阅读说明：本技术 一种微波催陈处理白酒的方法及装置 (Method and device for treating white spirit by microwave aging ) 是由 华伟 吴昊 孙政 沈才洪 邓波 敖灵 宋川 喻学淳 于 2019-11-08 设计创作，主要内容包括：本发明供一种微波催陈处理白酒的方法及装置,该方法包括取样的步骤；成分分析的步骤；数据处理的步骤；微波催陈的步骤；该装置包括微波催陈的装置,用于对经上述方法分析后的白酒进行处理。本发明中,通过实验获得合适的微波处理条件,加速白酒陈化,减少微波催陈的负面影响。(The invention provides a method and a device for treating white spirit by microwave aging catalysis, wherein the method comprises the steps of sampling; a step of component analysis; a step of data processing; microwave aging; the device comprises a microwave aging device for treating the white spirit analyzed by the method. In the invention, proper microwave treatment conditions are obtained through experiments, the aging of the white spirit is accelerated, and the negative influence of microwave aging is reduced.)

一种微波催陈处理白酒的方法及装置

技术领域

本发明涉及白酒陈化处理领域，特别是一种微波催陈处理白酒的方法及装置。

背景技术

白酒是我国传统的蒸馏酒，具有独特的香与味在市场上深受喜爱。但是新酿造的白酒入口暴辣、刺激性强。原因主要有三点：第一是新酿造的白酒中含有硫化氢、硫醇等挥发性物质影响了白酒的香与味；第二是白酒中的各种酸类、酯类、醇类等物质比例不合适，导致白酒口味不协调；第三是白酒内的分子缔合程度不高，导致白酒口味不够绵长适口。为了解决这三个问题，传统的白酒生产工艺中，往往有新酿造白酒的贮存流程，称为老熟或陈化。一些优质的白酒则需要贮存数年的时间。传统的贮存方法需要占用大量的贮存容器、相关设备和场地，需要增加固定资产投资；另一方面，由于白酒贮存过程中，有挥发、泄露等自然损耗，随着贮存白酒时间的增加，白酒损耗也会相应地增大。为了减少白酒自然陈化对企业利益的影响，白酒生产行业需要一种高效实用的人工催陈技术改进传统陈酿工艺，缩短白酒陈化时间。

目前已有白酒催陈相关的专利以及研究。

公开（公告）号CN1098137A公开的是酒液通过磁化矿化设备时，相继受到磁场的磁化、热水的热活化、活性炭的净化、电解臭氧层的氧化、麦饭石的矿化等一系列作用，使老熟过程大大缩短。公开（公告）号CN101760398A公开了一种酒类综合高效人工老熟电子陈酿法及其陈酿机的制造方法，采用臭氧的强氧化性使其与酒混合后能加速酒类氧化、酯化的陈化老熟的过程，并用电磁增效加电解处理。这些利用综合工艺手段处理白酒的方法，步骤较多，占地面积大，设备较为复杂。并且，向白酒中加入白酒中不包含的强氧化物质可能会存在潜在的隐患。

公开（公告）号CN109182053A公开了一种白酒的微波催陈装置及方法，该发明采用了一种双层罐和设置在双层罐上的微波陈化系统及温控系统处理白酒。但该发明需要将白酒送入专用的微波催陈装置处理，额外增加了处理流程，且没有考虑白酒的初始成分，若使用微波处理可能会对白酒造成负面影响。

在已发表的论文中，林向阳等人使用了自制的微波催陈装置催陈白酒，微波的工作频率为915 MHz，输出功率为5000W，感官结果表明经微波处理过的白酒都有较明显的老熟效果。但是该设备为中试实验设备，不便于用于处理大批量的白酒，且没有对白酒进行分析，存在潜在的微波催陈的负面效应。

经过对白酒进行微波处理的实验分析，可以发现，部分白酒在微波处理后的感官反而会出现负面效果。只有在合适的条件下，微波处理才能提升白酒的品质。因此微波催陈工艺与白酒本身的特征参数密切相关，选择合适的微波催陈工艺在微波催陈中具有重要的意义。而综合以上的现有技术可以发现，还没有针对不同的白酒特征，针对性地选择微波催陈时间、功率、温度等参数的工艺技术。

