CN207610986U - 一种快速测量酒醅在窖池中发酵参数的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种快速测量酒醅在窖池中发酵参数的装置，包括测量杆、安装在测量杆杆身上的温度检测装置和近红外检测装置，以及安装在测量杆杆头上的测量仪表表头和测量仪表表头上连接的无线雷达发射装置，所述温度检测装置用于采集酒醅中的温度数据，近红外检测装置用于采集酒醅中酸度、淀粉、水分参数数据，测量仪表表头将温度、酸度、淀粉、水分参数数据转换成数字量信号，由无线雷达发射装置通过无线通讯方式将数字量信号发送至MES系统数据库中。本实用新型能够实时采集酒醅在窖池中的发酵情况，大幅提高工作效率，降低劳动成本。

Description

一种快速测量酒醅在窖池中发酵参数的装置

技术领域

本实用新型涉及白酒酿造技术领域，具体涉及一种快速测量酒醅在窖池中发酵参数的装置。

背景技术

目前我国名优白酒大都采用固态发酵技术，即满足入池条件的酒醅放入发酵设备中进行密封固态发酵。发酵过程的好坏，在很大程度上决定了白酒产质量的高低。对发酵过程的监控，目前大都是采用温度监控的方式，测量点单一，项目少，这在一定程度上制约了对发酵过程的准确预判，严重制约了发酵过程机理的研究。同时根据生产的需要，在发酵过程中的不同阶段对发酵酒醅的酸度、水分等进行取样化验的过程中，造成封口泥的破坏，感染杂菌，影响发酵过程的稳定性。综上所述，需要探寻一种在线监测的装置，来实时记录发酵过程的变化。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种快速测量酒醅在窖池中发酵参数的装置，能够实时采集酒醅在窖池中的发酵情况，大幅提高工作效率，降低劳动成本。

本实用新型通过以下技术方案实现：

一种快速测量酒醅在窖池中发酵参数的装置，包括测量杆、安装在测量杆杆身上的温度检测装置和近红外检测装置，以及安装在测量杆杆头上的测量仪表表头和测量仪表表头上连接的无线雷达发射装置，所述温度检测装置用于采集酒醅中的温度数据，近红外检测装置用于采集酒醅中酸度、淀粉、水分参数数据，测量仪表表头将温度、酸度、淀粉、水分参数数据转换成数字量信号，由无线雷达发射装置通过无线通讯方式将数字量信号发送至MES系统数据库中。

本实用新型更进一步改进方案是，所述的温度检测装置采用PT100温度传感器，环形安装在测量杆上。传感器是温度感知节点的关键元件，考虑到窖池深达2m，偏酸性的内部封闭环境，在本系统中选用PT100温度传感器，它可以将窖池内的温度数据转换为可传送的4~20毫安或者1~5伏的直流信号输出。其测温范围在-50度~200度以内，满足窖池发酵内部10度~50度的温度要求，并且在此区间内温度和电阻具有较好线性关系。高精度的测量传感器，保证了测量数据的准确性。

本实用新型更进一步改进方案是，所述近红外检测装置采用近红外传感器，环形安装在测量杆上。近红外传感器扫描周围的酒醅，检测酒醅中酸度、淀粉、水分等参数，并将参数上传至 MES系统，MES系统智能分析这些参数对酒醅发酵的影响，并指导酿酒管理人员对此批次酒醅进行下一排次生产安排。

1、 酒醅发酵过程理化指标测定模型的建立

跟踪酒醅发酵过程（90天），每隔10天取样，分别进行近红外光谱和理化指标（酸度、水分、淀粉、残糖）测定，得到10组近红外波段光谱信息和理化指标化学测定值；

将所有样品的近红外波段光谱信息和理化指标测定值一一对应，利用近红外化学计量学软件，选择主成分回归（PCR）法或区间偏最小二乘回归（siPLS）法，采用标准归一化处理、多元散射校正、二阶导数校正或平滑处理等进行建模预处理，建立酒醅理化指标定标模型。

在模型的建立过程中，采取独立验证集交互验证模式，按照10：1比例选择预测集样本与校正集样本；同时，样本的异常情况进行剔除建模计算，再逐一回收，若回收某一样本后，模型性能没有变差，则保留，反之则剔除。

主成分的筛选。主成分的选择可以使用模型的交叉验证均方根误差（RMSECV）值作为依据，逐步增加（或减少）主成分数目，然后并计算不同主成分数对应所建模型的ＲＭＳＥＣＶ值，最低的ＲＭＳＥＣＶ值所对应的即为最佳主成分数。

