白酒酿造技术之微机勾兑

　　微机勾兑是20世纪80年代中才开始应用的新技术，采用这种方法进行勾兑，首先是将验收入库的原度酒逐坛进行详细的微量香味成分的色谱测定，应用运筹学方法在计算机上进行最优勾兑组合计算，使其最终达到基础酒的质量标准。

　　一、计算机勾兑系统的主要技术要求

　　利用气相色谱仪定量分析须参与勾兑的主要芳香成分数据，在计算机上采用所设计的计算软件进行最优勾兑组合计算，得出最优勾兑组合方案，根据这一方案和勾兑工艺要求进行酒的勾兑，勾兑出符合标准的基础酒。要达到此要求，需对计算机勾兑系统提出一些术指标和要求：

　　(1)根据计算机应用线性规划或混合整数规划程序计算出来的最优勾兑组合方案，按勾兑工艺要求勾兑成的成品酒要在科学的水平上，保持酒的风格统一，以提高酒质。

　　(2)应用线性单纯形法或混合整数分支定界法来完成酒中若干种主要芳香成分最优勾兑组合计算，得出最佳勾兑方案，并计算出达到勾兑标准时各主要芳香成分的数值和应加浆量。

　　(3)计算机勾兑系统既能完成勾兑组合计算，又能完成调味组合计算，还可同时完成勾兑调味组合计算，要求它是一个多用途多功能勾兑组合计算系统。

　　(4)建立能定量地描述酒的风味和酒质状况的数学模型，即线性规划数学模型和混合整数规划数学模型。数学模型的规模，即参加勾兑计算的决策变量个数K和约束条件数M，由操作人员根据需要人为地控制。

　　(5)酒库管理技术要求。一般曲酒入库需贮存3个月以上，才能进行勾兑。利用计算机软件进行勾兑组合计算时，需调入相应数据记录，建立起适合计算机计算的勾兑数学模型。因此，要建立相应的数据库对酒库进行有效管理：

　　①要求所设计的各数据库能对10个酒库、勾兑标准、各名酒及最优解值库进行有效的管理。

　　②要求每坛数据记录能完成以下数据项的记录：每坛酒的坛号；评分值，质量和密度；每坛酒主要芳香成分数据ao(i，j)。

　　(6)要求所设计出来的计算软件，在计算过程中能以中文形式在荧光屏上或是在打印机上显示或打印出计算结果和其他有关结果。

　　(7)要求人机对话功能比较强，程序在运行过程中操作人员根据计算结果来控制程序进行相应运算，以便得到最优解。

　　(8)要求所设计出来的计算软件功能较齐全，计算结果准确。

　　二、建立曲酒计算机勾兑系统数学模型

　　在确定了以线性单纯形法或混合整数分支定界法进行曲酒最优勾兑组合计算以后，建立勾兑数学模型是研究设计系统一项十分重要的工作。一个好的数学模型能够比较全面地描述酒的风味和质量状况，按照这个数学模型求解出来的勾兑组合方案，才能符合实际的需要。在建立数学模型的过程中，应着重解决以下几个问题。

　　1．各约束方程约束关系的确定

　　基于全国名优酒主要芳香成分剖析确定，虽然酒中芳香成分总量只占酒的1%～2%，起着十分重要的作用。在一定范围内，酯类、酸类含量高的酒质较好，含量低的酒质较差。在浓香型大曲酒中，酯类是重要的呈香物质，是形成酒体香气浓郁的主要因素；有机酸类是酒中的呈味物质。而醇类、醛类物质在一定范围内则是含量低的酒质好，含量高的酒质差。这些物质在各香型曲酒中对酒质的好坏起着十分重要的作用。醇类物质是形成酒体风味，促使酒体丰满、浓厚的重要物质。基于上述四类成分对酒质的主要影响，来确定数学模型中各约束方程的相应约束关系。这些约束方程组只描述了酒中各主要芳香成分量范围。但是各芳香成分应有一定的比例关系，才能得到较好的酒质。也可以用一些约束方程来描述，但增加了该数学模型的规模和难度，甚至很难求得一个基本可行解，因为这些芳香成分只有一个大致的比例关系，因此把这个问题留在标准设计中去考虑。

　　2．各种勾兑标准的设计

　　在各种勾兑标准设计的过程中，一方面要考虑酒中主要芳香成分的量值范围，另一方面要着重考虑各成分间的比例关系。因为恰当的量比关系使酒体丰满、完美、风格突出，质量优良。反之，若有某种或某几种芳香成分间比例失调，则酒质下降，感官上欠谐调，出现异杂味，严重的使酒体出格。因此，在进行酒体设计时，各种勾兑标准的设计是需要着重考虑的一个因素。

