[發明專利]基于近紅外光譜的白酒勾兌方法、分段存儲與勾兌系統

有效

• 申請號: 202111110405.7
• 申請日: 2021-09-23
• 公開（公告）號: CN113655022B
• 公開（公告）日: 2023-06-09
• 發明（設計）人: 張建華;胡海成;王唱;李祥利;趙巖;高超
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: G01N21/3577
• 分類號: G01N21/3577;G01N21/359;C12G3/04;G06F17/16;G06F17/15
• 代理公司: 天津翰林知識產權代理事務所(普通合伙) 12210
• 代理人: 蔡運紅

1.一種基于近紅外光譜的白酒勾兌方法，其特征在于，包括以下步驟：

第一步、邀請專家品評原酒樣本，評價出不同等級的原酒；采集原酒樣本的近紅外光譜，利用主成分分析法得到各個等級的原酒的近紅外光譜權重；將不同批次相同等級的原酒的近紅外光譜均值作為該等級對應的原酒的目標近紅外光譜；

第二步、將生產過程中摘取的酒液按照時間序列劃分為多段，將每段酒液依次存儲在各個儲酒罐中，利用式(1)計算各個儲酒罐中酒液的近紅外光譜；

式(1)中，g_j(τ)為第j個儲酒罐中酒液的近紅外光譜，σ(t)為儲酒時刻t流量計測得的瞬時流量，t₁為第j個儲酒罐開始儲酒的時刻，t₂為第j個儲酒罐停止儲酒的時刻，g(τ,t)為近紅外光譜儀測得的紅外光吸光度與波長τ、儲酒時間t的函數關系；

利用所有儲酒罐中的酒液勾兌等級i對應的原酒，使勾兌得到的原酒的近紅外光譜盡可能接近目標近紅外光譜，則得到式(2)的目標函數；

式(2)中，g₁(τ)、g₂(τ)、…、g_j(τ)、…、g_J(τ)分別為各個儲酒罐中酒液的近紅外光譜，J為儲酒罐總數量，分別為勾兌等級i對應的原酒時各個儲酒罐的權重，||?||₂表示二范數；fⁱ(τ)等級i對應的原酒的目標近紅外光譜，i＝1～p，p表示等級的總數量；μⁱ(τ)為等級i對應的原酒的近紅外光譜權重；

對式(2)進行求解，得到勾兌等級i對應的原酒時各個儲酒罐的權重進而得到式(3)的權重矩陣λ；

根據酒廠的生產要求，令kⁱ為等級i對應的原酒單位體積產生的經濟價值，以產值K最大為目標，則有式(4)的目標函數；

其中，Vⁱ為產值最大時勾兌等級i對應的原酒體積；

假定產值最大勾兌各個等級的原酒體積為V¹、V²、...、V^p，則各個等級的原酒體積滿足式(5)和(6)的約束條件；

其中，表示勾兌等級i對應的原酒所需第j個儲酒罐中原酒的體積；V₁、V₂、…、V_j、…、V_J分別為各個儲酒罐中酒液的體積；

由式(5)～(6)經過整理，將目標函數的優化問題轉化為線性最優解問題，得到式(7)的不等式約束；

將式(4)、(6)轉換為矩陣，得到式(8)、(9)：

根據權重矩陣和各個儲酒罐中酒液的體積對式(8)、(9)進行求解，得到產值最大時勾兌各個等級的原酒體積；將產值最大時勾兌各個等級的原酒體積代入式(5)得到勾兌各個等級的原酒時所需各個儲酒罐中酒液的體積。

2.根據權利要求1所述的基于近紅外光譜的白酒勾兌方法，其特征在于，按照高度優級酒產量最大為目標進行勾兌，則有k¹≠0，k²、k³、…、k^p＝0，得到：

K＝k¹V¹?(10)

高度優級酒的最大體積為滿足式(12)。

3.一種基于近紅外光譜的白酒分段存儲與勾兌系統，該系統根據權利要求1所述的方法進行勾兌，包括電磁閥一、驅動電機、近紅外光譜儀、流量計、原酒輸送泵、儲酒罐、液位傳感器、電磁閥四和一個或兩個存放柜；其特征在于，為一個存放柜時，系統的所有零件集成在存放柜中；為兩個存放柜時，一個存放柜用于安裝動力部件，另一個存放柜用于安裝儲酒部件，實現多組儲酒部件共用一組動力部件；驅動電機和原酒輸送泵組成動力部件，多個儲酒罐組成儲酒部件。