[发明专利]基于电子鼻与近红外光谱融合检测的自动勾兑系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种白酒自动勾兑设备，特别是涉及一种可以依据电子鼻与近红外光谱融合检测的自动勾兑系统。

背景技术

白酒主要由水、乙醇、其它醇类、酸、酯、醛等微量化合物构成。其中，乙醇和水的质量分数达到98～99％。其它种类繁多的微量成分按不同比例关系组合，形成不同的香型和风格。统一白酒生产企业内相同质量等级的酒，风味也各不相同，有的后味较短、有的略带杂味、有的甜味不足等。因此，通过各种勾兑工艺，将不同风味的酒按特定比例混合，可以弥补缺陷、取长补短、使酒质更加完美。若比例得当，多种风味较为极端的低档次基酒相互补充，可得到酒质较好的白酒；反之，多种高品质酒因比例的不当，以致香味不突出或出现杂味，降低档次。白酒的勾兑过程中，先将不同风味的3年以上陈酿酒分为几类基础酒(简称基酒)，再以较小的量进行小型勾兑(俗称小盘勾)，最后通过调香调味来进一步优化白酒的风味。将小型勾兑确定的比例作为配方，放大各基酒的量，可进行大型勾兑来投产。

感官评价是确定配方最为直接、有效的依据。目前，白酒生产企业中，同常由一个或少数几个品酒师通过人体的嗅觉、味觉来不断修正小型勾兑过程中的各基酒比例。但是，在大型勾兑生产过程中，同一种基酒也因批次不同而存在品质差异。因为基酒在发酵过程中，除了原料之外，气候、环境、人员操作等诸多不可控因素均会影响其风味；另一方面，基酒的贮藏时间及场所的差异也会对风味产生一定的影响。由于大型勾兑过程的基酒消耗量较大、耗时较长，因此要求在过程中根据勾兑中间产品的感官评价来不断微调配方，从而消除基酒差异带来的产品品质的降低。然而，人工品酒易受到环境及主观因素的影响造成，除了基酒比例调整量这一结论之外，品酒人员无法给出其它定量的中间指标。根据“略苦涩”、“入口较差”等定性词汇，很难保证在长时间的勾兑过程中每次都提出符合同一标准的配方调整建议。

综上，勾兑过程中通过品酒师的感官评价来调整各基酒比例，会耗费大量人力和时间、延长勾兑周期、受到品酒师主观因素影响，是一种非常不经济、不高效的做法。针对这一现象，需要在勾兑系统中引入一种定量、在线的白酒品质测量方法，来代替传统的人工感官评价。白酒中醇类、芳香族、醛类化合物均在zNose上有各自的特征气味图谱；而白酒中羟基、羧基、羰基、醛基等与白酒风味有关的官能团在近红外波段有倍频吸收的特征光谱结构。选取大量不同年份、等级、售价酒样，分别记录各自的电子鼻响应与近红外光谱信息，再由主成分分析、偏最小二乘回归等数学工具建立模型，从而根据白酒味觉及光谱信息定量地给出品质参数。

本发明引入电子鼻与近红外光谱技术，并根据勾兑系统的特点适当改进硬件和算法，在此基础上提出了一种基于电子鼻与近红外光谱融合检测的自动勾兑系统。根据电子鼻及光谱仪在线测量的信息，表征基酒及勾兑酒的品质参数，并由控制系统根据参数信息来实时调节各基酒的比例，从而不断优化勾兑酒的品质和风味，以提高勾兑的质量和效率。

发明内容

本发明针对现有勾兑技术存在的上述缺陷，提供一种勾兑效率高、成功率高、结果客观准确并且对原料和勾兑环境适应性强的自动勾兑系统。

为实现上述目的，本发明基于电子鼻及近红外光谱融合测量的自动勾兑系统，包括多个原料罐，一个带压缩空气搅拌器的勾兑罐，电子鼻测量系统，近红外光谱测量系统，带过滤和流量控制的管路系统，工业计算机控制平台。原料罐与勾兑罐之间由管路系统相连。整个系统在勾兑过程中受工业计算机控制平台控制。

上述原料罐，包括多个基酒罐和一个纯水罐，分别带有独立的压力液位传感器和温度传感器，压力液位传感器提供各罐的余量信息，温度传感器提供勾兑当时的环境信息并用以对流量数据进行修正，该2路信号通过多通道数据采集卡输入至工业控制计算机。

上述勾兑罐，为一个包括勾兑罐本体、压缩空气搅拌器的子系统。勾兑罐本体内带有压力液位传感器和温度传感器；压缩空气搅拌器由空气压缩机、压缩空气净化装置、电磁阀及管路构成，连入勾兑罐底部利用压缩空气进行搅拌勾兑。勾兑罐子系统部分共提供2路模拟信号，分别来自液位压力传感器和温度传感器，经由多通道数据采集卡输入至工业控制计算机。

上述电子鼻测量系统，包括传感器阵列(含有7个味觉传感器)、进样系统、数据采集系统和数据分析软件。酒样经进样系统进入电子鼻主体后，依次与各个味觉传感器作用，数据采集系统获取7个味觉传感器的响应值并传输至电脑，然后数据分析软件给出味觉信息。