鞏 曉，程 偉，李 娜，潘天全，張 杰，張志勇

（安徽金種子酒業(yè)股份有限公司，安徽阜陽 236023）

蒸餾是白酒釀造過程中至關(guān)重要的一環(huán)，操作工藝及設(shè)備選擇等直接影響著蒸餾酒質(zhì)的優(yōu)劣。甑桶蒸餾技術(shù)不僅操作簡單,還能保證酒味純正,因而在白酒生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用[1]。傳統(tǒng)操作工藝中常使用單甑或雙甑，單甑即只利用一個甑桶進(jìn)行蒸糧、糊化、摘酒等操作，一道工序完成后才能進(jìn)入另一道工序，單甑的使用耗費(fèi)大量的勞動時間及人力，生產(chǎn)效率較低[2]。單甑經(jīng)過改進(jìn)出現(xiàn)獨(dú)立雙甑桶設(shè)備，雙甑桶的使用較單甑節(jié)約了蒸餾時間，提高了白酒產(chǎn)量，但起蓋、打悶漿水等操作仍需人工完成。雙甑完成的工作量有限，依然存在勞動強(qiáng)度大、工作時間長等缺點(diǎn)。隨著技術(shù)人員對甑桶結(jié)構(gòu)的不斷研究與改進(jìn)，三聯(lián)甑、四聯(lián)甑等活動甑鍋隨之出現(xiàn)。針對生產(chǎn)實(shí)際情況，本文分析與探討了一種四聯(lián)體轉(zhuǎn)盤活甑桶及其配套裝置，該四聯(lián)體轉(zhuǎn)盤活甑桶的安裝與應(yīng)用，并配套使用甑蓋起蓋機(jī)構(gòu)、打悶漿水裝置等，有利于完善蒸餾操作工藝，提高固態(tài)發(fā)酵酒醅蒸餾、糧食蒸煮等的效率，并能充分利用行車進(jìn)行快速出甑，利用上甑機(jī)器人進(jìn)行上甑，降低了釀酒蒸餾及蒸料的勞動強(qiáng)度，提高了設(shè)備操作安全性。

1 四聯(lián)體轉(zhuǎn)盤活甑桶的設(shè)計(jì)分析

1.1 要解決的技術(shù)問題及其有益效果

現(xiàn)有釀酒設(shè)備多采用獨(dú)立雙甑桶蒸酒，其人工上甑時間為35～40 min、蒸酒時間為20～30 min、蒸糧及排酸時間為30～40 min，出甑時間為15 min。若按8 甑活的工作量計(jì)算，整個生產(chǎn)用時在10 h 左右，工人勞動時間較長，易造成工人操作急燥，上甑操作不精細(xì)，糊化、排酸時間不夠，出甑勞動量較大，影響?zhàn)s酒質(zhì)量。不利于糧醅入池酸度、醅料黏度等的參數(shù)調(diào)整，并進(jìn)一步影響入池發(fā)酵質(zhì)量。若采用三聯(lián)體翻轉(zhuǎn)甑，則存在設(shè)備安裝高度較高、冷卻器配置多、底鍋水排放不方便、翻轉(zhuǎn)軸處易漏氣、班次作業(yè)時間長等缺點(diǎn)。如果三聯(lián)體轉(zhuǎn)盤活甑桶與企業(yè)的投料量不相適應(yīng)，還會造成班次時間過長。四聯(lián)體轉(zhuǎn)盤活甑桶的設(shè)計(jì)目的是提供釀酒蒸餾甑桶，以有利于對上甑質(zhì)量、蒸煮糊化效率、大汽排酸等工序進(jìn)行有效控制，并能充分利用行車進(jìn)行快速出料，避免了其他出料方式導(dǎo)致的酒醅過黏、過碎等問題，有利于確保釀酒發(fā)酵質(zhì)量與原酒品質(zhì)，降低勞動強(qiáng)度等。

1.2 工作原理及其主要特點(diǎn)

