基于電子舌在線檢測的白酒自動勾兌系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種白酒自動勾兌設(shè)備，特別是涉及一種可以依據(jù)電子舌在線檢測的白酒自動勾兌系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]白酒主要由水、乙醇、其它醇類、酸、酯、醛等微量化合物構(gòu)成。其中，乙醇和水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到98?99%。其它種類繁多的微量成分按不同比例關(guān)系組合，形成不同的香型和風(fēng)格。統(tǒng)一白酒生產(chǎn)企業(yè)內(nèi)相同質(zhì)量等級的酒，風(fēng)味也各不相同，有的后味較短、有的略帶雜味、有的甜味不足等。因此，通過各種勾兌工藝，將不同風(fēng)味的酒按特定比例混合，可以彌補缺陷、取長補短、使酒質(zhì)更加完美。若比例得當(dāng)，多種風(fēng)味較為極端的低檔次基酒相互補充，可得到酒質(zhì)較好的白酒；反之，多種高品質(zhì)酒因比例的不當(dāng)，以致香味不突出或出現(xiàn)雜味，降低檔次。白酒的勾兌過程中，先將不同風(fēng)味的3年以上陳釀酒分為幾類基礎(chǔ)酒(簡稱基酒)，再以較小的量進行小型勾兌(俗稱小盤勾)，最后通過調(diào)香調(diào)味來進一步優(yōu)化白酒的風(fēng)味。將小型勾兌確定的比例作為配方，放大各基酒的量，可進行大型勾兌來投產(chǎn)。
[0003]感官評價是確定配方最為直接、有效的依據(jù)。目前，白酒生產(chǎn)企業(yè)中，同常由一個或少數(shù)幾個品酒師通過人體的嗅覺、味覺來不斷修正小型勾兌過程中的各基酒比例。但是，在大型勾兌生產(chǎn)過程中，同一種基酒也因批次不同而存在品質(zhì)差異。因為基酒在發(fā)酵過程中，除了原料之外，氣候、環(huán)境、人員操作等諸多不可控因素均會影響其風(fēng)味；另一方面，基酒的貯藏時間及場所的差異也會對風(fēng)味產(chǎn)生一定的影響。由于大型勾兌過程的基酒消耗量較大、耗時較長，因此要求在過程中根據(jù)勾兌中間產(chǎn)品的感官評價來不斷微調(diào)配方，從而消除基酒差異帶來的產(chǎn)品品質(zhì)的降低。然而，人工品酒易受到環(huán)境及主觀因素的影響造成，除了基酒比例調(diào)整量這一結(jié)論之外，品酒人員無法給出其它定量的中間指標(biāo)。根據(jù)“略苦澀”、“入口較差”等定性詞匯，很難保證在長時間的勾兌過程中每次都提出符合同一標(biāo)準(zhǔn)的配方調(diào)整建議。
[0004]綜上，勾兌過程中通過品酒師的感官評價來調(diào)整各基酒比例，會耗費大量人力和時間、延長勾兌周期、受到品酒師主觀因素影響，是一種非常不經(jīng)濟、不高效的做法。針對這一現(xiàn)象，需要在勾兌系統(tǒng)中引入一種定量、在線的白酒品質(zhì)測量方法，來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工感官評價。白酒中甜、苦、澀、辣等基本味覺均可在a-Astree電子舌的傳感器陣列上獲得各自的響應(yīng)，進而可被定量地表示。選取大量不同年份、等級、售價酒樣，分別記錄各自的電子舌響應(yīng)信息，再由主成分分析、偏最小二乘回歸等數(shù)學(xué)工具建立模型，從而根據(jù)白酒味覺信息定量地給出品質(zhì)參數(shù)。
[0005]本發(fā)明引入電子舌測試技術(shù)，并根據(jù)勾兌系統(tǒng)的特點適當(dāng)改進硬件和算法，在此基礎(chǔ)上提出了一種基于電子舌在線檢測的白酒自動勾兌系統(tǒng)。計算機首先控制多通道數(shù)據(jù)采集卡采集壓力液位傳感器、溫度傳感器、渦輪流量計、電子舌的數(shù)據(jù)，然后經(jīng)算法計算后通過控制各電磁閥和泵的工作狀態(tài)了來控制整個勾兌過程。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明針對現(xiàn)有勾兌技術(shù)存在的上述缺陷，提供一種勾兌效率高、成功率高、結(jié)果客觀準(zhǔn)確并且對原料和勾兌環(huán)境適應(yīng)性強的自動勾兌系統(tǒng)。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明基于電子舌的白酒自動勾兌系統(tǒng)，包括多個原料罐，一個帶壓縮空氣攪拌器的勾兌罐，電子舌測量系統(tǒng)，帶過濾和流量控制的管路系統(tǒng)，工業(yè)計算機控制平臺。原料罐與勾兌罐之間由管路系統(tǒng)相連。整個系統(tǒng)在勾兌過程中受工業(yè)計算機控制平臺控制。
