推动白酒行业生产方式升级（三）----大曲酱香型白酒酿造工艺技术开发与应用

刘庭林、林韡、范荣盛

一、自动进粮

在传统酱香工艺中，粮食破碎后由人工搬运到生产现场，粉尘大、劳动强度高、生产效率低。由润粮工艺改为泡粮工艺后，刮板机输送、自动称重入泡粮桶变得可行。其工艺流程为：粮食出库、入提升井、粮食称重、分料入桶。

公司利用管链输送机、皮带称、自动控制系统实现了自动计量、自动分料入桶。车间现有三条生产线，每条生产线配备泡粮桶和出料设备，共用进料设备。进料设备为刮板输送机，通过控制板链机的速度和人工协定料层高度来控制流量。进料设备为一台Z形管链提升机，一台水平安装的管链输送机，以及皮带计量秤。通过PLC自动控制系统，控制每个泡粮桶进料2000kg，当进料完毕后进料阀自动关闭，再自动打开另一个进料阀，实现了各个泡粮桶自动进料、自动分料。

通过自动进料系统，进料时员工只需操作开关控制系统的按钮，提高了劳动效率、减少了人力成本，且节约了场地面积。使用管链输送，粮食在管链内输送，粉尘量大大降低。使用自动输送系统，粮食在投料过程中避免了抛洒，降低了损失，大大减轻了劳动强度。

项目结论是，自动化进料系统应用于酱香型白酒酿造的机械化生产完全可行，同时也可应用于其他香型白酒的生产，此工艺目前较为成熟，可实现自动进料、自动称重、自动分料，大大节省人力。

二、泡粮工艺

传统酱香酒在酿造过程中使用高温润粮，每隔4小时泼洒95度开水，在泼洒开水时人工迅速翻拌。润三次粮后，堆放12h左右上甑蒸粮。完全靠人工的体力劳动，劳动强度大。润粮水温95度，存在较大的安全隐患。润粮水四溢，现场环境差，不利于食品安全和质量。

为此首次在行业内使用低温泡粮工艺替代高温润粮工艺、粮食不破碎替代传统工艺中粮食破碎工艺。工艺流程为：加泡粮水、粮食进入泡粮桶、泡粮6h、排水、上甑。

控制系统设定泡粮水温、加水时间、出水时间可实现自动加水、排水。

项目验证了用泡粮工艺替代传统的润料工艺的可行性，并确定了泡粮的工艺参数及对应粮食的蒸煮工艺参数。解决了长期以来在地上润料的弊端。通过PLC自动控制系统，自动控制每个泡粮桶加水时间、加水量、泡粮时间，全部采用自动控制系统、泡粮桶自动进水、自动排水、自动调节水温，全程实现了自动控制，只需要一人进行巡查自控系统是否运行正常，大大降低了劳动强度和劳动量。可明显改善生产场地卫生，员工劳动量明显降低，生产效率显著提升，生产安全性更好，酱香型白酒无论是传统工艺还是机械化生产均可适用。

通过自动泡粮系统，大大减轻了劳动量，相比高温润粮过程中的快速翻拌，体力劳动强度大大减轻。高温润粮工艺需要四人以上员工翻拌、提开水、撒开水，而泡粮工艺仅需要一名人员巡检即可，提高了劳动生产效率。在泡粮过程中，粮食全程不与地面接触杜绝了污染，减少了食品安全风险，泡粮水直接通过管道进入污水处理系统，提高了环境卫生。通过改进润粮工艺，采用低温泡粮工艺，避免了高温润粮过程中人员受到烫伤的安全风险。

泡粮控制系统

自动进粮洗粮系统

两年摸索与优化的结论是，泡粮工艺替代润粮工艺是完全可行的，从水温分层、粮食含水量数据来看，先水后粮的进料方式较先粮后水水温比较均匀，各层之间粮食含水量差别比较小，利于工艺控制。泡粮水温控制在35℃，泡粮时间6小时，沥干时间不低于2小时水分含量满足传统工艺要求36%-38%，为最佳泡粮温度、时间。

