國內啤酒發酵自動控制技術的現狀與展望淺談

□ 張 榮 新疆工業經濟學校

隨著我國科技的不斷更新，啤酒發酵過程也要不斷優化。在我國啤酒發酵過程主要以自動控制的方式進行，嚴格掌控啤酒發酵的工藝條件，以此來保證啤酒的質量。良好的操作流程可以提高釀造過程的生產率。

要想釀造高品質的啤酒，那么就需要控制啤酒釀造的過程。發酵是由糖化麥汁轉化成發酵糖，在酵母的作用下，進行生化反應的過程。啤酒的多重口味決定了啤酒的獨特風味，所以發酵是釀造啤酒的一個非常重要的程序。我國的啤酒釀造技術研發已經有二十年，以下將針對國內的啤酒釀造技術進行分析，結合現有發酵自動控制技術展開討論，促進我國啤酒釀造行業的發展[1]。

1 國內啤酒發酵自動控制技術發展的現狀

在啤酒的生產過程中，要減少發酵的時間，就需要提高發酵的溫度。目前，國內為了釀造出獨特風味的啤酒，往往會進行保壓發酵。通過提高溫度，提升發酵反應的效率，在溫度和壓力的共同反應下，控制香味物質的生成。由此可以看出，控制發酵過程中的溫度，是有效提高啤酒質量的重要措施。近年來，我國啤酒產業運用的控制方法多種多樣。當今社會發展迅速，啤酒釀造企業為了保證啤酒獨特的風味，提高生產效率，增強市場競爭能力，采用了自動控制技術來進行啤酒發酵。在啤酒發酵的整個流程中，主要是對溫度、糖度、雙乙酰、壓力和時間進行控制，糖度和雙乙酰靠溫度來調節，然而，在特定的活性酵母條件下，時間和壓力主要是靠發酵的溫度來改變的。智能化自動控制技術在當今釀酒企業生產中得到廣泛應用，它集自動化儀表技術、自動控制理論、微機控制技術、微機網絡技術于一體，具有自動化程度高、結構緊湊、操作簡單方便、可靠性高的特點[2]。

2 我國啤酒發酵自動控制方式

在啤酒發酵環節中，國內運用的幾種控制方式如下。

2.1 純手動操作的方式

手動控制方式就是由人現場親自操作閥門，操作技術人員控制生產設備的運行。在這種方式下，不能精準掌控生產工藝參數，啤酒的質量也無法保證。另外，技術操作人員工作時間長，工作能力有限，不能保證生產設備和裝置長期正常運行，且原材料得不到有效利用，造成浪費等情況。

2.2 半自動化控制的方式

半自動的控制方法，也被人們稱作集中手動控制方法，是通過數據采集器采集數據，并將采集過程量輸入控制室，再通過控制操作盤，設置操作盤上顯示的溫度、流量、壓力和液位等，并操作啟停設置，以此來對生產的過程進行控制。

2.3 常規的單變量PID控制策略

在啤酒發酵罐的溫度控制系統中，以大罐的中部溫度為被控制量的就是常規單變量PID，其中中部冷卻帶閥門開度為控制量，然而閥門開度不同的啤酒發酵過程有相應的比例系數，比例系數主要由技術操作人員依靠操作經驗來決定的，這就是所謂的單變量控制策略。可是，啤酒發酵的整個過程都是多變量系統，所以，啤酒發酵過程中，發酵罐上中下三個冷卻帶的耦合存在一定問題，光靠單變量是無法完成的，由此可見，單單憑借人工操作的經驗，無法保證發酵控制的準確度。

2.4 模糊控制的操作策略

在實際生產車間，模糊控制操作策略可以有效利用非線性結構，它不需要為被控對象建立精準的數字模式，雖然基本可以滿足生產的一部分需要，可是，離線建立的模糊控制操作規則不能實現在線修改。

2.5 多變量的控制操作

多變量就是在單變量的基礎上，對操作控制器進行了改進，可以有效對啤酒發酵罐進行多變量的控制策略，升級調整發酵控制量，可以有效控制啤酒發酵溫度，相比較單變量，提高了生產效率，同時，得到了相對較滿意的控制結果。

每一種操作控制策略都有其各自的特點，為了促進啤酒釀造業的發展，應不斷完善現代控制理論與智能控制理論。

3 啤酒發酵自動控制技術的發展目標

目前，國內啤酒的生產量已達到世界領先水平，為了促進我國啤酒業的不斷發展，必須提高啤酒釀造的質量，做到品種多樣、口味多變，來滿足廣大消費者的需求。為了提高我國啤酒的生產質量，就要逐漸改變陳舊的生產工藝，不斷引進新技術，更新現代化控制設備，滿足國內啤酒釀造企業的需求。我國啤酒釀造的技術更新，可以從兩方面開展：（1）借鑒外國的啤酒發酵控制技術，結合國內啤酒釀造企業的實際運行情況，提高自動化控制水平，以此來提高國內啤酒的生產質量與生產量，其弊端就是價格昂貴；（2）根據我國啤酒釀造企業實際情況，自己研究創新技術，可以有效減少資金投入、降低成本。所以，我國應該積極研究啤酒釀造自動控制系統，以促進我國啤酒釀造業發展。

4 結語

從啤酒發酵自動控制技術的研究分析中可以看出，我國在發酵自動控制系統應用中，還存在著很多不足，要彌補這些不足，研究出可以改善啤酒發酵自動控制技術的設備，促進我國啤酒行業與我國經濟發展。

[1]鐘成,劉伶普,李清亮,等.采用代謝組學分析技術分析工業啤酒發酵過程中風味物質生成規律[J].中國生物工程雜志,2016,36(12):49-58.

[2]曹吉花,郭煥銀,黃理軍.PLC(可編程控制器)在啤酒發酵溫度控制中的應用[J].微計算機信息,2009,25(19):51-53.