勁酒推動(dòng)行業(yè)生產(chǎn)方式升級(jí)（四）-------大曲清香型白酒釀造工藝技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用

蔡志鵬 吳 鑫

自動(dòng)輸糧系統(tǒng)

湖北楓林酒業(yè)釀造有限公司進(jìn)行了釀造工藝技術(shù)研究、開發(fā)、應(yīng)用，效果良好。

一、自動(dòng)化輸糧系統(tǒng)

儲(chǔ)糧：楓林酒業(yè)公司新上6000噸鋼板糧倉及輸送成套設(shè)備系統(tǒng)工程，包括4座1500噸的高粱筒倉及配套的通風(fēng)除塵設(shè)備、輸送設(shè)備、計(jì)量設(shè)備。

輸糧：采用輸送系統(tǒng)進(jìn)糧，原理是通過刮板機(jī)輸送，采用自動(dòng)稱糧系統(tǒng)精確計(jì)量，再通過斗式提升機(jī)提升至泡糧桶，進(jìn)糧采用液位方式自動(dòng)控制進(jìn)料量，滿料后自動(dòng)切換至下一泡糧桶，目前輸送效率約30噸/時(shí)。

傳統(tǒng)儲(chǔ)糧及輸糧：傳統(tǒng)儲(chǔ)糧為倉庫堆放，存在鼠患、受潮等問題；輸糧為人工轉(zhuǎn)運(yùn)、過磅后再入泡糧桶進(jìn)行泡糧，存在在勞動(dòng)強(qiáng)度大、輸糧效率不高及糧食被外界污染等缺點(diǎn)。

工藝、自動(dòng)化技術(shù)研究：整個(gè)項(xiàng)目共設(shè)置兩套進(jìn)料系統(tǒng)，投料口進(jìn)糧方式為人工拆包投糧或散糧傾倒投糧。系統(tǒng)全部連續(xù)化、機(jī)械化操作，采用計(jì)算機(jī)控制。所有低壓電氣元器件采用施耐德、PLC組件使用歐姆龍品牌，編程軟件使用歐姆龍，組態(tài)軟件使用組態(tài)王。筒倉出入倉、倒倉、計(jì)量、溫度監(jiān)測(cè)等全部控制在二樓中控室實(shí)現(xiàn)，出倉設(shè)備與車間內(nèi)輸送設(shè)備實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖控制。

主要完成的項(xiàng)目任務(wù)：通過研究及實(shí)際生產(chǎn)改進(jìn)，楓林酒業(yè)小曲白酒釀造新工藝目前使用刮板機(jī)和提升機(jī)將原料運(yùn)送至釀造車間，將糧食運(yùn)送至車間泡糧桶，整個(gè)操作過程全部連續(xù)化、機(jī)械化操作，采用電腦自動(dòng)化控制系統(tǒng)。

解決的關(guān)鍵技術(shù)與關(guān)鍵問題：針對(duì)糧食輸送過程出現(xiàn)的除塵效果不理想問題，在進(jìn)糧、輸糧環(huán)節(jié)增加除塵設(shè)備，通過增加吸塵口等方式減少雜質(zhì)對(duì)生產(chǎn)的影響。針對(duì)發(fā)糧過程中采用人工控制發(fā)糧量的問題，在發(fā)糧時(shí)，通過先水后糧，液位到達(dá)設(shè)定值時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉控制閥門，從而減少發(fā)糧人數(shù)1人，縮短發(fā)糧時(shí)間，有效解決在發(fā)糧過程中人工控制發(fā)糧量的問題。

泡糧、蒸糧立體物流

進(jìn)糧刮板機(jī)輸送效率：小曲白酒釀造新工藝采用橫向刮板機(jī)和斗式提升機(jī)將糧食運(yùn)送至釀造車間，目前穩(wěn)定輸糧效率為30噸/小時(shí)左右，運(yùn)行效率穩(wěn)定，與傳統(tǒng)人工相比，不需要人工運(yùn)料泡糧，實(shí)現(xiàn)全機(jī)械化，減輕員工勞動(dòng)強(qiáng)度，提升運(yùn)輸效率。

發(fā)糧液位控制效率提升：通過液位控制法來進(jìn)行發(fā)糧操作，減少1人現(xiàn)場(chǎng)人工操作，每次發(fā)糧縮短發(fā)糧時(shí)間約2小時(shí)，效率提升近兩倍。

二、泡糧、蒸糧立體物流

傳統(tǒng)生產(chǎn)中，每班靠人工手推小車從傳統(tǒng)糧庫中領(lǐng)取袋裝糧食，然后通過人工將糧食每袋解開后倒入泡糧桶中，勞動(dòng)量大且效率低。平面物流占地面積大，人流、物流交叉，易產(chǎn)生安全隱患，且靠人工轉(zhuǎn)運(yùn)（糧食、糟醅），勞動(dòng)強(qiáng)度大。由于平面物流存在諸多的不足，2007年在行業(yè)內(nèi)率先實(shí)行平面物流轉(zhuǎn)立體物流的驗(yàn)證，根據(jù)驗(yàn)證結(jié)果，2008年建設(shè)新工藝車間一棟，通過從傳統(tǒng)釀造到半機(jī)械化（生產(chǎn)中糧食由人工運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)，提升至三樓泡糧桶）生產(chǎn)。

工藝、自動(dòng)化技術(shù)研究：整個(gè)項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)釀造生產(chǎn)全過程實(shí)現(xiàn)機(jī)械化（糧食輸送入倉 → 糧食提升入三樓泡糧桶→ 浸泡好的糧放至二樓蒸糧鍋 → 糧食蒸煮好后放至一樓板鏈進(jìn)入下道工序）。

主要完成的項(xiàng)目任務(wù)：通過采用立體物流，實(shí)現(xiàn)了從傳統(tǒng)的平面物流釀酒到立體式釀造技術(shù)的創(chuàng)新升級(jí)，關(guān)鍵工序通過設(shè)備及自控程序進(jìn)行控制，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度及消除安全隱患。

