本发明属于电子加速器辐照加工领域，具体涉及一种电子束辐照催陈白酒的工艺及其系统。
背景技术：
众所周知，新酿造的粮食白酒口感比较辛辣、刺激性比较强，不醇也不绵软，需要经过一段时间的搁置和存储才能去除辛辣味，使香味增加，口味协调，这个过程叫做陈化。陈化过程可以分为两种，一种是自然陈化，另一种是人工陈化。白酒自然陈化时间过长，企业流动资金运转周期长，企业效益增长受限，影响生产进度和市场占有份额，以酱香型白酒为例，白酒生产出来后需自然陈化3年，才能投放市场。而对于人工陈化，目前主要包括电场催陈、微波催陈、磁场催陈、氧化催陈、电子加速器催陈等方法，这些方法取得了一定的成果，但是均有一定的弊端。其中，电场催陈处理后酒味比较平淡，且时间越长口感越差；微波催陈升温过高会使酒中的某些香味成分挥发，影响酒质醇香；磁场催陈的催熟效果和生产效率较低；氧化催陈中强烈的氧化性会导致酒体局部的过度氧化。而对于电子加速器催陈，由于其前期投资成本较大，目前大多数研究只是处于实验室阶段，形成的产业化应用非常少。例如，现有技术中的《电子束辐照对白酒香气组分影响的研究》和《电子束辐照浓香型白酒催陈效果的研究》的主要技术方案包括：80ml白酒样品分装于直径为150mm的培养皿中密封，设定小车速度为23.47cm/s，辐照宽度为50cm的电子束对其进行辐照处理，辐照时间低于1min。可见，上述文献只是研究了实验室阶段电子加速器对白酒样品的影响，无法应用到实际的大规模化生产当中。而在目前的企业当中，对于辐照样品的传输采用的是封闭桶装和传送带的方式，此种方式的用工量非常大，需要工作人员进行装桶、封闭、装车、运输等环节，更重要的是，采用此种方式陈化后的白酒的均匀度不好，极大地影响了白酒的品质，限制了电子加速器在白酒催陈中的应用。因此，有必要研究一种新的白酒催陈的工艺系统以及方法，不仅使得催陈效果更加优异，而且还能工业化大规模的推广使用。技术实现要素：针对以上现有技术，本发明的目的是提供一种采用物理技术手段、在体系外对高度白酒输入电子束能量促进白酒陈化速度加快的生产方法及工艺系统。为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：在本发明的第一个方面，提供一种用于电子束辐照催陈的白酒输送系统，该白酒输送系统包括依次相连通的进酒管、流酒槽和出酒管，其中，流酒槽包括依次相连通的白酒引入段、辐照段和白酒导出段，所述辐照段的上平面为用来被电子束穿透的钛膜板，所述白酒引入段的下平面高于白酒导出段最低点的所在水平面，白酒导出段的上平面低于白酒引入段最高点的所在水平面，所述白酒引入段的上平面和白酒导出段的下平面均与水平面呈设定角度；所述辐照段和白酒导出段的上平面在同一水平面上，所述白酒引入段和辐照段的下平面在同一水平面上。在本发明的第二个方面，提供一种电子束辐照催陈白酒的工艺系统，包括电子加速器和上述白酒输送系统；其中，电子加速器输出的电子束通过钛膜板进行辐照。在本发明的第三个方面，提供一种采用上述工艺系统催陈白酒的生产方法，根据该工艺系统优化了辐照参数，摸索出一套适合该工艺系统的工艺参数，设置白酒流速为2.7～8m/min，电子加速器功率为5～15kw，辐照量为4.5～13t/h，辐照剂量为2～3kgy。与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下突出的有益效果：(1)本发明提供了一种用于电子束辐照催陈的白酒输送系统以及工艺系统，其中白酒输送系统包括依次相连通的进酒管、流酒槽和出酒管，流酒槽上设置钛膜板，解决了现有工艺中白酒陈化用工量大和均匀度不好的问题。