TCBJ 2212-2024 白酒智能釀造 量質(zhì)摘酒 紅外光譜法應(yīng)用指南

CCSX61團體標(biāo)準(zhǔn)T/CBJ2212—2024白酒智能釀造量質(zhì)摘酒紅外光譜法應(yīng)用指南Baijiuintelligentbrewing—Gatheringdistillateaccordingtothequality—Guidetotheapplicationofnearinfraredspectroscopy2024-04-08發(fā)布2024-05-08實施中國標(biāo)準(zhǔn)出版社ⅠT/CBJ2212—2024前言 Ⅲ1范圍 12規(guī)范性引用文件 13術(shù)語和定義 14一般要求 15功能要求 2ⅢT/CBJ2212—2024本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分:標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔(dān)識別專利的責(zé)任。本文件由中國酒業(yè)協(xié)會提出并歸口。本文件起草單位:中國食品發(fā)酵工業(yè)研究院有限公司、中國酒業(yè)協(xié)會、江蘇洋河酒廠股份有限公司、舍得酒業(yè)股份有限公司、貴州國臺酒業(yè)集團股份有限公司、瀘州老窖股份有限公司、貴州習(xí)酒股份有限公司、江蘇今世緣酒業(yè)股份有限公司、四川威斯派克科技有限公司、四川輕化工大學(xué)、濟南趵突泉釀酒有限責(zé)任公司、瀘州智通自動化設(shè)備有限公司、普瑞特機械制造股份有限公司、北京中醫(yī)藥大學(xué)、中糧營養(yǎng)健康研究院有限公司、河南仰韶酒業(yè)有限公司、北京紅星股份有限公司、安徽宣酒集團股份有限公司、山東景芝白酒有限公司。1T/CBJ2212—2024白酒智能釀造量質(zhì)摘酒紅外光譜法應(yīng)用指南1范圍本文件規(guī)定了量質(zhì)摘酒紅外光譜法應(yīng)用的一般要求、功能要求。本文件適用于指導(dǎo)應(yīng)用紅外光譜分析技術(shù)于白酒智能量質(zhì)摘酒的操作。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中,注日期的引用文件,僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T白酒分析方法GB/T白酒感官品評導(dǎo)則GB/T物聯(lián)網(wǎng)總體技術(shù)智能傳感器接口規(guī)范GB/T設(shè)備可靠性可靠性評估方法3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。智能量質(zhì)摘酒intelligentgatheringdistillateaccordingtothequality蒸餾流酒過程中,采用智能化的技術(shù)手段根據(jù)流酒的質(zhì)量情況對酒體進行自動分級,得到不同質(zhì)量酒的工藝操作。4一般要求4.1應(yīng)用支撐建設(shè)統(tǒng)一的平臺、數(shù)據(jù)對接等,為后續(xù)多應(yīng)用的互通基于統(tǒng)一的系統(tǒng)平臺,實現(xiàn)各流程業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)統(tǒng)一和交匯。數(shù)據(jù)對接主要實現(xiàn)與相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)對接。4.2數(shù)據(jù)接口依據(jù)GB/T34068—2017,采用統(tǒng)一的、標(biāo)準(zhǔn)化、專用協(xié)議的數(shù)據(jù)通信接口,用于集成系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信,解決數(shù)據(jù)采集與交換過程中數(shù)據(jù)格式、程序接口不統(tǒng)一的問題,確保編碼的一致性。通信接口程序包括實時監(jiān)控數(shù)據(jù)接口、數(shù)據(jù)庫互聯(lián)數(shù)據(jù)接口、視頻圖像數(shù)據(jù)接口等類別。