CN104498291A - 一种利用实时气味检测技术控制白酒自动勾兑的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种利用实时气味检测技术对白酒勾兑进行自动控制的方法，内容包括白酒气味的实时检测方法、白酒气味特征的定义及白酒自动勾兑控制算法。基本流程为：对原料酒及小样建立气味特征图谱，按照小样比例，进行初次勾兑，气味检测，获得勾兑后白酒的气味特征图谱，勾兑后白酒气味特征向量与小样白酒特征向量进行比较，误差大于阈值则按照算法公式进行下一轮次勾兑，重复检测、比对及修正勾兑步骤，直至误差小于阈值，完成勾兑获得成品。该方法的优点在于对具有差异的不同批次原料酒的适应性强，且能够通过改变算法参数，快速勾兑不同类型的风味酒和年份酒。

Description

一种利用实时气味检测技术控制白酒自动勾兑的方法

技术领域

本发明涉及一种利用实时气味检测对白酒勾兑进行自动控制的方法，主要包含白酒勾兑生产流程中对白酒气味的实时检测方法、白酒气味特征的定义及白酒自动勾兑控制算法。

背景技术

我国白酒行业目前主要采用传统的勾兑方法进行白酒勾兑，常见的有坛内勾兑法和大容量储罐勾兑法。无论哪种勾兑方法，一般会先按照小样确定配方，然后计算各种基酒的用量。在勾兑流程中或是用提桶和陶坛一坛一坛勾兑，或是把若干坛基酒按比例组合引入大罐进行勾兑。这些手动和半自动勾兑方法，都是基于固定的小样比例来进行，在实际控制中比例误差大，不易做到精确控制，兑出的成品在口味上和小样的吻合程度不能获得保证，需要专业的品酒师经过多次品评，反复勾兑来实现，一次勾兑成功率低。

另一方面，制作小样的基酒与实际勾兑中使用的基酒由于批次的原因总存在差异，基酒在发酵过程中，存在诸多不可控因素，比如气候、环境、地理等条件会对其口味产生影响；而且，勾兑当时的环境也会对成品产生一定的影响，即便用同一批次的基酒，在不同的温、湿度条件下勾兑的成品也可能存在风味上的差异。这将导致用同一比例对不同批次的基酒勾兑，或者不断变化的勾兑环境会对最终成品产生不可控影响，影响成品的品质和一致性。而每次勾兑的中间过程都通过让品酒师品评来做质量控制，结果也会受到品酒师生理和情绪状态等主观因素影响，且耗费大量人力，劳动强度大，延长勾兑周期，生产效率低下。

基于以上原因，本发明提出了一种利用实时气味检测技术控制白酒自动勾兑的方法，将气味检测技术融合到白酒自动勾兑流程中，以客观的气味检测手段在生产流程中对勾兑结果进行监控，并通过工业计算机控制系统对勾兑流量、比例、勾兑轮次进行控制，最大程度上消除由于原料、勾兑环境及品酒师主观因素等对最终成品品质的影响。

发明内容

本发明的目的在于，为解决由于原料批次差异、品酒主观因素、客观环境因素以及勾兑过程中的比例误差等原因造成的勾兑成品在口味上偏离小样预期的问题，而在勾兑过程中引入实时的气味检测并用以控制勾兑流程的新型勾兑方法。该方法具有勾兑效率高、成功率高、结果客观准确并且对原料和勾兑环境适应性强等特点。

为实现上述目的，本发明一种利用实时气味检测技术控制白酒自动勾兑的方法，包括白酒气味的实时检测方法、白酒气味特征定义及白酒自动勾兑控制算法。

上述白酒气味的实时检测方法，主要为勾兑搅拌、气味检测、电子鼻清洗、勾兑计算四个环节的运行时序安排。将勾兑搅拌与上一轮气味检测后的电子鼻清洗安排在同一时段进行，然后停止搅拌，进行检测，最后进行勾兑计算；以上步骤重复循环直至勾兑完成。

上述白酒气味特征的定义方法，为利用声表面波阵列式快速气相色谱仪(电子鼻)测量的结果，提取气体中所含碳原子从6至22的有机物含量，构成向量P来量化表征白酒的气味，以用于勾兑比例计算。

