CN102853939A - 一种醋醅发酵过程实时监测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种制醋工艺中醋醅发酵过程实时监测装置及方法，监测装置由一个中央控制模块和两个结构相同的无线传感器模块组成，两个无线传感器模块相对于醋醅池的中间对称布置在醋醅池的左右两侧，由中央计算机通过可编程控制器向两个电动机发出运行指令，带动齿轮块上下运动，当齿轮块向下运动时，无线传感器阵列插入醋醅池中，温度、酸度无线传感器阵列通过相应的温度、酸度传感器通讯天线向中央控制模块反馈监测到的醋醅温度值和酸度值，中央控制模块通过中央通讯天线接收反馈的信息；能自动、实时监测整个醋醅发酵过程不同深度、不同位置醋醅的温度和酸度变化，并以无线方式实时反馈给中央控制模块，实现醋醅发酵过程的实时监控。

Description

一种醋醅发酵过程实时监测装置及方法

技术领域

本发明涉及固态法制醋工艺中醋醅发酵过程的监测技术，特指一种基于无线传感器技术的醋醅发酵过程实时监测装置及方法。

背景技术

醋醅发酵过程是固态法制醋工艺中的重要环节，其特征是醋酸发酵过程中物料（醋醅）呈固态形式，发酵时醋醅中的醋酸菌等微生物将酒精氧化为醋酸和其他风味物质。醋酸菌的繁殖和发酵对生长环境中的温度、酸度、含氧量等有很高的要求。因此醋酸菌往往在生长环境适宜的醋醅局部繁殖、发酵活动活跃，并引起醋醅温度的升高。为了使醋醅整体发酵均匀，并将醋醅温度保持在适宜范围内，需要对醋醅进行翻醅处理。

传统食醋固态生产工艺的醋酸发酵以醋缸为单位进行，翻醅（又称“翻缸”）多以手工和经验为主、劳动强度大、工作条件差。在上世纪90年代，食醋固态生产工艺以醋池代替醋缸（“以池代缸”）进行醋醅发酵，并用翻醅机代替手工翻醅。相关的公开专利文献有：专利号为ZL94226760.5、名称为“翻醅机”；专利号为 ZL02216018.3、名称为“翻醅机”；专利号为ZL200520076229.X、名称为“轻型翻醅机”；专利号为ZL200520076230.2、名称为“翻醅出料两用机”；这些翻醅机的发明和运用大大降低了工人的劳动强度，提高了生产效率。虽然机械翻醅代替了手工翻醅，但翻醅的时机、频率、翻醅深度等条件往往根据工人的主观经验来判断，缺乏科学依据。少数生产企业在醋醅发酵过程中通过理化分析方法检测醋醅的温度、酸度等参数来决定翻醅操作，这种方法比人工主观判断更加合理，但需要耗费大量的人力、物力，而且检测点非常有限，难以实现对醋醅发酵过程的实时监测。

发明内容

本发明的目的在于克服现有醋醅发酵过程中温度和酸度检测方法的不足，提出一种基于无线传感器技术的醋醅发酵过程实时监测装置及方法。通过无线传感器阵列自动、实时监测整个发酵过程中醋醅的温度和酸度变化情况。

本发明的醋醅发酵过程实时监测装置采用的技术方案是：该监测装置由一个中央控制模块和两个结构相同的无线传感器模块组成，两个无线传感器模块相对于醋醅池的中间对称布置在醋醅池的左右两侧，每个无线传感器模块均具有分别位于醋醅池的前后两侧的两根第二支撑杆，两根第二支撑杆的底部均垂直固定于地面、顶端均位于醋醅池上方且固定连接第二支撑板，第二支撑板固定连接第二支撑架，传动齿轮通过第二支撑架固定于第二支撑板上，在第二支撑板上还固定设有电动机，电动机通过链轮副与传动齿轮相连接；传动齿轮与齿轮块的上部分的一面相啮合，齿轮块的下端向下且与无线传感器阵列的一端固定相连；无线传感器阵列由多个温度无线传感器阵列和多个酸度无线传感器阵列组成，每个温度无线传感器阵列和每个酸度无线传感器阵列相互间等距交互排列；每个温度无线传感器上都设有温度传感器通讯天线，每个酸度无线传感器都设有酸度传感器通讯天线；所述中央控制模块由中央计算机和分别与中央计算机相连的可编程控制器、中央通讯天线组成，可编程控制器分别与两个所述电动机相连。

本发明的醋醅发酵过程实时监测装置的监测方法采用的技术方案是：由中央计算机通过可编程控制器向两个电动机发出运行指令，电动机经链轮副带动传动齿轮转动，使齿轮块上下运动，当齿轮块向下运动时，无线传感器阵列插入醋醅池中，温度无线传感器阵列和酸度无线传感器阵列通过相应的温度传感器通讯天线和酸度传感器通讯天线向中央控制模块反馈监测到的醋醅温度值和酸度值，中央控制模块通过中央通讯天线接收反馈的信息，并将信息记录在中央计算机中。

