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        自動化制生麥曲系統(tǒng)及不同點(diǎn)生麥曲糖化力、液化力的測定

        2021-04-06 02:28:36毛青鐘
        江蘇調(diào)味副食品 2021年1期
        關(guān)鍵詞:新風(fēng)溫濕度酵母

        毛青鐘

        (會稽山紹興酒股份有限公司,浙江 紹興 312032)

        黃酒生麥曲制作包括草包曲、踏曲、掛曲、機(jī)械壓曲、自動化制生麥曲等。本文詳細(xì)介紹了自動化制生麥曲系統(tǒng),并對生麥曲干燥室內(nèi)不同點(diǎn)生麥曲的感官質(zhì)量及糖化力、液化力進(jìn)行了測定,以期為自動化制生麥曲系統(tǒng)的應(yīng)用提供理論參考。

        1 自動化制生麥曲系統(tǒng)

        自動化制生麥曲制作過程按工序劃分為原料小麥(汽車散裝運(yùn)送)、皮帶輸送、斗式提升、筒倉貯存、刮板輸送機(jī)、斗式提升機(jī)、分料閥、電動插板閥、永磁筒、輸送、計(jì)量、斗式提升機(jī)、篩麥、皮帶輸送、斗式提升、粉碎、斗式提升、加水潤料(定量加水和攪籠攪勻及輸送)、定量裝箱、輥道箱麥輸送至碼箱機(jī)、碼箱垛、箱垛輸送到托盤機(jī)、輸送到培養(yǎng)室、培養(yǎng)、輸送到干燥室、干燥、輸送到拆垛機(jī)、拆垛、箱曲鏈輸送至翻箱機(jī)、倒曲、曲提升到蒸飯間暫貯倉、成品曲、投料使用。曲箱經(jīng)鏈輸送到洗箱機(jī),再通過鏈輸送到定量裝箱機(jī),箱子回用。每道工序又包含許多生產(chǎn)子工序,生產(chǎn)過程不連續(xù)、非穩(wěn)態(tài),對象特性多樣、復(fù)雜,過程信息不完備,這些特點(diǎn)使得優(yōu)化生產(chǎn)工藝具有相當(dāng)大的難度。

        引進(jìn)自動化麥曲培養(yǎng)系統(tǒng)、溫度和濕度控制系統(tǒng)、輥道輸送系統(tǒng)、標(biāo)準(zhǔn)化筒倉貯存和輸送系統(tǒng),對生麥曲制作的各工序進(jìn)行設(shè)備優(yōu)選、自動化控制、接點(diǎn)無縫連接的研究,使生麥曲各工序之間實(shí)現(xiàn)了流水線式連接貫通。

        1.1 運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)化倉儲技術(shù)貯存黃酒原料小麥

        小麥入筒倉貯存過程由單獨(dú)一個(gè)系統(tǒng)控制,具體見圖1。

        圖1 小麥入筒倉貯存過程

        1.2 小麥輸送及箱麥輥道輸送系統(tǒng)

        小麥從筒倉輸送到小麥粉碎間,粉碎機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)置好破碎參數(shù),自動將小麥破碎成3~5 片;小麥粉碎后提送到制曲間加水(按工藝要求定量加水、加水后麥片的含水量為22%~26%)、裝箱;箱麥由輥道輸送系統(tǒng)輸送到碼箱機(jī),碼垛成每垛6箱7層;箱垛輸送到托盤機(jī),由托盤機(jī)把麥垛輸送到培養(yǎng)室進(jìn)行麥曲培養(yǎng),每個(gè)培養(yǎng)室九個(gè)大托盤,每個(gè)大托盤上有四垛。具體見圖2。

        圖2 小麥輸送及箱麥輥道輸送系統(tǒng)

        1.3 培養(yǎng)室控制系統(tǒng)組成

        自動化制生麥曲控制系統(tǒng)主要由恒溫恒濕型空調(diào)機(jī)組狀態(tài)檢測與控制模塊、風(fēng)機(jī)變頻控制模塊、送排風(fēng)聯(lián)鎖控制模塊及生麥曲培養(yǎng)間的空氣溫濕度顯示模塊所組成。生麥曲培養(yǎng)間空調(diào)自控系統(tǒng)控制界面見圖3。

        圖3 生麥曲培養(yǎng)間空調(diào)自控系統(tǒng)控制界面

        1.3.1 空調(diào)機(jī)組的狀態(tài)檢測與控制

        控制系統(tǒng)將檢測的回風(fēng)管路溫濕度與設(shè)定值進(jìn)行比較,采用PID算法自動控制熱水盤管和蒸汽加濕器的動作,實(shí)現(xiàn)對空氣的加熱、除濕、加濕處理,使房間的溫濕度穩(wěn)定在目標(biāo)值范圍內(nèi)。

        控制系統(tǒng)可檢測空調(diào)機(jī)組、熱水閥、蒸汽閥及送風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài),同時(shí)還可自動檢測熱水流量等保護(hù)開關(guān)狀態(tài),并帶有超限報(bào)警功能,確保機(jī)組的安全可靠運(yùn)行。

