固态法白酒机械化酿造试验 传统的白酒酿造方法已无法适应新的生产需求，全面实现机械化生产将是未来白酒行 业发展的趋势。湖北三麦酒业有限公司通过不断探索和借鉴先进的酿造经验，实现了整个 酿酒过程的机械化，并将传统工艺的混合作业方式改为分工序、分流程作业，确保各工艺 环节工艺的稳定性，更好地保证了产品的质量。 1 工艺路线的选择 三麦酒业所采用的是固态发酵法生产清香型小曲白酒，其酿造工艺流程如图 1 所示。2 生产规模及方案选择 2.1 生产规模 项目固定资产总投资 3500 万元，总占地面积 24000m2 左右，总建筑面积 14000m2 左右，年工作日 300d，两班作业。设计生产能力为年产清香型基础白酒 5000t，商品酒 12000t。 2.2 产品方案 目前，销售酒的种类已达 10 多种，现举例说明如表 1 所示。 3 生产模式的选择 3.1 设备流程的设计 酿造车间的工艺设备流程图见图 2。 注：1斗式提升机，2刮板输送机，3泡粮池，4蒸粮锅，5摊晾机，6加 曲机，7糖化地行， 8出料刮板车，9糖化料地面输送机，10糖化料摊晾机，11 搅拌机，12发酵地行，13窖池，14 抓斗，15料斗，16发酵料输送带，17酒甑，18天行，19醅糟池，20醅糟摊晾机 3.2 原料的蒸煮阶段 3.2.1 机械化历史程度的对比 原料蒸煮阶段机械化历史程度对比结果见表 2。 在原料的输送方面，用斗式提升再经刮板输送代替传统人工输送，泡粮时可做到按 需投料。泡好的原料经阀门到达粮篓再由轨道进入蒸粮锅，进行封闭式加压蒸粮，采用定 时定压控制，确保在降低能耗的同时达到了熟粮质量的一致性，提高了原料利用率。白酒 生产机械化要解决好两个问题：一是机械化要适应白酒生产工艺的要求；二是如何调整生 产工艺以充分发挥机械化的效能，也就是要找到一条增加生产，提高淀粉出酒率的最佳途 径。依照这一原则，在使用热水循环式蒸粮锅时，对传统的蒸粮工艺进行了调整，将初蒸、 闷水合为一道工序，此过程原料处于热水循环之中，初蒸后的粮食可直接实现闷水的目的。 采用热水循环蒸粮锅，使蒸粮过程一次性在密封锅内完成，各阀门通过电气系统文章来源 华夏酒报控制，温度、压力等参数也由电子仪表实时显示，实现了机械化及自动化操作。 3.2.2 采用机械化生产所达到的效果 热水循环蒸粮锅一次可蒸粮 1500kg，耗时 50min 左右，而采用传统甑子蒸煮 1500kg 粮食至少需 150min，相比之下前者节能 60%以上。采用加压蒸粮可实现大汽蒸粮 且锅内圆汽快，这样提高了裂口率又保证了粮食破裂程度的一致。蒸出来的粮食在满足水 分要求的同时，粮粒的匀透性也更好。 3.3 糖化阶段 3.3.1 机械化历史程度的对比 原料蒸煮阶段机械化历史程度对比结果见表 3。 公司设计了摊晾输送机，利用鼓风、抽风的办法来摊晾，在输送过程中就能达到降 温冷却的目。 在摊晾输送机的末端添置了自动加曲机，此装置的难点在于加曲机输送量与摊晾机 上粮糟输送量的匹配，做到加曲均匀一致。这一环节我们是通过调节两者的变频器改变输 送带的速度来实现，加曲量因曲种不同而异，因此在实际的生产中要进行实时调控。可在 糖化间内任一场地做箱，出箱时由刮板将两边的糖化糟刮到中间的输送带上输送，工人只 需操作刮板车即可，大大降低了劳动强度。 3.3.2 采用机械化生产所达到的效果 表 3 可以看出，传统方式糖化作业，劳动强度大，耗时久且工作环境差，采用机械 化设备及流水线作业模式后，这些不足都得到了极大的改善。以前使用水冷却，每吨酒的 冷却水在 15t 左右，水处理负担很重，而采用风冷却后，减排作用明显，既节约了水资源 又节省了废水处理费用。 3.4 发酵阶段 3.4.1 机械化历史程度的对比 粮糟及醅糟的冷却工序也采用摊晾机完成，中间设有搅拌混合机将摊晾好的粮糟与醅糟搅拌混合均匀。粮糟与醅糟的比例根据季节的不同而异，通过调节变频器改变两者输 送带的速度来调节比例，夏季为 1:4，冬季为 1:3。最后混合好的物料由搅拌混合机的出料 口经传送带进入料斗中，再由地行运到指定的窖池上方从底部出料入窖池发酵。黄水排放 这一工序， 现采用管道利用气压的原理直接在地面操作，代替了过去人工入窖池排放黄水。 出窖时由抓斗将发酵糟抓入料斗里再经输送带输出。 3.4.2 采用机械化生产所达到的效果 出窖时采用抓斗运料，提高了劳动效率，降低了劳动强度。