(2)高度白酒在流酒槽里通过电子加速器扫描口，由一定能量的电子束照射，被辐照的高度白酒吸收一定的辐射剂量，促使高度白酒中的水分子间接反应，产生h+、˙oh等活性自由基，自由基可与高度白酒中的酸类、醇类、醛类、酯类等物质发生化学反应，改变整个白酒体系中各类物质的化学结构和含量，总酸、总酯等有益成分含量相对原高度白酒都有不同程度的增加，相对原白酒燥辣感和刺激感都有明显的减少，口感绵软甜香味明显增加。(3)本发明提供了一种适合上述工艺系统催陈白酒的生产方法，根据该工艺系统优化了辐照的各种参数，摸索出一套适合该工艺系统的工艺参数，使得陈化白酒的品质更好。附图说明构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。图1为电子加速器辐照高度白酒工艺流程图。图2为电子加速器辐照酒示意图。图3为电子加速器辐照白酒工艺设备示意图。图4和图5为电子加速器辐照白酒工艺设备侧视图和俯视图。其中，1、进酒管，2、流酒槽，2-1、白酒引入段，2-2、辐照前缓冲段，2-3、辐照段，2-4、辐照后缓冲段，2-5、白酒导出段，2-6、钛膜板，2-7、钛膜框架，2-8、钛膜，3、出酒管，4、流量自动控制阀，5、流量计，6、电子加速器，7、电子束，8、控制系统，9、流动白酒。具体实施方式应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属
技术领域：
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作和/或它们的组合。正如
背景技术：
所介绍的，现有技术中的白酒催陈技术存在一定的不足，为了解决如上的技术问题，本发明提出了一种用于电子束辐照催陈的白酒输送系统，该白酒输送系统包括依次相连通的进酒管、流酒槽和出酒管，其中，流酒槽包括依次相连通的白酒引入段、辐照段和白酒导出段，所述辐照段的上平面为用来被电子束穿透的钛膜板，所述白酒引入段的下平面高于白酒导出段最低点的所在水平面，白酒导出段的上平面低于白酒引入段最高点的所在水平面，所述白酒引入段的上平面和白酒导出段的下平面均与水平面呈设定角度；所述辐照段和白酒导出段的上平面在同一水平面上，所述白酒引入段和辐照段的下平面在同一水平面上。这样的设计使得进酒管的位置高于出酒管，两者存在势能差，白酒能够按照一定速度自动流过电子束辐照区，而不需要提供额外的动力，节约能源。优选的，所述流酒槽还包括辐照前缓冲段和辐照后缓冲段，所述白酒引入段、辐照前缓冲段、辐照段、辐照后缓冲段和白酒导出段依次相连通；进一步的，所述辐照前缓冲段、辐照段、辐照后缓冲段和白酒导出段的上平面在同一水平面上，所述白酒引入段、辐照前缓冲段、辐照段和辐照后缓冲段的下平面在同一水平面上。其中，所述进酒管的进口与待陈化的贮酒设备(贮酒罐)连接，向白酒输送系统输送白酒。所述进酒管的出口与白酒引入段连接，所述白酒导出段与出酒管的进口相连接，所述出酒管的出口与陈化后的贮酒设备连接或者直接连接出酒分装线装瓶。所述辐照前缓冲段和辐照后缓冲段的设置目的是：根据流体力学，增大了白酒液体的接触表面，使得白酒的流速更加均匀、稳定，从而保证电子束陈化白酒的均匀性。