關(guān)于圓盤(pán)制曲機(jī)在釀酒行業(yè)的應(yīng)用

（煙臺(tái)良榮機(jī)械精業(yè)有限公司，山東 煙臺(tái) 264006）

白酒作為世界六大蒸餾酒之一，因其工藝技術(shù)獨(dú)特，口感別具一格，在酒類產(chǎn)品中具有重要地位。伴隨著數(shù)千年的華夏文明而歷史悠久，形成了博大精深的中國(guó)酒文化，是中華民族智慧的結(jié)晶；與我國(guó)光輝燦爛的文明相融合，成為中國(guó)文化傳承和健康價(jià)值的重要載體和人們生活不可或缺的組成部分；更重要的是白酒作為一種社會(huì)交往的媒介，已成為人們情感交流、壓力釋放的重要載體。

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們生活水平的提高，人們更加注重白酒的品質(zhì)，而今白酒質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)已形成了較為完善的質(zhì)量技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，主要包含理化指標(biāo)、衛(wèi)生指標(biāo)和感官要求，其中口感失敗就質(zhì)量重要的判定依據(jù)；[1]然而，傳統(tǒng)的釀酒工藝存在一些固有的弊端，主要是效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，環(huán)境差等，尤其在翻曲、制曲、攤涼等環(huán)節(jié)，為了克服固態(tài)釀酒工藝的弊端，[2]及保證品質(zhì)，必須實(shí)現(xiàn)白酒生產(chǎn)的自動(dòng)化和智能化，提高生產(chǎn)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)資源合理配置，促進(jìn)釀酒設(shè)備向全自動(dòng)化和現(xiàn)代化的方向發(fā)展，及企業(yè)向“優(yōu)質(zhì)、安全、低耗、可循環(huán)的方向發(fā)展”，越來(lái)越多的行業(yè)開(kāi)始依靠技術(shù)革新、設(shè)備的升級(jí)來(lái)提高生產(chǎn)效率。

各大酒廠致力于改進(jìn)釀酒工藝，研發(fā)新技術(shù)，開(kāi)發(fā)新設(shè)備，推進(jìn)白酒行業(yè)的發(fā)展，加大了技術(shù)創(chuàng)新的步伐，逐漸開(kāi)始了借助機(jī)械化、自動(dòng)化、信息化替代傳統(tǒng)釀造工藝的創(chuàng)新探索；工藝、設(shè)備自主創(chuàng)新，突破傳統(tǒng)釀造模式，把大量人力資源從勞動(dòng)中解放出來(lái)，提高生產(chǎn)效率，節(jié)約資源，改善釀酒品質(zhì)，推動(dòng)整個(gè)白酒產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的升級(jí)；[3]良榮機(jī)械憑借多年來(lái)在醬油行業(yè)設(shè)備的應(yīng)用與實(shí)驗(yàn)，開(kāi)發(fā)出的圓盤(pán)制曲機(jī)應(yīng)運(yùn)而生，改變了傳統(tǒng)的釀造行業(yè)生產(chǎn)方式，引領(lǐng)企業(yè)技術(shù)革新。

材料與方法：設(shè)備組成部分、各部分作用

圓盤(pán)制曲機(jī)由外體框架、曲室、出入曲、出入曲升降、翻曲、翻曲升降、主軸、圓盤(pán)框架、清洗、驅(qū)動(dòng)、測(cè)溫裝置、風(fēng)道、空調(diào)、操作面板、存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、處理器和執(zhí)行系統(tǒng)等部分組成；

外體框架，主體框架，支撐所有設(shè)備的架體；

曲室，用于提供制曲環(huán)境；

出入曲，曲室內(nèi)部件，出料和入料，即物料的進(jìn)出；

出入曲升降，出入曲機(jī)升降驅(qū)動(dòng)部分，驅(qū)動(dòng)出入曲機(jī)的上升或下降；

翻曲，物料在入曲后攪拌物料，或在酶曲生長(zhǎng)一段時(shí)間后的物料攪拌降溫，通風(fēng)呼吸；

翻曲升降，翻曲機(jī)升降驅(qū)動(dòng)部分，驅(qū)動(dòng)翻曲機(jī)的上升或下降；

主軸，設(shè)備的中心部分，支撐圓盤(pán)、出入曲、翻曲、圓盤(pán)頂層；

圓盤(pán)框架，曲盤(pán)篩網(wǎng)支撐部分；

清洗，圓盤(pán)內(nèi)部的自動(dòng)或手動(dòng)清洗；

驅(qū)動(dòng)，圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的主驅(qū)動(dòng)部分；

