基于WSNs和BP神经网络的黄酒发酵过程监测系统研发
发布时间：2021-08-12 13:38
黄酒作为我国特有的酿造酒,随着黄酒保健的理念逐步深入人心,黄酒的需求量将不断增长。在国家大力推进中国制造2025的大背景下,各行业的科学技术得到了迅速的发展,而黄酒产业的自动化技术,不论在技术研究还是在技术应用领域,都严重滞后于白酒、啤酒、葡萄酒等饮料酒行业。当前大部分黄酒企业使用传统的黄酒酿造技术,虽然一定程度上保留了黄酒的独特的文化底蕴,但黄酒的品质稳定性差,且技术成熟工人数有限,黄酒产量无法得到有效的提升。因此需要在保障黄酒的品质前提下,通过对黄酒关键工序的关键影响因素进行实时无线监测、精确预测,逐步提高黄酒企业的信息化程度,进而提升生产效率。本文通过关键工序分析和影响因素分析,最终以黄酒发酵工序的发酵温度和酒精浓度为研究对象,主要研究内容包括:（1）基于Zigbee技术,使用Arduino微控制器、DS18B20温度传感器、MQ-3酒精浓度传感器、Zigbee模块（CC2530+CC2591）开发Zigbee终端设备、路由设备以及协调设备,使用点播方式组建无线传感器网络（WSNs）。为精确地计算酒精浓度值,基于插值法建立酒精浓度计算模型,通过对比指数逼近、多项式逼近以及幂逼近等...
【文章来源】：浙江工业大学浙江省
【文章页数】：137 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
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基于WSNs和BP神经网络的黄酒发酵过程监测系统研发21第三章黄酒发酵过程监测系统需求分析与总体设计3.1SSJ黄酒工艺及特性分析3.1.1SSJ黄酒工艺流程分析如图3-1所示的是SSJ黄酒生产工艺流程图，黄酒的生产工艺流程主要包括了：浸米、蒸煮、冷却、落缸搭窝、前发酵、后发酵、压榨过滤、着色贮存、煎酒、装坛、堆放贮藏（陈酿）、勾兑、膜过滤、灌装、灭菌、贴标签、打包等工艺流程，在质检合格后，便可向用户交付订单，进入消费者市常图3-1SSJ黄酒生产工艺流程图Figure3-1.SSJYellowwineproductionprocessflowchartSSJ黄酒的工艺流程共有约17道工序，按照工艺特性可以分为四个阶段：准备阶段、发酵阶段、处理阶段以及包装阶段。（1）准备阶段准备阶段包含黄酒制作所有预先工序，包含了：洗米浸米、蒸煮、冷却、落缸搭窝等四道工艺。洗米浸米：洗米工艺可分为精白和洗米两个阶段。精白指的是将脱壳后的糯米表层及胚部分包含的蛋白质、脂肪、维生素等成分去除；洗米指的是利用自动
浙江工业大学硕士学位论文22洗米机对糯米进行淘洗，去除其中包含的杂质，反复进行多次直至混合液清澈即可。浸米则是将经过洗米工序后的糯米转移至浸米桶中，浸米使用的水添加部分食用醋，可以有效抑制浸米过程中细菌滋生，静置浸泡至米粒看则完整、轻捏即碎的程度，浸米工艺一般需用时12~16天（传统工艺），新工艺一般控制在2~3天。蒸煮工艺：糯米正在经过浸米工序后，即可使用米车将浸泡好的糯米运输至蒸煮间，蒸煮4~5分钟。蒸煮时要依据米质情况，调节好蒸汽的流量，做到糯米熟而不糊，饭粒光洁，既无白心又无饭精。蒸煮是为使米中的淀粉充分糊化，便于酵母繁殖，利于糖化发酵。冷却工艺：依据黄酒的类型可以分为鼓风冷却和水冷两种方式，其中黄酒主要采用鼓风冷却的方式，依据水温高低，估算好鼓风冷却时间，将饭温冷却至26~28℃。落缸搭窝：先在缸中按配比放好水，然后加入饭、麦曲以及其他药食同源物质用搅拌机搅拌均匀，作好保温工作。落缸搭窝需要保证在发酵罐中的均匀性，主要体现在温度均匀性（各处的温度要一致）、分布均匀性（饭粒均匀无饭块），精确控制各种的配料的比例，落缸温度依据气温掌握，一般控制在26~28℃左右。（2）发酵阶段在众多工艺中，黄酒的发酵工艺是是控制黄酒品质的关键所在，黄酒的发酵过程是一个包含了复杂生物变化与生物催化的过程[10]。黄酒发酵过程由前发酵和后发酵两个发酵过程组成。前发酵工艺：前发酵指的是原料混合搅拌后落缸开始发酵的阶段。前发酵（简称前酵）过程按照温度的变化可以分为四个阶段，如图3-2所示的是黄酒前发酵温度曲线图。图3-2黄酒前发酵温度曲线图[10]Figure3-2.Pre-fermentationtemperaturecurveofricewine[10]
