劉建波，趙德義，薛德峰

（山東景芝酒業(yè)股份有限公司，山東安丘262119）

被稱為酒之“骨”的曲，其創(chuàng)新和發(fā)展一直處于重要的地位。建國后，麩曲生產(chǎn)工藝不斷摸索創(chuàng)新，從最初的曲盒，到簾子，再到通風制曲，勞動強度大幅降低，產(chǎn)量、質(zhì)量大幅提高，隨著釀酒微生物和生產(chǎn)設備技術的發(fā)展，釀酒微生物功能不斷細化，對純種微生物培養(yǎng)提出了更高的要求。

芝麻香型白酒是建國后的創(chuàng)新香型，麩曲作為其主要的曲種，使用了很多新的白酒研究技術，如采用現(xiàn)代生物技術進行菌種選育優(yōu)化，以圓盤制曲機等為主的自動化培養(yǎng)設備工藝創(chuàng)新等，這些新技術新方法的應用，為芝麻香釀酒微生物提供了更好的生長環(huán)境，提高了芝麻香型白酒質(zhì)量，大大推動釀酒技術的進步。

優(yōu)選釀酒微生物，并提供現(xiàn)代化的培養(yǎng)環(huán)境是行業(yè)的發(fā)展趨勢?，F(xiàn)代化條件下的專用麩曲生產(chǎn)設備和自動化智能化工藝控制技術，能夠進一步改善制曲環(huán)境，提高工藝控制能力，實現(xiàn)制曲工藝標準化，進而推進釀酒工藝標準化，穩(wěn)定提高白酒質(zhì)量。芝麻香麩曲自動化生產(chǎn)工藝設備的實現(xiàn)對整個行業(yè)來說都是一個不小的進步。香型和行業(yè)技術的推廣發(fā)展需要標準化、現(xiàn)代化的設備和工藝技術。景芝酒業(yè)麩曲機械化自動化生產(chǎn)車間于2013年建成投產(chǎn)，是目前國內(nèi)規(guī)模最大的麩曲自動化生產(chǎn)車間。運行4年多，設備工藝不斷成熟，現(xiàn)將麩曲自動化生產(chǎn)技術介紹給大家，與行業(yè)同行共享，共同推動釀酒制曲技術進步。

1 芝麻香專用麩曲自動化生產(chǎn)選用的菌種及設備系統(tǒng)

1.1 菌種

目前麩曲微生物主要分為3類，霉菌、酵母和細菌。3類菌中霉菌和酵母的作用比較明確，細菌還有些模糊，霉菌主要產(chǎn)糖化酶和蛋白酶，酵母主要產(chǎn)酒精和酯類，一般認為細菌能夠產(chǎn)生多種蛋白酶，并促進復雜香味成分的形成，代謝掉一部分雜味物質(zhì)。

生產(chǎn)中應用的主要菌株，霉菌以河內(nèi)白曲為主，還有根霉、紅曲霉等；酵母以酒精酵母和生香酵母為主；細菌主要是耐高溫的芽孢桿菌。選育的方法也從最初的篩選，到現(xiàn)在的太空誘變育種、分子生物學技術等等，是行業(yè)內(nèi)先進方法應用最多的曲種。

1.2 設備

傳統(tǒng)麩曲制作除了使用鼓風機和翻曲機外幾乎全靠人工操作，操作粗放，曲房容易滋生霉菌等，染菌機率大，勞動強度大。曲房密閉性差，控溫、控濕不準確，標準化程度低，麩曲質(zhì)量不夠穩(wěn)定。

現(xiàn)代化的芝麻香麩曲生產(chǎn)，是以現(xiàn)代生物技術為基礎，以優(yōu)質(zhì)高效為主要目標，采用自動化、智能化設備，實現(xiàn)麩曲的工藝標準化、操作自動化、控制智能化。

麩曲自動化生產(chǎn)線由固態(tài)種曲、液態(tài)種曲、蒸煮滅菌、圓盤培養(yǎng)、物料風送、倉儲配比等部分組成，通過中央總控系統(tǒng)實現(xiàn)集中控制。本文以景芝酒業(yè)自動化麩曲生產(chǎn)線為例介紹麩曲自動化生產(chǎn)設備和工藝。麩曲生產(chǎn)工藝見圖1。

圖1 麩曲生產(chǎn)工藝

1.3 總控系統(tǒng)（圖2）

麩曲控制系統(tǒng)采用觸摸屏（下位機操作控制）與電腦軟件（上位機數(shù)據(jù)分析存儲）同步方式。系統(tǒng)具有多通道數(shù)據(jù)采集和遠程操控功能，能夠?qū)崿F(xiàn)遠程無人控制管理；還具有實時數(shù)據(jù)顯示、歷史數(shù)據(jù)存儲、實時曲線顯示、歷史曲線記錄顯示、同頁曲線分析顯示反饋等功能。

