釀酒生產(chǎn)過程智能化控制技術(shù)研究

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和科技的日新月異，高精度、智能化的自動(dòng)控制技術(shù)已經(jīng)滲透到人們生活中的各個(gè)領(lǐng)域。釀酒生產(chǎn)過程是一個(gè)內(nèi)部復(fù)雜、多個(gè)領(lǐng)域技術(shù)交叉滲透的過程，涉及到生物、計(jì)算機(jī)、控制等方面的內(nèi)容。針對目前釀酒生產(chǎn)工藝技術(shù)裝備落后，勞動(dòng)生產(chǎn)率低等問題，研發(fā)基于物聯(lián)網(wǎng)、現(xiàn)場總線、PLC、智能儀表等現(xiàn)代測控技術(shù)的釀造過程控制技術(shù)，是國內(nèi)外該行業(yè)科研人員的研究重點(diǎn)。

Dimitrios Tomtsis等（2016）提出了一種智能監(jiān)管系統(tǒng)（winesbs）用于監(jiān)測在濟(jì)察伊庇魯斯地區(qū)生產(chǎn)的debina品種氣泡酒的發(fā)酵過程。該系統(tǒng)主要包括單片機(jī)設(shè)備及CBS傳感器。Ting S L.等（2014）研發(fā)了基于支持向量機(jī)和HOG特征的白葡萄酒檢測技術(shù)。Wang Yaonan等（2012）研究了基于機(jī)器視覺的酒生產(chǎn)智能監(jiān)測器，其使用亞像素邊緣定位方法確定檢查區(qū)域，將二次差分和能量累積的方法用于運(yùn)動(dòng)小目標(biāo)的識別，并采用形狀識別和運(yùn)動(dòng)軌跡識別算法提取異物。中國專利CN201410173411.0公開了帶全自動(dòng)裝甑機(jī)器人的釀酒自動(dòng)化生產(chǎn)線，該自動(dòng)化生產(chǎn)線包括設(shè)置在廠房內(nèi)的酒醅加料機(jī)、粉糧加料機(jī)、稻殼加料機(jī)、提升鏈板機(jī)、上層水平雙向鏈板機(jī)、下層水平雙向鏈板機(jī)、上甑送料機(jī)、全自動(dòng)裝甑機(jī)器人、甑桶、冷卻器、Ⅰ鏈板輸送機(jī)、過渡鏈板機(jī)、攤涼機(jī)、加曲機(jī)、Ⅱ鏈板輸送機(jī)和儲(chǔ)酒罐。CN201610614427.X公布了一種白酒生產(chǎn)智能化控制系統(tǒng)，包括控制裝置，機(jī)器人裝甑系統(tǒng)，PLC，各類泵、閥、電機(jī)，各類傳感器，各類儀表。CN201510412667.7公開了一種釀酒用自動(dòng)裝甑機(jī)器人系統(tǒng)及其控制方法。機(jī)器人系統(tǒng)包括機(jī)器人、視覺系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，視覺系統(tǒng)用于將甑鍋內(nèi)的區(qū)域劃分為有限個(gè)坐標(biāo)區(qū)域，將各坐標(biāo)區(qū)域在控制系統(tǒng)內(nèi)逐個(gè)編號存儲(chǔ)；視覺系統(tǒng)包括三維深度相機(jī)，用于測量甑鍋內(nèi)酒醅物料的深度及不同區(qū)域的深度差別，找出甑鍋內(nèi)酒醅的低點(diǎn)區(qū)域；視覺感應(yīng)裝置，用于感應(yīng)甑鍋內(nèi)酒醅的冒汽、穿汽點(diǎn)或區(qū)域；紅外測溫儀，用于測驗(yàn)甑鍋內(nèi)酒醅料溫度異常高點(diǎn)或區(qū)域；控制系統(tǒng)用于接收三維深度相機(jī)、視覺感應(yīng)裝置和紅外溫度儀的反饋信息并判斷其優(yōu)先級順序，再根據(jù)優(yōu)先級順序驅(qū)動(dòng)機(jī)器人撒料到甑鍋內(nèi)的響應(yīng)坐標(biāo)區(qū)域內(nèi)。CN201610479670.5涉及一種基于柔性撒料機(jī)器人的全自動(dòng)裝甑系統(tǒng)，包括麥皮輸送機(jī)、酒醅輸送機(jī)、酒醅提升輸送帶、柔性撒料機(jī)器人、甄桶、紅外相機(jī)、桶蓋吊裝裝置、冷凝器以及電控柜，麥皮輸送機(jī)和酒醅輸送機(jī)的出料口均連接到酒醅提升輸送帶的進(jìn)料口，酒醅提升輸送帶的出料口連接柔性撒料機(jī)器人的進(jìn)料斗；在柔性撒料機(jī)器人的工作區(qū)域間隔安裝有甄桶，甄桶下方安裝有加熱裝置。該發(fā)明輸送可精準(zhǔn)控制，能夠?qū)崿F(xiàn)灑料薄、柔、勻，提升出酒率。CN201610445344.2公開了一種白酒釀制蒸餾過程的自動(dòng)化控制系統(tǒng)。包括：蒸餾桶溫度控制回路、蒸餾桶壓力控制回路、蒸汽壓力控制回路、冷凝器出水溫度控制回路、進(jìn)水溫度控制回路、打量水箱水位控制回路、水溫控制回路等生產(chǎn)工藝參數(shù)控制回路；每個(gè)控制回路包括參數(shù)檢測裝置、基于計(jì)算機(jī)的控制器、以及相應(yīng)的執(zhí)行裝置，保證各工藝參數(shù)的控制精度，滿足生產(chǎn)指標(biāo)要求。劉剛（2015）設(shè)計(jì)了一個(gè)自動(dòng)化和智能化的釀酒監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了釀酒房的自動(dòng)化管理。其使用微處理器STM32和無線射頻芯片SI4463，結(jié)合無線自組網(wǎng)方式，傳輸實(shí)時(shí)和歷史溫濕度。主機(jī)通過GSM/GPRS模塊SIM900A，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程監(jiān)控釀酒房溫濕度的功能。PC端的上位機(jī)管理軟件通過串口通信，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)和手動(dòng)獲取溫濕度，設(shè)置報(bào)警參數(shù)，繪制溫濕度曲線，保存溫濕度到Excel文件等功能。采集器根據(jù)時(shí)間自動(dòng)采集和存儲(chǔ)溫濕度，具有智能化，低功耗的特點(diǎn)。郭鵬飛等（2012）設(shè)計(jì)了基于ARM-Linux的酒精發(fā)酵遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用ARM平臺(tái)和Linux操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)pH值、溫度等數(shù)據(jù)的采集和處理，并采用TCP/IP協(xié)議、依靠網(wǎng)絡(luò)將酒精發(fā)酵設(shè)備數(shù)據(jù)向主機(jī)傳送，同時(shí)支持遠(yuǎn)程客戶通過Web方式對設(shè)備進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)對酒精發(fā)酵設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控。

釀酒生產(chǎn)過程智能化控制技術(shù)的研究和實(shí)現(xiàn)，不僅有利于酒裝備制造行業(yè)的技術(shù)升級，促進(jìn)釀酒產(chǎn)業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化、自動(dòng)化和智能化，對于建立新型的釀酒發(fā)酵裝備體系，增強(qiáng)釀酒企業(yè)的科技含量和競爭優(yōu)勢，具有重要的意義。

（江南大學(xué)圖書館 張群）