四聯(lián)體轉(zhuǎn)盤活甑桶，包括在地面開設(shè)的沉槽，沉槽槽口處開有臺階面，臺階面上設(shè)有圓形的支撐地軌，沉槽中心處設(shè)有回轉(zhuǎn)支撐臺，回轉(zhuǎn)支撐臺上轉(zhuǎn)動安裝有轉(zhuǎn)盤體，轉(zhuǎn)盤體上安裝有甑筒，回轉(zhuǎn)支撐臺側(cè)面安裝有驅(qū)動裝置，驅(qū)動機(jī)構(gòu)與轉(zhuǎn)盤體通過齒輪傳動連接，甑筒內(nèi)安裝有底鍋，甑筒上安裝有甑蓋，甑蓋上連接有過汽管，甑筒外側(cè)設(shè)有啟蓋機(jī)，啟蓋機(jī)包括機(jī)架、拉桿，機(jī)架上方設(shè)有導(dǎo)向軸，導(dǎo)向軸上滑動安裝有滑塊，機(jī)架下方設(shè)有起蓋驅(qū)動機(jī)構(gòu)，滑塊內(nèi)螺旋傳動配合有絲桿，絲桿下端與啟蓋驅(qū)動裝置傳動連接，拉桿兩端將甑蓋頂端、滑塊固定連接。該四聯(lián)體轉(zhuǎn)盤活甑桶的安裝與應(yīng)用，并配套使用甑蓋啟蓋裝置、打悶漿水裝置等，有利于提高固態(tài)發(fā)酵酒醅蒸餾、糧食蒸煮等的效率，并能充分利用行車進(jìn)行快速出甑，降低了釀酒蒸餾及蒸料的勞動強(qiáng)度，提高了設(shè)備操作安全性。

1.3 四聯(lián)體轉(zhuǎn)盤活動甑桶的實(shí)現(xiàn)與分析（圖1）

四聯(lián)體轉(zhuǎn)盤活動甑桶參見圖1[3]，包括在地面開設(shè)的沉槽1，沉槽1 槽口處開有臺階面，臺階面上設(shè)有圓形的支撐地軌3，沉槽1 中心處設(shè)有回轉(zhuǎn)支撐臺2，回轉(zhuǎn)支撐臺2 上轉(zhuǎn)動安裝有轉(zhuǎn)盤體4，轉(zhuǎn)盤體4 上安裝有甑筒5，回轉(zhuǎn)支撐臺2 側(cè)面安裝有驅(qū)動裝置6，驅(qū)動裝置6 與轉(zhuǎn)盤體4 通過齒輪傳動連接，甑筒5 內(nèi)安裝有底鍋7，甑筒5 上安裝有甑蓋8，甑蓋8 上連接有過汽管9，甑筒5 外側(cè)設(shè)有啟蓋機(jī)10，啟蓋機(jī)10 包括機(jī)架11、拉桿12，機(jī)架11 上方設(shè)有導(dǎo)向軸13，導(dǎo)向軸13 上滑動安裝有滑塊14，機(jī)架下方設(shè)有起蓋驅(qū)動裝置，滑塊內(nèi)螺旋傳動配合有絲桿，絲桿下端與啟蓋驅(qū)動裝置傳動連接，拉桿兩端將甑蓋頂端、滑塊固定連接，轉(zhuǎn)盤體上安裝有兩個中心對稱設(shè)置的甑筒，甑蓋頂端與滑塊之間固定連接有斜拉桿。

由圖2 可知，四聯(lián)體轉(zhuǎn)盤體安裝結(jié)構(gòu)[4]，包括在地面開設(shè)的沉槽1，沉槽1 槽口處開有臺階面2，臺階面2 上設(shè)有圓形的支撐地軌3，沉槽1 中心處設(shè)有回轉(zhuǎn)支撐臺4，回轉(zhuǎn)支撐臺4 上轉(zhuǎn)動安裝有轉(zhuǎn)盤體5，轉(zhuǎn)盤體5 上安裝有甑筒，回轉(zhuǎn)支撐臺4 側(cè)面安裝有驅(qū)動裝置6，驅(qū)動裝置6 與轉(zhuǎn)盤體5 通過齒輪傳動連接，轉(zhuǎn)盤體下端面安裝有與支撐地軌3 配合的周圈支撐輪9，驅(qū)動裝置6 包括電動機(jī)7、齒輪傳動組件8。

