一种酱香型白酒发酵状态判别与调控方法及装置与流程

本技术属于白酒酿造，具体涉及一种酱香型白酒发酵状态判别与调控方法及装置。

背景技术：

1、酱香型白酒采用12987传统酿造工艺，包含下沙、糙沙及一至七轮次共九次发酵过程。各轮次的发酵参数之间存在显著的时间延迟效应，第n轮次的风味偏差其根因往往可追溯至第n-1或第n-2轮次的操作参数。因此，对跨轮次发酵状态进行系统性判别与动态调控是保障基酒品质的关键环节。

2、现有技术中，发酵状态的监测主要聚焦于单轮次、单工序的反馈式控制。具体而言，操作人员通常采集酒醅的水分、还原糖等静态理化指标作为判断依据，待检测到产物端指标出现偏差后再被动调整工艺参数。同时，现有方法缺乏将多维监测参数整合为统一量化评价基准的数学工具，各参数数据分散独立，难以形成对整体发酵进度的综合评价；且未建立标准参数轨迹作为参照系，偏移判断缺乏客观依据。

3、上述现有技术存在以下突出问题：仅关注单轮次局部状态，无法从系统层面回答"整个9轮发酵处于何种运行轨道"的问题，采用反馈式控制，等偏差实际出现后才响应，未能利用跨轮次延迟效应实施前置预判，依赖静态理化指标，无法实时反映微生物群落的代谢活性与演变状态，且单一参数异常易引发误判，缺乏多维参数的量化整合手段及配套的自动化判别与调控装置，导致发酵过程控制的时效性和精准性不足，影响基酒产质量的稳定性。

技术实现思路

1、本技术提供一种酱香型白酒发酵状态判别与调控方法及装置，现有酱香型白酒发酵控制中单轮次反馈滞后、静态指标无法反映代谢活性、多参数分散无统一评价基准及缺乏自动化前馈调控的技术问题。

2、第一方面，本技术实施例提供了一种酱香型白酒发酵状态判别与调控方法，所述方法包括：

3、步骤1，基于历史批次数据对酱香型白酒工艺的九个发酵轮次分别标定各核心参数的均值μ和标准差σ，并定义安全区、警戒区和危险区；所述核心参数包括：糊化度、综合酶活指数、呼吸强度、酸度以及微生物多样性指数；

4、步骤2，采集当前轮次各所述核心参数的实测值，根据所述实测值与预先标定的各核心参数的均值μ和标准差σ计算各核心参数的标准化偏移量，并根据预设的因果链权重对各所述标准化偏移量进行加权求和，计算得到发酵进度指数fpi，其中所述权重按参数在所述因果链中的位置由上游至下游递减赋值；

5、步骤3，根据所述fpi的值以及至少三个所述核心参数的偏移方向一致性约束，判别当前发酵所处的轨道类型，所述轨道类型包括典型轨道、向前偏移轨道、向后偏移轨道和波动轨道；

6、步骤4，基于所述五个核心参数之间的因果链级联关系，利用当前轮次上游参数的偏移量预测下游参数在后续轮次的偏移趋势；

7、步骤5，根据判别出的轨道类型和所述fpi的值，在下游参数实际发生偏移之前执行前馈调控；其中，向前偏移轨道时，调控量随fpi增大而减小；向后偏移轨道时，调控量随fpi的绝对值增大而增大。

8、进一步的，所述步骤2中，各核心参数的标准化偏移量△i采用公式计算：

9、；

10、所述发酵进度指数fpi采用如下公式计算：

11、；

12、其中wi为第i个核心参数对应的因果链权重。

13、进一步的，所述因果链权重的具体赋值为：糊化度的权重w1＝0.30，综合酶活指数的权重w2＝0.25，呼吸强度的权重w3＝0.20，酸度的权重w4＝0.15，微生物多样性指数的权重w5＝0.10。

