智能化仪器在酿酒工程中的应用

马钧

（河北省怀来容辰庄园葡萄酒有限公司，河北 怀来 075400）

葡萄酒是以新鲜葡萄或葡萄汁为原料经酒精发酵而成的果酒，是一种营养丰富的酿造酒。葡萄酒的酿造离不开酿酒设备。如发酵罐、制冷设备、压制设备、分离设备、灌装设备等。这些设备的正常运行已不再是工程学中研讨的话题，而设备按工艺指令标准运行及控制成为现代葡萄酒企业尤其是高档庄园酒酿造企业所关注的问题。智能化的出现极大地扩充了传统仪器的应用范围，凭借其体积小、功能强、功耗低等优势，迅速的在酿酒工程中得到广泛应用，并且有效提升工艺标准的实施。

智能仪器的工作原理:传感器获取相关信息数据并装换成信号，排除其他干扰后，送入单片机选通模拟开关后将信号逐一送入程控放大器，放大信号经转换器转换成相应的脉冲信号，送入单片机中，同时，单片机根据仪器所设定的初值进行运算处理，根据运算结果和控制要求，输出相应的控制信号。如:报警装置触发，继电器触点等。当然，智能仪器还与PC机组成分布式测控系统，由PC机进行全局管理。

通过在酿酒工程各环节实施智能仪器或智能化，企业受益非浅，如:在发酵罐实施智能化应用，前期发酵控温工艺对此环节要求温度控制精度为0.1℃，系统的温度调整范围为25～30℃。增设温度传感器、电压跟随器、运放器、转换器等器件与PC机连接实施智能控制，通过对温度测量环节的设计，对集成温度传感器、电压跟随器-通用运放、运算放大器、转换器的选取和重组构建成一套完善的智能温度监测及处理系统。经过在实践中反复试验、精确度极高，自动化程度强，可控操作能力极高，取得良好效果。

进而又将智能化在酿酒工程中运用到各个环节:制冷设备、压榨设备、分离设备、灌装设备、污水处理设备等。智能化无处不在，通过广泛应用关于智能化仪器的功能特点总结如下。

1 操作自动化

仪器的整个测量过程如:键盘扫描、量程选择、开关启动关合、数据的采集、传输与处理等都用单片机或微控制器来控制操作，实现测量过程的全部自动化。发酵罐采用智能化管理后，在发酵过程中减少人员繁琐的监测工作，有效规避了人为因素而造成的工艺标准失真隐患。同时，精确度的大幅提升为工艺管理者不断发现生产过程中的问题，提供大量数据，逐步改良其工艺流程提供准确依据。以往温度监测人为化，准确度底下，工艺管理者所下工艺标准往往难于精确到较高标准，这样就导致难于酿造出高品质的庄园酒，酿造技术往往成为酿酒师多年积累的经验，凭感观来决定每道工序的执行标准，人为因素在生产过程当中体现比例极大，难于形成系统的标准化操作。一旦人才流失，给企业造成的影响很大，同时，产品具有很大不稳定性，不能真正体现出只要有好的葡萄就能酿造出好的葡萄酒的行业认同。标准化是企业发展的根本，是每道工序执行的依据，通过智能仪器的运用提供精度极高的相关数据，并发出正确的指令，严格执行标准，最终为科学化工艺提供保障。

2 具有自测功能

包括自动调零、自动故障与状态检验、自动校准、自诊断及量程自动转换等。智能仪表能自动检测出故障的部位甚至故障的原因，这种自测试可以在仪器启动时运行，极大的方便了仪器的维护及使用。葡萄酒企业污水的检测达标、分解污水的微生物的最大承受能力、分解速度，达标状况以及定期排放等一直是环境保护以及治污的重要内容。经设备机电工程人员实施有效技改，增加智能仪器是智能化自测功能的进一步提高，即使对不同时期、不同质量的污水自动检测，以及定期检测仪器的自动校准，防止未达标的污水排放以及分解污染源的有效微生物菌的超负荷工作造成变异提供有力保障，解决企业环保的后顾之忧，尤其是智能仪器能自动检测出故障的部位为方便维修人员及时快捷更换相关部件提供准确信息。污水处理设备易损部件非常多，以往都是定期整体更换，这样很大程度上造成企业资金的浪费，自从安装智能检测装置后，通过准确无误的检测，检测数据发现一个损坏部件更换一个，随检随换，极大降低生产成本，发挥零部件的最大使用寿命，为企业最终在成本领先战略上先声夺人，增加产品竞争力。

3 智能仪器的数据处理机能

通过采用单片机或微控制器使得原来用硬件逻辑难以解决或根本无法解决的问题，采用软件非常灵活的加以解决。如:葡萄酒企业的制冷机是工艺处理工程中重要的设备，以往的制冷机只能测量某一出口或进口温度，而智能仪器的应用使整个制冷系统处于监控当中，不仅能进行上述测量而且还具有对测量结果进行取平均值，区间极值、统计分析等复杂的数据处理功能，不仅使设备使用人员从数据处理中解救出来，也有效提高了仪器的测量精度。

4 良好的人机协作能力

智能仪器使用键盘代替传统仪器中切换开关，操作人员只需通过键盘输入指令，就能实现测量操作。同时，通过显示屏将仪器的运行情况、工作状态以及测量数据的处理结果，及时告诉操作人员更加方便直观的操作仪器。压榨机增加智能显示器，将设备运行工程的各项参数及时准确的显示出来，同时，操作人员需求某些数据可通过显示器上键盘随时调出极大方便人机的协同操作能力，随时调整设备运转状态及各种参数为酿造风格和个性极强的葡萄酒提供设备保证，自压榨机安装智能控制系统，打破原有统一模式、统一标准的工艺操作流程，根据入机的葡萄品种及质量加强个性数据的制定，通过准确的实施使酒汁具有差异化风格，最终使产品在差异化营销道路上独树一帜。

5 可程控操作能力的应用

智能仪器通过通信接口与PC机或其它仪器系统连接组成多种功能的自动测量系统完成较复杂的测量任务。每个酿酒企业都有若干发酵罐、冷冻罐、调酒罐和储酒罐，以往各罐群独立监测分组负责，通过技改将所有罐群与智能化仪器、PC机及其它系统连接形成网络，并设置统一监控室，免去多人负责，形成统一集中管理，大大降低人员成本，同时较以往增加多项功能的数据传送，更有效为管理者提供准确分析数据。

通过多年不断的探索与实践，实施智能技改后酿酒技术进一步提升，企业产品在众多大型葡萄酒品鉴会及评比中获得多项殊荣。2001年第四届“希尔顿国际葡萄酒与食品展示会”上获得国内干白第一名、干红第二名；2002年被选定为全国政协九届五次会议用酒；2003年在新疆召开的“2003年中国果酒年会”上，干红、干白葡萄同时被评为“双优产品”；2005年伦敦国际评酒会，赤霞珠干红葡萄酒荣获金奖，霞多丽干白荣获银奖。

企业自加强在生产各环节智能化进程后，从节约人力资源、设备易损件成本以及到工艺标准的时代化变革，企业成本逐年递减，产品美誉度逐年增强，销售额每年以不低于20%速度递增，企业效益及上交利税同比年年增加。最终为酿造出现代、科学、独特风格和个性庄园葡萄酒，进而使企业通过高端、差异化产品在激烈的市场竞争中脱颖而出奠定坚实基础。多年来，企业不断加强智能化革新力度其根本原因在于智能化为企业发展带来翻天覆地的变化。我们有理由坚信随着智能化的不断推广及应用能为企业极大的利益，其市场前景非常广阔。