MadTree 酿酒厂借助 VEGA 测量仪表为顾客供应优质啤酒
MadTree 酿酒厂坐落于俄亥俄州辛辛那提市的奥克利地区，与 VEGA 美国厂区仅相距几分钟路程。MadTree 既是酿酒厂，也是周边居民聚会的休闲场所。那里不仅提供众多款精酿啤酒，还是“遛娃”、遛狗的好去处，因此备受欢迎。这家公司对于非营利组织与社区伙伴的支持，和他们的酿酒艺术同样备受关注。MadTree 的经营理念是“啤酒打造社区，而社区打造啤酒”，他们将这一理念贯彻在了每一批产品中。
酿造工程师 Kyle Moore 负责监督 MadTree厂房的建造及运营。项目总投资 1800 万美元，占地约 7700 平方米，包含酿酒厂及体验门店，预计当年啤酒产量约 41,000 hL。Moore 本人毕业于辛辛那提大学化学工程专业，之前与团队完成了厂房设计并采用了设备商 Sprinkman 的定制酿造系统，未来他将负责系统的运行与维护。他在实习期间曾使用过 VEGA 仪表，因此在酿造过程的很多重要工段都要求配备 VEGA 的产品。
Moore 带领 VEGA 美国分公司的同事参观了酿造厂房，并介绍了 MadTree凭借 VEGA 仪表制造优质精酿啤酒的生产过程。
水：关键的原料
冷水罐
无论是花香馥郁的艾尔、清爽的皮尔森、浓烈的酸啤还是强调酒花的 IPA，好啤酒的第一步永远是好水。MadTree 所用的水来自辛辛那提市，酿造厂会对其进行加工，从而使成品啤酒具备独特的风味。MadTree 借助反渗透膜去除水中原有的盐类物质，并重新添加矿物质来为每一款啤酒定制成分不同的酿造用水。
“水中的矿物质对风味的影响非常大，因此我们会从头开始重建酿造用水的矿物质组成。”Moore 对 VEGA 解释道。酿造用水完成加工后，将储存在容量约为 75700 L 的储罐中。酿造开始后，水将从储罐泵至热水罐 (HLT) 并加热至 85 °C。在糖化过程中，HLT 的热水将与常温水混合，从而精准地达到每个配方所需要的温度。
MadTree 采用两台 VEGABAR 82 压力变送器对酿造水进行监测。一台用于测量罐内的液位，另一台用于调节水泵的出水速度。对应的冷水罐 (CLT) 上也采用了相同的配置。精酿啤酒注重高效节能，因此 MadTree 会循环利用酿造水。
糖化：酿造过程的开端
糖化过滤槽
MadTree 采用的是三器糖化系统，其中第一个设备是糖化过滤槽，麦芽碎将在这里与热水混合。容器内温度在 65-82 °C，耕刀将麦芽碎与水搅拌均匀，形成湿润浓稠的混合物，质地类似燕麦粥。麦芽碎经过自然沉降，在过滤槽下方的筛板上形成过滤层。将热水淋在麦糟上，可洗出麦汁和充足的糖分。MadTree 酿酒厂使用差压测量系统监测筛板和槽底之间的压差。通过监控这一测量值，生产团队可以在酿造初期阶段掌控效率。
“如果过滤压差太大，糟层就会变得过于紧实，麦汁的过滤速度就会非常慢。我们的目标是让糟层保持疏松。过滤一般需要一个半小时，如果糟层被压实，过滤时间会达到两个半小时甚至更久，导致生产延误。”
差压系统输出的是压力测量值，但生产团队也可以借助该数据控制过滤速度。如果压力值过高，他们可以减少泵入糖化过滤槽的物料量。他们还会将这一数值导入软件，用于评估麦芽表现，发现趋势与不足。下一步，从过滤槽得到的麦汁将前往煮沸锅。
煮沸锅和旋沉槽：加热与沉淀
漩涡沉淀槽
麦汁将在大型煮沸锅中加热 60-90 分钟，温度范围为 98 – 101 °C。根据每个批次的啤酒种类，将在不同的时间点加入相应数量的啤酒花。例如 MadTree 的一款 IPA 啤酒 Psychopathy，会需要比艾尔啤酒 Happy Amber 更多的酒花，其种类也不同。在这个过程中，需要监测煮沸锅的麦汁量变化，从而计算蒸发速率并跟踪蒸汽加热系统的效率。MadTree 采用 VEGABAR 82 压力变送器比较麦汁沸腾前后的体积，以此确保高效生产。
麦汁离开煮沸锅后将进入旋沉槽，这是三器糖化系统的最后一个设备。在旋沉槽中，温度降至 90.5 °C，固形物在离心力的作用下聚集到槽中心，形成包含酒花残渣及蛋白质在内的锥丘状沉降。酿酒厂采用 VEGA 压力变送器对槽内的麦汁进行测量，并在旋沉过程中加入啤酒花，在提升啤酒风味与香气的同时，避免增加强烈的苦味。旋沉完成后，麦汁将被泵至另一个过滤系统，进一步去除残留的固形物。之后，换热器将麦汁冷却至 20.5 °C，使其可以接种酵母并开始发酵。