在本发明一个具体的实施方式中，提供一种用于电子束辐照催陈的白酒输送系统，该白酒输送系统包括依次连通的进酒管、流酒槽和出酒管，其中，流酒槽包括依次连通的白酒引入段、辐照前缓冲段、辐照段、辐照后缓冲段和白酒导出段，所述辐照段的上平面为用来被电子束穿透的钛膜板，所述白酒引入段的下平面高于白酒导出段最低点的所在水平面，白酒导出段的上平面低于白酒引入段最高点的所在平面，所述白酒引入段的上平面和白酒导出段的下平面均与水平面呈设定角度；所述辐照前缓冲段、辐照段、辐照后缓冲段和白酒导出段的上平面在同一水平面上，所述白酒引入段、辐照前缓冲段、辐照段和辐照后缓冲段的下平面在同一水平面上。这样使用进酒管、白酒引入段、辐照前缓冲段、辐照段、辐照后缓冲段、白酒导出段和出酒管等部件构成一封闭的输送白酒的整体系统。本发明的被辐照的区域采用钛膜，钛膜的厚度为0.3～0.8mm(优选0.5mm)，相比于其他金属材料，钛膜硬度高，可以进行长时间的辐照，使用寿命长，并且电子束穿透效果好，白酒陈化的均匀度好。优选的，所述钛膜板可拆卸。优选的，所述钛膜板是由钛膜框架和钛膜组成；采用紧固件(例如螺丝)将钛膜框架和钛膜组装成钛膜板紧固在辐照段作为其上平面，用来封闭流酒槽，并可根据辐照情况进行换新拆卸。优选的，沿酒流动的方向，所述白酒引入段和辐照前缓冲段所形成的槽体的横截面逐渐变宽。由于管道细，进入辐照段后，电子束要拉开成一条800mm长的光束向下辐照，这样通过的酒要有效接收电子束，也应该有一个小于800mm宽的对应被辐照面，这样会更有效的利用电子束射线浪费少，能量均匀性好，被辐照白酒吸收射线也相对均匀。优选的，沿酒流动的方向，所述辐照后缓冲段和白酒导出段所形成的槽体的横截面逐渐变窄。优选的，所述设定角度为：0＜α＜90°，进一步优选的，15°≤α≤45°。优选的，所述进酒管上连接流量自动控制阀。优选的，所述出酒管上连接流量计。优选的，所述辐照段的高度为5～10cm，该区域的白酒能够充分接收电子束的辐照，辐照更加均匀。在本发明的一个典型的实施方式中，提供一种电子束辐照催陈白酒的工艺系统，包括电子加速器和上述白酒输送系统；其中，电子加速器输出的电子束通过钛膜板进行辐照；所述电子加速器的出束口与钛膜板的距离为15±2cm(优选15cm)。本发明采用电子加速器输出电子束(该电子束有很强的穿透力)，从体系外对高度白酒输入能量这一生产工艺，促进白酒陈化速度加快的外部催陈技术方法。优选的，该工艺系统还包括控制系统，所述控制系统用于控制进酒管的内白酒的流速、流量、温度等参数，本领域技术人员可常规设计该控制系统。优选的，该工艺系统还包括辐射吸收剂量监测仪，用来监测白酒的辐射吸收剂量。在本发明的又一个典型实施方式中，提供一种采用上述工艺系统催陈白酒的生产方法，通过该工艺系统优化了辐照参数，摸索出一套适合该工艺系统的工艺参数，具体为：将发酵生产后的高度白酒经过电子加速器扫描口进行电子束辐照，设置白酒流速为2.7～8m/min，电子加速器功率为5～15kw，辐照量为4.5～13t/h，辐照剂量为2～3kgy。在本发明的一个具体实施方式中，提供一种电子束辐照催陈白酒的方法，包括以下步骤：(1)高度白酒辐照前准备a、准备一定量的白酒，白酒流经白酒输送系统，能够均匀充满流酒槽；b、根据辐照剂量设定电子加速器的频率、功率、辐照量和白酒流速等参数；c、根据白酒的流速设定白酒自动流量阀参数；d、在电子加速器输出电子束下，白酒流经处放置辐射吸收剂量监测仪。