2 四聯(lián)體轉(zhuǎn)盤活甑桶配套裝置的設(shè)計(jì)分析

2.1 與四聯(lián)體轉(zhuǎn)盤活甑桶配套使用的甑蓋啟蓋裝置

白酒固態(tài)發(fā)酵的蒸料或蒸餾酒操作等均使用甑鍋，其蓋盤為雙層不銹鋼材料制成，中間夾層填充保溫材料，再加上蒸汽導(dǎo)管等的重量，使甑鍋蓋盤十分笨重，影響起盤及蓋盤操作的靈活性。甑鍋啟盤時，如果操作人員配合不當(dāng)，容易出現(xiàn)刮傷或燙傷等安全事故。裝料過程中，如果醅料高出甑口，起盤操作容易導(dǎo)致甑鍋蓋盤底部邊沿刮掉或壓擠醅料等，造成醅料浪費(fèi)等。在使用過程中，手壓式或旋臂式起盤裝置的連接件易磨損，產(chǎn)生的阻力很大，起盤操作需要多人合力完成，費(fèi)力費(fèi)時問題突出，易影響工藝操作，存在安全隱患[5]。

與四聯(lián)體轉(zhuǎn)盤活甑桶配套使用的甑蓋啟蓋裝置，可以實(shí)現(xiàn)蓋盤的上下及左右等方向的運(yùn)動，蓋盤的運(yùn)動相對穩(wěn)定、擺動幅度不大，達(dá)到了省時、省力、方便等目的，提高設(shè)備的操作安全性，解決了手壓式或旋臂式啟盤裝置在操作時存在的笨重、不安全等問題。由圖3 可知，四聯(lián)體轉(zhuǎn)盤活甑桶的甑蓋啟蓋裝置，包括豎向的機(jī)架1、拉桿2，機(jī)架1上方設(shè)有兩個平行的導(dǎo)向軸3，導(dǎo)向軸3 上滑動安裝有起升支架4，機(jī)架1 下方設(shè)有驅(qū)動電機(jī)5，起升支架4內(nèi)螺旋傳動配合絲桿6，絲桿6 下端與驅(qū)動電機(jī)5傳動連接，甑蓋7 與起升支架4 之間通過拉桿2 固定連接，甑蓋7 與起升支架4 頂端之間固定連接有斜拉桿8。四聯(lián)體轉(zhuǎn)盤活甑桶的甑蓋啟蓋裝置，通過驅(qū)動電機(jī)帶動絲桿轉(zhuǎn)動，同時帶動起升支架上下移動，從而通過拉桿實(shí)現(xiàn)甑蓋的啟蓋與關(guān)蓋操作，開啟甑蓋時方便快捷。

2.2 與四聯(lián)體轉(zhuǎn)盤活甑桶配套使用的打悶漿水裝置

白酒釀造過程中，糧醅的入池含水量是重要工藝控制參數(shù)，一般在蒸煮、配料時適當(dāng)補(bǔ)充糧醅的水分含量。蒸料過程中，傳統(tǒng)工藝多采用人工潑打悶漿水，工人將加熱到80 ℃以上的悶漿水用鐵桶潑灑到蒸煮原料的甑鍋上口的糧食表面，以完成悶糧加水操作，從而增加蒸煮糧食原料的含水量。傳統(tǒng)的打悶漿水方法不但無法做到準(zhǔn)確把握用水量，而且人工潑灑不均勻，加大了釀酒操作中的勞動強(qiáng)度。

