智能化儀器在釀酒工程中的應(yīng)用

馬鈞

（河北省懷來(lái)容辰莊園葡萄酒有限公司，河北 懷來(lái) 075400）

葡萄酒是以新鮮葡萄或葡萄汁為原料經(jīng)酒精發(fā)酵而成的果酒，是一種營(yíng)養(yǎng)豐富的釀造酒。葡萄酒的釀造離不開(kāi)釀酒設(shè)備。如發(fā)酵罐、制冷設(shè)備、壓制設(shè)備、分離設(shè)備、灌裝設(shè)備等。這些設(shè)備的正常運(yùn)行已不再是工程學(xué)中研討的話題，而設(shè)備按工藝指令標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行及控制成為現(xiàn)代葡萄酒企業(yè)尤其是高檔莊園酒釀造企業(yè)所關(guān)注的問(wèn)題。智能化的出現(xiàn)極大地?cái)U(kuò)充了傳統(tǒng)儀器的應(yīng)用范圍，憑借其體積小、功能強(qiáng)、功耗低等優(yōu)勢(shì)，迅速的在釀酒工程中得到廣泛應(yīng)用，并且有效提升工藝標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施。

智能儀器的工作原理:傳感器獲取相關(guān)信息數(shù)據(jù)并裝換成信號(hào)，排除其他干擾后，送入單片機(jī)選通模擬開(kāi)關(guān)后將信號(hào)逐一送入程控放大器，放大信號(hào)經(jīng)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的脈沖信號(hào)，送入單片機(jī)中，同時(shí)，單片機(jī)根據(jù)儀器所設(shè)定的初值進(jìn)行運(yùn)算處理，根據(jù)運(yùn)算結(jié)果和控制要求，輸出相應(yīng)的控制信號(hào)。如:報(bào)警裝置觸發(fā)，繼電器觸點(diǎn)等。當(dāng)然，智能儀器還與PC機(jī)組成分布式測(cè)控系統(tǒng)，由PC機(jī)進(jìn)行全局管理。

通過(guò)在釀酒工程各環(huán)節(jié)實(shí)施智能儀器或智能化，企業(yè)受益非淺，如:在發(fā)酵罐實(shí)施智能化應(yīng)用，前期發(fā)酵控溫工藝對(duì)此環(huán)節(jié)要求溫度控制精度為0.1℃，系統(tǒng)的溫度調(diào)整范圍為25～30℃。增設(shè)溫度傳感器、電壓跟隨器、運(yùn)放器、轉(zhuǎn)換器等器件與PC機(jī)連接實(shí)施智能控制，通過(guò)對(duì)溫度測(cè)量環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)，對(duì)集成溫度傳感器、電壓跟隨器-通用運(yùn)放、運(yùn)算放大器、轉(zhuǎn)換器的選取和重組構(gòu)建成一套完善的智能溫度監(jiān)測(cè)及處理系統(tǒng)。經(jīng)過(guò)在實(shí)踐中反復(fù)試驗(yàn)、精確度極高，自動(dòng)化程度強(qiáng)，可控操作能力極高，取得良好效果。

進(jìn)而又將智能化在釀酒工程中運(yùn)用到各個(gè)環(huán)節(jié):制冷設(shè)備、壓榨設(shè)備、分離設(shè)備、灌裝設(shè)備、污水處理設(shè)備等。智能化無(wú)處不在，通過(guò)廣泛應(yīng)用關(guān)于智能化儀器的功能特點(diǎn)總結(jié)如下。