(2)启动电子加速器根据不同要求白酒的辐照剂量开始出束，出束稳定后，启动白酒流量自动控制阀，白酒通过进酒管流过钛膜板，由上方辐射下来的电子束，照射到流经钛膜板下方的白酒，同时按照预设定的电子束的出束频率、功率、辐照量等参数结合流经流酒槽的被辐照的白酒流速达到被辐照白酒预设的吸收剂量完成辐照过程。(3)被辐照白酒辐照前预设定的剂量计随白酒辐照后，用分光光度计进行吸收剂量监测，并出具剂量监测报告。(4)被辐照白酒流出出酒管后经流量计监测出被辐照酒的升数，流入贮酒灌贮藏或直接上出酒分装线装瓶。为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本发明的技术方案，以下将结合具体的实施例详细说明本发明的技术方案。实施例1一种用于电子束辐照催陈的白酒输送系统，该白酒输送系统包括依次连通的进酒管1、流酒槽2和出酒管3，其中，流酒槽2包括依次连通的白酒引入段2-1、辐照段2-3和白酒导出段2-5，所述辐照段2-3的上平面为用来被电子束穿透的钛膜板2-6，所述白酒引入段2-1的下平面高于白酒导出段2-5最低点的所在水平面，白酒导出段2-5的上平面低于白酒引入段2-1最高点的所在平面，所述白酒引入段2-1的上平面和白酒导出段2-5的下平面均与水平面呈20°的角度；所述辐照段2-3和白酒导出段2-5的上平面在同一水平面上，所述白酒引入段2-1和辐照段2-3的下平面在同一水平面上。进酒管1、白酒引入段2-1、辐照段2-3、白酒导出段2-5和出酒管2-6等部件构成一封闭的输送白酒的整体系统。其中，所述钛膜板2-6是由钛膜框架2-7和钛膜2-8组成；采用螺丝将钛膜框架2-7和钛膜2-7组装成钛膜板2-6紧固在辐照段2-4的上平面，根据辐照情况进行换新拆卸。沿酒流动的方向，所述白酒引入段2-1的横截面逐渐变宽，白酒导出段2-5的横截面逐渐变窄。辐照段2-4槽体的高度为8cm。进一步的，所述进酒管1连接流量自动控制阀4，用来控制白酒的流速。进一步的，所述进酒管3连接流量计5，用来监测流动白酒9的流量。实施例2如图4和5所示，一种用于电子束辐照催陈的白酒输送系统，该白酒输送系统包括依次连通的进酒管1、流酒槽2和出酒管3，其中，流酒槽2包括依次连通的白酒引入段2-1、辐照前缓冲段2-2、辐照段2-3、辐照后缓冲段2-4和白酒导出段2-5，所述辐照段2-3的上平面为用来被电子束穿透的钛膜板2-6，所述白酒引入段2-1的下平面高于白酒导出段2-5最低点的所在水平面，白酒导出段2-5的上平面低于白酒引入段2-1最高点的所在平面，所述白酒引入段2-1的上平面和白酒导出段2-5的下平面均与水平面呈20°的角度；所述辐照前缓冲段2-2、辐照段2-3、辐照后缓冲段2-4和白酒导出段2-5的上平面在同一水平面上，所述白酒引入段2-1、辐照前缓冲段2-2、辐照段2-3和辐照后缓冲段2-4的下平面在同一水平面上。进酒管1、白酒引入段2-1、辐照前缓冲段2-2、辐照段2-3、辐照后缓冲段2-4、白酒导出段2-5和出酒管2-6等部件构成一封闭的输送白酒的整体系统。其中，所述钛膜板2-6是由钛膜框架2-7和钛膜2-8组成；采用螺丝将钛膜框架2-7和钛膜2-7组装成钛膜板2-6紧固在辐照段2-4的上平面，根据辐照情况进行换新拆卸。沿酒流动的方向，所述白酒引入段2-1和辐照前缓冲段2-2所形成的槽体的横截面逐渐变宽，所述辐照后缓冲段2-4和白酒导出段2-5所形成的槽体的横截面逐渐变窄，如图4所示，呈现菱形状。