一種新型的酒精度的檢測方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種新型的酒精度的檢測方法及裝置，特指一種基于色敏材料技術(shù)的 固態(tài)發(fā)酵過程中酒精度的實時檢測方法及裝置，屬于釀造品原料利用和質(zhì)量控制領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國傳統(tǒng)發(fā)酵歷史悠久，用糧食自然發(fā)酵而成的酒、醋類食品深受廣大消費者喜 愛。由于固態(tài)發(fā)酵的基質(zhì)有利于微生物的生長，并能產(chǎn)生一些在液體培養(yǎng)基中不產(chǎn)生的酶 或其它代謝產(chǎn)物，因此固態(tài)發(fā)酵得到的產(chǎn)品品質(zhì)更好，更受到消費者的青睞。如純糧固態(tài)白 酒香味濃郁，固態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)出的食醋酸味柔和，回甜醇厚。然而，固態(tài)發(fā)酵的工藝大都依靠 經(jīng)驗和積累，產(chǎn)品的品質(zhì)沒有保證。拿食醋舉例，若酒精度過低時，其生產(chǎn)出的醋的酸度低， 產(chǎn)品不合格；若酒精度過高，不適合飲用，其成本升高，利益相應(yīng)減少。因此，對醋酸發(fā)酵中 酒精度的控制對產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效益都有重要的影響。
[0003] 傳統(tǒng)的酒精度的酒精度的檢測方法主要有比重法、蒸饋法、氣相色譜法等。如GB/ T5009.48-2003中采用酒精比重計來測定己醇濃度，然而，該種方法只適合主要含水酒精 溶液，無法適用于固態(tài)被檢測對象；GB/T10345-2007中采用密度瓶法，需將試樣蒸饋，且酒 精蒸饋還有不完全和接收揮發(fā)損失的可能性；論文"正丙醇作內(nèi)標(biāo)氣相色譜法測定白酒的 酒精度"中采用氣相色譜法測定白酒酒精度，盡管結(jié)果精確，但設(shè)備昂貴，操作復(fù)雜、耗時較 長。此外還有近紅外、拉曼光譜法等，但該些儀器價格昂貴，仍處于試驗階段，不能廣泛用于 生廣實際中。 因此尋找一種簡便、穩(wěn)定、可量化的酒精度表征和分析方法，來監(jiān)測固態(tài)發(fā)酵過程，對 滿足消費者對食品質(zhì)量和安全及企業(yè)原料充分利用效益最大化方面有著重要的現(xiàn)實意義。 色敏傳感器技術(shù)是近年來出現(xiàn)的一種氣體表征的新方法，利用色敏傳感器與待測氣體反 應(yīng)前后的顏色差值，對待測氣體進行定性和定量分析，近年來，色敏傳感器技術(shù)在食品及 農(nóng)產(chǎn)品檢測領(lǐng)域得到了相關(guān)應(yīng)用，如專利"一種基于嗅覺可視化檢測魚新鮮度的方法及裝 置"（【申請?zhí)枴?01010262347. 50)公開了一種嗅覺可視化檢測魚新鮮度的方法和裝置，但該 裝置比較笨重，其圖像獲取裝置是掃描儀，難W滿足實時監(jiān)測的要求；專利"一種肉類食品 新鮮度便攜檢測裝置"公開了一種肉類食品新鮮度便攜檢測裝置，盡管該裝置比較便攜，但 其未考慮溫濕度對樣本揮發(fā)性氣體的影響。目前，用色敏材料用于固態(tài)發(fā)酵過程中酒精度 的實時檢測還未見報道。本研究提出一種基于色敏材料技術(shù)的固態(tài)發(fā)酵過程中酒精度的實 時檢測方法及裝置，被檢測對象范圍廣，快速簡便，可用于監(jiān)測液態(tài)釀造品及其固態(tài)發(fā)酵過 程。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，本發(fā)明的目的在于提供一種操作簡便，價格便宜，靈 敏度高，適用于固態(tài)發(fā)酵過程中的酒精度在線檢測裝置。
[0005] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案： 一種新型酒精度的檢測裝置，包括上位機、3CCD相機、L邸積分球光源、底座、氣體反應(yīng) 室、進氣口、出氣口、真空累、帶有特質(zhì)濾網(wǎng)的氣體采集探針和溫度傳感器。