1 操作自動(dòng)化

儀器的整個(gè)測(cè)量過(guò)程如:鍵盤(pán)掃描、量程選擇、開(kāi)關(guān)啟動(dòng)關(guān)合、數(shù)據(jù)的采集、傳輸與處理等都用單片機(jī)或微控制器來(lái)控制操作，實(shí)現(xiàn)測(cè)量過(guò)程的全部自動(dòng)化。發(fā)酵罐采用智能化管理后，在發(fā)酵過(guò)程中減少人員繁瑣的監(jiān)測(cè)工作，有效規(guī)避了人為因素而造成的工藝標(biāo)準(zhǔn)失真隱患。同時(shí)，精確度的大幅提升為工藝管理者不斷發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程中的問(wèn)題，提供大量數(shù)據(jù)，逐步改良其工藝流程提供準(zhǔn)確依據(jù)。以往溫度監(jiān)測(cè)人為化，準(zhǔn)確度底下，工藝管理者所下工藝標(biāo)準(zhǔn)往往難于精確到較高標(biāo)準(zhǔn)，這樣就導(dǎo)致難于釀造出高品質(zhì)的莊園酒，釀造技術(shù)往往成為釀酒師多年積累的經(jīng)驗(yàn)，憑感觀來(lái)決定每道工序的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，人為因素在生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中體現(xiàn)比例極大，難于形成系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化操作。一旦人才流失，給企業(yè)造成的影響很大，同時(shí)，產(chǎn)品具有很大不穩(wěn)定性，不能真正體現(xiàn)出只要有好的葡萄就能釀造出好的葡萄酒的行業(yè)認(rèn)同。標(biāo)準(zhǔn)化是企業(yè)發(fā)展的根本，是每道工序執(zhí)行的依據(jù)，通過(guò)智能儀器的運(yùn)用提供精度極高的相關(guān)數(shù)據(jù)，并發(fā)出正確的指令，嚴(yán)格執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，最終為科學(xué)化工藝提供保障。

2 具有自測(cè)功能

包括自動(dòng)調(diào)零、自動(dòng)故障與狀態(tài)檢驗(yàn)、自動(dòng)校準(zhǔn)、自診斷及量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換等。智能儀表能自動(dòng)檢測(cè)出故障的部位甚至故障的原因，這種自測(cè)試可以在儀器啟動(dòng)時(shí)運(yùn)行，極大的方便了儀器的維護(hù)及使用。葡萄酒企業(yè)污水的檢測(cè)達(dá)標(biāo)、分解污水的微生物的最大承受能力、分解速度，達(dá)標(biāo)狀況以及定期排放等一直是環(huán)境保護(hù)以及治污的重要內(nèi)容。經(jīng)設(shè)備機(jī)電工程人員實(shí)施有效技改，增加智能儀器是智能化自測(cè)功能的進(jìn)一步提高，即使對(duì)不同時(shí)期、不同質(zhì)量的污水自動(dòng)檢測(cè)，以及定期檢測(cè)儀器的自動(dòng)校準(zhǔn)，防止未達(dá)標(biāo)的污水排放以及分解污染源的有效微生物菌的超負(fù)荷工作造成變異提供有力保障，解決企業(yè)環(huán)保的后顧之憂，尤其是智能儀器能自動(dòng)檢測(cè)出故障的部位為方便維修人員及時(shí)快捷更換相關(guān)部件提供準(zhǔn)確信息。污水處理設(shè)備易損部件非常多，以往都是定期整體更換，這樣很大程度上造成企業(yè)資金的浪費(fèi)，自從安裝智能檢測(cè)裝置后，通過(guò)準(zhǔn)確無(wú)誤的檢測(cè)，檢測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)一個(gè)損壞部件更換一個(gè)，隨檢隨換，極大降低生產(chǎn)成本，發(fā)揮零部件的最大使用壽命，為企業(yè)最終在成本領(lǐng)先戰(zhàn)略上先聲奪人，增加產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。

3 智能儀器的數(shù)據(jù)處理機(jī)能

通過(guò)采用單片機(jī)或微控制器使得原來(lái)用硬件邏輯難以解決或根本無(wú)法解決的問(wèn)題，采用軟件非常靈活的加以解決。如:葡萄酒企業(yè)的制冷機(jī)是工藝處理工程中重要的設(shè)備，以往的制冷機(jī)只能測(cè)量某一出口或進(jìn)口溫度，而智能儀器的應(yīng)用使整個(gè)制冷系統(tǒng)處于監(jiān)控當(dāng)中，不僅能進(jìn)行上述測(cè)量而且還具有對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行取平均值，區(qū)間極值、統(tǒng)計(jì)分析等復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理功能，不僅使設(shè)備使用人員從數(shù)據(jù)處理中解救出來(lái)，也有效提高了儀器的測(cè)量精度。

