCH系统之前六个月的数据进行对比。
图 1 引入PERFECTPITCH系统之前（红色）
之后（绿色）以及目标浓度（黑色）
图 1 显示了小型的发酵罐(400hL)
酵母添加浓度（CPM）的线性趋势线，未接入PERFECTPITCH系统之前（红色7.1 million cells/ml），接入PERFECTPITCH系统之后 （绿色12.3 million 1/ml），目标浓度（黑色12 million cells/ml）
未接入PERFECTPITCH系统导致发酵速度变慢，发酵表现不佳。与此相反，PERFECTPITCH系统可计量活酵母浓度并与目标酵母浓度对比，因此可以准确的添加发酵所需的酵母量以改进发酵性能。从图中可以看出绿线（接入PERFECTPITCH系统后）与黑色（目标浓度）的趋势线浓度基本一致。
大型发酵罐（(800hL)）的酵母添加也发现了同样的趋势，未接入PERFECTPITCH系统之前平均1080 万个酵母/ml 的添加量和接入PERFECTPITCH系统2080 万个酵母/ml的添加量对比于目标酵母添加量2000万个酵母/毫升（数据未显示）。
在发酵开始阶段酵母浓度的高度变化很可能因为酵母添加是手动的评估，不可避免地引入错误/误差，特别是考虑到相对较低的样品浓度。稳定发酵重要指标是系统达到的平均酵母浓度。
图 2 接入PERFECTPITCH系统之前结束发酵的时间（红色）
接入PERFECTPITCH系统之后结束发酵的时间（绿色）
图 2 显示了Summite啤酒公司的啤酒品牌 SAG 结束发酵的时间，均早于（红色）并跟随（绿色）安装的 PERFECTPITCH。平均结束时间从接入PERFECTPITCH系统之前的 6.16 天减少到安装PERFECTPITCH 之后的5.39天。与发酵结束终点平均值的偏差也从安装 PERFECTPITCH系统之前的3.84 天减少到 0.61 天。
PERFECTPITCH系统添加最适宜的酵母细胞浓度；因此麦汁中的营养物质消耗最高效，从而优化发酵。
图 3（a）接入PERFECTPITCH系统之前
SAG品牌51次发酵过程中的柏拉图度
图 3（b） 接入PERFECTPITCH系统之后
SAG品牌78次发酵过程中的柏拉图度
SAG品牌在接入PERFECTPITCH系统之前的51次发酵过程中的柏拉图度（3a）以及接入PERFECTPITCH系统之后SAG品牌78次发酵过程中的柏拉图度（3b）可以很明显的看出接入PERFECTPITCH系统使得发酵过程的一致性更好。
结论
从Summit的数据反馈可以得出，在PERFECTPITCH校准并使用后，发酵的表现比之前的方法更好。对之前手动添加酵母方法的改进可以在上述图中测量的所有指标中看到。具体包含以下三个指标：
酵母添加率
很明显，在安装PERFECTPITCH之前，酵母添加目标一直没有达到。酵母添加浓度平均比目标浓度低40.83%。这种不准确性导致发酵较慢或悬浮发酵，发酵性能不足、差异性大。相比之下，PERFECTPITCH系统在线测量活酵母浓度，从而提供适当的酵母升提高发酵性能。这可以在图1中看到，绿色酵母添加趋势线与黑色目标酵母浓度，两者基本一致。
发酵时间
在安装PERFECTPITCH之前，发酵点的分布和变化，突出了发酵速率的不一致，可能是由于安装PERFECTPITCH前酵母添加浓度的差异造成的。安装PERFECTPITCH后发酵结束终点数据的分布相对于安装前的结果差异性更小。从发酵数据点上，我们可以推断出一个更一致的发酵速率。因此，数据的均匀分布和安装后发酵点的一致终点表明发酵速率变化不大。
这在发酵结束终点高于平均值所需的最大时间中也很明显可以看出，在图2中，安装PERFECTPITCH后从3.84天减少到0.61天。因此，不仅减少了平均发酵时间，而且达到发酵结束终点所需的时间也有所变化。这种一致性是可贵的；任何差异性都可能对啤酒厂施加额外的规划进行限制。
另外，使用PERFECTPITCH后减少发酵时间，显著提高发酵性能和一致性，可以节省能源、成本和效率。大大提高了发酵罐的效率，显著提高了产品的吞吐量，同时提高了产品的一致性。此外，使用PERFECTPITCH后，一致性良好和减少发酵时间的优点使得啤酒厂可以更好的进行规划，每月或每年安排更多发酵以增加啤酒厂产量，而不需要投资新的场地。
柏拉图度与时间的关系
从图3看出，使用PERFECTPITCH后数据点分布差异随着时间的推移而减少，数据点分布显著变窄。减少差异性可以提高产品的最终质量。因此，随着时间的推移，使用PERFECTPITCH后趋势的一致性提供了可预测的、一致的和更高的产品质量。
