胡志平 呂林杰

一、米香型酒曲生產(chǎn)過程的四化研究

目前對于白酒釀造中所用到的米根霉曲大都采用淺盤法或通風(fēng)制曲法進行生產(chǎn)，兩種生產(chǎn)方式均存在設(shè)備條件簡陋、現(xiàn)場衛(wèi)生條件差、勞動強度大、且受人為經(jīng)驗影響，易感染雜菌，生產(chǎn)過程全憑老師傅經(jīng)驗控制，缺乏顯性化的工藝標(biāo)準(zhǔn)，各項理化指標(biāo)數(shù)據(jù)不可控，批次間生產(chǎn)穩(wěn)定性差等問題，與當(dāng)今大批量釀造投產(chǎn)所需的穩(wěn)定、優(yōu)質(zhì)的酒曲需求不匹配，容易造成大批量經(jīng)濟損失。

傳統(tǒng)制曲生產(chǎn)方式，勞動強度大，人力成本高，且年輕人不愿意從事該項工作，若不改變生產(chǎn)方式，后續(xù)將面臨用工難的問題；另外市場競爭越來越激烈，對各項生產(chǎn)成本的控制要求將更為嚴(yán)格，必須提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性，以降低單位產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。

圓盤制曲機

圓盤制曲能實現(xiàn)自動化、機械化、智能化、信息化，符合現(xiàn)下白酒行業(yè)酒曲純種培養(yǎng)制曲的生產(chǎn)方式，生產(chǎn)過程中可實現(xiàn)封閉式培養(yǎng)、自動控溫、控濕及烘曲，同時把各項生產(chǎn)工藝及關(guān)鍵控制點顯性化控制，保證了酒曲的質(zhì)量及穩(wěn)定性，同時能達到減員增效，提高酒曲各項理化指標(biāo)，降低勞動強度。

項目創(chuàng)新目標(biāo)：

提高酒曲的穩(wěn)定性：應(yīng)用現(xiàn)代化生產(chǎn)線，改變傳統(tǒng)酒曲的生產(chǎn)方式，現(xiàn)場衛(wèi)生環(huán)境差，人工勞動強度大，培養(yǎng)過程中易受人為經(jīng)驗影響且感染雜菌等問題，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動化及生產(chǎn)過程的可追溯性。

提高工藝穩(wěn)定性：將經(jīng)驗轉(zhuǎn)換為顯性化的工藝參數(shù)，并通過儀表監(jiān)控，提升工藝執(zhí)行的穩(wěn)定性，保證酒曲的穩(wěn)定性。

提高生產(chǎn)效率：應(yīng)用機械化的生產(chǎn)設(shè)備和自動化的控制系統(tǒng)，降低員工的勞動強度，提高人均產(chǎn)量。

提高酒曲質(zhì)量：通過圓盤制曲生產(chǎn)線生產(chǎn)過程中各項數(shù)據(jù)的顯性化控制及根據(jù)不同階段的自動控溫控濕，提高了酒曲批次質(zhì)量，糖化力、發(fā)酵力均提高2-3%。

本項目主要完成的研究任務(wù)包括：

自動提米、滅菌及攤涼技術(shù)，縮短提米粉碎、滅菌及攤涼時間，降低提米粉碎、滅菌及攤涼工序操作過程的人力成本及能耗排放量；

利用輸送設(shè)備，解決物料轉(zhuǎn)運不順暢問題，改善現(xiàn)場環(huán)境，并降低物料感染雜菌的風(fēng)險；

圓盤培養(yǎng)技術(shù)，根據(jù)菌種不同生長階段，輸入不同階段培養(yǎng)參數(shù)，使培養(yǎng)過程根據(jù)輸入?yún)?shù)自動進行控溫、控濕，并進行實時監(jiān)控和調(diào)節(jié)，確保了培養(yǎng)效果的穩(wěn)定和一致。圓盤自動烘曲技術(shù)，減少了物料輸送過程的能耗浪費，培養(yǎng)完成后直接在圓盤進行烘曲，達到減排增效目的。