測(cè)溫裝置，曲料的溫度，濕度的檢測(cè)控制；

風(fēng)道，空調(diào)機(jī)氣體流的出入管道；連接在曲室的上室與循環(huán)風(fēng)機(jī)的進(jìn)風(fēng)口之間的回風(fēng)管；空調(diào)，加溫，加濕，送風(fēng)裝置，包括蒸汽的調(diào)節(jié)，排風(fēng)，排風(fēng)調(diào)節(jié)器，冷卻器，加熱器、強(qiáng)排風(fēng)機(jī)等；

操作面板，用于供用戶將整個(gè)制曲過(guò)程劃分為多個(gè)制曲階段，并針對(duì)每一個(gè)制曲階段，設(shè)置曲料在本制曲階段生長(zhǎng)所需的最佳制曲環(huán)境參數(shù)等等；

存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)制曲過(guò)程數(shù)據(jù)等；

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，安裝在制曲室控制柜上（或中控），采集整個(gè)制曲過(guò)程的各個(gè)制曲階段下的實(shí)際制曲環(huán)境參數(shù)等；

處理器，輸入接口分別接數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和存儲(chǔ)器，處理器的輸出接口接執(zhí)行結(jié)構(gòu)；

執(zhí)行系統(tǒng)，用于處理器輸出的數(shù)據(jù)，調(diào)節(jié)制曲環(huán)境。

圓盤(pán)制曲機(jī)的性能特點(diǎn)：

1.圓盤(pán)制曲機(jī)主要由外驅(qū)動(dòng)的回轉(zhuǎn)圓盤(pán)、翻曲機(jī)構(gòu)、進(jìn)料排料機(jī)構(gòu)、通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)、隔溫殼體等部件組成。翻曲機(jī)采用特殊結(jié)構(gòu)的攪拌葉片，翻曲均勻、徹底；排料系統(tǒng)采用45 度浮動(dòng)式擋板，出曲干凈，剩料少；回轉(zhuǎn)圓盤(pán)平面度、圓度精確，漏料少；設(shè)有溫度自動(dòng)控制、自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)；

2.曲室內(nèi)與物料接觸所有零部件均采用不銹鋼材料制作，全程生產(chǎn)機(jī)械化作業(yè)，人與物料不直接接觸，避免人為污染，雜菌感染少，清洗方便，使用壽命長(zhǎng)；

3.自動(dòng)化的溫度、濕度、風(fēng)量的調(diào)控，為曲的生長(zhǎng)提供了更舒適的生長(zhǎng)環(huán)境，微生物在整個(gè)培育過(guò)程中，始終處于一個(gè)密閉的環(huán)境里，只需通過(guò)觀察窗進(jìn)行控制，控制能力強(qiáng)。微生物在生成、發(fā)育過(guò)程中對(duì)于溫 度、濕度、氧的補(bǔ)充等不同的各種條件，更能得到滿足，更有利于微生物的培育；

4.減少了勞動(dòng)力，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，改善工人工作環(huán)境，水、電、汽等能源消耗比傳統(tǒng)微生物培養(yǎng)設(shè)備普遍降低，產(chǎn)量有了大幅度提升；

5.采用人機(jī)對(duì)話、智能控制系統(tǒng)，達(dá)到產(chǎn)品的質(zhì)量要求與能源的最佳利用；

6.根據(jù)不同的產(chǎn)品物料輸入不同控制參數(shù)；

武漢勁牌實(shí)驗(yàn)：

白酒按生產(chǎn)方法培養(yǎng)基的狀態(tài)不同可分為固態(tài)培養(yǎng)法和液態(tài)培養(yǎng)法，其中固態(tài)培養(yǎng)法由于其酶活高得到了廣泛應(yīng)用。固態(tài)法因其所用設(shè)備不同，又分為淺盤(pán)法、通風(fēng)制曲法；淺盤(pán)法操作簡(jiǎn)單、投資少，但是勞動(dòng)強(qiáng)度大，同時(shí)受人為影響大且易染菌。通風(fēng)制曲法在淺盤(pán)法的基礎(chǔ)上進(jìn)行了機(jī)械化改造，勞動(dòng)強(qiáng)度已大大降低，但是其在開(kāi)放式的環(huán)境中生長(zhǎng)，容易受到雜菌的感染，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定；在釀造生產(chǎn)過(guò)程中，需要利用種曲對(duì)原料進(jìn)行分解，種曲質(zhì)量的好壞，直接影響釀造成品的質(zhì)量和原料利用率。

