一种白酒陈化装置、方法及控制系统

本发明涉及酒类加工、陈化处理与质量评价，尤其涉及一种基于白酒紫外吸收光谱确定灯珠波段和排布方式，并在避光陶罐内进行紫外led（light emittingdiode，发光二极管）灯板辅助白酒陈化处理的装置、方法及控制系统。

背景技术：

1、白酒在贮存过程中会发生缓慢的物理化学变化，例如低沸点刺激性成分逐渐降低，酯化、缔合、氧化还原以及多类微量成分之间的相互作用持续进行，使酒体风味逐步趋于协调。传统自然陈化主要依赖长期贮存，虽然能够形成较稳定的酒体风格，但存在处理周期长、空间占用大、批次管理难度高等问题，不利于快速开展陈化工艺筛选和质量评价。

2、现有的加速陈化方式包括加热、通氧、超声、电场、光照等方式。其中，紫外光处理具有能量输入直接、参数调节方便、设备结构相对简单等特点，可用于促进酒体中部分光敏性组分发生变化，从而辅助白酒陈化过程。但是，在实际应用中，紫外处理效果受到光源波段、光源位置、照射强度、照射时间、样品温度、容器材料以及酒液受光状态等因素影响。如果上述因素缺少统一控制，不同批次样品之间容易出现处理效果不一致的问题。

3、传统白酒贮存常采用陶罐或酒坛。陶罐具有避光性、一定透气性和较好的贮存稳定性，能够在一定程度上模拟白酒实际贮存环境。然而，陶瓷材料本身不透紫外光。若将紫外光源设置在陶罐外部，紫外光难以穿透罐体并作用于罐内酒液，导致酒液实际受光不足。具体来讲，即使外部光源照射强度较高，紫外光也主要被陶罐壁阻挡或吸收，罐内酒液不能获得有效照射，因此难以形成稳定、可重复的紫外辅助陈化效果。

4、此外，白酒样品在紫外波段的吸收并非均匀分布，不同波长处的吸收峰、肩峰和吸收强度差异与酒体中部分光响应组分有关。如果紫外led灯板仅采用单一波段或随机选择灯珠波段，则可能出现照射波段与白酒吸收响应区域不匹配的问题。具体来讲，若所选波段位于样品吸收较弱区域，则处理效率较低；若短波段能量输入过强，则可能造成过度反应或风味失衡。因此，紫外灯珠波段和排布方式需要与白酒吸收光谱特征相结合，并进一步结合预实验处理结果、灯珠输出效率、温升情况和酒液受光面积进行优化，而不宜仅凭经验设置。

5、现有与光照处理相关的装置通常侧重于光源布置、反应容器或处理流程本身。例如，部分光催化或光处理装置通过在反应器内部设置光源、搅拌结构或循环结构来提高一般反应体系的光照反应效率；也有部分光学检测系统通过采集光学信号实现后续分析判断。上述方案能够在一定程度上提高光照反应或光学检测过程的效率，但其主要关注点在于一般反应体系或光学检测体系，并未针对白酒陶罐贮存环境下陶瓷容器不透紫外光、外置光源难以作用于罐内酒液、灯珠波段与白酒吸收特征不匹配、处理后陈化效果缺少反馈评价等问题进行专门设计。

6、另一方面，现有紫外辅助陈化处理在参数控制和效果评价方面也存在明显不足。在参数控制方面，紫外led灯珠的波段和排布方式通常凭经验选定，缺少与白酒自身紫外吸收特征相结合的依据，导致照射波段与白酒光响应区域不匹配，处理效率不稳定。在效果评价方面，处理后白酒的陈化效果主要依赖感官评价或少量理化指标，缺少基于多源检测数据的系统化评价方法，难以为照射参数的优化调整提供数据依据，也难以建立不同批次处理结果之间的可比性。