[0008]上述原料罐，包括多個基酒罐和一個純水罐，分別帶有獨立的壓力液位傳感器和溫度傳感器，壓力液位傳感器提供各罐的余量信息，溫度傳感器提供勾兌當(dāng)時的環(huán)境信息并用以對流量數(shù)據(jù)進行修正，該2路信號通過多通道數(shù)據(jù)采集卡輸入至工業(yè)控制計算機。
[0009]上述勾兌罐，為一個包括勾兌罐本體、壓縮空氣攪拌器的子系統(tǒng)。勾兌罐本體內(nèi)帶有壓力液位傳感器和溫度傳感器；壓縮空氣攪拌器由空氣壓縮機、壓縮空氣凈化裝置、電磁閥及管路構(gòu)成，連入勾兌罐底部利用壓縮空氣進行攪拌勾兌。勾兌罐子系統(tǒng)部分共提供2路模擬信號，分別來自液位壓力傳感器和溫度傳感器，經(jīng)由多通道數(shù)據(jù)采集卡輸入至工業(yè)控制計算機。
[0010]上述電子舌測量系統(tǒng)，包括傳感器陣列(含有7各味覺傳感器)、進樣系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和數(shù)據(jù)分析軟件。酒樣經(jīng)進樣系統(tǒng)進入電子舌主體后，依次與各個味覺傳感器作用，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)獲取7個味覺傳感器的響應(yīng)值并傳輸至電腦，然后數(shù)據(jù)分析軟件給出味覺信息，進而由算法計算白酒品質(zhì)參數(shù)。
[0011]上述管路系統(tǒng)，包括連接原料罐與勾兌罐的管路和連接勾兌罐與成品罐的管路，每一路系統(tǒng)帶有過濾器、繼電器控制的管道泵、電磁閥、渦輪流量計；每一條管路提供I路信號輸出至工業(yè)控制計算機，同時通過2路信號進行控制。
[0012]上述工業(yè)計算機控制平臺，包括工業(yè)控制計算機、多通道數(shù)據(jù)采集卡、Windows CE操作系統(tǒng)、電子舌數(shù)據(jù)分析軟件、基于Labview編程的勾兌控制軟件。讀取電子舌響應(yīng)信息，在工業(yè)控制計算機中進行后處理，通過多通道數(shù)據(jù)采集卡采集壓力液位傳感器、溫度傳感器和渦輪流量計的數(shù)據(jù)，勾兌控制軟件整合所有輸入數(shù)據(jù)，然后通過輸出控制各電磁閥和泵的工作狀態(tài)來控制整個勾兌過程。
【附圖說明】
[0013]圖1基于電子舌在線檢測的白酒自動勾兌系統(tǒng)示意圖
[0014]圖1中:1.原料罐(基酒罐/純水罐)；2.溫度傳感器；3.液位壓力傳感器；4.過濾器；5.管道泵；6.液用電控閥；7.渦輪流量傳感器；8.勾兌罐；9.空壓機；10.氣體電磁閥；11.電子舌；12.取樣器；13.多通道數(shù)據(jù)采集卡；14工業(yè)控制計算機。(為簡化示意圖，示例中僅畫出3路原料輸入；示意中僅在勾兌罐上畫出電子舌測量系統(tǒng)，其余各原料罐上配有同樣的電子舌測量系統(tǒng)，此處省略未畫；相同型號的傳感器與控制器皆只畫出一組標(biāo)注與信號連接線，其余省略)
[0015]圖2基于電子舌在線檢測的白酒自動勾兌流程圖
[0016]圖3白酒電子舌響應(yīng)信號圖
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和具體實例更進一步說明:
[0018]在勾兌前首先要選取大量具有代表性的基酒樣本，測量它們的電子舌響應(yīng)信息，獲得如圖3所示的電子舌響應(yīng)信號。并通過主成分分析、偏最小二乘回歸等數(shù)學(xué)工具建立電子舌響應(yīng)與品質(zhì)參數(shù)的定量關(guān)系。按照勾兌流程圖2，勾兌開始之初，以小型勾兌(小盤勾)確定的配方設(shè)置各基酒的初始比例，并記錄小型勾兌產(chǎn)品的電子舌響應(yīng)信息。大型勾兌開始后，先按照小樣提供比例進行預(yù)勾兌，勾兌比例由圖1中的流量傳感器7和液用電磁閥6進行控制。針對某一種基酒，在達(dá)到比例之前，多通道數(shù)據(jù)采集卡13通過控制管道泵5和液用電磁閥6的繼電器使其對應(yīng)通道保持開啟，期間通過渦輪流量計7測定流量，并利用溫度傳感器2的數(shù)據(jù)對流量進行修正，通過液位壓力傳感器3的數(shù)據(jù)結(jié)合溫度監(jiān)控各罐內(nèi)的白酒余量。比例到達(dá)后，所有管路的電磁閥處于關(guān)閉狀態(tài)，壓縮空氣經(jīng)過濾由管路進入勾兌罐8底部，對勾兌罐8內(nèi)的白酒進行攪拌。