勁酒在制作簾子曲工藝進(jìn)行了調(diào)整，創(chuàng)先使用了良榮機(jī)械制造的圓盤(pán)制曲機(jī)，進(jìn)行根霉菌的生產(chǎn)，產(chǎn)量較傳統(tǒng)簾子曲設(shè)備有了較大幅度提升，勞動(dòng)強(qiáng)度有較大幅度降低，生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化、智能化、生產(chǎn)過(guò)程控制實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控溫、控濕，保證了產(chǎn)品品質(zhì)的穩(wěn)定性，勞動(dòng)強(qiáng)度大大降低，從根本上解決了培養(yǎng)過(guò)程中染雜菌以及人為經(jīng)驗(yàn)影響產(chǎn)品質(zhì)量，并且可以與前后端自動(dòng)化設(shè)備的有機(jī)銜接。

通過(guò)產(chǎn)品實(shí)驗(yàn)結(jié)果檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，圓盤(pán)制曲質(zhì)量?jī)?yōu)于淺盤(pán)制曲指標(biāo)，圓盤(pán)根霉曲糖化力33.2（g/100g），淺盤(pán)根霉曲31.8（g/100g）。

結(jié)論總結(jié)：使用圓盤(pán)制曲機(jī)生產(chǎn)根霉曲，不能單純使用米粉或者麩皮，單純使用米粉在營(yíng)養(yǎng)方面比較好，但是米粉粒度細(xì)，在培養(yǎng)過(guò)程中菌絲產(chǎn)生的水分、二氧化碳、熱量不易排出，需要添加麩皮進(jìn)行疏松，單獨(dú)使用麩皮制曲，營(yíng)養(yǎng)較為單一，制根霉曲糖化力較低，使用圓盤(pán)制曲根霉曲最佳物料為米粉和麩皮混合培養(yǎng)基；

在升溫培養(yǎng)期圓盤(pán)制曲機(jī)使用內(nèi)循環(huán)風(fēng)，保持物料在28 攝氏度左右。生長(zhǎng)旺盛期風(fēng)速有所增加，使用外循環(huán)風(fēng)，整個(gè)過(guò)程物料品溫在32～34攝氏度之間，風(fēng)速不能過(guò)大，防止物料層吹破。進(jìn)入穩(wěn)定期后，要加大排潮力度，，防止?jié)穸冗^(guò)高，后期根莓二次生長(zhǎng)，造成根霉曲糖化力下降。

圓盤(pán)制曲機(jī)相比較傳統(tǒng)的淺盤(pán)制曲而言，生產(chǎn)的根霉菌在雜菌污染方面可控性好，每批生產(chǎn)完畢，即可清洗，消毒，勞動(dòng)強(qiáng)度低；傳統(tǒng)的淺盤(pán)生產(chǎn)，在根曲霉進(jìn)入生長(zhǎng)旺盛期后，需要人工進(jìn)行翻曲降溫，需要多名工人同時(shí)進(jìn)行翻曲，根曲霉升溫快，如果不及時(shí)翻曲易造成“燒曲”，而且人工頻繁進(jìn)出，增加了染菌幾率，使用圓盤(pán)制曲后，可以遠(yuǎn)程操作，在中控室進(jìn)行控溫、翻曲，降低了人為染菌幾率[4]，從而實(shí)現(xiàn)了設(shè)備自動(dòng)化前后端的有機(jī)銜接。

湖工大實(shí)驗(yàn)：

白酒生產(chǎn)企業(yè)普遍采用傳統(tǒng)的堆積方式，一般是將酒醅運(yùn)至堆積場(chǎng)地收成圓錐形堆，經(jīng)3d 的堆積后入窖池發(fā)酵，但是在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，由于全年的氣候變化不一，冬季較低，堆積酒醅降溫快，還會(huì)出現(xiàn)堆積不升溫或者升溫非常緩慢的情況，繼而影響入窖后的發(fā)酵狀態(tài)，導(dǎo)致出酒率低甚至不出酒等階段情況；此外，白酒生產(chǎn)的傳統(tǒng)工藝流程逐步采用了機(jī)械化技術(shù)，而傳統(tǒng)的堆積工序不能利用機(jī)械裝備銜接攤涼與發(fā)酵工序，切斷了整個(gè)機(jī)械化生產(chǎn)流程的完整性，過(guò)程是在通風(fēng)池內(nèi)培養(yǎng)，依靠人工進(jìn)行轉(zhuǎn)料、接種、翻曲、出曲，并人工測(cè)溫和補(bǔ)濕，圓盤(pán)制曲機(jī)是集消毒、降溫、入料、接種、進(jìn)（排）風(fēng)、調(diào)溫、調(diào)濕、清洗、培養(yǎng)及出料為一體的全封閉式自動(dòng)制曲裝置，傳統(tǒng)工藝中每班次生產(chǎn)麩曲為1 噸，圓盤(pán)直徑十多米（直徑5 米、7 米、13 米），每班次產(chǎn)量為6噸左右（直徑不同，產(chǎn)量不同），這樣大大提高了工作效率，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。