14、进一步的，所述步骤3中，所述轨道类型的判别规则为：

15、当|fpi|＜0.5时，判定为典型轨道；

16、当fpi≥0.5且连续至少一个轮次，同时至少三个参数的△i＞0时，判定为向前偏移轨道；

17、当fpi≤－0.5且连续至少一个轮次，同时至少三个参数的△i＜0时，判定为向后偏移轨道；

18、当|fpi|≥0.5且相邻轮次的fpi符号反转，且参数偏移方向不一致时，判定为波动轨道。

19、进一步的，所述步骤4中，所述因果链级联关系包括：

20、糊化度偏移预测综合酶活指数下一轮次同向偏移；

21、综合酶活指数偏移预测呼吸强度下一轮次同向偏移；

22、呼吸强度偏移预测酸度下一轮次同向偏移；

23、酸度偏移预测微生物多样性指数下两轮次反向偏移；

24、预测公式为△i+1(下游)=β×△i(上游)，其中β为因果传导系数且0＜β＜1。

25、进一步的，所述步骤5中：

26、向前偏移轨道时，蒸粮时间调整量，糟醅水分调整量，其中k1的取值范围为5～8分钟/单位fpi，k2的取值范围为0.5～1.0个百分点/单位fpi；

27、向后偏移轨道时，蒸粮时间调整量，糟醅水分调整量。

28、进一步的，所述步骤5还包括：

29、波动轨道时，降低单次操作幅度30%～50%，排查工艺一致性，暂不调整蒸粮时间和水分。

30、进一步的，所述步骤1中，所述安全区定义为μ±1.0σ，所述警戒区定义为μ±1.5σ，所述危险区定义为超出μ±1.5σ的范围。

31、第二方面，本实施例还提供一种酱香型白酒发酵状态判别与调控装置，所述装置包括：

32、参数采集模块，用于采集当前轮次各核心参数的实测值，所述核心参数包括：糊化度、综合酶活指数、呼吸强度、酸度以及微生物多样性指数；

33、计算模块，与所述参数采集模块连接，用于获取基于历史批次数据预先标定的各核心参数的均值μ和标准差σ，根据所述实测值、均值μ和标准差σ计算各核心参数的标准化偏移量，并根据预设的因果链权重对各所述标准化偏移量进行加权求和，计算得到发酵进度指数fpi，其中所述权重按参数在所述因果链中的位置由上游至下游递减赋值；

34、判别模块，与所述计算模块连接，用于根据所述fpi的值以及至少三个所述核心参数的偏移方向一致性约束，判别当前发酵所处的轨道类型，所述轨道类型包括典型轨道、向前偏移轨道、向后偏移轨道和波动轨道；

35、预测模块，与所述判别模块连接，用于基于所述五个核心参数之间的因果链级联关系，利用当前轮次上游参数的偏移量预测下游参数在后续轮次的偏移趋势；

36、调控模块，与所述预测模块连接，用于根据判别出的轨道类型和所述fpi的值，在下游参数实际发生偏移之前向蒸粮设备和/或水分控制设备输出前馈调控指令；其中，向前偏移轨道时，调控量随fpi增大而减小；向后偏移轨道时，调控量随fpi的绝对值增大而增大。

37、进一步的，所述参数采集模块具体包括：

38、糊化度检测单元、综合酶活检测单元、co2释放速率在线监测单元、酸度检测单元和微生物多样性检测单元，分别用于检测对应的核心参数。

39、第三方面，本技术实施例提供了一种电子设备，该电子设备包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序或指令，所述程序或指令被所述处理器执行时实现如第一方面所述的方法的步骤。

40、第四方面，本技术实施例提供了一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时实现如第一方面所述的方法的步骤。

41、第五方面，本技术实施例提供了一种芯片，所述芯片包括处理器和通信接口，所述通信接口和所述处理器耦合，所述处理器用于运行程序或指令，实现如第一方面所述的方法。

42、本技术实施例所提供的技术方案，通过构建覆盖底物至群落的五维参数体系并计算发酵进度指数，实现了多维偏差的量化综合评价，利用多参数方向一致性约束有效降低了单参数异常的误判风险，基于因果链级联关系在产物端偏差发生前完成前馈预测与提前干预，突破了传统反馈控制的滞后局限，同时结合量化调控公式形成判别、预测与调控的完整处理逻辑，显著提升了酱香型白酒多轮次发酵过程控制的精准性与时效性。