圖2 總控平臺

2 芝麻香專用麩曲自動化生產(chǎn)技術種曲生產(chǎn)

2.1 固態(tài)種曲工藝（圖3）

2.1.1 工作原理

圖3 種曲機及結構圖

培養(yǎng)罐體為壓力容器，主要由培養(yǎng)箱、托盤、風扇、溫度傳感器、噴霧調(diào)濕、供氧裝置等組成。投料后，直接在罐內(nèi)通入高壓蒸汽，對培養(yǎng)基進行滅菌。滅菌后抽真空接種，接種后向培養(yǎng)罐輸送無菌的水分和空氣，充分補給濕度和氧氣培養(yǎng)。循環(huán)水泵、蒸汽、風扇、空氣管路等在培養(yǎng)時用于調(diào)溫、調(diào)濕、調(diào)氣，使罐內(nèi)各指標控制在設定的范圍內(nèi)。

2.1.2 控制方式

有遠程控制和現(xiàn)場控制兩種方式，遠程控制通過總控電腦操作，現(xiàn)場控制采用觸摸屏，操作時擇優(yōu)選其一。按是否自動又分為自動控制和手動控制兩種方式，本地和遠程均可實現(xiàn)兩種操作。各部分通過自控系統(tǒng)實現(xiàn)連鎖控制和保護。自動控制采用PLC程序控制，自投入原料之后，直至菌種培育成功，滅菌、降溫、接種、調(diào)溫、調(diào)濕、調(diào)節(jié)氧氣等操作均根據(jù)工藝要求實現(xiàn)自動化、智能化。

2.1.3 設備優(yōu)勢

種曲培養(yǎng)機的功能齊全，工藝控制精確，從原料投放到種曲培育成功，均處在一個密閉的環(huán)境中，不受外界雜菌感染，能保持一個最有利于微生物生長的環(huán)境。自動化程度高，培養(yǎng)過程不需專人管理。成熟種子雜菌少、孢子數(shù)多、酶活率高。比常規(guī)方法大幅提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，減輕勞動強度，改善勞動環(huán)境。

2.1.4 工藝參數(shù)及操作要求

工藝參數(shù)：根據(jù)麩皮投料量，按90%比例加水潤料30 min，料層厚度≤20 mm。蒸料滅菌時壓力約0.15 MPa，保壓時間20～25 min。接種風機頻率40 Hz，曲料溫度35～38℃，氣壓表-0.04 MPa。根據(jù)培養(yǎng)要求，設定自控培養(yǎng)參數(shù)。一般按時間段進行設置，培養(yǎng)溫度30～33℃，最高不能超過33℃。

操作要求：投料前先檢查水管路、空氣管路閥門是否暢通，進出汽、氣、水的電磁閥是否能正常，噴霧罐及蒸汽壓力等生產(chǎn)設備、設施正常。按裝料參數(shù)進行配料，蒸料滅菌。確認風機頻率，曲料溫度，氣壓表達到接種條件時進行接種。接種完畢后，調(diào)節(jié)噴霧水和噴霧汽使噴霧開啟，按工藝在自動培養(yǎng)參數(shù)設置窗口設置好參數(shù)，按“確定”保存參數(shù)及返回至培養(yǎng)窗口，再按“自動培養(yǎng)”進入全自動培養(yǎng)。培養(yǎng)過程中系統(tǒng)會對培養(yǎng)環(huán)境進行監(jiān)測，依據(jù)設定值對空氣壓力、風機頻率和培養(yǎng)溫度、氧氣含量進行調(diào)控，實現(xiàn)培養(yǎng)的自動化、智能化。

2.2 液態(tài)種曲工藝（圖4）

2.2.1 工作原理

液態(tài)種子培養(yǎng)罐由三級種子罐組成，培養(yǎng)罐體為壓力容器，可以直接滅菌。控溫系統(tǒng)由循環(huán)水泵、熱水罐、冷水罐、罐體夾套、蒸汽電控閥等冷、熱水循環(huán)系統(tǒng)組成。運行時，開啟攪拌電機和蒸汽閥門，先將培養(yǎng)基滅菌后再接種。種子接好后開啟空氣閥門，保持空氣壓力培養(yǎng)。一級罐培養(yǎng)結束后，加大空氣壓力，開啟管道輸送閥門，將一級種子罐的物料輸送至二級種子罐中，繼續(xù)培養(yǎng)。二級種子罐培養(yǎng)結束后，輸送至三級種子罐中繼續(xù)培養(yǎng)，直至培養(yǎng)結束。