經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐和總結(jié)，圓盤(pán)制曲機(jī)作為通風(fēng)制曲法與堆積發(fā)酵的場(chǎng)地，利用圓盤(pán)制曲機(jī)的機(jī)械化入料、出料，以及自動(dòng)化控溫、控濕的特點(diǎn)，為根霉菌的生產(chǎn)及堆積酒醅提供合適的生長(zhǎng)環(huán)境，并與傳統(tǒng)堆積方式進(jìn)行制曲及堆積時(shí)間、理化指標(biāo)、微生物數(shù)量、原酒酒質(zhì)以及出酒率等方面的對(duì)比，為圓盤(pán)制曲機(jī)在白酒釀造生產(chǎn)中的應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)和依據(jù)；

實(shí)驗(yàn)分段評(píng)判：

1.堆積時(shí)間對(duì)比分析，圓盤(pán)堆積至頂溫所需時(shí)間勻少于傳統(tǒng)堆積，最大時(shí)間差20h，這是由于圓盤(pán)制曲機(jī)可根據(jù)氣候環(huán)境的實(shí)際情況，設(shè)置自動(dòng)升溫以及保濕程序，為酒醅中微生物生長(zhǎng)以及環(huán)境微生物富集提供了合適的環(huán)境，微生物生長(zhǎng)代謝旺盛并產(chǎn)生熱量，酒醅中的酶層也迅速形成，因此可在較短的時(shí)間內(nèi)（與傳統(tǒng)堆積相比）達(dá)到堆積頂溫，繼而進(jìn)入發(fā)酵工序，極大地節(jié)省了寶貴的生產(chǎn)時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。傳統(tǒng)的堆積方式由于缺乏行之有效的控濕措施，在寒冷的氣溫條件下，堆積酒醅的溫度從入堆開(kāi)始就快速的下降，通常在24h 內(nèi)降至室溫，酒醅內(nèi)微生物在低溫條件下生長(zhǎng)緩慢，熱量無(wú)法快速集聚，往往會(huì)導(dǎo)致無(wú)法升溫的不利情況出現(xiàn)；

2.入池淀粉含量分析，淀粉消耗量與出酒率密切相關(guān)是隨著發(fā)酵的輪次的增加，酒醅中的淀粉含量逐漸下降，圓盤(pán)堆積實(shí)驗(yàn)由于每次堆積升溫和發(fā)酵狀態(tài)良好，淀粉含量逐步降低；傳統(tǒng)堆積升溫異常酒醅幾乎沒(méi)有被利用，淀粉含量顯著下降，這種不正常的淀粉利用率很有可能影響酒質(zhì)、酒率；

3.堆積過(guò)程微生物的分析，圓盤(pán)中酒醅上層和下層均與外界空氣接觸，加上圓盤(pán)制曲機(jī)的保溫作用，在氣溫較低的酵母菌數(shù)量高于傳統(tǒng)堆積，因此，圓盤(pán)堆積的酒醅酵母菌生長(zhǎng)很旺盛，代謝情況更穩(wěn)定；

4.出酒率與酒質(zhì)分析，圓盤(pán)堆積出酒率比較符合經(jīng)驗(yàn)上的出酒率，顯得更加平穩(wěn)，而傳統(tǒng)的出酒率，時(shí)高時(shí)低；從總的出酒率上看，圓盤(pán)堆積和傳統(tǒng)堆積差距并不大，傳統(tǒng)堆積實(shí)驗(yàn)在溫度較適合的時(shí)候，酒醅殘次淀粉含量高于圓盤(pán)堆積，但圓盤(pán)堆積的淀粉利用率更加徹底，出酒率稍高。綜合全年來(lái)看，每年增加的出酒率不是一個(gè)小的數(shù)目，產(chǎn)量越大，增加的成品酒就會(huì)提高更多；兩種堆積方式盡管在理化指標(biāo)、微生物數(shù)量等方面存在一定差異，但酒質(zhì)似乎并未受到影響，這可能與酒醅中優(yōu)勢(shì)功能菌的分布情況密切相關(guān)，將開(kāi)展進(jìn)一步研究及更過(guò)項(xiàng)目的檢測(cè)工作。