发明内容

为了解决新酿造白酒口味不好，传统白酒陈化过程耗费时间过长，人工综合催陈法工艺复杂的问题，本发明利用微波处理白酒，控制温度和升温速度，避免了高温微波处理白酒时呈香、呈味成分的挥发损失，实现了在微波条件下，选用合适的条件对新酿白酒进行陈化。工艺流程简单，既利用了微波的非热效应对白酒进行陈化，又利用了微波的热效应，能够使白酒处于合适的微波处理温度。在考虑白酒初始状态的条件下，结合利用支持向量机筛选，能够减少微波催陈的负面影响，获得优化的微波催陈工艺，和自然陈化相比缩短了白酒的陈化时间。本发明的目的在于提供一种微波催陈处理白酒的方法及装置，可以根据白酒本身的特征参数选择合适的微波催陈工艺，加速白酒陈化，减少微波催陈的负面影响。

本发明为实现其技术目的所采用的技术方案是:一种微波催陈处理白酒的方法，包括以下步骤：

步骤1、取样的步骤；将待催陈处理的白酒取样，分别按照不同工艺条件组合对各样本进行微波催陈处理；所述的工艺条件包括微波处理的初始功率、时间、白酒最高温度；

步骤2、成分分析的步骤；分别对经过步骤1微波催陈处理后的酒样进行成分分析，获取微波催陈处理后各酒样的成分数据；

步骤3、数据处理的步骤；使用支持向量机对步骤2获取的各酒样的成分数据进行分类处理，若分类处理结果表明有经过微波催陈处理后的酒样的成分数据与优质白酒类似，则该酒样对应的微波催陈处理条件为合适的微波处理条件，否则选取距分类边界距离最近的白酒样品对应的微波处理条件为合适的微波处理条件；

步骤4、微波催陈的步骤；根据所述的合适的微波处理条件对白酒进行微波催陈处理。

本发明中，通过实验获得合适的微波处理条件，加速白酒陈化，减少微波催陈的负面影响。

进一步的，上所述的微波催陈处理白酒的方法：在所述的步骤1之前还包括：

步骤01、分析白酒成份的步骤；对待催陈处理的白酒进行GC-MS分析，获取待催陈处理的白酒的成分数据；需要获取的白酒微量成分数据至少包括丙醇、丁醇、戊醇、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、乙酸乙酯、丁酸乙酯、乳酸乙酯、戊酸乙酯、己酸乙酯、棕榈酸乙酯、乙醛、乙缩醛、糠醛。

步骤02、分类的步骤；待催陈处理的白酒的成分数据使用支持向量机对进行分类处理，若待催陈处理的白酒的成分数据与优质白酒的成分数据类似，该待催陈处理的白酒不适合使用微波催陈，停止，否则转向步骤1。

进一步的，上所述的微波催陈处理白酒的方法：所述的步骤2中，成分分析是对经过步骤1微波催陈处理后的酒样进行GC-MS分析。

进一步的，上所述的微波催陈处理白酒的方法：所述的步骤3中，利用酒厂从前的白酒数据学习，使支持向量机能够对优质白酒和普通白酒进行分类，找到二者之间的边界。

进一步的，上所述的微波催陈处理白酒的方法：所述的步骤4中，合适的微波处理条件中，微波功率由PID算法控制，白酒的温度分为升温阶段和恒温阶段，升温阶段需要使白酒接近目标温度，恒温阶段需要使白酒维持在目标温度。

进一步的，上所述的微波催陈处理白酒的方法：所述的步骤4中，微波催陈处理过程中，使用搅拌器对白酒进行搅拌；微波处理过的白酒自然冷却至室温后保存。

本发明还提供一种实现上述的微波催陈处理白酒的方法的装置，包括：

微波催陈的装置；该装置包括微波信号源、微波处理管道、缝隙天线、控制系统、临时存酒罐，微波处理管道包括连接入料口和临时存酒罐之间的第一微波处理管道和连接临时存酒罐和出料口之间的第二微波处理管道；在所述的控制系统控制下，所述的缝隙天线设置在入料口和出料口之间，分别布置在第一微波处理管道、临时存酒罐和第二微波处理管道内。

控制系统读取白酒进入时的初始温度，若设定的温度没有超过初始温度1℃，则返回错误信息，提示温度不足，处理时获取被处理白酒的温度，若超过设定的白酒最高温度，控制系统中断微波辐照并中断装置运行，返回温度过高的信息，待白酒温度下降1℃后控制系统重新控制开始装置运行

进一步的，上述的装置中：还包括用于搅拌白酒使白酒流动的搅拌器。

进一步的，上述的装置中：所述缝隙天线设于第一微波处理管道和第二微波处理管道的中心轴线和临时存酒罐的中心，缝隙天线在临时存酒罐内的物理结构为螺旋式，其缝隙处以聚四氟乙烯填充；所述缝隙天线外设有金属壁，所述金属壁采用食品级304不锈钢，金属壁表面具有拱形凸起，金属壁外设有保护壳。