通過自控化系統(tǒng)，建立顯性化的生產(chǎn)工藝標(biāo)準(zhǔn)，用于指導(dǎo)員工進行標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)，并通過自動控制，降低人為因素對工藝執(zhí)行穩(wěn)定性的影響。

圓盤制曲工藝流程圖：

新工藝與傳統(tǒng)工藝的滅菌操作流程對比：

連續(xù)滅菌工藝：

傳統(tǒng)滅菌工藝：

新工藝與傳統(tǒng)工藝的滅菌情況對比：

傳統(tǒng)滅菌工藝 帶壓旋轉(zhuǎn)滅菌工藝處理量小，勞動強度大，滅菌環(huán)境差處理量大，帶壓旋轉(zhuǎn)滅菌，無需人力開放式滅菌，滅菌時間長、不徹底球鍋密封式滅菌，滅菌均勻徹底，且效率高

新工藝與傳統(tǒng)工藝的出料、加水操作流程對比：

連續(xù)出料、加水工藝：

傳統(tǒng)出料、加水工藝：

新工藝與傳統(tǒng)工藝的連續(xù)出料、加水情況對比：

傳統(tǒng)出料、加水工藝 連續(xù)出料、加水工藝滅菌結(jié)束后，人工出料鋪在地面攤涼，人工加水，需人工反復(fù)拌勻。滅菌結(jié)束后自動定量出料，并定量均勻加水，攪拌均勻。工作環(huán)境差，溫度高。 工作環(huán)境舒適。勞動強度大，人力多。 勞動強度小，一人即可完成。

新工藝與傳統(tǒng)工藝的攤涼、接種操作流程對比：

連續(xù)攤涼、下曲工藝：

傳統(tǒng)攤涼、下曲工藝：

新工藝與傳統(tǒng)工藝的攤涼、接種情況對比：

傳統(tǒng)攤涼、下曲工藝 連續(xù)攤涼、接種工藝物料出鍋后，直接置于滅菌的地板上攤涼，期間需要人員進行不斷的翻拌降溫。加水后物料自動輸送至風(fēng)冷機上攤涼，降溫，連續(xù)作業(yè)。人工下曲，耗時，耗力，且不均勻。機械定量下曲接種，自動拌勻，耗時少。工作環(huán)境差，熱量大。 全程自動操作，無需人力。

制曲車間外觀圖

種曲機

新工藝與傳統(tǒng)工藝的培養(yǎng)、烘曲操作流程對比：

自動培養(yǎng)、烘曲工藝：

傳統(tǒng)培養(yǎng)、烘曲工藝：

新工藝與傳統(tǒng)工藝的培養(yǎng)、烘曲情況對比：

傳統(tǒng)培養(yǎng)、烘曲工藝 連續(xù)培養(yǎng)、烘曲工藝開放式培養(yǎng)、烘曲，染菌風(fēng)險大。自控消毒、通氧、翻曲、出曲。圓盤制曲可使用高溫及臭氧消毒，環(huán)境消毒更徹底。圓盤制曲設(shè)置有自動翻曲、出曲的功能，同時還可根據(jù)環(huán)境需求，自動進行通風(fēng)、通氧，很大程度上減少了勞動力，能規(guī)模化生產(chǎn)。培養(yǎng)、烘曲過程中，人工進行控溫，生產(chǎn)風(fēng)險大。在操作屏幕上設(shè)置相關(guān)參數(shù)，自控控溫、加濕。圓盤制曲機能全時自動檢測室溫、品溫、環(huán)境濕度，并根據(jù)設(shè)定的參數(shù)進行自動控制環(huán)境的溫、濕度來調(diào)節(jié)品溫及菌種生長所需要的濕度，確保菌種得到有效生長條件，保證了生產(chǎn)批次的質(zhì)量穩(wěn)定性。需多人進行操作，勞動強度大。 一人即可完成操作，釋放了勞動力。