解決的關(guān)鍵技術(shù)與關(guān)鍵問題：研究采用筒倉進(jìn)行儲(chǔ)糧，再采用刮板機(jī)及斗式提升機(jī)將糧食自動(dòng)輸送至泡糧桶內(nèi)，所有工序動(dòng)作均由機(jī)械設(shè)備來完成，從而有效降低勞動(dòng)強(qiáng)度。通過優(yōu)化及創(chuàng)新，采用不銹鋼鋼架結(jié)構(gòu)來替代樓層式結(jié)構(gòu)，從而有效減少建設(shè)投入成本及便于生產(chǎn)集中管理。改變了原有管理人員需在不同樓層頻繁跑動(dòng)管理的問題，提高了管理效率。

泡糧工序研究

取得的科技成果總體水平：優(yōu)化與機(jī)械化生產(chǎn)相配套廠房設(shè)計(jì)，將原三層建筑廠房優(yōu)化為一層建筑（局部設(shè)備操作區(qū)層高加高），將泡糧、蒸糧在同一設(shè)備平臺(tái)實(shí)現(xiàn)，既顯著節(jié)約了廠房建設(shè)成本，又便于車間現(xiàn)場(chǎng)定點(diǎn)管理。通過實(shí)現(xiàn)立體物流，大大減少了廠房及設(shè)備占地面積，再通過不銹鋼鋼架結(jié)構(gòu)有效降低廠房樓層的建設(shè)成本。傳統(tǒng)的人工將糧食轉(zhuǎn)運(yùn)至泡糧桶內(nèi)泡糧，完成后再轉(zhuǎn)運(yùn)到蒸糧鍋蒸糧，其中所有工序均需要人工操作才能完成。通過實(shí)現(xiàn)立體物流后，所有輸糧均采用設(shè)備操作來實(shí)現(xiàn)，不僅降低了勞動(dòng)強(qiáng)度也改善了生產(chǎn)作業(yè)環(huán)境。糧食泡好后自動(dòng)開啟閥門，糧食能通過自身的勢(shì)能在1min內(nèi)順利滑到蒸糧鍋中，從而節(jié)省了物料轉(zhuǎn)送能源。從傳統(tǒng)的多個(gè)作業(yè)區(qū)域到立體式的僅1個(gè)作業(yè)區(qū)域，通過優(yōu)化工序結(jié)構(gòu)，集中工序操作，從而實(shí)現(xiàn)泡糧、蒸糧的集中生產(chǎn)，便于工序間信息的有效溝通，提高了管理效率。

三、泡糧工序

傳統(tǒng)工藝采用地下泡糧甑泡糧，不便于物料的運(yùn)輸，楓林酒業(yè)小曲白酒釀造新工藝經(jīng)過驗(yàn)證，采用不銹鋼泡糧桶安裝在車間頂樓泡糧，方便物料的上下工序轉(zhuǎn)運(yùn)，最終確定的泡糧桶參數(shù)為：底部錐形體積0.278m3、上方長方體1720＊1150＊1150mm，物料容積2.55m3。在泡糧水溫70-80℃、泡糧時(shí)間14-20h可達(dá)到泡糧后含水量40%左右。

試驗(yàn)方法：隨機(jī)選取4個(gè)泡糧桶，對(duì)加水前和加水后不同時(shí)段的高粱取樣檢測(cè)其含水量，以此監(jiān)測(cè)泡糧過程糧食水分的變化情況。

試驗(yàn)結(jié)論：泡糧0-1h為快速吸水期，泡糧2h時(shí)糧食含水量達(dá)到90%以上，之后隨著泡糧時(shí)間的延長糧食吸水速度逐漸下降。泡糧6h糧食含水量達(dá)到蒸糧前的94%以上，泡糧6-12h糧食含水量變化不大，泡糧12h至泡糧結(jié)束糧食含水量提高1%-2%。因此，泡糧時(shí)間12h以上則滿足泡糧工藝要求。

主要完成的項(xiàng)目任務(wù)：泡糧區(qū)控制過程主要包括進(jìn)水和泡糧；主要控制點(diǎn)是泡糧水進(jìn)水閥與排水閥，其中進(jìn)水閥與泡糧水罐處的泡糧水泵聯(lián)動(dòng)；主要監(jiān)測(cè)點(diǎn)是泡糧水的溫度、流量以及每個(gè)浸糧槽的液位，監(jiān)測(cè)數(shù)值在上位機(jī)和現(xiàn)場(chǎng)顯示，同時(shí)可以在上位機(jī)與顯示儀表上設(shè)置泡糧水溫度和流量閾值。

解決的關(guān)鍵技術(shù)與關(guān)鍵問題：本系統(tǒng)設(shè)備由機(jī)架、泡糧桶、輸送水泵、出料電動(dòng)控制閥、轉(zhuǎn)動(dòng)式排糧管、液位控制器等組成。本工段設(shè)備的主要功能是將熱水放入泡糧桶內(nèi)，再將高粱輸送到各泡糧桶中。主要工藝為先水后糧，再通過液位控制法來實(shí)現(xiàn)定量加糧，保證各泡糧桶糧量一致。

取得的科技成果總體水平：

自動(dòng)帶壓蒸糧工序

進(jìn)水：系統(tǒng)對(duì)加水過程設(shè)自動(dòng)加水和手動(dòng)加水，自動(dòng)加水只需在上位機(jī)或現(xiàn)場(chǎng)水位顯示儀表設(shè)定泡糧用水位后，點(diǎn)擊啟動(dòng)，系統(tǒng)通過液位計(jì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)控制加水量，達(dá)到設(shè)定值后自動(dòng)停止。手動(dòng)加水主要用于在前期調(diào)試或需要少量補(bǔ)水時(shí)。

泡糧：系統(tǒng)根據(jù)泡糧水罐內(nèi)水的溫度及設(shè)定的泡糧溫度，判斷是否需要打開蒸汽閥對(duì)泡糧水進(jìn)行加熱。根據(jù)設(shè)定的泡糧水溫、時(shí)間進(jìn)入泡糧過程。