进一步的，上述的装置中：还包括与所述控制系统连接的温度传感器、压力传感器和流量计，所述温度传感器、压力传感器设于金属壁上，所述流量计设于入料口，控制系统读取设定的功率、恒温温度后开始白酒处理工作，并监控白酒在流动区域内的温度、压力、流动速度，可以对微波辐照、白酒流速进行调节。

本发明和使用传统的自然陈化方法相比，减少了白酒陈化的时间，缩短了白酒生产的周期。和目前已有的微波催陈白酒的方法相比，本发明的有益效果可分为三点。第一，本发明将微波产生装置置于装置内部，使微波对酒的作用更加均匀。第二，本发明比较了处理前后白酒的成分数据，使用支持向量机对数据进行分类，将白酒分为了两类，并且针对适合使用微波处理的白酒的成分数据进行分析，选择了合适的微波处理初始功率、处理时间、最高温度，优化了微波催陈工艺，避免了不必要的微波处理流程和微波催陈可能造成的负面影响。第三，本发明基于流水线作业的考虑，从白酒的流出口即可接入处理设备，可在运输、储存等环节按照不同工艺选用，并且针对长时间处理的需求，设计了临时存酒罐，若使用最低流速仍然无法满足要求时，可以利用临时存酒罐处理白酒，满足了长时间微波处理白酒的需求，适应性较高。

以下将结合附图和实施例，对本发明进行较为详细的说明。

附图说明

图1为本发明所述方法的流程图；

图2为本发明所述微波处理管道轴向截面图；

图3为本发明所述装置总体结构示意图；

图中标记的含义：1-搅拌器，2-金属壁，3-保护壳，4-缝隙天线，5-微波处理管道，6-临时存酒罐。

具体实施方式

实施例1，如图1、图2、图3所示，具体实现过程如下：

在使用进行白酒催陈前，首先使用GC-MS获取酒样的成分数据，根据酒样的成分数据使用支持向量机对数据进行处理，处理后将白酒分为两类，一类为成分数据与优质白酒类似的，不适合使用微波处理的白酒，剩余的另一类为适合微波处理的白酒，然后只对适合微波处理的白酒进行微波催陈。

进行微波催陈时，对白酒取样，并对酒样进行分组，按照初始功率、时间、白酒最高温度的不同，分别进行不同工艺组合的微波催陈处理，处理后的白酒同样需要获取成分数据。可获取到类似表1中的数据，表1中处理后#1与处理后#2的处理条件不同，实际运行处理时还有处理后#3、处理后#4……此处仅列出两项示意说明。然后继续对适合微波处理的白酒的成分数据使用支持向量机分类处理，若分类结果表明成分数据与优质白酒类似，则该组白酒对应的微波催陈处理条件为合适的微波处理条件，否则选取距离分类边界距离最近的白酒样品对应的微波处理条件。根据表格中的数据，使用向量机分类后，处理后#1对应的白酒样品被划分为优质白酒，处理后#2没有被划分为优质白酒，因此选用处理后#1对应的微波处理条件，即使用最高温度为20℃，处理时间为20分钟，微波初始功率为400W/L。获取到合适的微波处理条件后，根据待处理白酒的体积与白酒样品的体积倍数，微波处理的能量效率差距，给出预估的微波处理初始功率作为参考，本次预估的参考初始功率为400W/L~500W/L，因此选取450W/L作为实际使用的初始功率，而处理时间，处理过程中白酒的最高温度保持和合适的微波处理条件一致，随后准备进行微波处理流程。

微波处理初始功率，处理时间，处理过程中白酒的最高温度需要手动设定，该设备以白酒的温度作为控制条件，在处理白酒的过程中控制白酒温度，白酒温度分为升温阶段和恒温阶段，微波功率使用PID算法调节，使温度不会超过预设值，处理的时间和恒温温度可设定。根据设定的微波处理的时间和微波处理时白酒的最高温度使用微波处理白酒，处理过程中需要实时监控白酒的温度，通过温度反馈以调节微波功率。为了能够保证微波处理的效果，该步骤可循环处理。最终将微波处理过的白酒导出并保存。