2.2.2 控制方式

與種曲機控制方式相同。有遠程控制和現(xiàn)場控制兩種方式，自動和手動控制兩種方式，各部分通過自控系統(tǒng)實現(xiàn)連鎖控制和保護。通過PLC編程對培養(yǎng)過程進行自動化、智能化管理。自投料至菌種培育成功，以及各級種子罐之間的接種等操作均根據(jù)工藝要求實現(xiàn)自動化、智能化。

圖4 液體種子罐及結構

2.2.3 設備優(yōu)勢

液態(tài)種子培養(yǎng)罐的功能齊全，使用高壓蒸汽滅菌，從原料投放到種子液培育成功，均處在一個密閉的環(huán)境中，不受外界雜菌感染。自動化程度高，三級種子罐之間的物料輸送實現(xiàn)了連鎖控制，培養(yǎng)過程的控溫、供氧可實現(xiàn)完全自動控制。

2.2.4 工藝參數(shù)及操作要求

工藝參數(shù)：壓縮空氣壓力0.2 MPa，培養(yǎng)基的配方量不超過罐體全容積的70%，罐內(nèi)物料混合時轉(zhuǎn)速保持50～100 r/min，蒸料滅菌時罐壓為0.15 MPa，滅菌20～30 min。冷卻時罐壓為0.03～0.06 MPa。培養(yǎng)時空氣壓力0.02～0.06 MPa，攪拌機頻率在15～20 Hz，細菌曲保持在37℃，培養(yǎng)48 h；酵母曲保持在30℃保溫培養(yǎng)24 h，出料時罐壓控制在0.15～0.2 MPa。

操作要求：投料前檢查空氣源、蒸汽源、水源、電源是否正常，發(fā)酵罐、過濾器、管路閥門等電器設施是否正常。按不同菌種所需的配比參數(shù)進行投料，投料結束后進行滅菌，滅菌結束后接種。種子接好后，封閉接種口。開啟空氣閥門，啟動攪拌機，按工藝在自動培養(yǎng)參數(shù)設定好的參數(shù)進行保溫培養(yǎng)。培養(yǎng)結束后，加大空氣壓力，開啟管道輸送閥門，將一級種子罐的物料輸送至二級種子罐中，繼續(xù)培養(yǎng)。二級種子罐培養(yǎng)結束后，輸送至三級種子罐中繼續(xù)培養(yǎng)，直至培養(yǎng)結束。

3 芝麻香專用麩曲自動化生產(chǎn)技術蒸煮滅菌工藝（圖5）

3.1 工作原理

物料蒸煮滅菌主要設備是蒸球、定量機、風冷機等。通過一組4個蒸球順序進出料實現(xiàn)連續(xù)蒸煮滅菌功能。在滅菌過程中，系統(tǒng)會對蒸球內(nèi)的壓力、溫度進行調(diào)控。蒸料結束后，出料時風冷機對料溫進行控制，確保料溫達到要求的溫度，同時定量機也會控制出料速度，物料在蒸煮滅菌后，運送到圓盤。

3.2 控制方式

蒸煮設備以遠程監(jiān)視和本地自動控制方式為主。自控系統(tǒng)通過對設備進行聯(lián)鎖控制，防止出現(xiàn)工藝和設備問題，實現(xiàn)了蒸煮系統(tǒng)與輸送系統(tǒng)、圓盤進料系統(tǒng)之間的聯(lián)鎖控制。系統(tǒng)對蒸煮滅菌時的蒸汽壓力、蒸煮時間、出料速度、溫度進行自動化智能化控制。保證滅菌時蒸球壓力、蒸煮溫度等工藝穩(wěn)定。

3.3 設備優(yōu)勢

蒸煮滅菌使用的蒸球，設備簡單，便于管理和維護保養(yǎng)。蒸料滅菌采用蒸球，4個1組。雖然蒸球蒸料是不連續(xù)的，但由于4個蒸球依次進出料，實現(xiàn)了每組的連續(xù)進出料。自動化程度高，實現(xiàn)了與其他系統(tǒng)的聯(lián)鎖保護，設備、工藝管理水平大幅提升。

圖5 蒸煮工藝線路及蒸球圖

3.4 工藝參數(shù)及操作要求

工藝參數(shù)：麩皮用量根據(jù)蒸球容積確定，潤料加水比例80%，按不同季節(jié)適當調(diào)整，壓力為0.2 MPa，時間25～30 min。

操作要求：蒸煮滅菌前先檢查安全閥和壓力表等設備是否正常，然后按所投菌種的種類進行投料，投料過程中，混料絞龍會對物料進行充分的混合，投料完畢后，蓋上蒸球蓋，按需再轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)鍋潤料，打開進汽閥，進行蒸料滅菌。通過4個圓盤的組合工作，保持蒸料滅菌的連續(xù)性。蒸煮結束后，物料輸送至圓盤。