上述白酒自动勾兑控制算法，可以图1表示。其中m为勾兑过程所使用的基酒种类，n为勾兑的轮次数，P用来表征白酒气味特征的向量，可表示为，

P＝[p_i1,p_i2,p_i3,...p_il]^T       (l＝17,i＝1～m)         (1)

其中，p为白酒气味图谱中的峰面积值。指导勾兑的白酒小样气味特征表示为P₀，定义所有基酒气味特征构成原料气味矩阵P_m,0，可以表示为，

第n轮次勾兑后的气味矩阵为P_n，第n+1轮次勾兑后的气味矩阵可以通过计算式获得，

$P_{n+1}=\left[\begin{array}{cc}{P}_{m,0}& P_n\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{K}_{n+1}\\ \underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{sum}\left(K_i\right)\end{array}\right]---\left(3\right)$

其中K_n为第n轮次勾兑所使用的比例。在有明确预期目标的情况下，第n+1轮次勾兑所应当采用的比例按照回归方法确定，

$\left[\begin{array}{c}{K}_{n+1}\\ \underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{sum}\left(K_i\right)\end{array}\right]={\left[\begin{array}{cc}{P}_m& P_n\end{array}\right]}^{-1}{P}_0---\left(4\right)$

单次勾兑多数情况下达不到期望的结果，定义误差值ε及误差阈值ε₀(取决于精度要求)来判定勾兑后的结果，

$\mathrm{\ϵ}=\mathrm{\Σ}\sqrt{{(P_0-P_n)}^2}---\left(5\right)$

附图说明

图1气味控制下的白酒自动勾兑流程图

图2气味检测自动勾兑系统硬件示意图

图2中：1.原料酒输入；2.清洁压缩空气输入；3.勾兑罐；4.排气口；5.换向电磁阀；6.电子鼻；7.压缩氮气；8.抽气泵；9.气体采集瓶；10.温度传感器；11.液位压力传感器.

图3气味检测及自动勾兑时序图

具体实施方式

下面结合附图和具体实例步骤更进一步说明：

勾兑过程中的实时检测在如图2的实时气味检测系统中完成，并按照图3的时序进行：

a)基酒通过输入管1进入勾兑罐3，利用输入清洁压缩空气2进行搅拌，过程耗时70s；

b)同时，控制换向电磁阀5在1状态，联通清洁氮气7和气体采样瓶9，利用清洁氮气7对电子鼻6进行清洗，耗时60s，电子鼻6随后进入待命状态；

c)结束清洗后，控制换向电磁阀5在2状态，联通勾兑罐3和气体采样瓶9，开启抽气泵8，将白酒挥发气体抽入气体采集瓶9，耗时10s；

d)电子鼻6检测开始，耗时60s；

e)检测结果输送至计算机，与数据库中P₀比较，误差小于等于阈值ε₀则勾兑完成，误差大于阈值ε₀则通过公式(4)计算下一轮次勾兑所应使用的比例，然后返回步骤a)，计算过程耗时1s。

Claims (4)

1.一种利用实时气味检测技术控制白酒自动勾兑的方法，其特征在于包括白酒气味的实时检测方法，白酒气味特征向量的定义方法，白酒自动勾兑的控制算法。

2.根据权利要求1所述的白酒气味的实时检测方法，其特征在于包括勾兑搅拌、气味检测、电子鼻清洗、勾兑计算四个环节的运行时序安排；将勾兑搅拌与上一轮气味检测后的电子鼻清洗安排在同一时段进行，然后停止搅拌，进行检测，最后进行勾兑计算；重复以上步骤直至勾兑完成。

3.根据权利要求1所述的白酒气味特征向量定义方法，其特征在于以列向量P作为对白酒挥发物气味的表征，向量P中包含17个元素，分别表示挥发物中所包含的碳原子数从6到22的物质的含量，向量P用于勾兑比例计算。

4.根据权利要求1所述的白酒自动勾兑控制算法，其特征在于将m种基酒和第n轮次勾兑后中间品的气味特征向量组成气味特征矩阵P_m,n，以白酒小样气味特征向量P₀为目标通过回归的方式获取勾兑比例K_n+1；根据勾兑精确度定义误差阈值ε₀，当P_m,n与P₀之差的各元素均方根大于于ε₀则重复循环直至勾兑完成。