辐照段2-4槽体的高度为8cm。进一步的，所述进酒管1连接流量自动控制阀4，用来控制白酒的流速。进一步的，所述进酒管3连接流量计5，用来监测流动白酒9的流量。实施例3如图2和3所示，一种电子束辐照催陈白酒的工艺系统，包括电子加速器6和实施例1中所述的白酒输送系统；其中，电子加速器输出的电子束7穿过钛膜板进行辐照，所述电子加速器的出束口与钛膜板的距离为15cm。进一步的，该工艺系统还包括控制系统8，所述控制系统用于控制进酒管的内白酒的流速、流量、温度等参数，本领域技术人员可常规设计该控制系统8。进一步的，该工艺系统还包括辐射吸收剂量监测仪，设置在出酒管3处，用来监测白酒的辐射吸收剂量。实施例41、原料：高度酱香型52度白酒2000l，分成4组，第一组为未辐照原始比对组；第二组为辐照1.8kgy组；第三组为2.6kgy组；第四组为3.5kgy组。2、设备构成：(1)10mev/20kw电子加速器一台；(2用于电子束辐照催陈的白酒输送系统及控制系统一套；(3)辐射吸收剂量监测仪器及系统一套；(4)辐照后贮酒设备。3、步骤：3.1设置电子加速器辐照参数(见表1)表1辐照参数重复频率(hz)功率(kw)辐照量(t/h)白酒速度(m/min)11554.52.72301095.434515138产品试验采用表1中第一组电子加速器参数。3.2在电子加速器5辐照电子束7下流过的酒中预埋辐射吸收剂量监测仪。3.3将被辐照的高度白酒样品装入进酒管1前端的盛酒器内。3.4启动电子加速器5开始按照设定的辐照参数开始输出电子束7。3.5电子束7输出束稳定后，开启流量自动控制阀4，该阀门按照表中第一组数据开始控制被辐照白酒流入辐照钛膜板2-6下方。3.6在电子加速器5输出电子束7的下方，被辐照白酒流经流酒槽2通过钛膜板2-6后辐照过程完成。3.7取出辐射吸收剂量监测仪，通过剂量测试系统测定被辐照后的白酒吸收剂量，自动生成剂量监测报告。3.8被辐照白酒从出酒管3流出送入贮酒容器。3.9按照3.1-3.8步骤分别辐照1.8kgy、2.6kgy、3.5kgy三个样品白酒。3.10原始样白酒不辐照，留着与辐照组比对。流程图见图1所示。4、产品检验：4.1检验方法：主要理化指标总酸、总酯、乙酸乙酯、乳酸乙酯、已酸乙酯的测试按gb10345-2007《白酒分析方法》，进行检验。4.1.1总酸指示剂法原理白酒中的有机酸，以酚酞为指示剂，采用氢氧化钠溶液进行中和滴定，以消耗氢氧化钠标准滴定溶液的量计算总酸的含量。4.1.2总酯指示剂法原理用碱中和样品中的游离酸，再准确加人一定量的碱，加热回流使酯类皂化。通过消耗碱的量计算出总酯的含量。4.1.3乙酸乙酯、乳酸乙酯、已酸乙酯原理样品被气化后，随同载气进人色谱柱，利用被测定的各组分在气液两相中具有不同的分配系数，在柱内形成迁移速度的差异而得到分离。分离后的组分先后流出色谱柱，进人氢火焰离子化检测器，根据色谱图上各组分峰的保留值与标样相对照进行定性；利用峰面积(或峰高)，以内标法定量。仪器和材料：气相色谱仪备有氢火焰离子化检测器(fid)、色谱柱、相关的试剂和溶液。4.2感官指标采用观察品尝法，评分标准如下表2。表2白酒感官评分标准4.3性能数据：(1)未经辐照处理的白酒和辐照处理的白酒对比用未经辐照处理的白酒与经过辐照处理的白酒相对比，室温下贮存10天，检测每组理化指标。表3不同剂量辐照高度白酒的理化指标分析表反应式1：反应式2：反应式3：从表3中可以明显看出经过电子束辐照后的白酒其总酸、总酯、乙酸乙酯、乳酸乙酯、己酸乙酯都有不同程度的增加。