結(jié)論：圓盤(pán)堆積和傳統(tǒng)堆積兩種方式的酒醅各輪次的水分、酸度、淀粉含量等理化指標(biāo)變化趨勢(shì)一直，水分含量均在40.2%～51.9%范圍內(nèi)逐漸增加，酸度均在0.59～1.95mmol/10g 范圍內(nèi)升高，淀粉含量在31.3～15.1g/100g 范圍內(nèi)緩慢下降；圓盤(pán)堆積酒醅的酵母菌數(shù)量增長(zhǎng)趨勢(shì)好于傳統(tǒng)堆積，兩者細(xì)菌數(shù)量變化趨勢(shì)一直，圓盤(pán)堆積和傳統(tǒng)堆積兩種工藝的全年出酒率十分接近，分別為37.2%和36.4%，酒質(zhì)基本一致；相比傳統(tǒng)堆積縮短了使用時(shí)間，保證了堆積酒醅的品質(zhì)，有機(jī)銜接了已實(shí)現(xiàn)機(jī)械化的攤涼加曲和入池發(fā)酵兩個(gè)工藝環(huán)節(jié)，顯著提高了生產(chǎn)效率。[5]

種曲在各個(gè)生長(zhǎng)階段的生長(zhǎng)規(guī)律不同，所需的制曲環(huán)境也會(huì)發(fā)生變化，單單圓盤(pán)制曲機(jī)從以上結(jié)論看顯然能給種曲生長(zhǎng)創(chuàng)造最佳條件。

結(jié)論展望：

隨著中國(guó)對(duì)酒需求量的增大，相關(guān)產(chǎn)業(yè)也會(huì)盲目發(fā)展，遍地建廠，不僅對(duì)環(huán)境產(chǎn)生了不利影響，同時(shí)對(duì)原材料和技術(shù)工人的需求也在增加，而熟練工人的培養(yǎng)由非朝夕之事；就目前而言，產(chǎn)能擴(kuò)展之后投產(chǎn)不足，是白酒企業(yè)可持續(xù)發(fā)展所面臨的一個(gè)威脅；放眼中國(guó)白酒行業(yè)，應(yīng)重要放在產(chǎn)業(yè)布局和產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)調(diào)整，改變傳統(tǒng)的粗放增長(zhǎng)性策略，以質(zhì)量增長(zhǎng)為目標(biāo)，以技術(shù)革新、制度革新、區(qū)域創(chuàng)新為基本路徑，[6]而圓盤(pán)制曲機(jī)恰恰適應(yīng)了此方向的趨勢(shì)，可集合各種設(shè)備的組合，系統(tǒng)化、智能元素的加入，選擇最優(yōu)布局，最終實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備環(huán)節(jié)的智能化工程。

公司自主研發(fā)酒行業(yè)芝麻香型制曲線（圓盤(pán)制曲機(jī)）、芝麻香釀酒線-今世緣，已投入使用，為全國(guó)第一家圓盤(pán)制曲機(jī)進(jìn)軍釀酒行業(yè)的高新技術(shù)企業(yè)；自主研發(fā)的小曲清香制曲線、蒸煮線-湖北工業(yè)大學(xué)科研項(xiàng)目，投入使用并向全國(guó)范圍推廣。公司圓盤(pán)制曲機(jī)已應(yīng)用于梅蘭春酒業(yè)、勁酒、安琪酵母等企業(yè)，得到廠家一致好評(píng)，且在2019 年，制作的圓盤(pán)制曲機(jī)將進(jìn)入古井貢現(xiàn)場(chǎng)安裝施工。

以上釀酒企業(yè)結(jié)論的實(shí)驗(yàn)證明，圓盤(pán)制曲機(jī)代替了傳統(tǒng)的機(jī)械作業(yè)方式，大大改進(jìn)了生產(chǎn)力低下、人為污染、質(zhì)量不穩(wěn)定、不能實(shí)現(xiàn)前段后端實(shí)現(xiàn)機(jī)械化等等的弊端，有很大的開(kāi)闊前景。本設(shè)備是集消毒、降溫、進(jìn)料、接種、送（排）風(fēng)、調(diào)溫、調(diào)濕、攪拌培養(yǎng)、出料等為一體的全封閉式自動(dòng)發(fā)酵系列制曲裝置，可廣泛適用于釀酒制曲、制藥、釀醋、醬油制造、酶制劑、酵母飼料、大麥芽的生產(chǎn)發(fā)酵等行業(yè)，順應(yīng)國(guó)家節(jié)能減排及其新舊能源轉(zhuǎn)換的大趨所需，打造釀酒行業(yè)設(shè)備智能新篇章。