新工藝與傳統(tǒng)工藝的粉碎操作流程對比：

自動粉碎工藝：

傳統(tǒng)粉碎工藝：

新工藝與傳統(tǒng)工藝的粉碎情況對比：

傳統(tǒng)粉碎工藝 連續(xù)粉碎工藝培養(yǎng)結(jié)束后需人工分批次進行粉碎，再人工轉(zhuǎn)入烘房烘干，耗時長，勞動強度大，操作環(huán)境粉塵大。物料在圓盤內(nèi)部培養(yǎng)結(jié)束后，自動調(diào)節(jié)圓盤內(nèi)的溫、濕度進行烘干，然后出料輸送至粉碎機進行連續(xù)粉碎，耗時少，人工勞動強度小，工作環(huán)境好。

新工藝與傳統(tǒng)工藝的拌曲、打包操作流程對比：

連續(xù)打包工藝：

傳統(tǒng)打包工藝：

新工藝與傳統(tǒng)工藝的打包情況對比：

傳統(tǒng)打包工藝 自動拌曲打包工藝烘曲結(jié)束后，由人工進行稱量，配比混合，打包，至少需要兩個勞動力，且易混入雜質(zhì)，包裝效率低。從成品罐中自動計量輸送入混合罐，拌勻后，打包機按程序設(shè)定重量，僅需一個人即可完成，包裝效率高。

經(jīng)濟效益：與傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝對比，通過圓盤制曲生產(chǎn)設(shè)備，使運營成本降低39%以上，產(chǎn)品生產(chǎn)周期縮短30%以上，不良品率降低45%以上，能源利用率提高35%以上，設(shè)備數(shù)控化程度達85%以上。

社會效益：圓盤制曲生產(chǎn)技術(shù)的引進，徹底改變了米香型白酒作坊式的生產(chǎn)模式，以往的制曲生產(chǎn)工藝，更多的是局部環(huán)節(jié)自動化，單機自動化，沒有實現(xiàn)全局自動化制造，迫切需要引入自動化設(shè)備和技術(shù)來改變目前生產(chǎn)效率低，資源浪費嚴(yán)重、市場響應(yīng)慢和產(chǎn)品產(chǎn)值低等現(xiàn)象。本項目建成，將解決制曲人工生產(chǎn)的瓶頸問題，實現(xiàn)制曲生產(chǎn)自動化、智能化，改變了傳統(tǒng)酒曲的生產(chǎn)模式，通過機械化和自動化的控制，提升了酒曲的穩(wěn)定性，確保酒曲產(chǎn)品的質(zhì)量，改善生產(chǎn)環(huán)境，大大降低了食品安全風(fēng)險，對我國米香型白酒行業(yè)制曲的機械化和自動化建設(shè)，起到引領(lǐng)和示范作用。

成果推廣應(yīng)用前景：通過實際生產(chǎn)驗證，圓盤制曲可適用于米香型酒曲的機械化、自動化生產(chǎn)，生產(chǎn)過程中實現(xiàn)封閉式培養(yǎng)糖化、自動控溫、烘曲，保證了酒曲的穩(wěn)定性，降低了染菌風(fēng)險，同時有效提高了酒曲批次產(chǎn)量，降低了勞動強度。隨著白酒行業(yè)漸多，市場競爭激烈，很多酒企開始傾向于使用自制的酒曲進行白酒生產(chǎn)，一是不需外購酒曲，降低了生產(chǎn)成本；二是自制的酒曲穩(wěn)定性及產(chǎn)品品質(zhì)有保障，提高市場核心競爭力。

項目研究結(jié)論：通過實際生產(chǎn)驗證，與傳統(tǒng)的酒曲生產(chǎn)工藝和設(shè)備比較，人均產(chǎn)量、酒曲品質(zhì)及穩(wěn)定性都得到顯著的提高，勞動力強度降低，而由圓盤所生產(chǎn)的酒曲，酒質(zhì)、酒率均超出傳統(tǒng)工藝水準(zhǔn)，噸曲能耗、人力成本也得到顯著降低，由此證明，圓盤制曲工藝的生產(chǎn)應(yīng)用是取得成功的，并可推廣到同香型制曲或不同香型白酒制曲上使用，這將是酒曲生產(chǎn)工藝上很大的進步和創(chuàng)新。