由圖4 可知，與四聯(lián)體轉(zhuǎn)盤活甑桶配套使用的打悶漿水裝置[6]，其主要包括打悶漿水裝置、加熱裝置及數(shù)控裝置等。其中打悶漿水裝置為圓盤狀不銹鋼水管，懸掛于甑鍋上方，略小于甑鍋上口面積；加熱裝置為1 m3圓柱形不銹鋼桶，配有蒸汽加熱裝置；數(shù)控裝置可控制水溫、流水量、流水速度等。本套裝置完成了釀酒打悶漿水操作的自動化，打悶漿水更均勻，最大程度減少勞動力，避免高溫蒸汽給工作人員帶來的安全問題。在數(shù)控裝置（3）上設(shè)定需要悶漿水的水量、水溫及水流速度，設(shè)定完成后啟動開始開關(guān)，進(jìn)水管開始向加熱桶中進(jìn)涼水，待水位達(dá)到悶漿水所需用量便停止加水，同時蒸汽管道自動打開進(jìn)行加熱，待水溫達(dá)到要求后蒸汽管道自動關(guān)閉。根據(jù)蒸料工序要求，打開甑蓋起蓋裝置，實(shí)現(xiàn)蓋盤的相對運(yùn)動，再將打悶漿水裝置的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤擺動到甑鍋上方。待所需悶漿水達(dá)到要求后，抽水電機(jī)自動開啟，悶漿水由管道均勻輸送至打悶漿水裝置，通過分流導(dǎo)管灑落在蒸煮的原料上，在打悶漿水過程中不斷旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤從而使原料各部位水分相同。悶漿水打完后，關(guān)閉控制中心開關(guān)即完成打悶漿水操作。

3 四聯(lián)體轉(zhuǎn)盤活甑桶及其配套裝置的應(yīng)用分析與探討

3.1 四聯(lián)體轉(zhuǎn)盤活甑桶的應(yīng)用

傳統(tǒng)釀造車間多采用獨(dú)立雙甑桶，其為兩個單獨(dú)的甑桶坐落在地面上與地面直接接觸，甑蓋裝置設(shè)置在兩甑桶之間可進(jìn)行左右移動以便雙甑桶交替使用；甑桶與地面直接接觸，蒸汽通過甑底向地面?zhèn)鳠?，熱量大量散失[7]。四聯(lián)體活甑蒸酒技術(shù)設(shè)計(jì)4 個工位，依次為上甑、蒸酒、蒸料排酸、蒸料出料，由于每個工位同時進(jìn)行操作，8 甑活的工作量用時較少。結(jié)合自動控制及定時控制，保證了各工序的操作的準(zhǔn)時性。上甑工位空間位置固定，利于實(shí)現(xiàn)自動化或半自動化人工輔助上甑以及前道工序的機(jī)械化操作，并能充分利用行車進(jìn)行快速出料，避免了其他出料方式導(dǎo)致的酒醅過黏、過碎等，確保發(fā)酵正常和原酒質(zhì)量，勞動強(qiáng)度低，投資性價比高。

固態(tài)法白酒釀造的生產(chǎn)工藝為：原料→潤料→蒸料→攤晾→加曲→入池發(fā)酵→出池→加谷糠→上甑→餾酒→倒糟→攤晾→加曲→入池發(fā)酵→出池→加谷糠→上甑→餾酒→丟糟。由圖5 可知，釀酒機(jī)械化操作使用行車、給料機(jī)、物料混合機(jī)、加曲機(jī)、上甑機(jī)器人等進(jìn)行操作，自動攤晾機(jī)則利用鼓風(fēng)、抽風(fēng)、機(jī)械打茬等方式實(shí)現(xiàn)糧糟的混合、加曲、攤晾等，行車、抓斗的配合使用則取代人力推車進(jìn)行糧醅的入池、出池等操作，行車的大容量運(yùn)輸加快了工作進(jìn)程。四聯(lián)甑為活甑，甑底篦板可打開，配合行車使用無需多次挖糟，因?yàn)榧Z糟在甑桶內(nèi)放置時間越長，底部糧糟發(fā)黏，上下部分糧糟的差異會影響倒糟后的入池發(fā)酵，因而活甑桶起糟方式有利于穩(wěn)定操作、節(jié)約時間[8]。上甑機(jī)器人通過視覺傳感器、深度傳感器等設(shè)備，探測蒸汽的分布并提前探知出汽點(diǎn)位置，再通過計(jì)算機(jī)控制機(jī)械臂實(shí)現(xiàn)酒醅的“輕撒勻鋪”和“探氣上甑”，有效提高了上甑效率。將機(jī)械化運(yùn)用到白酒釀造工藝中減輕了工人的勞動強(qiáng)度，提高了工作效率[9]。