四、帶壓蒸糧工序

傳統(tǒng)工藝采用敞開式糧甑蒸糧，楓林酒業(yè)小曲白酒釀造新工藝通過實(shí)際驗(yàn)證，采用不銹鋼壓力鍋蒸糧，安裝在泡糧桶下方，方便物料轉(zhuǎn)運(yùn)。最終確定的蒸鍋參數(shù)為：鍋體內(nèi)徑為1900mm，高度為1600mm，設(shè)計(jì)壓力0.28MPa，耐壓試驗(yàn)壓力0.35MPa，最高允許工作壓力0.28MPa，容積3.5m3。采用二次帶壓蒸糧、一次燜水工藝，全程由電腦控制自動(dòng)蒸糧，相比傳統(tǒng)的三次蒸糧、二次燜水工藝，在節(jié)約能耗和操作便利性方面有明顯優(yōu)勢(shì)。

試驗(yàn)方法：每天投料300公斤，蒸糧一鍋，入一個(gè)發(fā)酵槽車，觀察對(duì)比糧食蒸煮效果。

方案一：直接加水密封蒸糧再敞蒸，開展20天試驗(yàn)。

方案二：采用泡糧、排水、初蒸、燜糧、排水、帶壓復(fù)蒸工藝，開展10天試驗(yàn)。

結(jié)論：方案二糧食柔熟、爽粒，裂口率85%以上，糧食整體水分適中，耗水量偏多，耗汽量較少；方案一糧食柔熟、部分糧食淀粉溢出，粘手，裂口率15%左右，主要為破皮較多，糧食表面水分較重。綜合比較，方案二優(yōu)于方案一。初步確定最佳蒸糧工藝流程為：泡糧 — 排水 —上汽保壓 — 泄壓 — 燜糧 — 排水 — 低壓復(fù)蒸 — 出糧。

方案二與傳統(tǒng)常壓蒸糧工藝對(duì)比（以單鍋1.25噸計(jì)），帶壓蒸糧工藝相比常壓蒸糧工序,少了1道燜糧環(huán)節(jié)和1道蒸煮環(huán)節(jié),既節(jié)約了蒸糧時(shí)間又節(jié)約了能耗；由于蒸鍋的轉(zhuǎn)動(dòng)和運(yùn)行操作均需要電驅(qū)動(dòng)，而傳統(tǒng)常壓蒸糧依靠人力多，故耗電少。

項(xiàng) 目 工藝流程 耗時(shí) 耗電量 耗水量 耗汽量帶壓蒸糧 1次燜2次蒸 2小時(shí) 110度 2.45噸 42公斤傳統(tǒng)常壓蒸糧 2次燜3次蒸 3小時(shí) ----- 4噸 80公斤

標(biāo)準(zhǔn)化蒸糧工藝的研究：不同蒸糧參數(shù)的糧食感官驗(yàn)證結(jié)果如下:經(jīng)過連續(xù)跟蹤驗(yàn)證，方案1、2、3、4與原工藝蒸糧感官效果相差不大，但是方案1、2、3相比方案4的生產(chǎn)時(shí)間相對(duì)較長，且蒸糧穩(wěn)定性不如方案4。因此，在驗(yàn)證過程中，將方案4中的工藝參數(shù)作為最佳蒸糧工藝。

總結(jié)：結(jié)合車間設(shè)備的具體情況，制定壓力鍋帶壓蒸糧試驗(yàn)方案并對(duì)方案進(jìn)行了多次的試驗(yàn)摸索、分析驗(yàn)證，確定最佳蒸糧工藝流程為：泡糧—排水—上汽保壓—泄壓—燜糧—排水—低壓復(fù)蒸—出糧。蒸糧工藝主要參數(shù)：初蒸為0.13MPa保壓25min，最佳燜糧時(shí)間控制在35-45min，復(fù)蒸壓力為0.06MPa保壓15min。實(shí)際投產(chǎn)過程中由于設(shè)備參數(shù)和糧食品種的變化，會(huì)結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行微調(diào)。

蒸糧參數(shù)適宜性驗(yàn)證：2016年楓林酒業(yè)釀造車間蒸糧數(shù)據(jù)，熟糧水分范圍55.30-58.84%，均值57.29%；水分標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)占比86.52%。說明蒸糧工藝參數(shù)適宜。

帶料自動(dòng)蒸糧系統(tǒng)驗(yàn)證：釀造車間經(jīng)過自動(dòng)控制系統(tǒng)反復(fù)空鍋調(diào)試及整改后，于2015年11月3日進(jìn)行了單鍋帶料自動(dòng)蒸糧，整個(gè)帶料調(diào)試過程較順利，熟糧感官較好。

本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)中控室上位機(jī)和現(xiàn)場(chǎng)顯示，一鍵自動(dòng)控制整個(gè)蒸糧過程，這些鍵包括：自動(dòng)初蒸鍵、自動(dòng)燜糧鍵、自動(dòng)復(fù)蒸鍵。其中自動(dòng)初蒸鍵主要控制第一次排水，進(jìn)蒸汽，保壓，泄壓；自動(dòng)燜糧鍵主要控制進(jìn)燜糧水，排燜糧水；自動(dòng)復(fù)蒸鍵主要控制第二次進(jìn)蒸汽，保壓，泄壓，提示出糧；現(xiàn)場(chǎng)共有8個(gè)蒸鍋。所有糧甑的壓力和溫度在現(xiàn)場(chǎng)和上位機(jī)顯示和設(shè)置閾值。