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于BP神经网络的星外设备温度预测[J]. 宁东坡,徐志明. 工程热物理学报. 2019(07)
[2]智能制造,开启中国黄酒产业转型升级的新路径[J]. 金建顺,杨国军. 酿酒. 2018(05)
[3]基于PID串级控制算法的物联网啤酒发酵检测系统[J]. 杨焕峥,徐玲. 长沙航空职业技术学院学报. 2018(03)
[4]物联网无线通信技术应用探讨[J]. 许杰. 无线互联科技. 2018(14)
[5]一种低功耗高精度的NB-IoT温度采集系统设计[J]. 吕卫,赵佳丽. 传感技术学报. 2018(06)
[6]校企牵手,共创黄酒产业美好春天[J]. 茹拥政. 中国酒. 2018(06)
[7]低功耗广域网络技术综述[J]. 郑宁,杨曦,吴双力. 信息通信技术. 2017(01)
[8]黄酒酿造工艺现状及行业发展[J]. 邵胜男,于中玉. 吉林农业. 2015(23)
[9]基于无线传感网络的环境监测系统[J]. 王骥,林杰华,谢仕义. 传感技术学报. 2015(11)
[10]基于WSN的智能家居控制系统设计与实现[J]. 汪涛,谢志军. 无线电通信技术. 2015(02)
硕士论文
[1]相衬CT原理验证装置控制系统[D]. 万昆.中国科学技术大学 2018
[2]数据链仿真系统中的多业务消息分发系统的设计与实现[D]. 胡雪松.北京邮电大学 2018
[3]黄酒发酵过程质量安全在线监测研究[D]. 谢宇.浙江工业大学 2016
[4]多元函数空间上高阶导数的插值定理[D]. 李晶.北方工业大学 2016
[5]基于无线传感器网络的水泥厂罗茨风机温度监测装置[D]. 汪洋.武汉理工大学 2015
[6]SSJ黄酒质量安全控制关键技术研究与应用[D]. 魏宗敬.浙江工业大学 2014
[7]基于ZigBee技术的设备状态监测与故障诊断系统设计[D]. 刘涛涛.中北大学 2014
[8]基于Zigbee温室大棚远程监控系统研究与实现[D]. 张伟滨.东北石油大学 2014
[9]基于物联网的猪舍环境监控系统研究[D]. 吴武豪.浙江大学 2014
[10]基于ZigBee无线传感网络的分布式气象信息数据采集系统设计[D]. 乐佳琪.上海交通大学 2014
本文编号：3338420
【文章来源】：浙江工业大学浙江省
【文章页数】：137 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
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基于WSNs和BP神经网络的黄酒发酵过程监测系统研发21第三章黄酒发酵过程监测系统需求分析与总体设计3.1SSJ黄酒工艺及特性分析3.1.1SSJ黄酒工艺流程分析如图3-1所示的是SSJ黄酒生产工艺流程图，黄酒的生产工艺流程主要包括了：浸米、蒸煮、冷却、落缸搭窝、前发酵、后发酵、压榨过滤、着色贮存、煎酒、装坛、堆放贮藏（陈酿）、勾兑、膜过滤、灌装、灭菌、贴标签、打包等工艺流程，在质检合格后，便可向用户交付订单，进入消费者市常图3-1SSJ黄酒生产工艺流程图Figure3-1.SSJYellowwineproductionprocessflowchartSSJ黄酒的工艺流程共有约17道工序，按照工艺特性可以分为四个阶段：准备阶段、发酵阶段、处理阶段以及包装阶段。（1）准备阶段准备阶段包含黄酒制作所有预先工序，包含了：洗米浸米、蒸煮、冷却、落缸搭窝等四道工艺。洗米浸米：洗米工艺可分为精白和洗米两个阶段。精白指的是将脱壳后的糯米表层及胚部分包含的蛋白质、脂肪、维生素等成分去除；洗米指的是利用自动
