
酒糟發酵是白酒、黃酒等傳統釀造工藝的核心環節,也是生物質能源(如沼氣)生產的重要預處理步驟。無論是傳統固態發酵(如窖池發酵)還是現代厭氧發酵(如沼氣工程),微生物在分解原料中的糖類、淀粉等有機物時,除產生酒精外,二氧化碳(CO?)作為主要副產物之一,會在密閉或半密閉的發酵環境中持續積累。正常情況下,發酵產生的二氧化碳濃度可能不會直接引發爆炸等惡性事故,但高濃度二氧化碳會導致局部缺氧環境,引發人員窒息;過量排放還會增加溫室氣體排放成本;若與甲烷等氣體混合,還可能加劇爆炸風險。因此,對酒糟發酵過程中二氧化碳濃度的實時監測與預警,已成為保障人員安全、優化工藝效率及符合環保要求的關鍵需求。
深國安在線式二氧化碳氣體報警器基于非分散紅外(NDIR)傳感技術,結合工業級可靠性設計,能夠精準監測發酵環境中的二氧化碳濃度變化,為企業提供“實時感知-智能預警-科學調控"的全流程安全管理方案,在酒糟發酵場景中展現出重要的應用價值。
在酒糟發酵過程中,二氧化碳主要由微生物的呼吸代謝活動產生:
酵母菌酒精發酵:傳統釀造中,酵母菌將原料中的葡萄糖分解為酒精和二氧化碳(化學方程式:C?H??O? → 2C?H?OH + 2CO?↑),這是二氧化碳的主要來源。發酵活躍期(如入窖后3~7天),單位時間內二氧化碳的釋放速率可達數升/立方米·小時。
厭氧菌群代謝:在沼氣工程或深度厭氧發酵場景中,除產甲烷菌外,其他厭氧微生物(如梭菌、乳酸菌)的代謝過程也會伴隨二氧化碳的產生(例如:糖類→有機酸+CO?;或乙醇→乙酸+CO?)。
原料分解副反應:酒糟中的纖維素、半纖維素在微生物作用下部分分解時,同樣會釋放少量二氧化碳。
盡管二氧化碳本身無毒(大氣中正常濃度約0.04%),但在酒糟發酵的有限空間(如窖池、發酵罐、地窖)中,其風險主要體現在以下三方面:
當二氧化碳濃度過高時,會直接置換環境中的氧氣(O?)。人體對缺氧的耐受極限極低:
當二氧化碳濃度達到3%~5%時,人會出現輕微呼吸加快、注意力不集中;
濃度升至8%~10%時,會出現頭痛、呼吸困難、意識模糊;
超過15%~20%時,可能導致窒息昏迷甚至死亡(尤其當氧氣濃度低于19.5%時,屬于典型的“缺氧危險環境")。
酒糟發酵環境通常是密閉或半密閉空間(如傳統窖池僅留觀察孔,沼氣罐封閉),若通風不足,發酵產生的二氧化碳會快速積累,而操作人員巡檢、清理或維修時若未提前監測,極易因缺氧窒息發生安全事故。
對于沼氣工程或以酒糟為原料的生物質發酵,二氧化碳濃度異常可能反映發酵過程的異常狀態:
若二氧化碳濃度持續偏高(如超過15%),可能提示發酵體系中氧氣殘留(好氧菌干擾)或厭氧菌群活性失衡(如產酸菌過度繁殖抑制產甲烷菌),導致沼氣產量下降或甲烷比例降低;
二氧化碳與甲烷的混合比例變化,還會影響后續氣體分離與提純工藝的成本。
過量二氧化碳排放(尤其是未收集利用的發酵尾氣)會增加企業的碳排放壓力;若需通過強制通風稀釋二氧化碳,則會提高能耗成本(如風機長時間運行)。
深國安在線式二氧化碳氣體報警器(典型型號如SGA-500B-CO?)是專為工業級二氧化碳監測設計的智能設備,其針對酒糟發酵環境的特殊性,在以下方面具備顯著適配性:
區別于傳統電化學傳感器(易受濕度、酒精蒸汽干擾)或半導體傳感器(選擇性差),深國安報警器采用非分散紅外(NDIR)原理的二氧化碳傳感器。該技術基于二氧化碳分子對特定紅外波段(4.26μm附近)的吸收特性,通過測量紅外光強的衰減程度計算濃度,具有以下優勢:
高精度:檢測范圍覆蓋0~5%VOL(或0~20%VOL,按需定制),分辨率達0.01%VOL,,可精準識別發酵環境中從“正常背景(0.04%)"到“危險濃度(>15%)"的細微變化;