攤糧工序研究

主要完成的項(xiàng)目任務(wù)：現(xiàn)場(chǎng)安裝篩上、篩下閥門的進(jìn)汽壓力傳感器，可以及時(shí)監(jiān)測(cè)篩上、篩下的進(jìn)汽壓力，避免糧甑篩上加熱蒸汽管道壓力過高出現(xiàn)蒸壞糧食情況。進(jìn)料過程結(jié)束時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)工作準(zhǔn)備就緒?，F(xiàn)場(chǎng)操作人員點(diǎn)擊進(jìn)料完成按鈕并點(diǎn)擊相應(yīng)蒸鍋?zhàn)詣?dòng)啟動(dòng)，系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)入排水過程。當(dāng)排水完成后，在現(xiàn)場(chǎng)或者上位機(jī)設(shè)定壓力和保壓時(shí)間、排水、排氣等一系列參數(shù)，系統(tǒng)對(duì)蒸煮過程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，自動(dòng)開啟蒸汽閥，定時(shí)開啟排氣閥，關(guān)閉排水閥，提升糧甑內(nèi)壓力、溫度達(dá)到設(shè)定值，進(jìn)入保壓過程，過程中糧甑內(nèi)處于自然狀態(tài)，保壓時(shí)間達(dá)到設(shè)定值后，系統(tǒng)開啟排氣閥排壓為零。進(jìn)入加水燜糧階段，自動(dòng)打開燜糧進(jìn)水閥，排氣閥，通過流量計(jì)自動(dòng)累計(jì)加水量，水量達(dá)到設(shè)定值后，系統(tǒng)進(jìn)入二次排水請(qǐng)求狀態(tài)。系統(tǒng)提示操作人員進(jìn)行排水操作，結(jié)束后進(jìn)入復(fù)蒸過程。復(fù)蒸完成后，系統(tǒng)自動(dòng)打開排氣閥，排水閥，啟動(dòng)排水泵，時(shí)間達(dá)到設(shè)定值后關(guān)閉排氣閥，同時(shí)關(guān)閉排水閥、排水泵。罐內(nèi)恢復(fù)常壓后，操作人員進(jìn)行出甑操作。

五、攤糧工序

傳統(tǒng)工藝采用人工將蒸好的熱熟糧轉(zhuǎn)運(yùn)至通風(fēng)涼床降溫的方法，楓林酒業(yè)小曲白酒釀造新工藝通過不銹鋼機(jī)械板鏈傳輸糧食，中途經(jīng)過帶有大功率制冷機(jī)組降溫的攤糧機(jī)對(duì)糧食進(jìn)行降溫，再添加酒曲入槽。在夏季生產(chǎn)采用制冷機(jī)組降溫仍然可以保持適宜入槽溫度，其它季節(jié)用抽風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)降溫即可滿足工藝要求。

驗(yàn)證方法：通過研究不同室溫下的攤糧風(fēng)機(jī)開啟組合、制冷機(jī)組模塊控制，精準(zhǔn)控制出風(fēng)溫度，從而使物料溫度達(dá)到工藝要求。

結(jié)論：①風(fēng)機(jī)組合模式由3#、4#、7#離心風(fēng)機(jī)改為2#引風(fēng)機(jī)、3#、7#離心風(fēng)機(jī)，提高表層熟糧干爽度，同時(shí)降低熟糧水分差；②為確保入槽溫度控制在16-18℃，針對(duì)不同室溫、不同入槽微調(diào)7#離心風(fēng)機(jī)風(fēng)量，比如剛攤糧時(shí)室溫偏低（2℃左右），熟糧降溫稍快，7#風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口開啟稍小，待室溫略微上升后，7#風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口開啟可稍大（1/5調(diào)至1/4）。

攤糧制控溫效果驗(yàn)證方法：對(duì)比各月份使用大風(fēng)機(jī)降溫和使用制冷機(jī)組降溫效果，摸索出不同環(huán)境溫度下的制冷機(jī)組開啟功率。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)及分析：使用攤糧強(qiáng)降溫設(shè)備后，不同季節(jié)入槽車溫度較穩(wěn)定，酒率也穩(wěn)定在較高的水平。

主要完成的項(xiàng)目任務(wù)：蒸糧完成后，進(jìn)入攤涼環(huán)節(jié)。每條生產(chǎn)線有兩臺(tái)攤涼機(jī)。系統(tǒng)需先設(shè)定出風(fēng)溫度、加曲機(jī)速率值，然后進(jìn)入進(jìn)料請(qǐng)求狀態(tài)。進(jìn)料時(shí)進(jìn)入降溫過程，在整個(gè)降溫過程中，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)物料的實(shí)際溫度以及設(shè)定的溫度，自動(dòng)控制風(fēng)機(jī)開啟臺(tái)數(shù)。溫度過高將增加風(fēng)機(jī)開啟臺(tái)數(shù)，溫度低于設(shè)定溫度將降低風(fēng)機(jī)頻率。異常情況改為手動(dòng)控制。物料經(jīng)攤涼機(jī)降溫后進(jìn)入糧曲混合絞龍，加曲機(jī)頻率與物料厚度成比例手動(dòng)調(diào)節(jié)。加曲機(jī)均采用變頻控制。經(jīng)過糧曲混合絞龍后入槽車。自動(dòng)控制鍵主要控制接糧斗網(wǎng)帶輸送機(jī)，板鏈提升機(jī)、攤涼機(jī)、加曲機(jī)、糧曲混合絞龍、板鏈輸送機(jī)。每臺(tái)攤涼機(jī)設(shè)有一個(gè)急停按鈕，控制相應(yīng)的流程設(shè)備，當(dāng)自動(dòng)啟動(dòng)時(shí)，先啟動(dòng)流水線最后端的設(shè)備，再向前逐個(gè)啟動(dòng)。攤涼機(jī)入口處料斗中有料位開關(guān)，如果達(dá)到高料位，前面的接糧斗網(wǎng)帶輸送機(jī)與相應(yīng)的提升板鏈機(jī)停止，當(dāng)回到低料位時(shí)，設(shè)備重新啟動(dòng)，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)互相連鎖，當(dāng)一個(gè)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，可根據(jù)設(shè)定程序連鎖控制其他設(shè)備的啟停。加曲機(jī)具有來料判斷功能，糧食沒有到位則自動(dòng)停止。制冷機(jī)組分模塊控制，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控溫，所開制冷機(jī)組模塊的組數(shù)和風(fēng)機(jī)的臺(tái)數(shù)由溫度計(jì)檢測(cè)到的攤涼機(jī)物料的溫度所控制。現(xiàn)場(chǎng)溫度探頭檢測(cè)需實(shí)際接觸糧食進(jìn)行探測(cè)，保證檢測(cè)溫度的準(zhǔn)確性。同時(shí)通過實(shí)現(xiàn)制冷機(jī)組分模塊式控制，根據(jù)環(huán)境溫度的不同而開啟制冷機(jī)組模塊臺(tái)數(shù)，有效降低制冷機(jī)組用電能耗。

