自動(dòng)化摘酒設(shè)備的研究與設(shè)計(jì)

余 航，郭 杰，蔡海燕，劉義會(huì)，常少健，李 覓，張 穎，張 磊

（1.四川省食品發(fā)酵工業(yè)研究設(shè)計(jì)院，四川成都611130；2.釀酒生物技術(shù)及應(yīng)用四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川成都611130；3.國家固態(tài)釀造工程技術(shù)研究中心，四川瀘州646000）

白酒是四川食品飲料萬億工程的重要支柱和特色產(chǎn)業(yè)，隨著我省白酒產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展，傳統(tǒng)的生產(chǎn)管理方式已經(jīng)無法滿足當(dāng)今白酒企業(yè)的發(fā)展需要，特別是對(duì)食品安全和生產(chǎn)安全要求越來越高的今天，采用高新技術(shù)改造傳統(tǒng)白酒產(chǎn)業(yè)，提升白酒釀造過程的自動(dòng)化、信息化水平，實(shí)現(xiàn)白酒產(chǎn)業(yè)的新型工業(yè)化，已成為白酒產(chǎn)業(yè)求生存、促發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急[1-3]。

量質(zhì)摘酒是白酒釀造過程中一項(xiàng)非常重要的工藝程序，與白酒企業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量息息相關(guān)。固態(tài)蒸餾時(shí)，不同時(shí)間段流出的酒液質(zhì)量不同，為了摘取各段次不同質(zhì)量的酒液，一般通過經(jīng)驗(yàn)豐富的工人觀察酒花的大小并與嘗評(píng)相結(jié)合，摘取不同質(zhì)量的各段次酒。人工量質(zhì)摘酒，因摘酒工人經(jīng)驗(yàn)豐富程度不同，摘酒質(zhì)量穩(wěn)定性無法得到保證，同時(shí)整個(gè)摘酒過程不封閉，存在食品安全和生產(chǎn)安全隱患。落后的摘酒工藝，已經(jīng)嚴(yán)重制約了白酒行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展[4-5]。因此，研究出一種自動(dòng)化摘酒關(guān)鍵技術(shù)，改進(jìn)傳統(tǒng)量質(zhì)摘酒工藝，提升白酒釀造過程的自動(dòng)化、信息化水平是十分必要的。

1 自動(dòng)化摘酒設(shè)備的構(gòu)成[6-9]

設(shè)計(jì)的自動(dòng)化摘酒設(shè)備如圖1所示，設(shè)備包括：1—蒸汽發(fā)生裝置、2—不銹鋼甑桶、3—冷卻器、4—電子流量計(jì)、5—在線酒度檢測(cè)儀、6—多通電磁閥門、7—貯酒罐、8－中央控制系統(tǒng)、其他附屬設(shè)備（包括輸酒管道、線纜、電源等）。蒸汽發(fā)生裝置、電子流量計(jì)、多通電磁閥門、在線酒精度檢測(cè)儀均由中央控制系統(tǒng)控制。

圖1 自動(dòng)化摘酒設(shè)備構(gòu)成圖

2 各主要部件功能

2.1 在線酒度檢測(cè)儀

用于在線連續(xù)檢測(cè)酒精濃度。由于水分和酒精等介質(zhì)的介電常數(shù)的區(qū)別從而反映出酒精和水的比例關(guān)系，再通過單片機(jī)的計(jì)算得出酒精的濃度值。測(cè)量范圍大（0.1%到100%），信號(hào)反應(yīng)時(shí)間＜0.5 s。

2.2 電子流量計(jì)

在線實(shí)時(shí)獲取蒸餾過程中的餾酒速度。實(shí)際生產(chǎn)中，根據(jù)餾酒速度控制蒸汽壓力，即“緩汽蒸餾，大汽追尾”。一般情況下，前段和中段的餾酒速度為2～3 kg/min，后段餾酒速度為4～5 kg/min。

2.3 多通電磁閥門

通過控制多通電磁閥門的開閉，獲取不同酒度的原酒。

2.4 中央控制系統(tǒng)

中央控制系統(tǒng)由工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、可編程邏輯控制器（PLC）、模擬量輸入輸出模塊、數(shù)字量輸入輸出模塊、通訊模塊、電源模塊、報(bào)警模塊、繼電器構(gòu)成。用戶只需在工業(yè)控制計(jì)算機(jī)上輸入相應(yīng)的任務(wù)指令（搜集的酒度、流量大小等），中央控制系統(tǒng)即可自動(dòng)控制整個(gè)任務(wù)的執(zhí)行與終止。

3 系統(tǒng)運(yùn)行過程

通過中央控制系統(tǒng)輸入搜集原酒酒度，以及餾酒速度。在線酒度檢測(cè)儀實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)餾酒酒度，電子流量計(jì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)餾酒速度。中央控制系統(tǒng)將酒度反饋數(shù)據(jù)與指令進(jìn)行對(duì)比，控制多通電磁閥門的開閉，達(dá)到搜集不同酒度原酒的目的。中央控制系統(tǒng)將流速反饋數(shù)據(jù)與指令進(jìn)行對(duì)比，調(diào)節(jié)蒸汽發(fā)生器壓力，達(dá)到“緩汽蒸餾，大汽追尾”的目的。

4 系統(tǒng)控制程序代碼

分別搜集 75%vol以上、70%vol～75%vol、65%vol～70%vol、60%vol～65%vol、55%vol～60%vol、55%vol以下的原酒，55%vol～75%vol原酒的餾酒速度控制在2～3 kg/min，55%vol以下原酒的餾酒速度控制在4～5 kg/min。系統(tǒng)控制程序代碼如下：

5 結(jié)論及展望

將在線快速檢測(cè)技術(shù)與釀酒生產(chǎn)相結(jié)合，研究設(shè)計(jì)出一種自動(dòng)化摘酒關(guān)鍵技術(shù)，使摘酒工藝精細(xì)化、數(shù)字化，提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，減少了對(duì)人員的依賴性和主觀性，提升白酒釀造過程的自動(dòng)化、信息化水平，實(shí)現(xiàn)白酒產(chǎn)業(yè)的新型工業(yè)化。