4 良好的人機(jī)協(xié)作能力

智能儀器使用鍵盤(pán)代替?zhèn)鹘y(tǒng)儀器中切換開(kāi)關(guān)，操作人員只需通過(guò)鍵盤(pán)輸入指令，就能實(shí)現(xiàn)測(cè)量操作。同時(shí)，通過(guò)顯示屏將儀器的運(yùn)行情況、工作狀態(tài)以及測(cè)量數(shù)據(jù)的處理結(jié)果，及時(shí)告訴操作人員更加方便直觀的操作儀器。壓榨機(jī)增加智能顯示器，將設(shè)備運(yùn)行工程的各項(xiàng)參數(shù)及時(shí)準(zhǔn)確的顯示出來(lái)，同時(shí)，操作人員需求某些數(shù)據(jù)可通過(guò)顯示器上鍵盤(pán)隨時(shí)調(diào)出極大方便人機(jī)的協(xié)同操作能力，隨時(shí)調(diào)整設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)及各種參數(shù)為釀造風(fēng)格和個(gè)性極強(qiáng)的葡萄酒提供設(shè)備保證，自壓榨機(jī)安裝智能控制系統(tǒng)，打破原有統(tǒng)一模式、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的工藝操作流程，根據(jù)入機(jī)的葡萄品種及質(zhì)量加強(qiáng)個(gè)性數(shù)據(jù)的制定，通過(guò)準(zhǔn)確的實(shí)施使酒汁具有差異化風(fēng)格，最終使產(chǎn)品在差異化營(yíng)銷道路上獨(dú)樹(shù)一幟。

5 可程控操作能力的應(yīng)用

智能儀器通過(guò)通信接口與PC機(jī)或其它儀器系統(tǒng)連接組成多種功能的自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)完成較復(fù)雜的測(cè)量任務(wù)。每個(gè)釀酒企業(yè)都有若干發(fā)酵罐、冷凍罐、調(diào)酒罐和儲(chǔ)酒罐，以往各罐群獨(dú)立監(jiān)測(cè)分組負(fù)責(zé)，通過(guò)技改將所有罐群與智能化儀器、PC機(jī)及其它系統(tǒng)連接形成網(wǎng)絡(luò)，并設(shè)置統(tǒng)一監(jiān)控室，免去多人負(fù)責(zé)，形成統(tǒng)一集中管理，大大降低人員成本，同時(shí)較以往增加多項(xiàng)功能的數(shù)據(jù)傳送，更有效為管理者提供準(zhǔn)確分析數(shù)據(jù)。

通過(guò)多年不斷的探索與實(shí)踐，實(shí)施智能技改后釀酒技術(shù)進(jìn)一步提升，企業(yè)產(chǎn)品在眾多大型葡萄酒品鑒會(huì)及評(píng)比中獲得多項(xiàng)殊榮。2001年第四屆“希爾頓國(guó)際葡萄酒與食品展示會(huì)”上獲得國(guó)內(nèi)干白第一名、干紅第二名；2002年被選定為全國(guó)政協(xié)九屆五次會(huì)議用酒；2003年在新疆召開(kāi)的“2003年中國(guó)果酒年會(huì)”上，干紅、干白葡萄同時(shí)被評(píng)為“雙優(yōu)產(chǎn)品”；2005年倫敦國(guó)際評(píng)酒會(huì)，赤霞珠干紅葡萄酒榮獲金獎(jiǎng)，霞多麗干白榮獲銀獎(jiǎng)。

企業(yè)自加強(qiáng)在生產(chǎn)各環(huán)節(jié)智能化進(jìn)程后，從節(jié)約人力資源、設(shè)備易損件成本以及到工藝標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)代化變革，企業(yè)成本逐年遞減，產(chǎn)品美譽(yù)度逐年增強(qiáng)，銷售額每年以不低于20%速度遞增，企業(yè)效益及上交利稅同比年年增加。最終為釀造出現(xiàn)代、科學(xué)、獨(dú)特風(fēng)格和個(gè)性莊園葡萄酒，進(jìn)而使企業(yè)通過(guò)高端、差異化產(chǎn)品在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中脫穎而出奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。多年來(lái)，企業(yè)不斷加強(qiáng)智能化革新力度其根本原因在于智能化為企業(yè)發(fā)展帶來(lái)翻天覆地的變化。我們有理由堅(jiān)信隨著智能化的不斷推廣及應(yīng)用能為企業(yè)極大的利益，其市場(chǎng)前景非常廣闊。