        1.3.2 工藝控制

        控制系統(tǒng)根據(jù)制曲過程中各個(gè)階段的工藝要求進(jìn)行送風(fēng)、加熱或加濕,控制參數(shù)均可以在觸摸屏上設(shè)置,無需在過程中人工設(shè)定,整個(gè)制曲過程中的送風(fēng)、加熱、加濕處理達(dá)到高度自動化。

        靜止期:此過程需要進(jìn)行間歇式送風(fēng),輸入?yún)?shù)為設(shè)定溫度、濕度、送風(fēng)間隔時(shí)間、送風(fēng)風(fēng)量、過程時(shí)間??刂葡到y(tǒng)通過監(jiān)測生麥曲培養(yǎng)間的溫濕度,控制熱水盤管加熱、蒸汽閥加濕,使生麥曲培養(yǎng)間達(dá)到設(shè)定的溫濕度(溫度27~38 ℃,濕度95%,時(shí)間36~48 h),在達(dá)到要求后,停止風(fēng)機(jī)。當(dāng)溫濕度低于下限時(shí),繼續(xù)送風(fēng),控制生麥曲培養(yǎng)間達(dá)到設(shè)定點(diǎn)后停止風(fēng)機(jī)。當(dāng)風(fēng)機(jī)停止時(shí)間超過間隔時(shí)間,再次啟動送風(fēng)機(jī)進(jìn)行微量送風(fēng)。

        繁殖期:經(jīng)過靜止期后,隨著霉菌菌絲的繁殖,品溫逐步上升,此過程需要進(jìn)行間歇式送風(fēng),輸入?yún)?shù)為設(shè)定溫度、濕度、送風(fēng)間隔時(shí)間、送風(fēng)風(fēng)量、過程時(shí)間。控制系統(tǒng)通過監(jiān)測生麥曲培養(yǎng)間的溫濕度,控制熱水盤管加熱、蒸汽閥加濕,使生麥曲培養(yǎng)間達(dá)到設(shè)定的溫濕度(溫度40~50 ℃,濕度85%~95%,時(shí)間36~48 h),在達(dá)到要求后,停止風(fēng)機(jī)。當(dāng)溫濕度低于下限時(shí),繼續(xù)送風(fēng),控制生麥曲培養(yǎng)間達(dá)到設(shè)定點(diǎn)后停止風(fēng)機(jī)。當(dāng)風(fēng)機(jī)停止時(shí)間超過間隔時(shí)間,生麥曲培養(yǎng)間的溫濕度上升,通過啟動排風(fēng)機(jī)達(dá)到降溫的目的。如果排風(fēng)機(jī)啟動導(dǎo)致生麥曲培養(yǎng)間溫濕度下降,則啟動送風(fēng)機(jī),加大送風(fēng)量,同時(shí)加大加濕量,這樣既能保證生麥曲培養(yǎng)間的溫濕度,又能排除二氧化碳。

        旺盛期:此過程需要連續(xù)加大風(fēng)量送風(fēng),以保證生麥曲培養(yǎng)間的溫濕度(溫度52~56 ℃,濕度85%~90%,時(shí)間36~48 h),輸入?yún)?shù)為設(shè)定溫度、濕度、送風(fēng)量、新風(fēng)量、過程時(shí)間。生麥曲進(jìn)入旺盛期,會產(chǎn)生大量的熱量,使培養(yǎng)間內(nèi)溫度上升。為了使溫度不超過56 ℃,必須引入低溫、低濕的空氣。由于系統(tǒng)沒有制冷環(huán)節(jié),因此需要引入外部空氣,控制系統(tǒng)通過控制新風(fēng)進(jìn)風(fēng)閥,引入新風(fēng),從而達(dá)到降溫的目的。

        產(chǎn)酶期:此過程需要引入新風(fēng)加溫,控制溫度,并開啟排風(fēng)機(jī)排出培養(yǎng)間水分,降低濕度(溫度45~50 ℃,濕度80%~85%,時(shí)間36~48 h),輸入?yún)?shù)為設(shè)定溫度、濕度、送風(fēng)量、新風(fēng)量、排風(fēng)量、過程時(shí)間。

        成熟期:此過程需要引入新風(fēng)降溫,控制溫度,并開啟排風(fēng)機(jī)排出培養(yǎng)間水分,降低濕度(溫度40~45 ℃,濕度75%~80%,時(shí)間24~36 h),輸入?yún)?shù)為設(shè)定溫度、濕度、送風(fēng)量、新風(fēng)量、排風(fēng)量、過程時(shí)間。

        生麥曲制作成熟后輸送到干燥室進(jìn)行干燥,溫度為35~38 ℃,濕度為70%~65%,緩慢降低熱風(fēng)濕度。當(dāng)溫度降低后,停止用熱風(fēng),繼續(xù)通入自然風(fēng),使品溫降至30 ℃以下,水分保持在14%以下,時(shí)間為36~48 h。

        1.3.3 自動化制生麥曲系統(tǒng)的輸入、輸出控制接點(diǎn)

