CN103205354B - 一种次声波加载酒类催陈化方法及实现该方法的设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种酒类催陈化方法以及实现该方法的设备。通过次声波对酒类实现陈化，利用升压强度为120dB至140dB以上次声波，频率为1Hz-20Hz的次声波施加给酒中，作用25-100小时，使酒中分子发生缓慢持续共振，促进陈化反应，不产生局部高温和空化，在平静状态中增强酒中多种醇、醛和其他有机物的分子活化能，提高其分子间的有效碰撞率，低沸点成分快速挥发，氧化、酯化等化学反应可以加速进行，使白酒口感明显变得醇香、甜、绵。作用有：促进分子间缔合作用，增强了酒中各酯类物质的分子活化能，加速低沸点成分的挥发。起到加速陈化的作用。
Description
技术领域
本发明涉及酒类生产领域，具体涉及一种酒类催陈化方法以及实现该方法的设备。
背景技术
声波对酒类催陈化是一种安全可行的方法，现在主要是采用超声波使酒液体产生空化效应，酒液体在空化过程中其分子之间发生共振，增强酒中多种醇、醛和其他有机物分子活化能，提高了其分子间的有效碰撞率，加速低沸点成分快速挥发、氧化、酯化。使酒中的的醛不断的氧化为羧酸，而羧酸再和酒精发生酯化反应，生成具有芳香气味的乙酸乙酯，从而使酒质醇香、甜、绵软，从而提高了酒的陈化速度。现有的催陈化设备多以20KHz的频率使酒液体产生空化效应，但是经感官指标测评发现，经超声波处理后除色泽基本不受影响外，酒的香、味和体均有变化。在处理的60min之内，酒的香、味和体均有所降低，这表明超声波处理降低了酒的品质。
发明内容
本发明为了克服以上技术的不足，提供了一种利用次声波加速酒类陈化的方法以及实现该方法的设备。
本发明克服其技术问题所采用的技术方案是：
本次声波加载酒类催陈化方法，包括如下步骤：
a) 将新蒸馏出来的酒置入密封的容器中；
b) 将次声波发生单元置入密封的容器中或者盛装有酒业的容器放入安装有次声波发生单元的次声加压舱中；
c) 开启次声波发生单元使之产生次声波；
d) 次声波发生单元产生的次声波使酒水液体分子产生共振；
e) 经一定加速陈化时间后，关闭次声波发生单元。
上述次声波发声单元产生的次声波声压强度为120dB-140dB，其频率为1Hz-100Hz,所述陈化时间为25-100小时。
为了提高效率改善酒水口感，上述所述次声波发声单元产生的次声波声压强度为130dB，其频率为18Hz,所述陈化时间为72小时。
为了提高生产质量，在次声波使酒水液体陈化过程中实时测量次声波的声压强度以及次声波波形质量。
为了提高生产质量，在次声波使酒水液体陈化过程中实时测量酒水液体中乙酸乙酯浓度。
次声波加载酒类催陈化方法的设备，包括用于盛装酒水的密封的陈化容器、次声信号发生器、电连接于次声信号发生器的次声功率放大器以及电连接于次声功率放大器的次声波发生单元。
上述次声波发生单元为激励器，所述激励器电连接于功率放大器并设置于陈化容器中。
还包括长方体形的次声加压舱，所述次声压力舱前侧面上通过合页可转动安装有舱门，所述舱门通过锁扣密封固定使次声加压舱内部形成密封空腔，所述次声波发生单元为安装在次声加压舱后侧面、左右两侧面及顶面上的若干电连接于功率放大器的次声频扬声器，所述陈化容器置于次声加压舱内的密封空腔中。
为了方便观察次声加压舱内部，上述次声加压舱上安装有玻璃材质制成的观察窗。
为了实时监测乙酸乙酯的浓度，还包括计算机、安装于陈化容器中的乙酸乙酯传感器、电连接于乙酸乙酯传感器的乙酸乙酯测量仪，所述次声信号发生器以及乙酸乙酯测量仪均连接于计算机。
为了实时监测乙酸乙酯的浓度、次声波的加载强度及波形质量，还包括还包括计算机、安装于陈化容器中的乙酸乙酯传感器、电连接于乙酸乙酯传感器的乙酸乙酯测量仪、安装于次声加压舱中的次声传感器、电连接于次声传感器的次声测量仪以及电连接于次声频扬声器的次声功率测量仪，所述次声信号发生器、乙酸乙酯测量仪以及次声功率测量仪均连接于计算机。