[0019]上述勾兌過程完成后，分別測量勾兌酒和各基酒的電子舌響應(yīng)。首先通過勾兌酒的味覺信息獲得定量的白酒品質(zhì)參數(shù)，算法根據(jù)該參數(shù)與小型勾兌產(chǎn)品的區(qū)別，適量調(diào)整某一基酒比例，之后測量勾兌酒的電子舌響應(yīng)。根據(jù)這兩次由電子舌響應(yīng)表征的品質(zhì)參數(shù)對比，由品質(zhì)的變化趨勢，判斷這一基酒對勾兌過程是否有益，進而通過回歸算法計算下一輪次勾兌時需要補充的各基酒比例。如此循環(huán)直至誤差小于設(shè)定閾值，最終使大型勾兌產(chǎn)品與小型勾兌產(chǎn)品的風(fēng)味盡可能的一致，消除原料、工藝、主觀因素等對產(chǎn)品質(zhì)量的影響。
【主權(quán)項】
1.基于電子舌在線檢測的白酒自動勾兌系統(tǒng)，其特征在于包括多個原料罐，一個帶壓縮空氣攪拌器的勾兌罐，帶過濾和流量控制的管路系統(tǒng)，電子舌測量系統(tǒng)，工業(yè)計算機控制-ψ- 口 ο
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多個原料罐，其特征在于包括多個基酒罐和一個純水罐，帶有獨立的壓力液位傳感器和溫度傳感器，各罐提供2路信號輸出至工業(yè)計算機控制平臺。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的勾兌罐和原料罐，其特征在于包括罐本體、勾兌罐的壓縮空氣攪拌器、各罐體上連通器原理的取樣裝置；壓縮空氣攪拌器由空氣壓縮機、壓縮空氣凈化裝置、電磁閥及管路構(gòu)成，連入勾兌罐底部利用壓縮空氣進行攪拌勾兌。
4.電子舌測量系統(tǒng)，包括傳感器陣列(含有7各味覺傳感器)、進樣系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和數(shù)據(jù)分析軟件，酒樣經(jīng)進樣系統(tǒng)進入電子舌主體后，依次與各個味覺傳感器作用，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)獲取7個味覺傳感器的響應(yīng)值并傳輸至電腦，然后數(shù)據(jù)分析軟件給出味覺信息，進而由算法計算白酒品質(zhì)參數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管路系統(tǒng)，其特征在于包括連接原料罐與勾兌罐的管路和連接勾兌罐與成品罐的管路，每一路系統(tǒng)帶有過濾器、繼電器控制的管道泵、電磁閥、渦輪流量計，每一條管路提供I路輸出信號，由2路信號輸入進行控制。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工業(yè)計算機控制平臺，用于控制整個勾兌系統(tǒng)，其特征在于包括工業(yè)控制計算機、多通道數(shù)據(jù)采集卡、Windows CE操作系統(tǒng)、電子舌信號處理軟件、基于LabVIEW編程的勾兌控制軟件；計算機首先控制多通道數(shù)據(jù)采集卡采集壓力液位傳感器、溫度傳感器、渦輪流量計和電子舌的數(shù)據(jù)，然后經(jīng)算法計算后通過控制各電磁閥和泵的工作狀態(tài)了來控制整個勾兌過程。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于電子舌在線檢測和流量控制進行白酒自動勾兌的系統(tǒng)，通過電子舌檢測的結(jié)果控制勾兌比例，從而實現(xiàn)不同批次、風(fēng)味、年份酒的自動勾兌，獲得優(yōu)質(zhì)勾兌酒。該系統(tǒng)主要包括：原料罐、勾兌罐、管路系統(tǒng)和工業(yè)計算機控制平臺?；玖鞒虨椋涸诠磧肚笆紫纫x取大量具有代表性的基酒樣本，測量它們的電子舌響應(yīng)信息，并建立電子舌響應(yīng)與品質(zhì)參數(shù)的定量關(guān)系。然后以小型勾兌(小盤勾)配方為初始比例開始勾兌，期間在線測量勾兌酒和各基酒的電子舌響應(yīng)，獲得各酒樣的各項品質(zhì)參數(shù)，并基于勾兌控制算法根據(jù)品質(zhì)參數(shù)來控制電磁閥，實現(xiàn)各基酒比例的調(diào)節(jié)。重復(fù)上述在線電子舌測量與實時基酒比例調(diào)節(jié)的過程，直至品質(zhì)與小型勾兌酒相似。
【IPC分類】G01N33-14, C12G3-04
【公開號】CN104804958
【申請?zhí)枴緾N201510220438
【發(fā)明人】宋飛虎, 李臻鋒, 周礽, 李靜, 浦宏杰
【申請人】江南大學(xué)
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2015年5月4日