2、 模型的校验

取未参与建模的具有代表性酒醅作为校验用样品，通过近红外仪进行扫描，获得光谱信息；同时，通过理化方法测定酒醅的理化数据。

根据校验样本近红外光谱信息，采用上述建立的定标模型对校验样品进行计算，获得校验用样品的理化指标预测值，与理化检测结果进行比较，若偏差在允许范围内，则所建立的酒醅理化指标定标模型可用；若偏差超过设定范围，则将校验用样本纳入用于建模的酒醅样本组，并调整建模条件后重复1和2步骤，直到所建酒醅理化指标定标模型可用。

3、样品检测

将可用的定标模型存入在线监测系统，采用连续波长近红外扫描的方式进行近红外平均光谱扫描，获得待测样品的近红外波段光谱信息，再利用所建酒醅理化指标定标模型进行处理，获得待测样本酒醅理化指标数据。

本实用新型更进一步改进方案是，所述温度检测装置和近红外检测装置在测量杆上安装多点测量位置。保证了可以监测到窖池中不同层次酒醅的温度、酸度、淀粉、水分等发酵情况。

本实用新型进一步改进方案是，所述测量仪表表头包括Si4463无线模块，信号调理放大模块，电源处理模块和液晶显示模块，信号调理放大模块信号连接温度检测装置、近红外检测装置，信号调理放大模块信号连接电源处理模块，电源处理模块信号连接液晶显示模块、或无线雷达发射装置。PT100对窖池内温度参数进行采样，近红外传感器对窑内酒醅中酸度、淀粉、水分等参数进行采集，然后通过信号调理电路对采集到的电压信号经过AD620AR进行放大处理，使其更加适合A/D转换，模拟信号通过STM8L内部模拟数字转换器转换为数字信号显示在液晶屏幕上，或根据Si4463无线模块指令无线雷达发射装置通过无线通讯方式将数字量信号发送至MES系统数据库中。其具有高精度测量转换模块和无线发射模块，保证采集的数据转换的准确性和及时性。

本实用新型与现有技术相比，具有以下明显优点：

一、本实用新型的无线雷达发射装置，可以快速将检测的数据传入到MES系统数据库中，保证数据的准确性和实时性，降低人为误差和劳动强度，提高工作效率。

二、本实用新型的测量仪表表头，采用了多功能测量数据转换功能，既能转换温度数据，又能转换酸度、淀粉、水分等数据，保证了发酵中酒醅的酸度、淀粉、水分等参数实时监测。

三、本实用新型的温度检测装置和近红外检测装置，在测量杆上安装多点测量位置，保证了可以监测到窖池中不同层次酒醅的温度、酸度、淀粉、水分等发酵情况。

附图说明

图1为本实用新型正视图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型由无线雷达发射装置1、测量仪表表头2、温度检测装置3（PT100温度传感器）、近红外检测装置4（近红外传感器）、测量杆5组成。所述的温度检测装置3、近红外检测装置4环形安装在测量杆上多个测量点，测量仪表表头2连接在测量杆5的顶端，无线雷达发射装置1和测量仪表表头2采用螺纹连接。测量发酵酒醅参数时，将测量杆5插入窖池中，所述温度检测装置3用于采集酒醅中的温度数据，近红外检测装置4用于采集酒醅中酸度、淀粉、水分参数数据，测量仪表表头2将温度、酸度、淀粉、水分参数数据转换成数字量信号，由无线雷达发射装置1通过无线通讯方式将数字量信号发送至MES系统数据库中。

Claims (5)

1.一种快速测量酒醅在窖池中发酵参数的装置，包括测量杆（5）、安装在测量杆杆身上的温度检测装置（3）和近红外检测装置（4），以及安装在测量杆杆头上的测量仪表表头（2）和测量仪表表头上连接的无线雷达发射装置（1），所述温度检测装置（3）用于采集酒醅中的温度数据，近红外检测装置（4）用于采集酒醅中酸度、淀粉、水分参数数据，测量仪表表头（2）将温度、酸度、淀粉、水分参数数据转换成数字量信号，由无线雷达发射装置（1）通过无线通讯方式将数字量信号发送至MES系统数据库中。

2.根据权利要求1所述的一种快速测量酒醅在窖池中发酵参数的装置，其特征在于：所述的温度检测装置（3）采用PT100温度传感器，环形安装在测量杆上。

3.根据权利要求1所述的一种快速测量酒醅在窖池中发酵参数的装置，其特征在于：所述近红外检测装置（4）采用近红外传感器，环形安装在测量杆上。

4.根据权利要求1所述的一种快速测量酒醅在窖池中发酵参数的装置，其特征在于：所述温度检测装置（3）和近红外检测装置（4）在测量杆（5）上安装多点测量位置。

5.根据权利要求1所述的一种快速测量酒醅在窖池中发酵参数的装置，其特征在于：所述测量仪表表头（2）包括Si4463无线模块，信号调理放大模块，电源处理模块和液晶显示模块，信号调理放大模块信号连接温度检测装置、近红外检测装置，信号调理放大模块信号连接电源处理模块，电源处理模块信号连接液晶显示模块、或无线雷达发射装置。