为了在确保安全的情况下可以实时观察次声加压舱中的工作情况，还包括设置于次声加压舱内部和/或外部的若干监控摄像机，所述监控摄像机连接于计算机。
本发明的有益效果是：本发明通过次声波对酒类实现陈化，利用升压强度为120dB至140dB以上次声波，频率为1Hz-20Hz的次声波施加给酒中，作用25-100小时，使酒中分子发生缓慢持续共振，促进陈化反应，不产生局部高温和空化，在平静状态中增强酒中多种醇、醛和其他有机物的分子活化能，提高其分子间的有效碰撞率，低沸点成分快速挥发，氧化、酯化等化学反应可以加速进行，使白酒口感明显变得醇香、甜、绵。作用有：促进分子间缔合作用，增强了酒中各酯类物质的分子活化能，加速低沸点成分的挥发。起到加速陈化的作用
附图说明
图1为本发明第次声波加载酒类催陈化设备的第一种实施方式的结构示意图；
图2为本发明次声加压舱结构主视示意图；
图3为本发明次声加压舱结构俯视示意图；
图4为本发明控制系统连接结构示意图；
图5为本发明次声波加载酒类催陈化设备的第二种实施方式的结构示意图；
图中，1.次声频扬声器 2.次声加压舱 2.1观察窗 2.2 舱门 2.3 合页 2.4 锁扣 3.次声信号发生器 4.次声功率放大器 5. 乙酸乙酯测量仪6.乙酸乙酯传感器 7.计算机 8.次声传感器 9.次声测量仪 10.次声功率测量仪 11.陈化容器 12.监控摄像机 13.激励器。
具体实施方式
下面结合附图1、附图2、附图3、附图4、附图5对本发明做进一步说明。
由于新蒸馏出来的酒由于含有少量的低沸点刺激物质,会造成酒体爆辣,还有泥味、糟味、苦涩味也会导致酒体不醇和、不绵软。这种辣味的消除和酒中香气的生成都要经过很长时间的分解反应来完成，不论是果酒还是酒，能散发芳香气味的功臣是乙酸乙酯。但新酒中乙酸乙酯的含量是微乎其微的。而酒中的醛、酸不仅没有香味，还有刺激喉咙的作用。所以新酿造的酒喝起来生、苦、涩不那么适口，需要几个月至几年的自然窖藏陈酿过程才能消除杂味，散发浓郁的酒香。
因此本发明设计了一种利用次声波对酒类实现陈化的方法，利用升压强度为120dB至140dB以上次声波，频率为1Hz-20Hz的次声波施加给酒中，作用25-100小时，使酒中分子发生缓慢持续共振，促进陈化反应，不产生局部高温和空化，在平静状态中增强酒中多种醇、醛和其他有机物的分子活化能，提高其分子间的有效碰撞率，低沸点成分快速挥发，氧化、酯化等化学反应可以加速进行，使白酒口感明显变得醇香、甜、绵。作用有：促进分子间缔合作用，增强了酒中各酯类物质的分子活化能，加速低沸点成分的挥发。起到加速陈化的作用。
本发明的次声波加载酒类催陈化方法，包括如下步骤：（1）将新蒸馏出来的酒置入密封的容器中；（2）将次声波发生单元置入密封的容器中或者盛装有酒业的容器放入安装有次声波发生单元的次声加压舱中；（3）开启次声波发生单元使之产生次声波；（4）次声波发生单元产生的次声波使酒水液体产生空化现象；（5）经一定加速陈化时间后，关闭次声波发生单元。
表1
通过表1数据可以得知声压强度越大乙酸乙酯含量达到100mg/ml所需时间越来越短，即所需陈化的时间越短，但是当声压强度超过130dB后时间下降的幅度变低而且由于声压强度越高调整频率使酒水液体产生均匀震动的难度越大，因此优选声压强度为165dB.且当声压强度为165dB时通过实验得知频率为18Hz时，酒水液体震动的最为均匀，此时分子间的有效碰撞率最高。
表2
通过表2数据可以得知，在130dB的声压频率为18Hz的次声条件下加速酒的陈化其72小时的陈化效果每百人有91人认为其与20年自然陈化的酒的口感相同，而相对于80小时陈化时间只少了2个百分点，因此通过实验得知，72小时的陈化时间为最佳选择，即能保证陈化后的酒具有醇香、甜、绵软的特性，又能节约生产时间，提高生产效率。
为了确保酒水陈化的质量，可以通过传感器和测量仪实时监测酒水液体陈化过程中次声波的声压强度以及次声波波形质量。还可以实时监测酒水液体陈化过程中乙酸乙酯浓度。
