王雪松 周晏起 張素敏 隋韶奕 李珂
摘要:針對(duì)杏白蘭地陳釀時(shí)間較長(zhǎng)的問(wèn)題,采用Triz理論開(kāi)展功能分析、資源分析、理想解分析、催陳技術(shù)分析和技術(shù)進(jìn)化原理分析。在現(xiàn)有生產(chǎn)工藝條件下,可采用組合法、機(jī)械振動(dòng)法、有效作用的連續(xù)性發(fā)明原理和變有害為有益發(fā)明原理,解決杏白蘭地陳釀時(shí)間較長(zhǎng)的問(wèn)題。
關(guān)鍵詞:陳釀時(shí)間;杏白蘭地;TRIZ理論;解決問(wèn)題
中圖分類(lèi)號(hào):TS262.7 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A ? ?文章編號(hào):1674-1161(2021)02-0050-02
杏具有低糖、高酸、香氣適中的特點(diǎn),特別適合加工白蘭地,但是新蒸餾的杏白蘭地口感寡淡、辛辣、且香氣不足,需要經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的陳釀才能達(dá)到理想口感。白蘭地在橡木桶中陳化后,會(huì)吸收橡木中的單寧和多酚。這些成分與酒體發(fā)生反應(yīng)后,使白蘭地變得甜、柔、濃郁。同時(shí),單寧還可使白蘭地從無(wú)色變成金黃色。然而傳統(tǒng)的陳釀方法需要較長(zhǎng)的時(shí)間(2 a以上)和較高的成本投入,在一定程度上限制企業(yè)的生產(chǎn)能力和經(jīng)濟(jì)效益。為此,利用Triz理論研究縮短杏白蘭地陳釀時(shí)間并保證其質(zhì)量指標(biāo)的措施,旨在為縮短陳釀時(shí)間提供數(shù)據(jù)支持。
1 Triz理論概述
Triz理論即發(fā)明性解決問(wèn)題的理論,是由前蘇聯(lián)海軍專(zhuān)利局Altshuller對(duì)全世界的上百萬(wàn)件專(zhuān)利文獻(xiàn)中解決發(fā)明問(wèn)題的思路和方法,進(jìn)行搜集、整理、歸納和提煉后得出的解決發(fā)明問(wèn)題的理論體系。此體系具有系統(tǒng)化、可操作等優(yōu)點(diǎn),主要包括8大技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化法則、IFR最終理想解、40條發(fā)明原理、Triz理論技術(shù)矛盾、物理矛盾和分離原理、物-場(chǎng)模型分析、76個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解法、ARIZ發(fā)明問(wèn)題解決算法、科學(xué)原理知識(shí)庫(kù)、功能分析、資源分析等。目前,Triz理論已成為廣大科研工作者解決技術(shù)壁壘的主要工具和手段。
2 應(yīng)用Triz理論分析杏白蘭地陳釀時(shí)間問(wèn)題
采用Triz理論中的組合法、機(jī)械振動(dòng)法、有效作用的連續(xù)性發(fā)明原理和變有害為有益的發(fā)明原理,改進(jìn)杏白蘭地陳釀時(shí)間較長(zhǎng)的問(wèn)題,在保證品質(zhì)的前提下縮短陳釀時(shí)間。
2.1 發(fā)現(xiàn)問(wèn)題
高品質(zhì)的杏白蘭地對(duì)香氣成分、口感、色澤等要求較高。杏白蘭地蒸餾完成后,需要對(duì)原酒進(jìn)行陳釀,傳統(tǒng)的自然陳釀法需要較長(zhǎng)時(shí)間(2 a以上)。因此,利用Triz理論研究縮短杏白蘭地陳釀時(shí)間并保證其質(zhì)量指標(biāo)的方法,具要重要的現(xiàn)實(shí)意義。
2.2 分析問(wèn)題
2.2.1 功能分析 基于橡木桶陳釀白蘭地的原理,縮短杏白蘭地的陳釀時(shí)間要解決以下問(wèn)題:1) 向杏白蘭地中加入橡木桶的替代品,比如橡木片、橡木粉。2) 加速杏白蘭地的一系列物理化學(xué)反應(yīng),使酒體盡快成熟。3) 防止杏白蘭地在催陳過(guò)程中感染雜菌。
2.2.2 資源分析 1) 自然資源:杏白蘭地陳釀環(huán)境中自然存在的資源,如光線、溫度和重力等;2) 物質(zhì)資源:杏白蘭地、氧氣、橡木制品、不銹鋼罐、能量發(fā)生器等;3) 空間資源:儲(chǔ)酒罐的內(nèi)部和外部;4)時(shí)間資源:陳釀前、陳釀中期、陳釀后期;5)功能資源:儲(chǔ)酒容器和外源能量發(fā)生器產(chǎn)生的功能。
2.2.3 理想解分析 終極理想解是不對(duì)杏白蘭地進(jìn)行催陳處理,自然縮短陳釀時(shí)間;次理想解是進(jìn)行最少的催陳處理達(dá)到催陳效果。設(shè)計(jì)的最終目標(biāo)是使杏白蘭陳釀時(shí)間縮短至1~3個(gè)月,并達(dá)到最佳飲用品質(zhì)。
達(dá)到理想解的障礙是杏白蘭地不能在短時(shí)間內(nèi)自然熟化,不出現(xiàn)這種障礙的條件是全局理想化,即杏白蘭地快速澄清穩(wěn)定,橡木成分充分浸提,通過(guò)一系列物理化學(xué)反應(yīng)使成分快速反應(yīng)和提升各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)。局部理想化是利用單一催陳手段對(duì)杏白蘭地進(jìn)行催陳處理。
2.2.4 陳化技術(shù)分析 白蘭地的陳化技術(shù)主要有微氧陳化、橡木制品陳化、超聲波陳化、超高壓陳化、復(fù)合陳化等。為解決杏白蘭地陳釀時(shí)間較長(zhǎng)的問(wèn)題,檢索大量的白蘭地陳化專(zhuān)利資料,發(fā)現(xiàn)相關(guān)的專(zhuān)利資料相對(duì)較少,說(shuō)明此技術(shù)處于初步發(fā)展階段。