二、米香型白酒釀造過程的四化研究

廣西米香型白酒多為小作坊式生產(chǎn)，存在設(shè)備簡陋，現(xiàn)場衛(wèi)生環(huán)境差，批次間生產(chǎn)穩(wěn)定性差等問題，與當(dāng)今消費者對食品安全的需求和品質(zhì)的需求不對稱。米香型白酒產(chǎn)品價格普遍低于其他香型的產(chǎn)品，對生產(chǎn)成本的控制要求更為嚴(yán)格。在原料和人力成本逐步上升的情況下，必須提高生產(chǎn)效率，通過規(guī)?；б娼档蛦挝划a(chǎn)品的生產(chǎn)成本。傳統(tǒng)的釀造過程，依靠經(jīng)驗控制，缺乏顯性化的工藝標(biāo)準(zhǔn)，批次間生產(chǎn)穩(wěn)定性差；另外人工勞動強度大，年輕人不愿意從事該項工作，若不改變生產(chǎn)方式，后續(xù)將面臨用工難的問題。米香型白酒采用半固態(tài)發(fā)酵工藝，與國外釀酒技術(shù)更為接近，更有利于進行四化升級。

項目創(chuàng)新目標(biāo)：

提升品牌安全保障：應(yīng)用現(xiàn)代化生產(chǎn)線，改變米香型白酒小作坊式生產(chǎn)現(xiàn)場衛(wèi)生環(huán)境差，人工勞動強度大，物料輸送和工藝處理環(huán)節(jié)受外源性污染風(fēng)險高等問題，并實現(xiàn)生產(chǎn)過程的可追溯。

節(jié)能減排：通過減少能源消耗，增加能源的多次利用，提高能源的綜合利用率，降低能耗成本，減少污水的產(chǎn)生和排放。

提高工藝穩(wěn)定性：將經(jīng)驗轉(zhuǎn)換為顯性化的工藝參數(shù)，并通過儀表監(jiān)控，提升工藝執(zhí)行的穩(wěn)定性，保證酒質(zhì)、酒率的穩(wěn)定性。

提高生產(chǎn)效率：應(yīng)用機械化的生產(chǎn)設(shè)備和自動化的控制系統(tǒng)，降低員工的勞動強度，提高人均產(chǎn)量。

本項目主要完成的研究任務(wù)包括：連續(xù)蒸飯技術(shù)，縮短蒸飯時間，降低浸米和蒸飯過程中的能耗和污水排放量；圓盤糖化培菌工藝，解決糖化環(huán)節(jié)物料輸送不順暢的問題，且對糖化過程的溫度進行實施監(jiān)控和調(diào)節(jié)，保證糖化效果的穩(wěn)定和一致；大罐控溫發(fā)酵技術(shù)，采用大罐發(fā)酵，并對發(fā)酵過程中的醪液溫度進行實時檢測調(diào)控，提升發(fā)酵過程的穩(wěn)定性；節(jié)能蒸餾技術(shù)，采用釜式蒸餾設(shè)備，增進能源二次利用的設(shè)計，提高能源利用率，降低能耗成本。建立顯性化的生產(chǎn)工藝標(biāo)準(zhǔn)，用于指導(dǎo)員工進行標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)，并通過自動控制，降低人為因素對工藝執(zhí)行穩(wěn)定性的影響。實現(xiàn)米香型白酒釀造全過程的機械化生產(chǎn)線，并在部分工序?qū)崿F(xiàn)了自動化。