4.3一致性制定統(tǒng)一的數(shù)據(jù)采集、傳輸、計算及交互模式,保證數(shù)據(jù)資源最大化利用,充分發(fā)揮系統(tǒng)整體效能。2T/CBJ2212—20244.4兼容性各種接口在遵循規(guī)范性原則的基礎(chǔ)上,保證其可以集成不同設(shè)備廠商、系統(tǒng)或平臺供應(yīng)商、軟件供應(yīng)商的產(chǎn)品。4.5可靠性保證系統(tǒng)具有較高的可靠性、完善的錯誤處理機制和數(shù)據(jù)備份機制,保證系統(tǒng)可提供不間斷訪問服務(wù)。5功能要求5.1系統(tǒng)硬件要求5.1.1紅外光譜數(shù)據(jù)智能采集設(shè)備5.1.1.1紅外儀器應(yīng)為在線設(shè)備,與酒體接觸的材質(zhì)滿足食品級要求。5.1.1.2設(shè)備可靠性按照GB/T37079—2018中的規(guī)定進行評價,其中評價項的選擇應(yīng)根據(jù)企業(yè)自己需求設(shè)定,并以通過項占總選擇項的比例表示,其相似性應(yīng)大于0.8,耐久性大于0.9,敏感性大于0.9。5.1.1.3光譜范圍應(yīng)在780nm~25000nm內(nèi)。5.1.2輔助性設(shè)備5.1.2.1控制系統(tǒng):包括控制方法、數(shù)據(jù)采集及存儲、人機界面及可視化、通信、柔性化、智能化等通用技術(shù)要求。主要采用可編程邏輯控制器(PLC)、可編程自動控制器(PAC)、分布式控制系統(tǒng)(DCS)、現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)(FCS)、數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)(SCADA),實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、工藝控制、通信等基本功能。5.1.2.2人機交互系統(tǒng):包括IP65防水防爆不銹鋼金屬工業(yè)鍵盤、工業(yè)觸摸顯示屏、智能語音與圖像識別模塊,建立人與信息系統(tǒng)多通道、多模式和多維度的交互途徑、模式和方法。5.1.2.3工業(yè)網(wǎng)絡(luò):智能網(wǎng)關(guān)、5G、WIFI6網(wǎng)絡(luò)等。5.2系統(tǒng)基礎(chǔ)功能要求5.2.1人員管理用戶通過該功能對系統(tǒng)內(nèi)人員基本信息進行管理和維護,包括新增、修改、刪除等功能,內(nèi)容包括人5.2.2權(quán)限管理對系統(tǒng)內(nèi)角色分配以及各角色的權(quán)限進行管理和維護,包括角色的新增、修改、刪除、角色權(quán)限分配設(shè)置等功能。5.2.3設(shè)備狀態(tài)管理對連接系統(tǒng)的所有相關(guān)設(shè)備進行監(jiān)控和管理,查詢設(shè)備使用情況、設(shè)備狀態(tài)、數(shù)據(jù)采集情況等信息,具體內(nèi)容包括設(shè)備編號、設(shè)備名稱、設(shè)備狀態(tài)等。5.2.4故障診斷管理對設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測信息進行判斷,依據(jù)設(shè)備運維保障規(guī)則識別故障起因,進行故障診斷,并采取修復(fù)措施。35.2.5樣本管理用戶可通過系統(tǒng)錄入、查詢、修改、刪除樣本及樣本庫的相關(guān)信息，樣本數(shù)據(jù)進行采集并傳輸?shù)较到y(tǒng)后，數(shù)據(jù)在線實時保存于數(shù)據(jù)庫中，包括樣本基本信息、圖像及視頻信息、數(shù)字及圖譜等數(shù)據(jù)信息。5.2.6數(shù)據(jù)傳輸、計算及結(jié)果管理對系統(tǒng)及相關(guān)設(shè)備所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進行管理，擁有處理數(shù)據(jù)的相關(guān)模型等功能，可生成相關(guān)結(jié)果及決策建議，以報表等方式呈現(xiàn)。