六、機(jī)械定量加曲、拌曲

傳統(tǒng)工藝采用手工多次下曲再拌曲的方法促使糧曲混合均勻，小曲白酒釀造新工藝經(jīng)過試驗(yàn)并不斷改進(jìn)，采用滾軸式機(jī)械下曲機(jī)，安裝在糧食輸送管道上方，均勻下曲，可達(dá)到一次加曲就達(dá)標(biāo)的目的。

自動(dòng)入槽工序

精準(zhǔn)加曲控制研究：新工藝與傳統(tǒng)工藝加曲環(huán)節(jié)的工藝差異，主要體現(xiàn)在加曲次數(shù)的變化。傳統(tǒng)工藝分三次加曲，每次加曲后，人工翻動(dòng)混合一次。新工藝采用機(jī)械機(jī)加曲，加曲比例仍然保持傳統(tǒng)工藝25%的比例，熟糧在經(jīng)過機(jī)械下曲機(jī)加曲后，由糧曲混合絞龍實(shí)現(xiàn)糧曲的均勻混合。經(jīng)一年的使用效果跟蹤，熟糧經(jīng)過一次加曲后，糧食吃曲均勻，無酒曲添加不均勻的現(xiàn)象。熟糧加曲后入槽發(fā)酵，均能在正常的時(shí)間內(nèi)完成發(fā)酵，且酒率有明顯優(yōu)勢(shì)，說明按照占干糧重量比25%的下曲比例適宜。通過調(diào)整設(shè)備加曲頻率，現(xiàn)能控制加曲比例為24.5-25.5%，完全滿足工藝要求。

七、自動(dòng)入槽車工序

傳統(tǒng)大曲清香釀造工藝使用地缸發(fā)酵，勞動(dòng)強(qiáng)度較大。楓林酒業(yè)小曲白酒釀造新工藝采用使用可轉(zhuǎn)運(yùn)的不銹鋼槽車自動(dòng)進(jìn)料然后轉(zhuǎn)運(yùn)至恒溫發(fā)酵間發(fā)酵，發(fā)酵結(jié)束后不需要人員出料，極大地降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)及分析：從下表可以看出：新工藝比傳統(tǒng)工藝的平均出酒率高出近2%，酒率提升較大。酒質(zhì)方面，從指標(biāo)上看二者差別不大，有害成分均控制在較低的水平，感官上新工藝的酒體更加干凈，酒質(zhì)也更穩(wěn)定。

酒質(zhì)數(shù)據(jù) 平均酒率 總酸 總酯 乙酸乙酯 甲醇 正丙醇 雜醇油傳統(tǒng)工藝 42.24% 0.64 3.12 201.2 17.1 17.9 61.1新工藝 44.16% 0.67 3.31 217.2 11.5 15.3 58.0

入池自動(dòng)耙平機(jī)使用效果驗(yàn)證：

驗(yàn)證方法：一方面驗(yàn)證自動(dòng)耙平機(jī)輸送效率、耙平效果，另一方面驗(yàn)證耙平機(jī)入槽車溫度是否均勻。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)及分析：從下表可以看出，整體入槽車溫度符合要求，但是內(nèi)側(cè)和外側(cè)少數(shù)點(diǎn)還是存在1℃以上的溫差，產(chǎn)生的原因主要是風(fēng)冷機(jī)鋪料的上下層溫度不一致，釀造車間為首次使用自動(dòng)耙平機(jī)，后期經(jīng)過不斷改進(jìn)，將溫差控制在1℃以內(nèi)。從長期生產(chǎn)情況來看，自動(dòng)耙平機(jī)輸送效率及耙平效果較好，可滿足生產(chǎn)要求。

主要完成的項(xiàng)目任務(wù)：控制過程分為單機(jī)控制、聯(lián)動(dòng)控制和一鍵控制三種模式:

單機(jī)控制：單機(jī)控制就是對(duì)某一個(gè)設(shè)備進(jìn)行單獨(dú)控制，分別通過各自的手動(dòng)啟停開關(guān)實(shí)現(xiàn)。酒甑出糟后，酒糟有兩種走向：大楂酒糟繼續(xù)經(jīng)過攤涼加曲入槽車發(fā)酵，二楂酒糟通用出糟絞龍直接輸送到丟糟場(chǎng)。大楂糟冷機(jī)板鏈采用變頻器控制，可實(shí)現(xiàn)手/自動(dòng)操作、現(xiàn)場(chǎng)和遠(yuǎn)程實(shí)現(xiàn)頻率調(diào)節(jié)。大楂糟冷機(jī)的風(fēng)機(jī)采用分組控制，每組由一個(gè)變頻器控制，根據(jù)攤涼機(jī)出口處檢測(cè)到的物料的溫度來決定所要開風(fēng)機(jī)的組數(shù)和風(fēng)速，經(jīng)攤涼機(jī)后定量加曲并入槽車進(jìn)行二次發(fā)酵。