如图2和图3所示的微波催陈装置；该装置包括微波信号源、微波处理管道5、缝隙天线4、控制系统、临时存酒罐6，所述微波处理管道5包括连接入料口和临时存酒罐之间的第一微波处理管道和连接临时存酒罐和出料口之间的第二微波处理管道；在所述的控制系统控制下，所述的缝隙天线4设置在入料口和出料口之间，分别布置在第一微波处理管道、临时存酒罐6和第二微波处理管道内。

本实施例中，如图3所示，微波催陈白酒装置包括临时存酒罐6，临时存酒罐6两侧包括如图2所示的微波处理管道5，所述微波处理管道5分为两段，其中一段微波处理管道5的两端分别连接入料口和，另一段微波处理管道5两端分别连接临时存酒罐6和出料口，白酒由入料口进入微波处理管道5，白酒在微波处理管道5、临时存酒罐6内均可被微波辐照。当设定为最低流速时，若白酒最后由出料口流出所用的时间不满足处理时间的需求，则将白酒临时贮存在临时存酒罐6内进行微波处理，待处理时间满足要求后再将白酒排出，若白酒最后由出料口流出所用的时间满足处理时间的需求，则临时存酒罐6不对白酒做任何限制。所有的金属管道出入口处附有金属滤网防止微波泄露。微波处理管道5和临时存酒罐6内部设有缝隙天线4和搅拌器1分别用于辐射微波用以处理白酒和搅拌白酒使白酒被均匀辐照，微波频率为2450±50MHz，为了防止白酒进入缝隙天线4，需要在缝隙天线4的开缝处设置隔离物覆盖缝隙，所述隔离物采用聚四氟乙烯，微波可以穿透隔离物作用于白酒，金属壁2采用食品级304不锈钢，金属壁2外设有保护壳3，所述金属壁2和天线之间为白酒处理区，白酒经入料口进入微波处理管道5则开始受微波作用，白酒流过临时存酒罐6后，最终由出料口排出，装置内还设有温度传感器和压力传感器，入料口设有流量计，实时监控白酒进入微波处理管道5的量，所述温度传感器、压力传感器、流量计连接控制系统，实时监控白酒在装置内的温度、压力、流动速度，并可以对白酒流速和微波辐照进行调节。温度传感器和压力传感器设于金属壁2上。控制系统读取白酒进入时的初始温度，若设定的温度没有超过初始温度1℃，则返回错误信息，提示温度不足。处理过程中，若被处理白酒的温度超过设定的白酒最高温度，则控制系统中断装置运行，返回温度过高的信息，待白酒温度下降1℃后控制系统重新控制开始装置运行；若装置内的压力上升异常或已达到危险值，则控制系统中断装置运行，返回压力过高的信息。

实际生产工作时，首先需要设定初始功率，处理时间，处理过程中白酒的最高温度。设定完毕后关闭出料口，白酒由入料口进入上述微波催陈白酒装置，入料过程中流量计实时监控白酒的进入量，白酒在微波处理管道5和临时存酒罐6内部流动。白酒受微波作用，开始微波催陈，同时受微波影响被加热。白酒的升温可分为两个阶段：升温阶段、恒温阶段。温度传感器实时监控白酒的温度变化情况，刚进入装置时，白酒温度较低，需要接近目标温度，一段时间后白酒温度已接近目标温度，此时逐步降低微波功率，最终白酒温度到达目标温度后进入恒温阶段，此时利用微波的热效应维持白酒的温度。在整个微波处理的过程中，搅拌器1持续工作，白酒保持流动能使不同位置处的白酒温度均匀，有利于白酒的陈化。若设定白酒为最低流速在装置内通过所用的时间满足处理要求，则白酒在微波处理管道5和临时存酒罐6内部进行微波催陈的时间取决于白酒在管道中的流速和管道的长度，到达指定时间的白酒由出料口被送出，完成微波陈化的过程。若处理的时间过长，白酒的最低流速也无法满足时间需求，可以暂时将白酒存于临时存酒罐6内，待临时存酒罐6内的白酒处理完毕后排出白酒，再继续进行处理。

根据表2中的白酒样品感官评价可知，使用以上筛选的微波处理后的白酒相对处理前香味更加丰富，味厚且长，解决了尾味欠爽净的问题，是典型的浓香型白酒。作为对比，选取了处理后#2对应的白酒样品同样进行了感官测试，可以发现该条件下的白酒香气丰富度减弱，浓厚度下降，其浓香型白酒的特征减弱。由此可见选取正确的微波处理条件是极其重要的环节。

以上所述均是本发明优选的实施方式，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。在本发明的技术原理的前提之下，还可以做出若干的替换、改进，均应包含在本发明的保护范围之内。