7、现有紫外陈化装置多采用开放式或半开放式照射结构，样品容器与光源之间缺少与白酒实际贮存环境相匹配的密封、避光结构。在这种情况下，处理过程中容易受到外界光线、空气接触状态和温度波动的影响。同时，若紫外灯板仅作为外部照射部件使用，不能与容器盖体形成稳定配合，则灯板与酒液表面的距离、照射角度和照射均匀性难以保持一致，进而影响陈化处理结果的重复性。

8、但本发明发明人在实现本发明中发明技术方案的过程中，发现上述技术至少存在如下技术问题：

9、一是陶罐具有避光和贮存优势，但外置紫外光源难以穿透陶罐壁，导致罐内酒液实际受光不足；二是现有紫外照射结构与白酒密封贮存环境结合不足，难以在避光、密封或近似密封状态下完成罐内紫外陈化；三是紫外led灯珠波段和排布方式缺少依据，难以根据白酒自身的紫外吸收特征和预实验处理结果进行针对性设计；四是灯板与酒液之间的照射距离、照射角度和照射区域缺少固定结构约束，容易造成罐内受光不均匀；五是紫外照射过程中的照射时间、工作电流、照射强度、样品处理体积、照射模式和温度信息缺少协同控制，导致不同批次处理结果重复性较差；六是处理后白酒的陈化效果缺少基于检测数据的评价依据，难以对紫外陈化参数进行优化。

10、因此，有必要提供一种基于白酒吸收光谱、预实验陈化效果和罐内受光条件确定紫外led灯珠波段和排布方式，并能够在避光陶罐内部完成紫外照射的白酒陈化装置、方法及控制系统，使紫外led灯板与陶罐密封盖结合，在陶罐盖合状态下向罐内酒液直接照射，并配合照射参数控制、温度状态采集和处理后质量评价，以提高紫外辅助白酒陈化处理的针对性、可控性和重复性。

技术实现思路

1、本发明通过提供一种基于吸收光谱调控的紫外辅助白酒陈化装置、方法及控制系统，解决了现有白酒陈化处理中外置紫外光难以穿透陶罐并有效作用于罐内酒液、紫外led灯珠波段和排布方式缺少依据、罐内照射条件不稳定以及处理效果缺少数据化评价的问题，实现了根据白酒吸收光谱和预实验陈化效果确定灯板设计、在避光陶罐内部完成可控紫外陈化处理、提高处理重复性并形成处理效果评价依据的技术效果。

2、本发明首先提供一种紫外辅助白酒陈化装置，包括避光陶罐本体、密封盖、紫外led灯板、密封构件、电连接引出端和温度传感器。所述避光陶罐本体用于盛放待处理白酒；所述密封盖用于盖合所述避光陶罐本体的口部；所述紫外led灯板设置于所述密封盖朝向罐内的一侧，用于在所述密封盖盖合状态下向所述避光陶罐本体内的白酒发射紫外光；所述紫外led灯板包括电路基板、多个深紫外led灯珠、中心安装孔、导热层和散热背板，多个深紫外led灯珠包含250 nm至300 nm范围内至少两个不同发光波段并沿单圈或多圈环形方式排布；所述密封构件设置于所述密封盖与所述避光陶罐本体之间，用于提高盖合处的遮光性和密封性；所述电连接引出端用于连接外部控制设备或供电设备；所述温度传感器用于采集紫外led灯板工作表面温度或密封盖内侧温度。

3、本发明的核心机械改进在于：将紫外led灯板从陶罐外部移至密封盖朝向罐内的一侧，使紫外光源在密封盖盖合状态下直接位于避光陶罐本体内部上方，从而解决了外置光源因陶瓷材料不透紫外光而导致罐内酒液实际受光不足的问题。密封构件的设置进一步确保了处理过程的遮光性和密封性，使处理环境更接近白酒实际贮存状态。

