酱油在线折光仪浓度监测应用案例

一、项目概况

  某调味品生产企业，专业酿造各类生抽、老抽、淡盐酱油、炒菜鲜酱油等系列产品，完整生产线包含：原料蒸煮→制曲→发酵→浸出→滤布过滤→调配→灭菌→澄清→灌装。

产品指标：成品酱油可溶性固形物、总糖等指标依靠 °Brix（折光糖度）作为过程质控核心指标；炒菜鲜酱油调配目标 Brix：28.0 °Brix，允许偏差 ±0.4 °Brix；

淡盐酱油目标 Brix：22.0 °Brix，允许偏差 ±0.3 °Brix。

原有生产痛点

1. 传统检测模式：每 30 分钟人工管道取样，使用台式折光仪化验。取样滞后，无法实时掌握调配罐内浓度变化，批次间风味、咸甜稳定性波动大。

2. 酱油物料特性复杂：含有蛋白、胶体、色素、少量悬浮滤渣，样品静置易分层，人工取样代表性差；温度变化直接影响折光读数，人工检测缺少实时温度补偿，数据误差大。

3. 调配工段依靠人工经验补加盐水 / 原汁，浓度偏高会增加原料成本，浓度偏低则成品风味不足，不合格品返工，造成物料浪费。

4. 检测数据人工纸质记录，无法接入中控 PLC 系统，浓度异常发现滞后，缺少过程数据追溯，难以满足食品 SC 生产记录要求。

企业在酱油调配罐出料管道、发酵浸出液工段安装在线折光仪，实现酱油可溶性固形物 Brix 连续在线监测、自动温度补偿、超限报警与自动调配联动控制。

二、设备选型与安装方案

2.1 在线折光仪选型要点

• 测量原理：光折射原理，实时测量介质折射率，内置高精度温度传感器，自动温度补偿，直接输出 Brix 可溶性固形物数值。

• 测量范围：0～40 °Brix，测量精度 ±0.1 Brix，响应时间≤3s。

• 接触介质材质：食品级 316L 不锈钢 + 蓝宝石棱镜，耐受酱油有机酸、盐分腐蚀，支持 CIP 在位清洗。

• 信号输出：4–20mA 模拟量 + RS485 数字信号，对接生产线 PLC 中控系统，本地显示屏实时读数，支持历史曲线存储、数据追溯。

• 防挂料设计：配套自动清水喷淋清洗组件，定时冲洗棱镜表面，减少酱油蛋白、胶体、色素附着结垢，适配调味品粘稠物料工况。

2.2 安装点位

1. 发酵浸出液出料管道：监测发酵原汁 Brix，掌握发酵物料状态，作为调配投料基础数据。

2. 调配罐后端（灭菌前）：核心监测点位，原汁 + 盐水 + 焦糖色等辅料混合完成后在线监测 Brix，联动调节阀自动微调盐水 / 原汁进料量，稳定成品酱油浓度。

安装方式：卫生级管道侧装式安装，保证物料持续流过棱镜测量面，避开泵出口气泡富集区域；配套隔离截止阀，支持仪表在线拆卸校准维护，不中断生产线。

三、现场工艺流程与控制逻辑

1. 大豆小麦发酵浸出后的酱油原汁输送至调配罐，按配方投入辅料、盐水进行搅拌调配；调配后端在线折光仪实时采集 Brix。

• Brix＜21.7：减少盐水进料

• 21.7～22.3：合格放行

• Brix＞22.3：超限预警

• Brix＜27.6：减少盐水进料，补加酱油原汁

• 27.6～28.4：合格，物料送入灭菌工序

• Brix＞28.4：声光报警，自动增大盐水进料，记录报警事件

• 炒菜鲜酱油控制逻辑：

• 淡盐酱油控制逻辑：

2. CIP 清洗工序：仪表识别清洗信号，暂停浓度输出，清洗结束自动恢复测量；定期纯水零点校准，定期用酱油标准样品比对校验。

四、现场测试与数据对比

连续 8 个生产批次，对比在线折光仪实时数据 VS 实验室台式折光仪取样检测：

表格

     结论：在线折光仪与实验室台式检测偏差稳定≤±0.1 Brix，满足酱油质控 ±0.4 Brix 工艺要求；可捕捉人工取样间隔内的浓度波动，提前预警异常。

五、应用成效

1. 产品品质一致性提升：成品酱油 Brix 波动由原来 ±0.7 Brix 缩小至 ±0.2 Brix 以内，不同批次产品咸鲜风味稳定，减少因浓度不合格返工的产品量。

2. 原料成本节约：调配工段实现闭环自动调节，避免酱油原汁过量投放，降低原料消耗；减少人工取样化验工作量，节约化验人力成本。

3. 生产数字化升级：Brix 实时数据上传中控系统，自动保存生产曲线，满足食品生产全程追溯；浓度超限声光报警 + 自动调节，生产模式由 “事后成品检验" 转变为过程在线质控。

4. 维护便捷可靠：仪表支持 CIP 清洗，定时喷淋减少蛋白胶体附着结垢，长期运行稳定，降低仪表维护频次。

   
   

   

六、应用注意事项

1. 酱油含有蛋白、胶体、色素，长期运行容易在棱镜表面形成附着物，必须保障自清洗喷嘴通畅，定期检查喷淋效果。

2. 物料气泡会短暂干扰测量读数，安装位置避开泵出口、管道节流处等气泡高发区域；

3. 酱油基质复杂，盐分、蛋白会带来基质效应，需定期用实际酱油样品和实验室化验结果比对校准，修正测量偏差。

七、总结

酿造酱油属于含蛋白、胶体、色素的复杂调味品体系，传统人工间歇取样检测存在滞后、样品代表性差等问题。通过在调配工段部署在线折光仪，依靠折射率测量 + 自动温度补偿实现 Brix 连续监测，接入 PLC 实现物料自动调配，稳定酱油可溶性固形物指标，降低原料损耗，提升产品批次稳定性。该方案可复制应用于蚝油、醋、调味汁等各类调味品生产线。