本发明还设计了实施上述次声波加载酒类催陈化方法的设备。其包括用于盛装酒水的密封的陈化容器11、次声信号发生器3、电连接于次声信号发生器3的次声功率放大器4以及电连接于次声功率放大器4的次声波发生单元。次声信号发生器3提供次声波信号并由次声功率放大器4放大后由次声波发生单元产生次声波，并使次声波作用于陈化容器11中的酒水溶液中，使之加速陈化。下面通过两种事实方式对本次声波加载酒类催陈化设备进行详细说明。
实施例1：
如附图1、附图2、附图3所示，本次声波加载酒类催陈化设备具有一个长方形的长方体形的次声加压舱2，所述次声压力舱前侧面上通过合页2.3可转动安装有舱门2.2，所述舱门2.2通过锁扣2.4密封固定使次声加压舱2内部形成密封空腔，所述次声波发生单元为安装在次声加压舱2后侧面、左右两侧面及顶面上的若干电连接于功率放大器4的次声频扬声器1，所述陈化容器11置于次声加压舱2内的密封空腔中。使用前打开舱门2.2将盛装酒水的密封的陈化容器11放置到次声加压舱2中，之后关闭舱门2.2，并通过锁扣使次声加压舱2内部空间密封。之后次声信号发生器3产生标准正弦波信号并由次声功率放大器4放大后由各个次声频扬声器1产生振动发出次声波，在次声加压舱2内部形成次声压力波。由于次声加压舱2是一种封闭的空间，通过改变封闭空间的体积，如增大空间体积或缩小空间体积，即通过压缩和扩张空气，使舱内压力发生波动变化即产生声压。声压值的大小只与体积变化量大小有关，声压的频率只与增大空间体积和缩小空间体积交替变换频率有关。
其中
（绝热过程时的膨胀系数），
（Pa）为标准大气压力，
为加载舱体积，单位为m3，
是体积变化量。换算成声压级表示方式如下：
其中，
(Pa)为基准声压。
次声频扬声器1为电动扬声器，具有较低频率的共振峰，产生的次声波最终在舱体内形成均匀、高声压级的次声频声场。其产生的次声波使次声加压舱2内部的陈化容器11中的酒水物质处于慢变化的混沌状态，分子之间产生非线性作用而出现分解和合并反应，从而实现加速陈化的过程。
如附图2所示，上述次声加压舱2上安装有玻璃材质制成的观察窗2.1。可以方便观察次声加压舱2中的陈化容器11是否在声波震动过程中发生倾倒，防止出现意外。
如股图4所示，上述次声波加载酒类催陈化设备还可以包括有计算机7、安装于陈化容器11中的乙酸乙酯传感器6、电连接于乙酸乙酯传感器6的乙酸乙酯测量仪5、安装于次声加压舱2中的次声传感器8、电连接于次声传感器8的次声测量仪9以及电连接于次声频扬声器1的次声功率测量仪10，所述次声信号发生器3、乙酸乙酯测量仪5以及次声功率测量仪10均连接于计算机7。乙酸乙酯传感器6可以对陈化容器11中的酒进行在线监测，并将监测数值通过乙酸乙酯测量仪5反馈至计算机7，其浓度数值在计算机7上实时显示。如果在陈化过程中乙酸乙酯浓度超标，计算机7可以控制次声信号发生器3停止工作，以避免继续陈化造成乙酸乙酯浓度过高的情况，保证了生产质量，实现了生产的在线检测以及质量控制。每个次声频扬声器1都连接于次声功率测量仪10上，次声功率测量仪10可以监测次声频扬声器1上加载的次声功率放大器4输出的次声波功率信号的波形质量，并将监测数值反馈至计算机7事实显示，如波形失常则有计算机7控制次声信号发生器3调整输出波形已恢复正常值。位于次声加压舱2中的次声传感器8用于监测舱内实际的次声波波形质量，并通过次声测量仪9实时显示，以方便操作者得知实际参数值，进一步保障了酒水陈化的效果和质量。
由于次声波会干扰人的神经系统正常功能，危害人体健康。一定强度的次声波，能使人头晕、恶心、呕吐、丧失平衡感甚至精神沮丧。因此还可以包括设置于次声加压舱2内部和/或外部的若干监控摄像机12，所述监控摄像机12连接于计算机7。因此操作者可以远距离通过计算机7的显示屏观看到监控摄像机12拍摄到的实时图像，及时了解此时的工作情况，保障了操作人员的身体健康。
实施例2：
如附图5所示，本次声波加载酒类催陈化方法的设备中的次声波发生单元为激励器13，所述激励器13电连接于功率放大器4并设置于陈化容器11中。激励器13是一种小体积圆柱形密封性能良好的发声装置，此种结构直接将作为次声波发生单元的激励器13置入酒水溶液中，可以时次声波直接激励辐射到酒水液体中，具有效率高，装置简单的特点。