4、本发明还提供一种基于上述紫外辅助白酒陈化装置的紫外辅助白酒陈化方法，包括：通过紫外-可见分光光度计获取待处理白酒或同类型白酒样品的紫外吸收光谱；根据所述紫外吸收光谱中的吸收峰、肩峰或吸收强度分布，并结合预实验陈化效果、灯珠输出效率、酒液受光面积、陶罐口径和温升情况，确定紫外led灯板中不同深紫外led灯珠的发光波段、排布位置和工作参数；将待处理白酒加入避光陶罐本体内；将设置有所述紫外led灯板的密封盖盖合于所述避光陶罐本体的口部，使所述紫外led灯板位于所述避光陶罐本体的罐内上方，并朝向所述待处理白酒的液面；在所述密封盖盖合状态下，控制所述紫外led灯板向所述避光陶罐本体内的白酒进行紫外照射；在照射过程中记录或控制照射时间、工作电流、照射强度、样品处理体积、照射模式和温度信息中的一种或多种；所述温度信息包括紫外led灯板工作表面温度或密封盖内侧温度，用于监控灯珠工作状态并判断是否需要调节工作参数；照射结束后，对处理后的白酒进行避光平衡处理；获取处理前后白酒的多源检测数据，并从所述多源检测数据中提取陈化相关特征；根据所述陈化相关特征计算陈化效果评分，并根据所述陈化效果评分输出白酒陈化处理参数；所述陈化处理参数将用于对后续批次的照射时间、工作电流、照射顺序或温度控制范围进行反馈调整，从而形成以检测数据为依据的闭环陈化处理流程。

5、本发明还提供一种基于上述紫外辅助白酒陈化装置的紫外辅助白酒陈化控制系统，包括光谱获取模块、参数确定模块、照射控制模块和评价反馈模块；光谱获取模块用于通过紫外-可见分光光度计采集待处理白酒或同类型白酒样品在200 nm至400 nm波段内的紫外吸收光谱数据；参数确定模块用于对所述紫外吸收光谱进行峰识别和分峰拟合，并结合预实验陈化效果、灯珠输出效率、酒液受光面积、陶罐口径和温升情况，输出紫外led灯板中各组深紫外led灯珠的发光波段、排布位置和工作电流的控制参数；照射控制模块用于按照所述控制参数通过恒流驱动电路或脉宽调制（pwm）电路驱动深紫外led灯珠工作，并根据温度传感器采集的温度信号对工作电流、照射时间或照射模式进行调节；评价反馈模块用于对处理前后白酒的多源检测数据进行预处理与特征提取，按计算陈化效果评分，并据此向照射控制模块输出对下一批次照射时间、工作电流和照射模式的调整指令。

6、本发明中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：第一，由于采用避光陶罐本体与内置紫外led灯板的密封盖相结合的结构，使紫外照射能够在避光陶罐内部进行，有效解决了外置紫外光难以穿透陶罐并作用于酒液的问题，进而提高了罐内紫外陈化处理的有效性；第二，由于将紫外led灯板设置于密封盖朝向罐内的一侧，使灯板与酒液之间的相对位置在盖合后保持稳定，有效降低了照射距离和照射角度变化带来的影响，进而提高了不同批次白酒处理条件的一致性；第三，由于根据白酒紫外吸收光谱、预实验陈化效果、灯珠输出效率和受光面积等因素确定灯珠波段、排布位置或工作参数，使紫外照射波段能够与白酒样品的光响应区域和实际处理效果相匹配，有效解决了随机选择紫外波段导致处理效率不稳定的问题，进而提高了紫外辅助陈化处理的针对性；第四，由于对照射时间、工作电流、照射强度、样品处理体积、照射模式和温度信息进行记录或控制，使紫外照射过程能够被量化描述，有效解决了传统陈化处理条件难以重复的问题，进而提高了陈化处理流程的可控性和可复现性；第五，由于获取处理前后白酒的紫外-可见吸收、三维荧光、电子鼻及挥发性成分检测数据，并结合空白对照样品、自然贮存样品、目标陈化样品或历史检测数据计算陈化效果评分，使处理效果能够通过检测数据进行评价，有效减少了仅依赖经验判断的问题，进而为陈化参数优化提供数据依据。