3.2 四聯(lián)體轉(zhuǎn)盤活甑桶配套裝置的應(yīng)用

白酒釀造“蒸料”工藝中需要添加熱水來增加原料含水量，加水的過程中要用到打悶漿水裝置。打開數(shù)控裝置將所需的用水量、流速、溫度設(shè)置好，開啟開關(guān)，自動注水；加熱過程完成后自動停止，啟動啟蓋裝置，待蓋盤移開后再將打悶漿水裝置移動到甑桶上方，啟動裝置，水流通過分流管自動潑灑在物料表面，在潑灑的同時轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)盤以達(dá)到均勻潑灑的效果。在使用打悶漿水裝置過程中要確保每個分流管都不堵塞，以避免潑灑不均勻等情況發(fā)生。上甑操作完成后，啟動蓋盤開關(guān)，電機(jī)帶動起升支架往下移動，進(jìn)而拉桿將甑蓋平放在甑桶上方并與甑桶溝槽相嵌合進(jìn)行閉合。酒蒸汽通過甑蓋頂部導(dǎo)氣管遇到外加冷凝器冷凝為酒液流出。傳統(tǒng)的甑蓋在使用過程中會有部分酒蒸汽冷凝回落到糟面，少量流至甑桶凹槽內(nèi)，造成香味物質(zhì)損失，在甑蓋內(nèi)加入保溫材料能夠減少回流現(xiàn)象的發(fā)生。

4 討論與總結(jié)

四聯(lián)體轉(zhuǎn)盤活甑桶利用轉(zhuǎn)盤設(shè)計(jì)出“四工位”轉(zhuǎn)盤甑操作模式，并聯(lián)合啟蓋機(jī)及打悶漿水裝置配套使用。在投料量大的情況下，四聯(lián)體轉(zhuǎn)盤活甑桶的使用能夠充分利用人力及時間，提高勞動效率。相較于傳統(tǒng)的單甑桶或雙甑桶蒸餾，四聯(lián)體轉(zhuǎn)盤活甑蒸餾存在如機(jī)械設(shè)備的清理較為繁瑣、輸送鏈板殘留糟醅、底鍋連接漏汽等問題，其中機(jī)械設(shè)備的按時清理是防止釀造過程中二次污染的關(guān)鍵[10]。釀酒機(jī)械化帶來便利的同時也增加了設(shè)備的維修難度，對工人的文化程度與技術(shù)水平要求較高。隨著智能時代的到來，機(jī)器人技術(shù)、自動化技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，白酒釀造行業(yè)的智能化、機(jī)械化是大勢所趨[11]。中國白酒行業(yè)在努力實(shí)現(xiàn)全機(jī)械化生產(chǎn)，但是要真正實(shí)現(xiàn)白酒釀造的智能化需不斷的實(shí)踐與探索。四聯(lián)體轉(zhuǎn)盤活甑桶及其配套裝置的設(shè)計(jì)、制造與生產(chǎn)應(yīng)用等，是白酒釀造過程中蒸餾設(shè)備改造升級的機(jī)械化探索，以期為行業(yè)發(fā)展提供積極的借鑒。