自動(dòng)入槽工序

聯(lián)動(dòng)控制：出糟分為丟糟自動(dòng)1（出糟輸送）、丟糟自動(dòng)2（酒糟攤涼）、丟糟自動(dòng)3(加曲入槽)，相應(yīng)有啟停按鈕，丟糟自動(dòng)聯(lián)動(dòng)控制，設(shè)有急停開關(guān)；大楂酒糟把整個(gè)二楂生產(chǎn)過程分成三個(gè)聯(lián)動(dòng)部分，第一個(gè)部分：從酒甑出糟到輸送板鏈；第二個(gè)部分：酒糟的攤涼；第三個(gè)部分：混合加曲入槽。每個(gè)部分一對(duì)自動(dòng)控制啟停按鈕，分別控制該部分多對(duì)應(yīng)的所有設(shè)備?，F(xiàn)場(chǎng)有一個(gè)控制柜和一個(gè)觸摸屏，每個(gè)分別控制不同的部分，上面有該部分的聯(lián)動(dòng)按鈕、單機(jī)啟動(dòng)按鈕和急停開關(guān)以及整個(gè)大楂吊酒線的聯(lián)動(dòng)按鈕。在混合料斗內(nèi)有料位開關(guān)，當(dāng)達(dá)到高料位時(shí)，上面兩個(gè)部分的設(shè)備全部停止，當(dāng)料位回歸正常時(shí)在重新開啟。

一鍵聯(lián)動(dòng)：每個(gè)現(xiàn)場(chǎng)控制箱上都有控制該區(qū)域所有設(shè)備的一鍵聯(lián)動(dòng)按鈕。對(duì)應(yīng)于第一部分的三種聯(lián)動(dòng)模式，一鍵聯(lián)動(dòng)也有三種模式，在常溫?cái)倹鰴C(jī)出口處的輸送帶上和板鏈的末端都有物料溫度檢測(cè)設(shè)備。

八、發(fā)酵工序

傳統(tǒng)工藝采用地缸發(fā)酵，發(fā)酵環(huán)境溫度不可控。楓林酒業(yè)小曲白酒釀造新工藝使用不銹鋼槽車自動(dòng)進(jìn)料然后轉(zhuǎn)運(yùn)至恒溫發(fā)酵間發(fā)酵，一年四季發(fā)酵環(huán)境均可控，酒率和酒質(zhì)均有明顯優(yōu)勢(shì)。通過楓林酒業(yè)在實(shí)際生產(chǎn)過程的不斷改進(jìn)，最終確定發(fā)酵間環(huán)境20-24℃的工藝標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)酵間溫度由電腦系統(tǒng)自動(dòng)控制。

不銹鋼槽車發(fā)酵工藝驗(yàn)證方法：在新工藝車間實(shí)際生產(chǎn)中試驗(yàn)不同體積槽車發(fā)酵的可行性。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)及分析：

釀造車間槽車試驗(yàn)數(shù)據(jù)表

出酒率 44.10% 43.43%

簡析：初期試驗(yàn)在不同入池溫度及發(fā)酵周期下，酒率均不低于傳統(tǒng)工藝（傳統(tǒng)工藝酒率一般為42%左右）。

小槽車與大槽車發(fā)酵升溫曲線圖

簡析：發(fā)酵升溫均符合“前緩中挺后回落”的規(guī)律，但小槽車散熱效果更好，頂溫更低些，適合低溫發(fā)酵，利于產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)酒，酒體口感上更加干凈，糟味少。

結(jié)論：不銹鋼槽車發(fā)酵在酒質(zhì)上有一定優(yōu)勢(shì)，且試驗(yàn)初期酒率就已不低于傳統(tǒng)工藝；因小槽車更低于低溫發(fā)酵產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)酒，因此楓林酒業(yè)采用小槽車發(fā)酵。

最佳發(fā)酵周期驗(yàn)證：

驗(yàn)證方法：在新工藝車間酒醅入槽車后，每隔24小時(shí)從槽車的上、中、下層分別取250g酒醅，加水500ml，蒸餾出100ml，進(jìn)行酒度檢測(cè)和氣相色譜檢測(cè)。多次試驗(yàn)，分析主發(fā)酵期和色譜成分的變化趨勢(shì)。

試驗(yàn)分析：發(fā)酵25天后酒度基本穩(wěn)定（誤差來自于蒸餾過程）；發(fā)酵第28天乙酸乙酯等風(fēng)味成分處于最高值。因此，綜合比較，發(fā)酵期28天為最佳。

發(fā)酵間控溫標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)證：首先根據(jù)傳統(tǒng)的最佳出酒季節(jié)的平均氣溫，以及微生物的特性，設(shè)定18—25℃的溫度范圍進(jìn)行試驗(yàn)，綜合考慮酒醅的升溫啟動(dòng)情況、發(fā)酵后期的降溫速度，最終確定發(fā)酵間的溫度控制在20—24℃最為適宜。

自動(dòng)控溫：發(fā)酵間所有空調(diào)機(jī)組通過9個(gè)電控柜進(jìn)行控制，每個(gè)電控柜控制8路（編號(hào)為1—8）空調(diào)機(jī)組，單路空調(diào)機(jī)組由一個(gè)吸風(fēng)口和4個(gè)出風(fēng)口構(gòu)成，單路空調(diào)上所有吸風(fēng)、出風(fēng)口風(fēng)機(jī)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)控制。每個(gè)電控柜配備有一個(gè)單獨(dú)的溫度傳感器，將發(fā)酵間分為9個(gè)自動(dòng)控溫區(qū)域，傳感器安裝在現(xiàn)場(chǎng)電控柜外，實(shí)現(xiàn)底部及頂部基本無溫差。

CO2濃度自動(dòng)控制：在中路和靠近吊酒區(qū)一側(cè)各安裝了4個(gè)抽風(fēng)管道，在發(fā)酵間中間區(qū)域過道處安裝有4個(gè)CO2濃度測(cè)定儀，通過對(duì)CO2濃度數(shù)據(jù)的采集和反饋，控制自動(dòng)抽風(fēng)設(shè)備的運(yùn)行。

無線自動(dòng)查溫探頭：共計(jì)121個(gè)，此溫度探頭為可移動(dòng)式，將其放置于發(fā)酵槽車物料中，實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)酵槽車的升溫過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。

蒸餾及自動(dòng)收酒系統(tǒng)