米香型白酒新工藝流程：

釀造二車間外觀圖

釀造二車間連續(xù)蒸飯機

連續(xù)蒸飯工藝：

新工藝與傳統(tǒng)工藝的蒸飯操作流程對比：

新工藝與傳統(tǒng)工藝的蒸飯情況對比：

傳統(tǒng)蒸飯（固定的蒸鍋） 連續(xù)蒸飯（臥式連續(xù)蒸飯機） 物料在各環(huán)節(jié)的轉(zhuǎn)運主要依靠人工完成，間歇蒸煮，生產(chǎn)效率低，勞動強度大。 采用提升機和管道完成大米的輸送，設(shè)備銜接緊湊，連續(xù)蒸煮，生產(chǎn)效率高，人工勞動強度低。 浸米水循環(huán)利用率低，水耗和污水排放量增加。 糧、水自動分離浸米水循環(huán)使用，直至當(dāng)班生產(chǎn)結(jié)束，節(jié)約用水，減少污水排放量。 多次蒸煮、淋水，蒸煮時間長，蒸汽消耗大；淋水量大，大部分水成為污水排出。 汽壓穩(wěn)定，蒸煮時間短，定量分段淋水，沒有多余的水流出，不產(chǎn)生污水。

蒸鍋密封性差，導(dǎo)致生產(chǎn)環(huán)境濕、熱，且蒸飯過程開放，容易受外源性污染。 蒸飯機密封性好，減少外源性污染，且沒有蒸汽進入生產(chǎn)環(huán)境中，保證生產(chǎn)環(huán)節(jié)的干燥。 主要依靠經(jīng)驗控制，鍋與鍋之間的米飯感官和含水量差異較大。 工藝參數(shù)顯性化并準(zhǔn)確控制，米飯感官和含水量一致。

新工藝與傳統(tǒng)工藝的攤涼、拌曲操作流程對比：

新工藝與傳統(tǒng)工藝的攤涼、拌曲情況對比：

傳統(tǒng)攤涼拌曲（攤涼臺） 連續(xù)攤涼拌曲（攤涼機、加曲機）米飯直接在敞開的攤涼臺上吹風(fēng)降溫，熱氣分散在生產(chǎn)環(huán)境中，導(dǎo)致環(huán)境濕滑、長霉。 與蒸飯機密封對接，并將風(fēng)機吹起的熱氣全部通過風(fēng)管導(dǎo)出室外，改善生產(chǎn)環(huán)境。

需要大量的人員配合完成物料的轉(zhuǎn)運和翻拌，勞動強度大。 從蒸飯到攤涼拌曲，總共只需要一個人控制，勞動強度小。 人工翻料、控溫，多次撒曲、拌勻，工藝控制完全依賴人工控制，受人為因素影響較大。 耙輥翻動，多臺風(fēng)機變頻控制，靈活組合，確保溫度控制的穩(wěn)定性和均勻性。一次加曲，機器拌勻。

新工藝與傳統(tǒng)工藝的糖化操作流程對比：

新工藝與傳統(tǒng)工藝的糖化情況對比：

傳統(tǒng)糖化工藝（陶缸或糖化槽） 控溫糖化工藝（糖化圓盤） 需要通過小車或袋子中轉(zhuǎn)，再運輸?shù)教腔萜鲀?nèi)，轉(zhuǎn)運繁瑣，物料在轉(zhuǎn)運過程中擠壓，松散度下降。 解決糖化環(huán)節(jié)物料輸入、輸出不順暢的問題，實現(xiàn)自動進、出料，且米飯疏松度較好。 需要人工打窩，以提高米飯的透氣性和散熱效果。 圓盤上下透氣性好，且溫度可控，無需人工打窩。 勞動強度大，該工序人員配置約占整個車間總?cè)藬?shù)的一半。 勞動強度小，僅需一人即可完成進出料的操作。 糖化過程受環(huán)境溫度影響大，各陶缸/糖化槽之間的差異性較大。 米飯集中控溫糖化，糖化效果穩(wěn)定，一致。

