专利名称：黄酒前发酵过程温度控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及黄酒前发酵过程温度控制系统，属于智能化、网络化轻工过程控制领 域。
背景技术：
黄酒是我国所特有的古老酒种，具有佐餐、烹饪和保健等功能，被誉为“液体蛋 糕”、“酒中国粹”。随着人们生活水平的提高，健康的饮食理念深入人心，黄酒市场需求越来 越大。受传统工艺的影响，黄酒产量增长速度缓慢，始终徘徊在以陶缸、陶坛作为发酵容器 的手工作坊式生产方式。在与日俱增的市场需求下，黄酒生产单体规模小、自动化程度低及 批次稳定性差等问题也已经日益凸现。如何合理利用现代生物技术以及先进的计算机控制 技术，并结合多年来黄酒传统手工工艺发酵经验，实现黄酒发酵过程的全自动化，成为国内 黄酒企业面临的严峻挑战。近年来，虽然我国的黄酒行业在技术创新以及工艺机械化方面取得了一定成绩， 例如大罐浸米和输米自动化、蒸饭机械化、黄酒压榨机的发明、煎酒设备创新、包装自动 化、新原料酿酒等，但是黄酒生产的重要环节——前发酵过程还没有实现自动控制。前发酵 是黄酒发酵的主要过程，在这个过程中，酵母完成了增殖、厌氧发酵及其沉淀回收等，消耗 了大部分可发酵性糖和可同化性氮等麦汁成分，排出的发酵代谢产物即黄酒的主要组成。 温度条件是影响黄酒发酵效果的关键因素之一，对于工艺复杂的前发酵过程，其温度控制 是有规律可循的。在不同的气温条件下，不同的黄酒品种(如元红酒、加饭酒、善酿酒、香雪 酒等)在前发酵过程的不同阶段也需要采取不同的温度控制策略。
发明内容
本发明提供了 一种解决黄酒前发酵过程温度自动化控制的温度控制系统。为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案所述黄酒前发酵过程温度控制 系统包括温度控制决策支持系统和冷却水控制装置；其中，温度控制决策支持系统根据黄 酒品种、环境条件以及前发酵各阶段主要参数的变化，提供温度控制方案，冷却水控制装置 执行温度控制方案实现发酵罐冷却水的通断。所述温度控制决策支持系统，包括数据库、数据库管理系统、推理机和人机交互 界面；其中，数据库包括基本数据库和实时数据库；数据库管理系统统一管理基本数据库 和实时数据库；推理机负责温度控制分析决策的产生；人机交互界面负责控制状态集中显 示、数据库操作、参数设置和用户权限管理等人机交互功能。所述基本数据库，用于存放黄酒酿造专家提供的黄酒酿造学信息和经过整理后的 本厂各种产品历史数据，还存储有黄酒品种与其包含的前发酵阶段映射关系表、前发酵不 同阶段与对应临界温度值的映射关系表以及各临界温度值与对应降温延时值的映射关系 表。其中，所述各临界温度值与对应降温延时值的映射关系用分段延时函数t表示，并输入 到所述推理机中存储，
权利要求
黄酒前发酵过程温度控制系统，其特征在于由温度控制决策支持系统和冷却水控制装置组成；温度控制决策支持系统根据黄酒品种、环境条件以及前发酵各阶段主要参数的变化，提供温度控制方案，冷却水控制装置执行温度控制方案，实现发酵罐冷却水的通断。
2.根据权利要求1所述温度控制系统，其特征在于所述决策支持系统包括数据库、 数据库管理系统、推理机和人机交互界面；其中，数据库包括基本数据库和实时数据库； 数据库管理系统统一管理基本数据库和实时数据库；推理机负责温度控制分析决策的 产生；人机交互界面负责控制状态集中显示、数据库操作、参数设置和用户权限管理等人 机交互功能。