物料進(jìn)入發(fā)酵槽車后，系統(tǒng)進(jìn)入發(fā)酵過程。發(fā)酵時(shí)間達(dá)到設(shè)定值后，發(fā)酵過程結(jié)束。系統(tǒng)利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)發(fā)酵室內(nèi)二氧化碳?xì)怏w濃度和發(fā)酵室內(nèi)的溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并根據(jù)設(shè)定二氧化碳?xì)怏w的濃度值控制換氣設(shè)備的啟停。對(duì)室內(nèi)二氧化碳?xì)怏w濃度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并根據(jù)設(shè)定濃度值控制換氣設(shè)備的啟停（二氧化碳儀表檢測(cè)范圍在0-8000ppm）。系統(tǒng)對(duì)發(fā)酵間的溫度進(jìn)行記錄性監(jiān)測(cè)。溫度檢測(cè)元件采用有線傳輸，將數(shù)據(jù)傳至上位機(jī)和現(xiàn)場(chǎng)顯示屏。

九、自動(dòng)收酒系統(tǒng)

傳統(tǒng)的收酒主要依賴人工使用收酒小車接酒，再通過手動(dòng)操作閥門實(shí)現(xiàn)分級(jí)、轉(zhuǎn)運(yùn)過磅再抽酒入庫，整個(gè)操作過程均為人工操作，效率低下，且人為轉(zhuǎn)運(yùn)及操作過程均存在偏差。楓林酒業(yè)自動(dòng)收酒系統(tǒng)，系統(tǒng)采用可編程序控制器（PLC）進(jìn)行控制在線檢測(cè)儀表（壓力變送器），實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)產(chǎn)酒情況及信息，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的過程控制。餾酒完成后再通過上位機(jī)讀出過程數(shù)據(jù)并記錄，再自流收酒至收酒庫酒罐內(nèi)，通過集中分級(jí)后采用液位控制方式來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)輸酒，將酒體轉(zhuǎn)至陳釀罐區(qū)進(jìn)行分類陳釀。

自動(dòng)收酒系統(tǒng)研究：

酒尾黃水回收系統(tǒng)

集中分級(jí)及自流收酒：通過PLC控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)收酒自動(dòng)控制，采用壓力變送器采集酒體重量數(shù)據(jù)，由系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行采集并記錄。讀取信息結(jié)束完成后，再通過集中分級(jí)及高低落差自流方式將酒體自流收酒至收酒庫進(jìn)行存放。

在線監(jiān)控及自動(dòng)輸酒：所有不同級(jí)別酒體收至收酒庫酒罐時(shí)，均通過（PLC）控制系統(tǒng)及壓力變送器進(jìn)行在線監(jiān)控，可實(shí)時(shí)讀取生產(chǎn)相關(guān)數(shù)據(jù)及信息。當(dāng)酒體儲(chǔ)存至設(shè)定量時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)開始轉(zhuǎn)運(yùn)并抽送酒體至陳釀罐區(qū)，實(shí)現(xiàn)酒體分類、分區(qū)域存放。

十、黃水回收、自來水回收、水渣過濾等輔助系統(tǒng)

傳統(tǒng)工藝黃水回收復(fù)吊主要采用單個(gè)塑料桶接，接好后再通過人工轉(zhuǎn)運(yùn)至酒甑內(nèi)進(jìn)行復(fù)吊回收。由于單個(gè)槽車黃水回收量大，且均需人工搬運(yùn)才能完成，造成操作工序復(fù)雜及勞動(dòng)強(qiáng)度大。在傳統(tǒng)餾酒過程中，自來水經(jīng)過冷凝器循環(huán)一次后，由于溫度升高，再用于餾酒則冷卻效果較差，只能進(jìn)行排放處理，主要表現(xiàn)為能源浪費(fèi)及增加污水處理成本。在釀酒生產(chǎn)時(shí)，酒糟及雜質(zhì)很難進(jìn)行過濾、清除，導(dǎo)致大量酒糟流入到污水處理站，加大污水處理負(fù)荷，甚至于未及時(shí)清理而堵塞污水管網(wǎng)，加大管理難度。

黃水回收系統(tǒng)：通過在發(fā)酵間東墻邊設(shè)計(jì)一排黃水槽，槽中間增設(shè)一個(gè)黃水收集池，待糟醅發(fā)酵完畢后，通過叉車轉(zhuǎn)運(yùn)至黃水槽邊上，打開控制閥門，黃水自動(dòng)流入黃水槽中，匯集到收集池內(nèi)，等黃水液位升至一定量時(shí)，啟動(dòng)酒泵將黃水抽至酒甑內(nèi)進(jìn)行復(fù)吊。通過與傳統(tǒng)黃水回收比較：便于統(tǒng)一管理，統(tǒng)一在一個(gè)地方進(jìn)行收集，其次為簡化工序操作難度及大大降低員工勞動(dòng)強(qiáng)度。

自來水回收：結(jié)合傳統(tǒng)工藝餾酒自來水直接排放，未循環(huán)利用等缺點(diǎn)，通過將餾酒自來水進(jìn)行回收再利用（主要用于清潔及加熱后做為泡糧用水），若儲(chǔ)水罐自來水蓄滿水時(shí)，再將餾酒冷卻水通過管道引至環(huán)島魚塘內(nèi)循環(huán)使用。通過實(shí)施自來水回收主要優(yōu)點(diǎn)有：自來水回收重復(fù)利用，節(jié)約能源。做到車間清污分流，有效降低污水處理成本；且可用于自來水臨時(shí)停水后的應(yīng)急使用。

水渣過濾：通過在車間所有污水排放口處加裝隱形式不銹鋼篩網(wǎng)接收簍，同時(shí)結(jié)合前端過濾裝置進(jìn)行攔截，實(shí)現(xiàn)兩級(jí)酒糟過濾攔截，當(dāng)過濾裝置出現(xiàn)堵塞跡象時(shí)。液位上漲，提示員工及時(shí)對(duì)其進(jìn)行清理，這樣就可以有效做到水渣過濾分離，防止酒糟及雜質(zhì)流入到污水管網(wǎng)及環(huán)保站，從而降低管理難度及環(huán)保站處理負(fù)荷。