本发明的有益效果是：通过温度无线传感器阵列和酸度无线传感器阵列自动、实时监测整个醋醅发酵过程不同深度、不同位置醋醅的温度和酸度变化，并以无线的方式将监测数据实时反馈给中央控制模块，实现醋醅发酵过程的实时监控。与传统的醋醅发酵过程检测方法相比较，本发明提出的方法能够全面位、自动、实时监测醋醅的发酵过程，使得醋醅发酵工艺向自动化、信息化迈进。

附图说明

图1是本发明的醋醅发酵过程实时监测装置的结构示意图； 

图2是图1中无线传感器模块A或B中I局部放大图；

图3是图2的放大俯视图；

图4是图1无线传感器阵列14的结构示意图；

图5是图4中温度无线传感器阵列29的结构放大图；

图6是图4中酸度无线传感器阵列30的结构放大图；

图中：A、B.无线传感器模块；C.中央控制模块；

1.地面；2.第一支撑杆；3.第一支撑板；4第一支撑架；5.支撑轮；6.定位夹；7.传动齿轮；8.链轮副；9.电动机；10.第二支撑架；11.第二支撑杆；12.齿轮块；13.第二支撑板；14.无线传感器阵列；

27.醋醅池；28.醋醅池底；29.温度无线传感器阵列；30.酸度无线传感器阵列；31.浅层温度无线传感器；32.中层温度无线传感器；33.深层温度无线传感器；34.温度传感器通讯天线；35.浅层酸度无线传感器；36.中层酸度无线传感器；37.深层酸度无线传感器；38.酸度传感器通讯天线；39.保护臂；40.中央计算机；41.可编程控制器；42.中央通讯天线。

具体实施方式

参见图1，本发明醋醅发酵过程实时监测装置由一个中央控制模块C和两个无线传感器模块A、B组成。两个无线传感器模块A、B的结构完全相同，分布在醋醅池27的左右两侧，并且相对于醋醅池27的中间左右对称布置。

再参见图2和图3，每个无线传感器模块均具有两根第一支撑杆2和两根第二支撑杆11，两根第一支撑杆2分别位于醋醅池27的前后两侧且底部垂直固定于地面1，两根第二支撑杆11也分别位于醋醅池27的前后两侧且底部垂直固定于地面1；相对于醋醅池27，两根第二支撑杆11位于两根第一支撑杆2的内侧。

 两根第一支撑杆2的顶端位于醋醅池27上方，两根第一支撑杆2的顶端固定连接第一支撑板3，将第一支撑板3水平放置，第一支撑板3上固定连接第一支撑架4，支撑轮5通过第一支撑架4固定于第一支撑板3上，支撑轮5的轴向为前后水平方向。

两根第二支撑杆11的顶端位于醋醅池27上方，两根第一支撑杆2的顶端固定连接第二支撑板13，将第二支撑板13水平放置，第二支撑板13上固定连接第二支撑架10，传动齿轮7通过第二支撑架10固定于第二支撑板13上。在第二支撑板13上还固定安装电动机 9，电动机 9通过链轮副8与传动齿轮7相连接。

在第一支撑架4和第二支撑架10之间设置定位夹6，可将定位夹6与两个支撑架4、10固定或者与两个支撑板3、13固定。齿轮块12上部分与定位夹6活动套接，传动齿轮7与齿轮块12的上部分的一面相啮合，齿轮块12的上部分的另一面压触于支撑轮5的轮边上。

齿轮块12的下端向下且与无线传感器阵列14的一端固定相连，无线传感器阵列14位于醋醅池27正上方。这样，通过两个无线传感器模块A、B中的两个齿轮块12就将无线传感器阵列14活动悬挂在醋醅池27正上方。

参见图4-6，无线传感器阵列14由多个温度无线传感器阵列29和多个酸度无线传感器阵列30组成，每个温度无线传感器阵列29和每个酸度无线传感器阵列30相互之间等距交互排列。每个温度无线传感器阵列29由浅层温度无线传感器31、中层温度无线传感器32、深层温度无线传感器33共三个型号相同的温度无线传感器组成；每个酸度无线传感器阵列30由浅层酸度无线传感器35、中层酸度无线传感器36、深层酸度无线传感器37共三个型号相同的酸度无线传感器组成。

在每个温度无线传感器上都安装有温度传感器通讯天线34，在每个酸度无线传感器都安装有酸度传感器通讯天线38。在无线传感器阵列14的两端固定有4根保护臂39，防止温度无线传感器阵列29和酸度无线传感器阵列30触碰到醋醅池底28而被碰伤；

中央控制模块C由中央计算机40、可编程控制器41和中央通讯天线42组成，可编程控制器41和中央通讯天线42分别与中央计算机40相连，其中可编程控制器41还分别与两个无线传感器模块A、B中的两个电动机9相连。