同理上述设备中也可包括计算机7、安装于陈化容器11中的乙酸乙酯传感器6、电连接于乙酸乙酯传感器6的乙酸乙酯测量仪5，所述次声信号发生器3以及乙酸乙酯测量仪5均连接于计算机7。乙酸乙酯传感器6对陈化容器11中的酒进行在线监测，并将监测数值通过乙酸乙酯测量仪5反馈至计算机7，其浓度数值在计算机7上实时显示。如果在陈化过程中乙酸乙酯浓度超标，计算机7可以控制次声信号发生器3停止工作，以避免继续陈化造成乙酸乙酯浓度过高的情况，保证生产质量。
Claims (10)
1.一种次声波加载酒类催陈化方法，其特征在于：包括如下步骤：
将新蒸馏出来的酒置入密封的容器中；
将次声波发生单元置入密封的容器中或者盛装有酒液的容器放入安装有次声波发生单元的次声加压舱中；
开启次声波发生单元使之产生次声波；
次声波发生单元产生的次声波使酒水液体分子发生共振；
经一定加速陈化时间后，关闭次声波发生单元；
上述次声波发声单元产生的次声波声压强度为120dB-140dB，其频率为1Hz-20Hz,所述陈化时间为25-100小时，在次声波使酒水液体陈化过程中实时测量次声波的声压强度以及次声波波形质量。
2.根据权利要求1所述的次声波加载酒类催陈化方法，其特征在于：所述次声波发声单元产生的次声波声压强度为130dB，其频率为18Hz,所述陈化时间为72小时。
3.根据权利要求1或2所述的次声波加载酒类催陈化方法，其特征在于：在次声波使酒水液体陈化过程中实时测量酒水液体中乙酸乙酯浓度。
4.一种用于权利要求1所述的次声波加载酒类催陈化方法的设备，其特征在于：包括用于盛装酒水的密封的陈化容器（11）、次声信号发生器（3）、电连接于次声信号发生器（3）的次声功率放大器（4）以及电连接于次声功率放大器（4）的次声波发生单元，所述次声波发生单元为激励器（13）或次声频扬声器（1）的一种。
5.根据权利要求4所述的次声波加载酒类催陈化设备，其特征在于：所述次声波发生单元为激励器（13），所述激励器（13）电连接于功率放大器（4）并设置于陈化容器（11）中。
6.根据权利要求4所述的次声波加载酒类催陈化设备，其特征在于：还包括长方体形的次声加压舱（2），所述次声加压舱（2）前侧面上通过合页（2.3）可转动安装有舱门（2.2），所述舱门（2.2）通过锁扣（2.4）密封固定使次声加压舱（2）内部形成密封空腔，所述次声波发生单元为安装在次声加压舱（2）后侧面、左右两侧面及顶面上的若干电连接于功率放大器（4）的次声频扬声器（1），所述陈化容器（11）置于次声加压舱（2）内的密封空腔中。
7.根据权利要求6所述的次声波加载酒类催陈化设备，其特征在于：所述次声加压舱（2）上安装有玻璃材质制成的观察窗（2.1）。
8.根据权利要求5所述的次声波加载酒类催陈化设备，其特征在于：还包括计算机（7）、安装于陈化容器（11）中的乙酸乙酯传感器（6）、电连接于乙酸乙酯传感器（6）的乙酸乙酯测量仪（5），所述次声信号发生器（3）以及乙酸乙酯测量仪（5）均连接于计算机（7）。
9.根据权利要求6或7所述的次声波加载酒类催陈化设备，其特征在于：还包括计算机（7）、安装于陈化容器（11）中的乙酸乙酯传感器（6）、电连接于乙酸乙酯传感器（6）的乙酸乙酯测量仪（5）、安装于次声加压舱（2）中的次声传感器（8）、电连接于次声传感器（8）的次声测量仪（9）以及电连接于次声频扬声器（1）的次声功率测量仪（10），所述次声信号发生器（3）、乙酸乙酯测量仪（5）以及次声功率测量仪（10）均连接于计算机（7）。
10.根据权利要求9所述的次声波加载酒类催陈化设备，其特征在于：还包括设置于次声加压舱（2）内部和/或外部的若干监控摄像机（12），所述监控摄像机（12）连接于计算机（7）。
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