十一、谷殼清蒸工序

由于酒甑高度較小，傳統(tǒng)工藝在清蒸谷殼過程中蒸汽難以均勻穿透所有谷殼，導(dǎo)致谷殼感官不一。清蒸后谷殼直接存儲(chǔ)在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，易受潮發(fā)霉，造成谷殼變質(zhì)，影響酒的品質(zhì)和食品安全。隨著勞動(dòng)力成本增加，生產(chǎn)環(huán)境以及食品安全的重要性和提升釀酒生產(chǎn)效率，谷殼清蒸工序的規(guī)范化研究是非常重要的項(xiàng)目。

工藝研究：谷殼入庫存儲(chǔ) → 清蒸 → 暫存 → 絞龍輸送。

從以上4道谷殼清蒸生產(chǎn)操作工序進(jìn)行機(jī)械化代替人工操作研究。將機(jī)械操作結(jié)合到實(shí)際生產(chǎn)工藝要求中，使生產(chǎn)過程控制更精細(xì)化、更能滿足食品安全要求。主要研究內(nèi)容如下：

谷殼入庫：谷殼根據(jù)入庫日期進(jìn)行分批定位存儲(chǔ)，采取集中存儲(chǔ)的方式存儲(chǔ)。分批定量存位存儲(chǔ)，保證了先進(jìn)先用的原則，確保谷殼的新鮮。集中存儲(chǔ)摒棄了傳統(tǒng)釀酒現(xiàn)場(chǎng)存儲(chǔ)的方式，避免了受潮和霉?fàn)€現(xiàn)象發(fā)生。

谷殼清蒸：谷殼清蒸與釀酒生產(chǎn)是獨(dú)立運(yùn)行系統(tǒng)，互不干擾。谷殼采取連續(xù)式清蒸方式進(jìn)行，每日根據(jù)釀酒生產(chǎn)所需，核定生產(chǎn)量，不積壓庫存。保證了釀酒生產(chǎn)用谷殼的新鮮。生產(chǎn)設(shè)備實(shí)現(xiàn)了一鍵式啟動(dòng) ，改善效果對(duì)比如下圖：

傳統(tǒng)清蒸谷殼

設(shè)備清蒸谷殼

主要完成的研究任務(wù)：實(shí)現(xiàn)了谷殼、釀酒生產(chǎn)同步進(jìn)行，互不干擾。機(jī)械化連續(xù)生產(chǎn)方式減輕人力勞動(dòng)，提升了生產(chǎn)效率。生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)谷殼清蒸、輸送過程中不落地，避免了谷殼受潮和污染，食品安全得到有效保障。實(shí)現(xiàn)釀酒生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)谷殼在線補(bǔ)料，消除了現(xiàn)場(chǎng)堆放谷殼的現(xiàn)象。

經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益：谷殼清蒸機(jī)一次性可清蒸谷殼10m3，而傳統(tǒng)工藝的酒甑一次只能清蒸2m3，投料量增加了四倍。采用谷殼清蒸機(jī)后顯著的降低能耗（降低了60%），起到節(jié)能降耗的目的。通過運(yùn)用谷殼清蒸機(jī)后，谷殼清蒸不需要單獨(dú)占用酒甑，按每日占用釀酒生產(chǎn)時(shí)間1小時(shí)，年度每甑累計(jì)可節(jié)約300小時(shí)。機(jī)械化自動(dòng)谷殼清蒸集中配料系統(tǒng)，是將分散資源集中進(jìn)行處理后再進(jìn)行定量分配的重要組成部分，也是機(jī)械化和自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)的必須途徑，是四化生產(chǎn)的重要基礎(chǔ)。

項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)：谷殼清蒸機(jī)在設(shè)計(jì)過程中未考慮到谷殼摩擦力較大，導(dǎo)致谷殼清蒸機(jī)出料口過小，下料速度較慢，同時(shí)也存在搭橋現(xiàn)象。后期通過加大出料口，解決谷殼搭橋、下料速度慢的現(xiàn)象。在設(shè)計(jì)過程中，未考慮到谷殼機(jī)的除塵問題，導(dǎo)致灰塵擴(kuò)散、沉降在谷殼表面。由于谷殼在加工過程中帶有一定量的灰塵，當(dāng)谷殼通過管道輸送到谷殼清蒸機(jī)內(nèi)部后，灰塵擴(kuò)散，最終沉降在谷殼表面，造成谷殼粘結(jié)。后期通過加裝排風(fēng)和除塵系統(tǒng)，在谷殼進(jìn)料時(shí)開啟排風(fēng)機(jī)和除塵系統(tǒng)，將灰塵通過排風(fēng)機(jī)收集到除塵室內(nèi)，做到塵料分離，從而降低了谷殼清蒸機(jī)內(nèi)部的灰塵，避免谷殼表面灰塵粘結(jié)的現(xiàn)象。

推廣應(yīng)用前景：機(jī)械自動(dòng)化谷殼清蒸并集中配料的系統(tǒng)，能夠解決白酒企業(yè)規(guī)?；壳逭?、現(xiàn)場(chǎng)連續(xù)供料及在線補(bǔ)料的困境。不占用釀酒設(shè)備，提升釀酒生產(chǎn)效率。不僅適用于大曲香型白酒釀造企業(yè)，也可應(yīng)用于整個(gè)白酒行業(yè)，擁有廣闊的應(yīng)用前景。

研究結(jié)論：連續(xù)清蒸及集中配料系統(tǒng)，在大曲清香型白酒生產(chǎn)應(yīng)用是可行的,同時(shí)也是生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)四化的重要組成部分和基礎(chǔ)。

主要優(yōu)點(diǎn)：大大降低了人力勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)效率。谷殼清蒸及輸送過程不落地，增加了食品安全的可控性，現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)環(huán)境衛(wèi)生顯著改善?？窔で逭襞c使用同步進(jìn)行，保證糠殼使用的新鮮。