5.3數(shù)據(jù)分析及應(yīng)用5.3.1工藝數(shù)據(jù)調(diào)研對采用紅外光譜法應(yīng)用于白酒智能摘酒的白酒廠家進行使用前的調(diào)研工作，調(diào)研內(nèi)容包括但不限于：車間數(shù)量、窖池數(shù)量、糟源類型(如面糟、中糟、底糟)、蒸餾時間、蒸餾溫度、各糟源類型傳統(tǒng)摘酒工藝要求、各糟源類型所產(chǎn)出不同級別原酒數(shù)量等。5.3.2應(yīng)用方案建立根據(jù)調(diào)研結(jié)果對摘酒模型建立方案進行調(diào)整。對窖池丁甑鍋、酒醅批次等信息進行編號，對窖池、糟源類型、工藝要求進行歸類，根據(jù)每一類型分別建立紅外摘酒模型，整合形成紅外摘酒模型體系。5.3.3量質(zhì)摘酒紅外模型的建立5.3.3.1模型建立邏輯圖模型建立邏輯圖見圖1。窖池酒糟工藝建立紅外智能摘酒模型模型驗證準(zhǔn)確度通過集成應(yīng)用構(gòu)建智能摘酒模型建立方案模型優(yōu)化不通過圖1模型建立邏輯圖4T/CBJ2212—20245.3.3.2模型構(gòu)建基本要求5.3.3.2.1建模樣本的摘取應(yīng)選取有代表性的釀造生產(chǎn)車間進行操作。5.3.3.2.2樣品摘取時要求流速和流酒溫度在工藝范圍內(nèi)盡量保持均勻一致。5.3.3.3模型構(gòu)建數(shù)據(jù)量要求5.3.3.3.1建模酒樣數(shù)據(jù)應(yīng)具有代表性,建模樣本庫中應(yīng)包含一年四季、不同班組、不同工藝的蒸餾摘酒過程中的基酒樣品。5.3.3.3.2建模數(shù)據(jù)量應(yīng)包含300次及以上完整蒸餾過程中摘取的全部基酒樣品。5.3.3.4量質(zhì)摘酒紅外模型建立流程5.3.3.4.1建模樣品摘取及光譜獲取過程(單次蒸餾過程)從蒸餾過程開始即通過安裝在酒甑冷凝器出酒口的紅外光譜儀實時完成樣品的光譜采集工作,同時進行建模樣品的摘取,每隔一定時間在光譜儀出酒口摘取一個適量體積的基酒點樣品,同時將該間隔段基酒倒入酒罐,混勻后取一個適量體積的基酒綜合樣品,如此循環(huán),每隔1L就取一個點樣品和一個綜合樣品,做好編號標(biāo)記及取樣時間,直至單次蒸餾過程結(jié)束。5.3.3.4.2樣品理化指標(biāo)分析5.3.3.4.2.1對摘取樣品的理化指標(biāo)分析宜盡可能及時,從樣品摘取后到樣品分析完成應(yīng)不超過24h。5.3.3.4.2.2對摘取的基酒點樣品及基酒5.3.3.4.2.3摘取樣品理化指標(biāo)的測定應(yīng)符合GB/T10345—2022的規(guī)定。5.3.3.4.3樣品酒體品質(zhì)分類5.3.3.4.3.1對摘取的基酒綜合樣品進行感官品評宜盡可能及時,從樣品摘取后到樣品感官品評完成應(yīng)不超過24h。5.3.3.4.3.2摘取樣品的感官品評應(yīng)由五名及以上具備專業(yè)證書的品酒師進行完成。5.3.3.4.3.3摘取樣品的感官品評應(yīng)符合GB/T33404—2016的規(guī)定。5.3.3.4.3.4對摘取的基酒綜合樣品進行感官品評后,結(jié)合理化指標(biāo)分析結(jié)果,根據(jù)工藝要求對摘取的基酒綜合樣品進行打分,確定整個蒸餾過程中各基酒綜合樣品的酒體品質(zhì),確立各酒體分界點。5.3.3.4.4建立量質(zhì)摘酒紅外模型5.3.3.4.4.1將所得建模酒樣紅外光譜通過光譜采集時間與各基酒點樣品、基酒綜合樣品摘取時間進行對應(yīng)。5.3.3.4.4.2將基酒樣品光譜經(jīng)光譜預(yù)處理后與各理化指標(biāo)通過化學(xué)計量學(xué)方法進行關(guān)聯(lián)對應(yīng),構(gòu)建判別系數(shù)K值,并計算K值與各理化指標(biāo)貢獻率關(guān)系,同時建立蒸餾過程中基酒各理化指標(biāo)的紅外分析模型。5.3.3.4.4.3將每輪次蒸餾過程中的建模酒樣光譜分別代入各理化指標(biāo)紅外分析模型中,得到紅外預(yù)測值,并根據(jù)K值與各理化指標(biāo)貢獻率關(guān)系,計算出每輪次蒸餾過程中各建模酒樣的K值。