三、谷壳清蒸工序

酒甑高度较小，传统工艺中蒸汽难以均匀穿透所有谷壳，导致谷壳感官不一。传统酱香型白酒在酿造时，使用人工转运谷壳，在酒甑内进行清蒸。清蒸过程需要人工搬运到酒甑内，劳动量大，同时需要占用酒甑，降低了设备利用率。清蒸后谷壳直接存储在生产现场，易受潮发霉，造成谷壳变质，影响酒的品质和食品安全。酱酒生产多个工艺环节需要使用谷壳，转运过程中易洒落，影响现场环境。随着劳动力成本增加，生产环境以及食品安全的重要性和提升酿酒生产效率，谷壳清蒸工序的规范化研究是非常重要的项目。

流程为：谷壳入库存储、清蒸、暂存、绞龙输送。项目对其进行机械化、自动化研究。将机械操作结合到实际生产工艺要求中，使生产过程控制更精细化、更能满足食品安全要求。

谷壳清蒸机

谷壳根据入库日期进行分批定位存储，采取集中存储的方式存储。分批定量存位存储，先来先用，保证了谷壳新鲜。储摒弃了传统酿酒现场存储的方式，避免受潮霉烂。

谷壳清蒸与酿酒生产是独立运行系统，互不干扰。谷壳采取连续式清蒸方式进行，每日根据酿酒生产所需，核定生产量，不积压库存。保证了酿酒生产用谷壳的新鲜。生产设备实现了一键式启动 ，改善效果对比见图。

避免直接堆放在酿酒现场地面的传统做法，谷壳清蒸好以后在漏斗式清蒸谷壳机内存放，不会受潮气影响发霉变质，保证了辅料质量的稳定。暂存时间不超过12小时。

绞龙输送方式出库，根据酿酒生产现场谷壳需求，定量输送谷壳至现场暂存斗中，操作过程实现了自动化、无人化。谷壳传输过程设备自动运行，装满后自动断料，缺料自动输送，不会出现断料或堆料的现象。

实现了谷壳、酿酒生产同步进行，互不干扰，保证糠壳使用的新鲜。机械化连续生产方式减轻了人力劳动，提升了生产效率。生产现场谷壳清蒸、输送过程中不落地，避免了谷壳受潮和污染。改善了现场生产环境卫生。实现了酿酒生产现场谷壳在线补料，消除了现场堆放谷壳的现象。

传统清蒸谷壳

双塔清蒸谷壳

项目经济社会效益好。谷壳清蒸机一次性可清蒸谷壳10m3，而传统工艺的酒甑一次只能清蒸2m3，投料量增加了四倍。采用谷壳清蒸机后，能耗降低了75%。通过运用谷壳清蒸机后，谷壳清蒸不需要单独占用酒甑，按每日占用酿酒生产时间1小时，年度每甑累计可节约300小时。采用谷壳清蒸机后，谷壳清蒸只需兼职进料人员，而传统工艺中谷壳清蒸至少需要人员单独进行领料、单独清蒸，减少了工作量和人力成本。

机械化自动谷壳清蒸集中运输系统，是将分散资源集中进行处理后再进行定量分配的重要组成部分，也是机械化和自动化实现的必须途径，是四化生产的重要基础。

项目经验：谷壳清蒸机在设计过程中未考虑到谷壳摩擦力较大，导致谷壳清蒸机出料口过小，下料速度较慢，同时也存在搭桥现象。后期通过加大出料口，在谷壳清蒸机内部加装自动打散装置，才解决谷壳搭桥、下料速度慢的现象。在设计过程中，未考虑到谷壳机的除尘问题，导致灰尘扩散、沉降在谷壳表面。由于谷壳在加工过程中带有一定量的灰尘，当谷壳通过管链输送到谷壳清蒸机内部后，灰尘扩散，最终沉降在谷壳表面，造成谷壳粘结。后期通过加装排风和除尘系统，在谷壳进料时开启排风机和除尘系统，将灰尘通过排风机收集到除尘带内，从而降低了谷壳清蒸机内部的灰尘，避免了谷壳表面灰尘粘结的现象。