本发明的醋醅发酵过程实时监测装置在监测时，由中央计算机40通过可编程控制器41向两个电动机9发出运行指令，电动机9经链轮副8带动传动齿轮7转动，由传动齿轮7带动齿轮块12上下运动，其位置由定位夹6固定。当齿轮块12向下运动时，将固定于齿轮块12底端的无线传感器阵列14插入醋醅池27中，其中浅层温度无线传感器31和浅层酸度无线传感器35插入醋醅池27中的浅层，中层温度无线传感器32和中层酸度无线传感器36插入醋醅池27中的中层，深层温度无线传感器33和深层酸度无线传感器37插入醋醅池27中的深层。

无线传感器阵列14中的温度无线传感器阵列29和酸度无线传感器阵列30通过温度传感器通讯天线34和酸度传感器通讯天线38向中央控制模块反馈监测到的醋醅温度值和酸度值；具体是每个温度无线传感器都通过相应的温度传感器通讯天线34向中央控制模块C反馈监测到的醋醅温度值，每个酸度无线传感器都通过相应的酸度传感器通讯天线38向中央控制模块C反馈监测到的酸度值；中央控制模块C则通过中央通讯天线42接收无线传感器阵列14反馈的信息，并将信息记录在中央计算机40中，从而实现醋醅发酵过程的实时监测。

Claims (7)

1.一种醋醅发酵过程实时监测装置，其特征是：该监测装置由一个中央控制模块和两个结构相同的无线传感器模块组成，两个无线传感器模块相对于醋醅池（27）的中间对称布置在醋醅池（27）的左右两侧，每个无线传感器模块均具有分别位于醋醅池（27）的前后两侧的两根第二支撑杆（11），两根第二支撑杆（11）的底部均垂直固定于地面（1）、顶端均位于醋醅池（27）上方且固定连接第二支撑板（13），第二支撑板（13）固定连接第二支撑架（10），传动齿轮（7）通过第二支撑架（10）固定于第二支撑板（13）上，在第二支撑板（13）上还固定设有电动机（9），电动机（9）通过链轮副（8）与传动齿轮（7）相连接；传动齿轮（7）与齿轮块（12）的上部分的一面相啮合，齿轮块（12）的下端向下且与无线传感器阵列（14）的一端固定相连；无线传感器阵列（14）由多个温度无线传感器阵列（29）和多个酸度无线传感器阵列（30）组成，每个温度无线传感器阵列（29）和每个酸度无线传感器阵列（30）相互间等距交互排列；每个温度无线传感器上都设有温度传感器通讯天线（34），每个酸度无线传感器都设有酸度传感器通讯天线（38）；所述中央控制模块由中央计算机（40）和分别与中央计算机（40）相连的可编程控制器（41）、中央通讯天线（42）组成，可编程控制器（41）分别与两个所述电动机（9）相连。

2.根据权利要求1所述的一种醋醅发酵过程实时监测装置，其特征是：每个无线传感器模块还均具有分别位于醋醅池（27）的前后两侧且底部垂直固定于地面（1）的两根第一支撑杆（2），两根第一支撑杆（2）的顶端均位于醋醅池（27）上方且固定连接第一支撑板（3），第一支撑板（3）固定连接第一支撑架（4），支撑轮（5）通过第一支撑架（4）固定于第一支撑板（3）上；所述齿轮块（12）的上部分的另一面触压于支撑轮（5）的轮边上。

3.根据权利要求1所述的一种醋醅发酵过程实时监测装置，其特征是：齿轮块（12）上部分活动套接定位夹（6）。

4.根据权利要求1所述的一种醋醅发酵过程实时监测装置，其特征是：每个温度无线传感器阵列（29）由浅层温度无线传感器（31）、中层温度无线传感器（32）、深层温度无线传感器（33）三个型号相同的温度无线传感器组成；每个酸度无线传感器阵列（30）由浅层酸度无线传感器（35）、中层酸度无线传感器（36）、深层酸度无线传感器（37）三个型号相同的酸度无线传感器组成。

5.根据权利要求1所述的一种醋醅发酵过程实时监测装置，其特征是：在无线传感器阵列（14）的两端均固定设有防止温度无线传感器阵列（29）和酸度无线传感器阵列（30）触碰到醋醅池底（28）的保护臂（39）。

6.一种如权利要求1所述醋醅发酵过程实时监测装置的监测方法，其特征是：由中央计算机（40）通过可编程控制器（41）向两个电动机（9）发出运行指令，电动机（9）经链轮副（8）带动传动齿轮（7）转动，使齿轮块（12）上下运动，当齿轮块（12）向下运动时，无线传感器阵列（14）插入醋醅池（27）中，温度无线传感器阵列（29）和酸度无线传感器阵列（30）通过相应的温度传感器通讯天线（34）和酸度传感器通讯天线（38）向中央控制模块反馈监测到的醋醅温度值和酸度值，中央控制模块通过中央通讯天线（42）接收反馈的信息，并将信息记录在中央计算机（40）中。

7.根据权利要求6所述的监测方法，其特征是：浅层温度无线传感器（31）和浅层酸度无线传感器（35）插入醋醅池（27）中的浅层，中层温度无线传感器（32）和中层酸度无线传感器（36）插入醋醅池（27）中的中层，深层温度无线传感器（33）和深层酸度无线传感器（37）插入醋醅池（27）中的深层。

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