浙江工业大学硕士学位论文22洗米机对糯米进行淘洗，去除其中包含的杂质，反复进行多次直至混合液清澈即可。浸米则是将经过洗米工序后的糯米转移至浸米桶中，浸米使用的水添加部分食用醋，可以有效抑制浸米过程中细菌滋生，静置浸泡至米粒看则完整、轻捏即碎的程度，浸米工艺一般需用时12~16天（传统工艺），新工艺一般控制在2~3天。蒸煮工艺：糯米正在经过浸米工序后，即可使用米车将浸泡好的糯米运输至蒸煮间，蒸煮4~5分钟。蒸煮时要依据米质情况，调节好蒸汽的流量，做到糯米熟而不糊，饭粒光洁，既无白心又无饭精。蒸煮是为使米中的淀粉充分糊化，便于酵母繁殖，利于糖化发酵。冷却工艺：依据黄酒的类型可以分为鼓风冷却和水冷两种方式，其中黄酒主要采用鼓风冷却的方式，依据水温高低，估算好鼓风冷却时间，将饭温冷却至26~28℃。落缸搭窝：先在缸中按配比放好水，然后加入饭、麦曲以及其他药食同源物质用搅拌机搅拌均匀，作好保温工作。落缸搭窝需要保证在发酵罐中的均匀性，主要体现在温度均匀性（各处的温度要一致）、分布均匀性（饭粒均匀无饭块），精确控制各种的配料的比例，落缸温度依据气温掌握，一般控制在26~28℃左右。（2）发酵阶段在众多工艺中，黄酒的发酵工艺是是控制黄酒品质的关键所在，黄酒的发酵过程是一个包含了复杂生物变化与生物催化的过程[10]。黄酒发酵过程由前发酵和后发酵两个发酵过程组成。前发酵工艺：前发酵指的是原料混合搅拌后落缸开始发酵的阶段。前发酵（简称前酵）过程按照温度的变化可以分为四个阶段，如图3-2所示的是黄酒前发酵温度曲线图。图3-2黄酒前发酵温度曲线图[10]Figure3-2.Pre-fermentationtemperaturecurveofricewine[10]
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于BP神经网络的星外设备温度预测[J]. 宁东坡,徐志明. 工程热物理学报. 2019(07)
[2]智能制造,开启中国黄酒产业转型升级的新路径[J]. 金建顺,杨国军. 酿酒. 2018(05)
[3]基于PID串级控制算法的物联网啤酒发酵检测系统[J]. 杨焕峥,徐玲. 长沙航空职业技术学院学报. 2018(03)
[4]物联网无线通信技术应用探讨[J]. 许杰. 无线互联科技. 2018(14)
[5]一种低功耗高精度的NB-IoT温度采集系统设计[J]. 吕卫,赵佳丽. 传感技术学报. 2018(06)
[6]校企牵手,共创黄酒产业美好春天[J]. 茹拥政. 中国酒. 2018(06)
[7]低功耗广域网络技术综述[J]. 郑宁,杨曦,吴双力. 信息通信技术. 2017(01)
[8]黄酒酿造工艺现状及行业发展[J]. 邵胜男,于中玉. 吉林农业. 2015(23)
[9]基于无线传感网络的环境监测系统[J]. 王骥,林杰华,谢仕义. 传感技术学报. 2015(11)
[10]基于WSN的智能家居控制系统设计与实现[J]. 汪涛,谢志军. 无线电通信技术. 2015(02)
硕士论文
[1]相衬CT原理验证装置控制系统[D]. 万昆.中国科学技术大学 2018
[2]数据链仿真系统中的多业务消息分发系统的设计与实现[D]. 胡雪松.北京邮电大学 2018
[3]黄酒发酵过程质量安全在线监测研究[D]. 谢宇.浙江工业大学 2016
[4]多元函数空间上高阶导数的插值定理[D]. 李晶.北方工业大学 2016
[5]基于无线传感器网络的水泥厂罗茨风机温度监测装置[D]. 汪洋.武汉理工大学 2015
[6]SSJ黄酒质量安全控制关键技术研究与应用[D]. 魏宗敬.浙江工业大学 2014
[7]基于ZigBee技术的设备状态监测与故障诊断系统设计[D]. 刘涛涛.中北大学 2014
[8]基于Zigbee温室大棚远程监控系统研究与实现[D]. 张伟滨.东北石油大学 2014
[9]基于物联网的猪舍环境监控系统研究[D]. 吴武豪.浙江大学 2014
[10]基于ZigBee无线传感网络的分布式气象信息数据采集系统设计[D]. 乐佳琪.上海交通大学 2014
本文编号：3338420
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