2.2.5 技術(shù)進(jìn)化原理分析 1) 微氧陳化技術(shù)是指在白蘭地陳化過(guò)程中通入可以人為控制的微量氧氣,達(dá)到催陳目的。2) 橡木產(chǎn)品催陳法是以橡木為原料制成各種形狀的橡木產(chǎn)品,代替橡木桶參與白蘭地發(fā)酵和陳儲(chǔ)過(guò)程中的物理化學(xué)反應(yīng),為白蘭地提供特殊風(fēng)味。3) 超高壓催陳法是一項(xiàng)高新技術(shù),在常溫條件下用300~600 MPa對(duì)白蘭地進(jìn)行催陳處理,改善白蘭地的口感和加快成熟。4) 超聲波催陳法是對(duì)白蘭地酒進(jìn)行超聲波處理,加快酒中各種成分的轉(zhuǎn)化。5) 高壓脈沖電場(chǎng)催陳法是對(duì)白蘭地進(jìn)行短時(shí)間的脈沖電場(chǎng)處理,加速各種成分轉(zhuǎn)化,可快速達(dá)到陳化效果的目的。6) 復(fù)合催陳技術(shù)是把多種催陳方法有機(jī)結(jié)合起來(lái),達(dá)到單一催陳處理短時(shí)間難以達(dá)到的催陳效果。
2.3 求解問(wèn)題
運(yùn)用多種TRIZ原理分析杏白蘭地陳釀時(shí)間較長(zhǎng)的問(wèn)題,明確縮短陳釀時(shí)間的原理,再利用TRIZ理論的創(chuàng)新模塊獲得解決方案。
2.3.1 No.5組合法 組合法是解決杏白蘭地陳釀時(shí)間較長(zhǎng)問(wèn)題的方法之一。向蒸餾杏白蘭地中添加橡木片或橡木粉代替橡木桶,然后采用超聲波催陳法、超高壓催陳法、溫度催陳法和微氧熟化法等進(jìn)行催陳處理,加速單寧、多酚類(lèi)物質(zhì)與酒體反應(yīng),陳釀時(shí)間可以大大縮短。
2.3.2 No.18:機(jī)械振動(dòng)法 超聲波催陳屬于機(jī)械振動(dòng)法,超聲波可以使杏白蘭地瞬時(shí)產(chǎn)生振動(dòng),促進(jìn)白蘭地進(jìn)行各種理化反應(yīng),從而改善白蘭地的各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)。超聲波處理過(guò)程中會(huì)使白蘭地的溫度迅速提升,對(duì)白蘭地中的熱敏性物質(zhì)有所影響。但大量的試驗(yàn)表明,有效控制超聲波的各項(xiàng)參數(shù)可以縮短杏白蘭地的陳釀時(shí)間。
2.3.3 No.20有效作用的連續(xù)性發(fā)明原理 精確控制微氧供給量3.0 mg/L,并持續(xù)供給60 d,可以促進(jìn)杏白蘭地中的單寧和多酚類(lèi)物質(zhì)適度聚合,達(dá)到催陳的效果。將杏白蘭地加熱到55 ℃,連續(xù)處理7 d后存儲(chǔ)60 d,可使杏白蘭地的口感大幅度提升。
2.3.4 No.22變有害為有益發(fā)明原理 利用變有害為有益發(fā)明原理可以縮短杏白蘭地的陳釀時(shí)間。高濃度的通氧量、持續(xù)的高溫加熱和長(zhǎng)時(shí)間的超聲波處理,對(duì)杏白蘭地陳釀都是有害因素,但是想要縮短杏白蘭地的陳釀時(shí)間,合理精確的利用通氧量、溫度和超聲波頻率,可以把這些有害因素變?yōu)橛欣蛩?,解決杏白蘭地陳釀時(shí)間較長(zhǎng)的問(wèn)題。
3 結(jié)論
利用TRIZ理論對(duì)白蘭地陳釀時(shí)間較長(zhǎng)問(wèn)題進(jìn)行各項(xiàng)分析和求解。在目前的生產(chǎn)工藝條件下,可采用No.5組合法、No.18機(jī)械振動(dòng)法、No.20有效作用的連續(xù)性發(fā)明原理和No.22變有害為有益發(fā)明原理,解決杏白蘭地陳釀時(shí)間較長(zhǎng)的問(wèn)題。實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用結(jié)果表明,杏白蘭地經(jīng)過(guò)催陳處理后,可以將陳釀時(shí)間縮短至3個(gè)月,大大地提升企業(yè)的生產(chǎn)能力和經(jīng)濟(jì)效益。
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Study on the Longer Aging Time Apricot Blandy Based on Triz Theory
WANG Xuesong, ZHOU Yanqi*, ZHANG Sumin, SUI Shaoyi, LI Ke
(Liaoning Institute of Pomology, YINGkou Liaoning 115009, China)
Abstract: In order to solve the problem of apricot brandy aging for a long time, the TRIZ theory was used to carry out the analysis of function, resource, ideal solution, aging technology and technological evolution principle. Under the existing production conditions, the combination method, the mechanical vibration method, the continuous invention principle of effective action and the principle of changing harmful to beneficial invention can be used to solve the problem of long aging time of apricot brandy.
Key words: aging time; apricot brandy; TRIZ theory; solve the problem