这主要是因为白酒受电子束射线照射，产生高能自由基，从而引发氧化反应，加速了反应使反应式1、2的进程，辐照后的高度白酒总酸增加；随着酸的大量增加，推进了反应式3的平衡向右移动，高度白酒中总酯也随之增加。随着辐照剂量的增加，高度白酒中的总酸含量在不断增加，但总酯却先增后减，所以辐照剂量为2.6kgy时，总酯含量最大，相比未辐照白酒对照提升了28.8％。当辐照剂量提高到3.5kgy时，相对未辐照白酒提升了17.3％，但相对辐照剂量为2.6kgy的白酒其总酯有所减少为11.5％。这可能是因为当辐照剂量过大，引起了高度白酒内水的自由基的成分更为复杂，使其副反应的发生而导致。综上，辐照剂量为2.6kgy是被辐照白酒总含量最高，白酒香气明显。通过不同剂量电子束辐照的高度白酒的3种主要的酯类，受辐照的影响都有不同程度的增加，其中乙酸乙酯变化最明显，起到了电子辐照后的白酒快速陈化的效果。(2)用电子加速器电子束辐照的白酒感官指标表4未经辐照的白酒和不同剂量辐照白酒的感官指标白酒贮存10天后，进行白酒品尝，感官指标见表4，其中辐照剂量为2.6kgy组鉴定效果最佳，口味协调且有回味余香。其次为1.8kgy>3.5kgy>0kgy，3.5kgy辐照处理后白酒的辣味和后味稍苦略有增加，这主要是因为白酒中醛类含量的增加和自由基内h2o2浓度较1.8kgy、2.6kgy稍高造成的，所以在本辐照工艺中要严格控制辐照剂量范围，用电子加速器辐照白酒可以有效的人为控制辐照输出电子束的功率或控制束下白酒的流速，达到辐照剂量设定精准的目的，不会造成其他负面问题出现。实施例5白酒辐照吸收剂量均匀度实验表5电子辐照参数表序号重复频率(hz)功率(kw)白酒流速(m/min)辐照量(t/h)111552.74.52230105.49334515813注：1、电子束能量：10mev；2、束下扫描宽度：800mm；3、电子束束斑直径：φ70mm；4、辐照剂量≧2kgy。实验方法(1)实验材料分3组，每组为80kg高度白酒；(2)15支用pvc密封管包装的重络酸盐剂量计，每5支剂量计为一组，测试剂量取平均值；实验依次按照电子辐照参数表的内容进行辐照白酒，每组的剂量计在送入前对剂量计进行编号，编号为1、2、3、4、5按照编号数字从小到大顺序，从被辐照白酒流入管道口放入正在流入辐照区的白酒内，让单个剂量计自然随流动的白酒漂移，每间隔20s送入1个，连续送完一组。然后经辐照后随白酒随机从出酒管流出，将5支辐照吸收剂量用的剂量计进行监测，把5个监测吸收剂量数据取平均值，确定为本组的被辐照白酒的吸收剂量值。(3)参照辐照参数表，将电子加速器的重复频率、功率调整的输出稳定后，将进酒管导入一组实验白酒80kg，自然流过辐照区经辐照后流出出酒管完成实验。上表的3组是以同样的方法进行实验，被辐照白酒的吸收剂量按照“2”的方法进行布放剂量计和剂量监测及计算为最终每组的吸收剂量值。(4)结论经过辐照后的剂量测试及平均值计算，三组中第二组的吸收剂量平均值为2.53kgy,酒的口感和色泽也接近上述2.6kgy剂量标准的成分指标，尤其在自然环境和温度下放置12天以后，香气、色泽、入口等外观效果更明显。确定第二组为最优电子加速器频率和功率及束下流酒槽的流速的配比，吸收剂量也最优。上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12