麦汁离开三器糖化系统后，自动化过程便告一段落，酿酒师的手艺开始发挥作用。但是，追求啤酒品质的 MadTree 对创新与数据的关注并不会止步于此。
压力是最为可靠的测量值之一，它是最能反映真实情况的。
发酵：啤酒的产生
麦汁通过管道进入 MadTree 的发酵罐，罐容量在 117 hL – 470 hL 不等。麦汁进入发酵罐时有一定的初始密度，酵母与麦汁中的糖发生反应后将产生二氧化碳与酒精，此时液体密度会下降。生产团队采用电子差压系统，实时测量液体密度。VEGA 的陶瓷压力变送器相当于为他们提供了观察发酵罐的虚拟视窗。
“这让我们能够在使用酵母时跟踪酵母的活性变化。我们会实时观测酵母的表现和酒精转化能力，并且追踪每个批次的所有数据。一批酵母我们会循环利用好几代。重复使用时，酵母会出现疲劳现象，部分细胞会死亡，活性会逐渐下降。我们通过跟踪每一代酵母的发酵能力，来判断酵母何时会失去活性，这样我们就知道何时需要接种新的酵母，从而保证啤酒品质。”
MadTree 采用这一方法是为了保持啤酒风味的一致性。无论顾客是在体验门店现场点单，还是从商店购买一箱听装啤酒，MadTree 的产品应该始终拥有一样的味道。生产团队根据密度绘制发酵曲线，监测酵母的活性变化，比较每一代酵母的区别，最终酿造出品质稳定、口感上乘的啤酒。
在安装 VEGA 的电子差压系统之前，要维持酵母——以及啤酒——的质量，生产团队要做的工作要远远更多。实验室员工需要每天采集样品，在实验室内测定密度并记录数据。现在，生产团队每分钟都能获取密度读数。虽然，采用音叉类产品也能够获得同样的数据，但是 MadTree 选择了探头与罐壁齐平的压力变送器，从而将更多的时间投入到酿造上而不是测量仪表的清洁和维护上。
“我不喜欢音叉与麦汁接触。用齐平罐壁的膜片来测量压力不好吗？压力是最为可靠的测量值之一，它是最能反映真实情况的。”
发酵罐的温度将在控制下冷却至 16.7 °C 以便于干投酒花。MadTree 的干投方式是通过管道将啤酒花颗粒喂入发酵罐。干投完成后，发酵罐将立即冷却至 0 °C，固形物会沉入罐体的锥底。之后，啤酒将由大型离心机去除所有固体残留，最后送入清酒罐储存。
电子差压系统
储存，灌装，邻里互助
大型清酒罐
清酒罐是 MadTree 啤酒被顾客享用之前的最后一站。为了监测清酒罐的液位和 CO₂ 气相压力，Moore 选择为两个测量任务分别投用一台 VEGABAR 82 压力变送器。这两个测量值不仅能体现清酒罐内的情况，还被用来追踪灌装过程的停机时长——如果罐内的液位停止下降，就说明灌装线暂停了运作。记录停机时间有助于 Moore 提升生产效率。
MadTree 的清酒罐也让 VEGA 有机会为未来的酿酒厂或其他饮品生产企业优化工艺流程。清酒罐内的啤酒是冰的，而罐外的空气是暖的，因此压力变送器的测量元件内就会出现冷凝现象。对于有通气口的罐体或者开放式容器，压力变送器自身带有过滤呼吸口，可连通大气，补偿液面上方的气相压力变动。压力变送器就有些类似天平，一端是大气压力，另一端是测量到的静压总和。但是如果出现冷凝水，仪表的精度和稳定性就会大打折扣。呼吸口可能会被堵塞，导致测量值出现误差，MadTree 就遇到了这样的情况。
因为 VEGA 和 MadTree 相距不到 3 公里，VEGA 的产品专家和现场服务人员得以共同协作并开发出了解决方案。他们为清酒罐配备了绝压测量元件的压力变送器，仪表采用其他方式补偿大气压力。VEGA 能够如此快速地给出解决方案，让 Moore 留下了深刻的印象。
“这就是有 VEGA 在附近的好处。如果出现问题，我只需要打个电话或者发封邮件，你们不到一天就来了。”
下一步计划：酵母测量
还记得用于转化麦汁、产生啤酒的酵母吗？MadTree 的员工将储存酵母的不锈钢储罐戏称为“圣母玛利亚”。目前，他们会监测酵母罐的出料口流量，未来，他们计划在罐顶安装 80 GHz 雷达液位计，实时测量酵母的液位。
展望未来
未来几年，MadTree 将逐步增加生产和销售规模，这意味着厂房中将有更多储罐，MadTree 啤酒将出现在更多的酒吧和商铺中，社区的连结也将因为啤酒而更加紧密。作为这家杰出的辛辛那提酿酒厂备受信任的测量仪表供应商，VEGA 深感荣幸。
本文初次发布于 2018 年 5 月，并于 2023 年修订更新。
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