[0006] 所述上位機與3CCD相機連接，3CCD相機安裝在L邸積分球光源頂端，是用來獲取 反應(yīng)前、后傳感器的紅（R)、綠（G)、藍（B)=個分量的圖像；L邸積分球光源安裝于底座上， 其中L邸積分球光源頂蓋由光學(xué)透明玻璃制成； 所述底座安裝在氣體反應(yīng)室上方，在氣體反應(yīng)室的兩對應(yīng)側(cè)壁上設(shè)有進氣口和出氣 口，進氣口通過真空累與氣體采集探針相連接，氣體采集探針下端設(shè)置有溫度敏感器； 其中氣體反應(yīng)室包括移動抽屜、氣體傳感器陣列區(qū)、氣體分流導(dǎo)管、氣體緩沖擋板和氣 體緩沖區(qū)，所述氣體反應(yīng)室采用多工位移動式多均勻狹縫分布；其中進氣口與氣體緩沖區(qū) 連通，氣體緩沖擋板設(shè)置于氣體緩沖區(qū)內(nèi)，氣體分流導(dǎo)管一段連通氣體緩沖區(qū)，另一端連通 氣體傳感器陣列區(qū)一側(cè)，氣體傳感器陣列區(qū)另一側(cè)接通出氣口。
[0007] 其中氣體緩沖區(qū)為一個進口，為進氣口；4個出口為氣體分流導(dǎo)管入口；所述氣體 緩沖區(qū)為楠圓形，由不誘鋼材質(zhì)圍成，防止其與氣體反應(yīng)腐蝕；所述氣體反應(yīng)室為正方形， 移動抽屜也為正方形；設(shè)置卡槽放置色敏傳感器陣列，反應(yīng)室和移動抽屜的材質(zhì)也均為不 誘鋼。
[0008] 氣體從進氣口到達氣體緩沖區(qū)中屯、會遇到氣體緩沖擋板，使得氣體混合均勻；混 合均勻后的氣體會經(jīng)過氣體分流導(dǎo)管分流，進入氣體傳感器陣列區(qū)，與附著在聚偏二氣己 締（PVDF)膜上色敏材料傳感器陣列接觸反應(yīng)，反應(yīng)后的廢氣經(jīng)出氣口排出。
[0009] 氣體反應(yīng)室的底面是可移動的抽屜，可將置于抽屜底板上的氣體傳感器陣列拉 出，方便傳感器陣列的更換，抽屜有一定傾斜角度，當(dāng)往里推到一定程度，將反應(yīng)室密封，確 保反應(yīng)室不與外界接觸。
[0010] 本發(fā)明采用漫反射垂直輸入光源，可W均勻反射從底部360度發(fā)射出的光線，使 整個圖像的的照度十分均勻，方便圖像的進一步處理。采用R、G、B同步彩色面陣相機，相機 內(nèi)置特定=棱鏡，將光源分成R、G、B=原色，并通過3塊獨立的CCD傳感器處理，使得顏色 更為準確，確保顏色的真實性。
[0011] 所述氣體采集探針帶有特質(zhì)濾網(wǎng)，可用于檢測半固態(tài)樣本時隔離固態(tài)雜質(zhì)，只采 集氣體樣本；氣體采集探針有刻度，可根據(jù)需要采集不同區(qū)域的樣本；探針上有溫度傳感 器，可即時采集溫度傳送給上位機，W便模型的校正。
[0012] 本發(fā)明還提供一種新型的酒精度檢測的方法，按照下述步驟進行： (1) 利用本發(fā)明所述的裝置，通過3CCD相機獲取反應(yīng)前傳感器陣列的初始R、G、B圖像 傳輸給上位機，上位機進行圖像處理獲得初始顏色信息； (2) 樣本信息的采集；利用氣體采集探針將采集到的氣體信息通過真空累至氣體反應(yīng) 室； (3) 氣味信息的獲?。徊杉降臍怏w信息從進氣口到達氣體反應(yīng)室內(nèi)的氣體緩沖區(qū)中 屯、遇到氣體緩沖擋板，使氣體混合均勻；混合均勻后的氣體經(jīng)過氣體分流導(dǎo)管分流，進入氣 體傳感器陣列區(qū)，與附著在聚偏二氣己締（PVDF)膜上色敏材料氣體傳感器陣列接觸反應(yīng)。
[0013] (4)上位機信息處理；利用色敏材料氣體傳感器陣列與樣本氣體反應(yīng)，提取相關(guān)信 息，3CCD相機獲取反應(yīng)后傳感器陣列的R、G、B圖像傳輸給上位機，上位機接收并處理3CCD 相機采集的信號，代入校正模型得出酒精度含量。
[0014] 其中，步驟（2)中所述的氣體傳感器陣列的制備方法具體如下： 將對己醇敏感的色敏材料包括5, 10, 15, 20-四苯基化咐鋪（TPPMn)、5, 10, 15, 20-四 苯基化咐鋒口口口化）、2,3,7,8，12，13，17，18-八己基化咐氯鋪（06口1此1)、四苯基苯并^ 元化咐（TripMn)、5, 10, 15, 20-四苯基化咐氯鋪（TPPMncl)、5, 10, 15, 20-四甲氧基化咐車孟 (TPPMnOCHs)六種，分別溶于=氯甲燒溶劑中，濃度均為Img/mL;將酸堿指示劑中性紅和漠 甲酪綠，溶于己醇中，濃度均為Img/mU對色敏材料進行校正修訂，去除水蒸氣的影響，通過 微量點樣毛細管將其印染在聚偏二氣己締（PVDF)膜上，制成色敏材料傳感器陣列。
[0015] 本發(fā)明通過多項式回歸，提供了一種基于新型的酒精度檢測的算法，如下式所 示：
式中，堤酒精度含量，屯是色敏材料與待檢測氣體反應(yīng)前后R通