3.根据权利要求2所述温度控制系统，其特征在于所述基本数据库，用于存放黄酒酿 造专家提供的黄酒酿造学信息和经过整理后的本厂各种产品历史数据，还存储有黄酒品 种与其包含的前发酵阶段映射关系表、前发酵不同阶段与对应临界温度值的映射关系表以 及各临界温度值与对应降温延时值的映射关系表。
4.根据权利要求3所述温度控制系统，其特征在于所述各临界温度值与对应降温延 时值的映射关系用分段延时函数t表示，并输入到所述推理机中存储；‘^Τ = <Τ0 2,Τ = Τ2<Τλ t = { 3,Γ = Γ3 <Γ2tn,T = T <Tn_x其中T为发酵罐内的实测温度值；Ttl为前发酵过程进行冷却水降温的起始温度值；1\、T2, iv·· Tn依次为前发酵过程各阶段的临界温度值；ti、t2、依次为前发酵过程各阶段的 冷却水降温延时值，即分别与！^！^！^…！；对应的温度持续时间。
5.根据权利要求2所述温度控制系统，其特征在于所述实时数据库存储由传感器网 络采集的环境温度信息和发酵罐内温度信息，并在黄酒前发酵过程各个阶段对信息同步更 新。
6.根据权利要求5所述温度控制系统，其特征在于所述传感器网络中的温度传感器 安装于发酵罐内，通过三线制方式连接，将其信号传至智能仪表，并进一步通过RS485总线 上传至数据库。
7.根据权利要求2所述温度控制系统，其特征在于，所述推理机设置有数据库管理系 统连接端口和人机交互界面连接端口 ；推理机根据人机交互界面输入的信息、数据库信息 和一定的推理方法，输出最佳的温度控制方案。
8.根据权利要求7所述温度控制系统，其特征在于，所述推理机的推理方法如下(1)输入发酵罐内所生产黄酒品种名称和温度控制方案参考时间；(2)查询基本数据库，得到该品种黄酒的前发酵阶段划分；(3)根据投料时间，判定当前所处的前发酵阶段；(4)根据传感器网络实时采集的环境温度值和发酵罐内温度值，从数据库中调取所生 产黄酒品种当前阶段适宜发酵的临界温度值；(5)利用分段延时函数计算该临界值对应的冷却水降温延时值，并将临界温度值和降 温延时值作为温度控制方案的输出；(6)上述过程不断循环，完成一个前发酵周期。
9.根据权利要求1所述温度控制系统，其特征在于，所述冷却水控制装置包括工控 机、PLC、电磁先导阀、气动阀和手动阀，其中，工控机接收决策支持系统提供的温度控制方 案，发出指令信号；PLC 执行工控机开关指令，若工控机掉电可运行自带控制程序并执行 指令；电磁先导阀在电磁力作用下驱动气动阀开关；气动阀根据电磁先导阀的开关命令 控制发酵罐冷却水通断；手动阀与气动阀并联，应对电气故障以保证系统的安全性。
全文摘要
本发明公开了一种黄酒前发酵过程温度控制系统，该系统由黄酒前发酵过程的温度控制决策支持系统与冷却水控制装置组成，属于智能化、网络化轻工过程控制领域。其中，温度控制决策支持系统含有数据库、数据库管理系统、推理机和人机交互界面，可根据黄酒品种、环境条件以及前发酵各阶段主要参数的变化推理出最佳温度控制方案；冷却水控制装置含有工控机、PLC、电磁先导阀、气动阀和手动阀，执行决策支持系统提供的温度控制方案。本发明为黄酒发酵过程的全自动化控制奠定了基础，具有广阔的应用前景。
文档编号G05D23/19GK101950185SQ20101024847
公开日2011年1月19日 申请日期2010年8月9日 优先权日2010年8月9日
发明者刘登峰, 徐保国, 徐国强, 李时初, 焦竹青, 熊伟丽, 陈树 申请人:江南大学