        1.3.3.1 模擬量輸入接點(diǎn)

        (1)生麥曲培養(yǎng)間干球溫度(檢測儀表帶本地顯示);(2)生麥曲培養(yǎng)間相對濕度(檢測儀表帶本地顯示);(3)室外干球溫度;(4)室外相對濕度;(5)送風(fēng)干球溫度;(6)熱水閥開度反饋;(7)蒸汽閥開度反饋;(8)新風(fēng)閥開度反饋;(9)送風(fēng)風(fēng)量(可選)。

        1.3.3.2 開關(guān)量輸出接點(diǎn)

        (1)送風(fēng)機(jī)變頻器啟動;(2)排風(fēng)機(jī)啟動;(3)熱水閥啟動;(4)蒸汽閥啟動;(5)新風(fēng)閥啟動。

        1.3.3.3 開關(guān)量輸入接點(diǎn)

        (1)送風(fēng)機(jī)變頻器運(yùn)行反饋;(2)送風(fēng)機(jī)變頻器故障反饋;(3)熱水流量開關(guān);(4)排風(fēng)閥啟動反饋;(5)新風(fēng)閥啟動反饋。

        1.3.3.4 模擬量輸出接點(diǎn)

        (1)送風(fēng)機(jī)變頻器;(2)熱水閥;(3)蒸汽閥;(4)新風(fēng)閥。

        2 不同點(diǎn)生麥曲質(zhì)量檢測

        2.1 材料

        分析用試劑外購。取干燥室內(nèi)不同點(diǎn)的11個(gè)生麥曲樣品,其中:干燥室內(nèi)同一高度不同大托板上抽取5個(gè)樣品(1#、2#、3#、4#、5#),同一大托板上不同高度抽取3個(gè)樣品(6#、7#、8#),同一垛內(nèi)上、中、下抽取3個(gè)樣品(9#、10#、11#)。生麥曲樣品取樣情況具體見表1。

        表1 生麥曲樣品取樣情況

        2.2 儀器

        JH3102電子天平:上海精科天美科學(xué)儀器有限公司;AE260電子分析天平:梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司;101A-2電熱鼓風(fēng)恒溫干燥箱:上海康路儀器設(shè)備有限公司;W201B數(shù)顯恒溫水浴鍋:上海申勝生物技術(shù)有限公司。

        2.3 方法

        采樣后,把曲塊敲碎、研細(xì)成粉,盡快測定生麥曲樣品的水分、酸度、糖化力、液化力。

        2.4 結(jié)果與分析

        2.4.1 結(jié)果

        生麥曲樣品的水分、酸度、糖化力、液化力測定結(jié)果見表2。

        表2 生麥曲樣品測定結(jié)果

        2.4.2 分析

        干燥室內(nèi)不同點(diǎn)生麥曲的感官質(zhì)量及糖化力、液化力均優(yōu)于傳統(tǒng)踏曲制生麥曲。自動化制生麥曲系統(tǒng)的應(yīng)用,提高了生麥曲的糖化力和液化力,生麥曲投料量減少了10%,效果良好。

        紹興加飯酒在投料時(shí)加入生麥曲15%(以米計(jì))以上,其中含有大量的不同種類的酵母。在速釀酒母培養(yǎng)過程中,從投料起至6~8 h,純種培養(yǎng)接入酵母生長、繁殖、起發(fā),6~8 h后,麥曲中酵母復(fù)活、生長、繁殖,純種培養(yǎng)接入的酵母在數(shù)量上并不占優(yōu)勢。同樣,將擴(kuò)大培養(yǎng)的酒母醪接入發(fā)酵醪,從投料起至6~8 h,酒母醪中酵母生長、繁殖、起發(fā),6~8 h后,麥曲中酵母復(fù)活、生長、繁殖,純種培養(yǎng)接入的酵母在數(shù)量上并不占優(yōu)勢。只有酒精度達(dá)到15.0 %vol及以上時(shí),釀酒酵母的數(shù)量才占優(yōu)勢。機(jī)械化和自動化紹興酒(加飯酒、元紅酒、善釀酒)釀造過程,是不同種類酵母隨著醪液酒精度的升高而不斷變化的過程。在黃酒釀造過程中,生麥曲不僅提供糖化酶、淀粉酶、蛋白酶、酯化酶等酶系,還提供酵母菌、有益細(xì)菌、營養(yǎng)成分、風(fēng)味物質(zhì)等,因此生麥曲在黃酒釀造過程中具有重要作用。

        3 結(jié)論

        “生麥曲自動化生產(chǎn)系統(tǒng)”首創(chuàng)生麥曲自動化生產(chǎn)裝備及控制系統(tǒng),改變了傳統(tǒng)生麥曲生產(chǎn)方式,創(chuàng)新了釀酒行業(yè)固態(tài)發(fā)酵新技術(shù),優(yōu)化了工藝參數(shù),實(shí)現(xiàn)了清潔生產(chǎn)。將自動化制生麥曲應(yīng)用于生產(chǎn),取得了良好效果。

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