胡志平 呂林杰

一、米香型酒曲生產過程的四化研究

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制曲法進行生產，兩種生產方式均存在設備條件簡陋、現(xiàn)場衛(wèi)生條件差、勞動強度大、且受人為經驗影響，易感染雜菌，生產過程全憑老師傅經驗控制，缺乏顯性化的工藝標準，各項理化指標數(shù)據(jù)不可控，批次間生產穩(wěn)定性差等問題，與當今大批量釀造投產所需的穩(wěn)定、優(yōu)質的酒曲需求不匹配，容易造成大批量經濟損失。

傳統(tǒng)制曲生產方式，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，對各項生產成本的控制要求將更為嚴格，必須提高生產效率和產品質量穩(wěn)定性，以降低單位產品的生產成本。

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)制曲的生產方式，生產過程中可實現(xiàn)封閉式培養(yǎng)、自動控溫、控濕及烘曲，同時把各項生產工藝及關鍵控制點顯性化控制，保證了酒曲的質量及穩(wěn)定性，同時能達到減員增效，提高酒曲各項理化指標，降低勞動強度。

項目創(chuàng)新目標：

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

提高工藝穩(wěn)定性：將經驗轉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。

提高生產效率：應用機械化的生產設備和自動化的控制系統(tǒng)，降低員工的勞動強度，提高人均產量。

提高酒曲質量：通過圓盤制曲生產線生產過程中各項數(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包括：

自動提米、滅菌及攤涼技術，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；

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

圓盤培養(yǎng)技術，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，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)，建立顯性化的生產工藝標準，用于指導員工進行標準化作業(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、加水工藝滅菌結束后，人工出料鋪在地面攤涼，人工加水，需人工反復拌勻。滅菌結束后自動定量出料，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、通氧，很大程度上減少了勞動力，能規(guī)?；a。培養(yǎng)、烘曲過程中，人工進行控溫，生產風險大。在操作屏幕上設置相關參數(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)設定的參數(shù)進行自動控制環(huán)境的溫、濕度來調節(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，保證了生產批次的質量穩(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)結束后需人工分批次進行粉碎，再人工轉入烘房烘干，耗時長，勞動強度大，操作環(huán)境粉塵大。物料在圓盤內部培養(yǎng)結束后，自動調節(jié)圓盤內的溫、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，包裝效率低。從成品罐中自動計量輸送入混合罐，拌勻后，打包機按程序設定重量，僅需一個人即可完成，包裝效率高。

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

社會效益：圓盤制曲生產技術的引進，徹底改變了米香型白酒作坊式的生產模式，以往的制曲生產工藝，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備和技術來改變目前生產效率低，資源浪費嚴重、市場響應慢和產品產值低等現(xiàn)象。本項目建成，將解決制曲人工生產的瓶頸問題，實現(xiàn)制曲生產自動化、智能化，改變了傳統(tǒng)酒曲的生產模式，通過機械化和自動化的控制，提升了酒曲的穩(wěn)定性，確保酒曲產品的質量，改善生產環(huán)境，大大降低了食品安全風險，對我國米香型白酒行業(yè)制曲的機械化和自動化建設，起到引領和示范作用。

成果推廣應用前景：通過實際生產驗證，圓盤制曲可適用于米香型酒曲的機械化、自動化生產，生產過程中實現(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，降低了染菌風險，同時有效提高了酒曲批次產量，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，一是不需外購酒曲，降低了生產成本；二是自制的酒曲穩(wěn)定性及產品品質有保障，提高市場核心競爭力。

項目研究結論：通過實際生產驗證，與傳統(tǒng)的酒曲生產工藝和設備比較，人均產量、酒曲品質及穩(wěn)定性都得到顯著的提高，勞動力強度降低，而由圓盤所生產的酒曲，酒質、酒率均超出傳統(tǒng)工藝水準，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應用是取得成功的，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，存在設備簡陋，現(xiàn)場衛(wèi)生環(huán)境差，批次間生產穩(wěn)定性差等問題，與當今消費者對食品安全的需求和品質的需求不對稱。米香型白酒產品價格普遍低于其他香型的產品，對生產成本的控制要求更為嚴格。在原料和人力成本逐步上升的情況下，必須提高生產效率，通過規(guī)模化效益降低單位產品的生產成本。傳統(tǒng)的釀造過程，依靠經驗控制，缺乏顯性化的工藝標準，批次間生產穩(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，與國外釀酒技術更為接近，更有利于進行四化升級。

項目創(chuàng)新目標：

提升品牌安全保障：應用現(xiàn)代化生產線，改變米香型白酒小作坊式生產現(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)受外源性污染風險高等問題，并實現(xiàn)生產過程的可追溯。

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，減少污水的產生和排放。

提高工藝穩(wěn)定性：將經驗轉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、酒率的穩(wěn)定性。

提高生產效率：應用機械化的生產設備和自動化的控制系統(tǒng)，降低員工的勞動強度，提高人均產量。

本項目主要完成的研究任務包括：連續(xù)蒸飯技術，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)控和調節(jié)，保證糖化效果的穩(wěn)定和一致；大罐控溫發(fā)酵技術，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控，提升發(fā)酵過程的穩(wěn)定性；節(jié)能蒸餾技術，采用釜式蒸餾設備，增進能源二次利用的設計，提高能源利用率，降低能耗成本。建立顯性化的生產工藝標準，用于指導員工進行標準化作業(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線，并在部分工序實現(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)的轉運主要依靠人工完成，間歇蒸煮，生產效率低，勞動強度大。 采用提升機和管道完成大米的輸送，設備銜接緊湊，連續(xù)蒸煮，生產效率高，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，直至當班生產結束，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，不產生污水。

蒸鍋密封性差，導致生產環(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環(huán)境中，保證生產環(huán)節(jié)的干燥。 主要依靠經驗控制，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降溫，熱氣分散在生產環(huán)境中，導致環(huán)境濕滑、長霉。 與蒸飯機密封對接，并將風機吹起的熱氣全部通過風管導出室外，改善生產環(huán)境。

需要大量的人員配合完成物料的轉運和翻拌，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，再運輸?shù)教腔萜鲀?，轉運繁瑣，物料在轉運過程中擠壓，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人數(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、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，食品安全風險難控制?？臻g利用率高，適合大規(guī)模生產和自動化控制，物料通過密閉管道輸送，減少食品安全風險。

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)餾酒溫度靈活調整冷卻水的用量。配置有預熱罐，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、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，效益越明顯。

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

釀造蒸餾

成果推廣應用前景：通過公司的實際生產驗證，米香型全套機械化生產工藝，能更好的控制生產過程，確保酒質、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中推廣。另外其中的部分設備，也可以在其他香型白酒中應用，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，消費者對食品的質量越來越重視。白酒的規(guī)?；a，在提升原酒品質的前提下，提高了生產效率，降低原酒生產成本，可以為消費者提供“物美價廉”的產品，以滿足人們的消費需求。

項目研究結論：通過實際生產驗證，以及與傳統(tǒng)米香型白酒生產工藝和設備的對比情況，人均產量、酒率、酒質都得到顯著提升；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應用取得成功。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和設備，可在其他酒業(yè)推廣應用。