新工藝與傳統(tǒng)工藝的發(fā)酵情況對比：

釀造蒸餾預(yù)熱罐

傳統(tǒng)發(fā)酵工藝（陶缸） 控溫發(fā)酵工藝（20KL/40KL發(fā)酵罐）單批次容器多，難以監(jiān)管，且發(fā)酵效果受環(huán)境溫度影響大，四季酒率波動較大。便于集中管控，在線監(jiān)測發(fā)酵溫度，自動控溫，并通過間歇攪拌，保證發(fā)酵過程的穩(wěn)定性和均勻性，酒質(zhì)、酒率穩(wěn)定，相比傳統(tǒng)工藝酒率提升4個百分點?？臻g利用率較低，物料輸送不便，且操作環(huán)境開放，食品安全風(fēng)險難控制。空間利用率高，適合大規(guī)模生產(chǎn)和自動化控制，物料通過密閉管道輸送，減少食品安全風(fēng)險。

新工藝與傳統(tǒng)工藝的蒸餾操作流程對比：

新工藝與傳統(tǒng)工藝的蒸餾情況對比：

傳統(tǒng)蒸餾工藝 節(jié)能蒸餾工藝直接將常溫的醪液裝入蒸餾釜中，用蒸汽加熱蒸餾，沒有綜合利用能源；只有一級冷卻器，不便于根據(jù)餾酒溫度靈活調(diào)整冷卻水的用量。配置有預(yù)熱罐，利用蒸餾過程中酒蒸汽的熱量，對下一甑的醪液進行預(yù)熱，減少蒸汽的消耗；采用多級冷卻器，冷卻水用量。采用直接加熱，蒸汽與酒糟混合，稀釋了醪液，導(dǎo)致高度酒偏少。采用間接加熱，蒸汽冷凝后的高溫水全部回收到鍋爐車間，重新進入鍋爐，減少水耗和煤耗，且餾酒酒度更高。

經(jīng)濟效益：相比傳統(tǒng)工藝，在大米浸泡和蒸煮環(huán)節(jié)，水耗和汽耗和污水排放量減少60%以上；發(fā)酵過程控溫和蒸餾冷卻水全部循環(huán)利用，基本不需外加水；采用節(jié)能型蒸餾釜，節(jié)約20%的能耗；酒質(zhì)、酒率全年穩(wěn)定，且原料出酒率提高4個百分點；人力成本下降50%以上，且越是大規(guī)模生產(chǎn)，效益越明顯。

社會效益：改變了米香型白酒作坊式的生產(chǎn)模式，通過機械化和自動化的控制，提升了原酒質(zhì)量的穩(wěn)定性，改善生產(chǎn)環(huán)境，大大降低了食品安全風(fēng)險，且通過數(shù)據(jù)的額采集，實現(xiàn)了生產(chǎn)過程的可追溯性，確保為消費者提供安全、放心的產(chǎn)品。

釀造蒸餾

成果推廣應(yīng)用前景：通過公司的實際生產(chǎn)驗證，米香型全套機械化生產(chǎn)工藝，能更好的控制生產(chǎn)過程，確保酒質(zhì)、酒率的穩(wěn)定；且通過機械化、自動化的升級，可以提高食品安全的過程管控水平，整套工藝可在米香型白酒生產(chǎn)中推廣。另外其中的部分設(shè)備，也可以在其他香型白酒中應(yīng)用，如連續(xù)蒸飯機也可以用于高粱等原料的蒸煮，且對其稍加改造即可用于谷殼的清蒸等。隨著生活水平的提高，人們的健康意識不斷增強，消費者對食品的質(zhì)量越來越重視。白酒的規(guī)?；a(chǎn)，在提升原酒品質(zhì)的前提下，提高了生產(chǎn)效率，降低原酒生產(chǎn)成本，可以為消費者提供“物美價廉”的產(chǎn)品，以滿足人們的消費需求。

項目研究結(jié)論：通過實際生產(chǎn)驗證，以及與傳統(tǒng)米香型白酒生產(chǎn)工藝和設(shè)備的對比情況，人均產(chǎn)量、酒率、酒質(zhì)都得到顯著提升；噸酒能耗、噸酒污水排放量、人力成本也得到顯著降低，米香型白酒機械化釀造新工藝的生產(chǎn)應(yīng)用取得成功。此外，不同香型白酒的釀造工藝均存在一定的共性，米香型白酒的部分蒸釀技術(shù)和設(shè)備，可在其他酒業(yè)推廣應(yīng)用。