　　在进行本厂产品勾兑标准设计时，应首先分析计算现有产品的酒质可能达到的水平，计算出酒中各主要芳香成分间的比例关系，以它作为各种勾兑标准设计的重要依据。为使本厂产品在现有条件下，经相应的勾兑组合计算，得出一组最佳勾兑组合方案，可根据这个方案，按照勾兑工艺要求，勾兑出符合国家名优酒水平的产品。在设计各种勾兑标准时，要参照国家名优酒各主要芳香成分的量值范围和大致的比例关系。根据以上原则，便可进行本厂产品勾兑标准的设计。

　　3．目标函数系数的确定

　　解由酒中主要芳香成分约束条件构成的约束方程组，可以得到多组基本解，但不是最优的。我们希望在所设计的勾兑标准上进行最优勾兑组合计算，得出的勾兑组合方案是最优的，也就是说，根据所设计出来的勾兑组合方案，按照勾兑工艺要求勾兑出符合勾兑标准的成品酒，可用比较少的好酒，而多用一些较低一级的基酒。因此，在建立勾兑数学模型时，需要考虑一个目标函数条件，然后采用单纯形法或混合整数分支定界法对这一数学模型求解，得到目标函数值达到最小。

　　目标函数系数是评定各坛酒质的一种计分表示法。要确定目标函数相应系数有各种方法，一种方法是根据各芳香成分对酒质的色、香、味影响不同。例如在浓香型大曲酒中，往往以己酸乙酯含量作为评定这种酒酒质的一个重要标记；另一种方法是由专家们对各芳香成分给予一定评分值Bn在计算机中自动求出这坛酒的目标系数Ci。

　　Ci=B1+B2+……Bn

　　通常方法是使用100分制打分法，满分的酒是最好的酒．该打分法增加了计算数位，在计算机中进行计算，有可能超过计算机的有效数位字长。因此，在建立数学模型采用的是10分制，可有效地保证目标函数值不会超过计算机的有效数位字长。

　　4．确定多少成分参加最优勾兑组合计算

　　现有较先进的色谱，可定量测出白酒中1000多种芳香成分。一般计算机无能力处这样多的数据，空间和时间都不允许。在实际应用中，只能选取某些主要芳香成分参加兑组合计算，计算结果仍具有重大参考意义。

　　在测定原酒的1000多种数据中，选取若干个有代表性的数据参与最优勾兑组合计算，计算结果可较全面地描述酒的风格和质量，因选取的若干种微量成分总量已占酒中微量成分总量的85%左右。考虑到所建立起来的数学模型要能全面地描述酒中各主要芳香成分对酒质的影响，在设计计算程序时，确定24种（或更多）主要芳香成分参与最优勾兑组合计算，便可满足勾兑各种情况需要了。

　　三、最优勾兑组合计算程序的设计

　　由于建立起来的数学模型相当复杂，规模也相当大，用人工求解在短时间内获得一个正确的解，已是不可能了。因此，只有求助于计算机快速准确地计算，才能在短时间内获得一个最佳基本可行解，为此，需要研究设计出一个计算软件。

　　1.线性规划程序设计

　　对于适用于大型贮酒设备的线性规划数学模型，采用单纯形法求解。在程序设计中采用了解线性规划问题的两阶段法。第一阶段是设计将人工变量从基内调出来，寻找原始问题的一个基本可行解，即是使目标函数值为零。第二阶段是以第一阶段求得的最优解，作为第二阶段的初始基本可行解，再按原始问题的目标函数进行选代，直到达到最优解。根据计算结果和需要，可由操作人员控制进行其他有关的计算。

　　2．混合整数规划程序设计

　　求解适合于坛贮酒设备的混合整数规划数学模型，采用分支定界法。在程序设计上，运用了线性规划中变量的上、下界技术，不考虑变量的整数约束条件，把原始问题作为一般线性规划问题求解，采用了带上界变量的单纯形法，这对于求整数变量仅取“0”或“1”、“2”个值的情况及整数变量有上界限制的通常情况，是有好处的。在变量分支后每次线性规划运算中，采用了带上界变量的对偶单纯形法，随着分支的增加可以通过仅仅改变变量的上下界来完成变量分支后的限制，而不需要增加新的约束条件。本程序在进行新的分支时，不需要从头开始求解一个新的线性规划问题，而是从上一个最优解出发，只改变相应分支变量的上下界，即可连续求其最优解。

　　大多名优曲酒厂均采用坛贮酒，运行混合整数规划程序进行最优勾兑组合计算是最合适的，因在计算过程中参加勾兑计算的各坛酒要整坛参加，或不参加，这样减轻了各坛酒准确计量的负担，只要入库时准确计量各坛酒即可，因是整坛用完，而不是留下部分酒。

　　但为了达到勾兑标准，有一部分坛中的酒还是不能用完，这只是少数几坛。所以，最好采用微机勾兑，进行勾兑组合。

　　微机勾兑是现代技术在传统白酒中的应用技术，但必须与尝评结合，且很多工作还要完善，才能在白酒勾兑中更广泛应用。