同时避免了含酒精的材 料的翻动，受气流影响较小，酒精挥发也较少。 3.5 蒸馏阶段 3.5.1 机械化历史程度的对比 蒸汽的供应淘汰了传统的地锅烧水，改用大锅炉集体供汽，此外采用不锈钢酒甑及 分体式水冷却器，便于对蒸馏进行分段摘酒，极大减轻了劳动强度，提高了生产率，同时 避免了酒液中铅含量的超标，有效保证了产品质量。蒸馏过程中的冷却水排放到热水回收 池中，用于泡粮和蒸粮，实现了水资源的循环利用。出甑时采用天行将甑桶吊到醅糟池上 方，从底部出料，一部分经醅糟摊晾输送机到达搅拌混合机，一部分由丢糟输送机输出。 3.5.2 采用机械化生产所达到的效果 每个酒甑都安装了蒸汽压力表以控制流酒速度，真正实现缓汽馏酒，大汽追尾的目 的。各设备间的衔接良好，使整个酿酒生产实现了连续型机械化，流水线作业模式，材料 不落地，达到了清洁生产的要求。 4 主要设备原理和性能 4.1 热水循环蒸粮锅 按照人性化、安全可靠、节能环保的设计理念，设计了此热水循环蒸粮锅。 首先是蒸汽对水的加热，到达一定温度后热水与蒸汽一起对粮食进行蒸煮，蒸粮水 流在循环泵的带动下强制流动，带动粮篓中的粮粒处于不断的翻转中，这样使粮粒受热均 匀且增大了蒸煮面积。经过多次的实验，蒸粮压力选定为 0.13Mpa。一次蒸粮达 1500kg， 粮食可直接在锅内实现初蒸、闷水、复蒸三个工序，其中初蒸闷水耗时 10min，复蒸时间 控制在 20min 左右，加上水升温及中途排水大概需 20min，这样整个蒸粮过程只需 50min 左右，而按传统方式蒸粮 1500kg 所需时间在 2h 左右。因此，采用此蒸粮锅大大缩短了时 间，降低了能耗，提高了生产能力。同时，熟粮的质量也得到了保证，每 100kg 原粮增重 至 215kg227kg，粮食柔熟、收汗，水分在 60%左右。 4.2 搅拌混合机 搅拌混合机代替了人工配醅拌料、人工堆料两道工序。搅拌混合机既要对粮糟和醅 糟进行充分搅拌混匀，又不能对粮糟造成挤压，还要可用于搅拌好的粮糟出料。针对这些 要求，经过反复实验，设计了此直立搅拌机。转速为 20r/min，粮糟在里面的搅拌时间为1min2min，可将物料充分混匀，混匀好的物料由出料口经输送带输出。各物料在搅拌机 中，由外到内、由两边到中间充分混合搅拌，模拟了人工翻拌，使粮糟和醅糟充分混匀， 又不会对粮糟造成挤压。4.3 摊晾加曲机 熟粮的摊晾输送采用的是筛孔扣板链条，在得到良好的冷却效果的同时又可防止跑 边达到平稳输送；摊晾的基本原理是采用鼓风、抽风的晾凉办法，从筛孔下面鼓风，同时上面进行抽风，这样粮糟在中间可得到较好的冷却。经过多次的实验确定孔径的大小为5mm6mm，根据生产规模及冷却的效果设定输送的速度为 0.3m/s 左右，粮糟厚度为 3cm4cm；整个摊晾过程可分为三个阶段。10m5.5kw 鼓风机摊晾、搅拌、风机平吹。采用自然风送风温度为室温，可将粮糟的 温度降至 60左右。 4 m4.5kw 水温空调摊晾、搅拌、风机平吹。采用水温空调送风温度为 20左右，可 将粮糟进一步冷却到 40左右。 6m3kw 鼓风机冷气制冷摊晾、搅拌、风机平吹。送风温度可低至 10，最终粮糟可 冷却至 25。 5 经济技术指标 在传统工艺操作技法的基础上，公司实现了白酒酿造的机械化生产，可使酿造工段 人力成本及能源消耗都大大降低。日投料 30t 粮食的酿造车间采用机械化生产后只需 76 人 分两班作业就可以完成正常的生产，年节省工资支出 400 万元左右，节约能耗 2000t 左右 标煤，节约支出 160 万元左右。 6 展望 虽然采用机械化生产后，取得了一定的成效，但仍有些不足之处需要改进，为了进 一步提高企业竞争力，可采取以下措施： 6.1 可人工控制温度、湿度、气压、含氧、风量，模仿自然环境的发酵及堆积车间 的建造。 6.2 地上、半地上，大容量发酵窖或小容量可移动发酵箱(罐)及密闭式出入窖输送带 系统的建造，配合温度检测控制系统，配合可循环使用、密闭性好的封窖材料。 6.3 借鉴酒精或国内外其他蒸馏酒的蒸馏设备的优点，积累科学理论和实践经验， 提高各种蒸馏设备的浓缩、提香及除杂等效果；研究如何利用连续蒸馏设备实现蒸馏的连 续化，提高设备利用率。 6.4 研究如何实现机械装甑，可以人机结合进行操作，技术达到一定程度时，可以 考虑开发人工智能装甑设备以人工装甑经验为模型，计算机控制机械设备来完成均匀 拌料，保证上甑效果。