5.3.3.4.4.4結(jié)合品酒師對于綜合樣品進行感官品評確立的酒體分界點結(jié)果,確立不同蒸餾過程中各類別酒體的K值分界系數(shù)。5.3.3.4.4.5通過化學(xué)計量學(xué)方法對300次及以上完整蒸餾過程各類別酒體的K值分界系數(shù)進行關(guān)聯(lián)5T/CBJ2212—2024分析,建立基于判別系數(shù)K值的量質(zhì)摘酒紅外模型。5.3.3.4.4.6建模樣品的光譜預(yù)處理方法包括但不限于中心化、多元散射校正、標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)變換、一階導(dǎo)數(shù)及二階導(dǎo)數(shù)。5.3.3.4.4.7化學(xué)計量學(xué)建模方法包括但不限于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、最小二乘支持向量機及偏最小二乘法。5.3.4量質(zhì)摘酒紅外模型的驗證優(yōu)化5.3.4.1模型驗證數(shù)據(jù)量要求5.3.4.1.1驗證數(shù)據(jù)應(yīng)具有代表性,驗證樣本庫中應(yīng)包含一年四季、不同班組、不同工藝的蒸餾摘酒過程中的基酒樣品。5.3.4.1.2驗證數(shù)據(jù)量應(yīng)包含60次及以上完整蒸餾過程中摘取的全部基酒樣品。5.3.4.2模型驗證流程5.3.4.2.1采用與建立模型時的同等操作及條件收集模型驗證樣品,同等操作及條件包括但不限于環(huán)境溫度、濕度、相同車間、相同窖池、蒸餾過程中流酒速度、摘取酒樣的人員、摘取酒樣的方式、盛取酒樣的容器。5.3.4.2.2采用與建立模型時的同等操作及條件對驗證樣品進行理化指標(biāo)分析,同等操作及條件包括但不限于分析人員、分析設(shè)備條件、摘取酒樣與理化分析間隔時間。5.3.4.2.3采用與建立模型時的同等操作及條件對驗證樣品進行感官品評,同等操作及條件包括但不限于品評人員、摘取酒樣與感官品評間隔時間。5.3.4.2.4將每輪次蒸餾過程中驗證樣品的近紅外光譜代入建立的紅外智能摘酒模型中,根據(jù)計算出各驗證樣品的K值得到每輪次蒸餾過程中不同酒體的判別結(jié)果。5.3.4.2.5將每輪次蒸餾過程中不同酒體的預(yù)測判別結(jié)果與品酒師感官品評結(jié)果進行比對及驗證。5.3.4.3模型精確度要求隨機選擇3個同類型釀造窖池,在企業(yè)要求的正常摘酒生產(chǎn)過程中,分別進行模型驗證并記錄采用企業(yè)傳統(tǒng)方法確定的酒體分界點和模型識別的分界點位置,并測量兩個點之間的差別,以這段間隔內(nèi)白酒餾出的體積(L)表示。準(zhǔn)確度:三次間隔體積的平均值根據(jù)白酒企業(yè)對于蒸餾摘酒工段具體要求決定。重復(fù)性:三次間隔體積的極差值根據(jù)白酒企業(yè)對于蒸餾摘酒工段具體要求決定。5.3.4.4模型優(yōu)化根據(jù)紅外摘酒校正模型驗證結(jié)果對模型進行優(yōu)化,優(yōu)化方向包括但不限于建模方法優(yōu)化、建模樣本域拓展與優(yōu)化、特征指標(biāo)優(yōu)化。5.3.5模型應(yīng)用規(guī)則量質(zhì)摘酒紅外模型在蒸餾摘酒生產(chǎn)過程中實際應(yīng)用時,應(yīng)以酒廠傳統(tǒng)釀造工藝、具體應(yīng)用的車間及該車間不同糟源類型執(zhí)行的摘酒工藝為基礎(chǔ),參考酒廠對于蒸餾摘酒工段的實際要求,綜合利用模型給出的感官判別系數(shù)K值及蒸餾過程中各關(guān)鍵指標(biāo)(酒精度、總酸、總酯、己酸乙酯、乳酸乙酯、乙酸乙酯等)的預(yù)測數(shù)據(jù),綜合對各級別酒體的分界點進行判別。6T/CBJ2212—20245.4結(jié)果管理要求5.4.1數(shù)據(jù)傳遞監(jiān)測數(shù)據(jù)可通過檢測設(shè)備實時自動上傳,數(shù)據(jù)通過模型自動計算并輸出結(jié)果,結(jié)果可通過系統(tǒng)處理并提交。5.4.2結(jié)果查詢用戶可通過系統(tǒng)對檢測項目的結(jié)果數(shù)據(jù)進行查詢,系統(tǒng)提