4 芝麻香專用麩曲自動化生產(chǎn)技術圓盤培養(yǎng)工藝（圖6）

圖6 圓盤制曲機及裝置

4.1 工作原理

圓盤制曲機采用轉(zhuǎn)動式圓盤，使用絞龍進出料。蒸煮滅菌后的物料經(jīng)接種機接種后，通過進料絞龍進入到圓盤，在圓盤轉(zhuǎn)動和絞龍推動的共同作用下，把物料均勻地分層平鋪在圓盤上。投料結束后，設定自動培養(yǎng)參數(shù)并開啟“自控”模式進入自動制曲培養(yǎng)程序。培養(yǎng)時系統(tǒng)根據(jù)工藝要求對圓盤頻率、風機頻率、噴霧噴水開關、風閥開度、蒸汽加熱等眾多參數(shù)進行調(diào)控，實現(xiàn)對溫度、水分、供氧等培養(yǎng)工藝的控制，實現(xiàn)自動化智能化培養(yǎng)。

4.2 控制方式

有遠程控制和現(xiàn)場控制兩種方式，自動和手動控制兩種方式，各部分通過自控系統(tǒng)實現(xiàn)連鎖控制和保護。系統(tǒng)主要轉(zhuǎn)動部件采用變頻控制，各設備采用PLC編程連鎖保護，圓盤轉(zhuǎn)動、鼓風機、進出料絞龍、翻曲絞龍、測溫、降溫、升溫、加濕、排潮等均采用智能化自動控制。控制程序設置主畫面、自動滅菌模塊、自動制曲模塊、手動控制等內(nèi)容。風量、風壓、溫度、濕度等制曲要素均由制曲程序自動控制并記錄，數(shù)字化顯示。

4.3 設備優(yōu)勢

圓盤制曲機盤體采用不銹鋼材料制作；制作精度高，回轉(zhuǎn)圓盤平面度、圓度精確，漏料少；采用特殊結構的攪拌葉片，翻曲均勻、徹底；排料系統(tǒng)采用45度浮動式擋板，出曲干凈，剩料少。整個培育過程中，始終處于一個密閉的環(huán)境里，為微生物生長、發(fā)育過程提供優(yōu)良的溫度、濕度、供氧環(huán)境，更有利于微生物的培育，雜菌感染少。與傳統(tǒng)曲房相比，培養(yǎng)環(huán)境質(zhì)量大幅提高。再加上自動控制、報警系統(tǒng)自動化程度高，實現(xiàn)無人化管理，生產(chǎn)率提高，勞動強度降低，工作環(huán)境改善等，更是人工生產(chǎn)無法比擬的。

4.4 工藝參數(shù)及操作要求

工藝參數(shù)：滅菌溫度60～65℃，時間30 min，接種溫度28～30℃。白曲接種量為0.3%，酵母、細菌曲接種量5%，進料時圓盤轉(zhuǎn)速可控制在25～50 Hz，風機20～35 Hz，料層厚度一般在300～350 mm之間。投料結束后，設定各階段培養(yǎng)參數(shù)，白曲、酵母培養(yǎng)溫度30～35℃，最高不能超過38℃，細菌培養(yǎng)溫度35～40℃。

操作要求：使用前先檢查圓盤水電汽、閥門等設施正常，圓盤控制面板正常，調(diào)取預先設定的培養(yǎng)參數(shù)。在制曲前對圓盤進行干燥滅菌，打開自動滅菌設定頁面，點擊自動滅菌，系統(tǒng)會根據(jù)設定的參數(shù)實現(xiàn)自動滅菌。滅菌結束后，物料通過進料絞龍、平料絞龍使物料平鋪在圓盤上。進料結束后調(diào)溫使品溫符合工藝控溫要求，開啟“自控”模式進入自動制曲培養(yǎng)程序。圓盤培養(yǎng)結束后，開啟風機，進行干燥。

5 小結

麩曲自動化生產(chǎn)以優(yōu)質(zhì)高效為主要目標，采用現(xiàn)代自動化、智能化設備，實現(xiàn)麩曲生產(chǎn)從原料的出入料、蒸煮滅菌、培養(yǎng)以及菌種的擴培、接種等一條龍的標準化作業(yè)，對工藝進行了定量化控制，真正做到了精細化操作，相對于過去傳統(tǒng)制曲，有了顯著地提高。

制曲效率提高了5倍，酵母數(shù)量翻了一翻，白曲酶活力提高20%以上，產(chǎn)量、質(zhì)量都有了很大的提高。實現(xiàn)了制曲清潔生產(chǎn)，減輕了勞動強度，改善了勞動環(huán)境，體現(xiàn)了以人為本的理念。麩曲的自動化培養(yǎng)設備工藝為大曲的自動化培養(yǎng)提供思路。