项目研究结论认为，连续清蒸及自动集中输送系统，在酱香型白酒生产应用是可行的,同时也是生产实现四化的重要组成部分和基础。机械自动化谷壳清蒸并集中输送的系统，能够解决白酒企业规模化批量清蒸酿酒现场连续供料及在线补料的困境。不占用酿酒设备，提升酿酒生产效率。不仅适用于酱香型白酒酿造企业，也可应用于整个白酒行业，该项目拥有广阔的应用前景。

四、摊粮工序的研究自动打量水、自动加曲、机械拌曲

传统工艺使用开水作为打量水，操作方式较为原始，量水温度和用量准确度有限，且存在烫伤风险。传统摊凉过程中，劳动强度大，作业面积大，同时生产现场卫生环境差，糟醅易感染杂菌，影响原酒品质。传统工艺在加曲过程中，曲粉需要人工搬运至生产现场，且人工加曲的均匀度有限，同时加曲过程中，扬尘比较严重，形成曲粉浪费和粉尘污染。为降低劳动成本，减少安全隐患，提升原酒品质，自动化摊凉加曲工序的研究势在必行。传统酱酒工艺中，粮醅出甑后，由工人将糟醅从酒甑内铲出，在晾堂通过铁锹翻拌将粮醅降温。由于车间温度较高，降温速度较慢，生产效率较低。

工艺流程包括下沙: 出甑醅、打量水、摊凉、加曲、拌匀。其他轮次：出甑醅、摊凉、加曲、拌匀。项目对这些工序进行机械化、自动化代替人工操作的研究，达到工艺要求的同时，提升劳动效率，降低劳动成本，较少环境污染，提高原酒品质。

自动出料系统

打量水采用自动控制系统，控制打量水温度95℃，电子流量计计量，使量水温度和用量更加准确，操作过程实现了自动化、无人化，节省人力，工艺控制更为准确，同时降低了安全风险。

采用风机系统和排风系统进行降温排潮，下沙、糙沙以及一轮次时，仅靠风机进行降温。二轮次以后，使用风机和排风系统进行降温排潮。摊凉系统不仅节省了生产时间，节约生产场地，同时整个摊凉过程中，粮醅不沾地，减少了环境污染，降低了杂菌污染的风险。

曲粉通过管链机输送到加曲斗中，加曲斗底部安装有压变称量，称量准确。加曲过程中采用机械滚筒加曲，频率恒定，加曲量比较均匀。加曲后通过多道打散机进行混合，粮曲混合度好。同时整个过程中安有粉尘回系统，降低粉尘污染的同时，回收的曲粉能够再次利用，节约了成本。

完全采取机械混匀方式实现醅糟的打散和酒曲的混匀，多次打散确保酒曲最终能够均匀地和醅糟进行混匀，并保证醅糟不结团。

量水温度以及量水用量实现智控。打量水罐内安装有温度控制系统，当设定量水温度后，会自动控制进蒸汽，始终保持打量水罐内恒定。打量水过程中，限位装置会自动根据粮食的厚度来调整量水流量大小，电子流量计会实时记录打量水用量。摊凉过程实现一键启动。开始摊凉时，仅需在触摸屏上点击开始按钮，整个系统（打量水、摊凉、加曲）实现来料自动启动，异常情况自动停止，整个流程只需要一个人操控，现场生产实现无人化。进曲系统实现智控。曲斗内部安装有限位装置，当曲斗内曲粉较少时，系统自动启动，自动补曲，补满后，自动停止。曲斗底部安装有压变称重装置，实时对曲斗内的曲粉量进行显示。加曲系统实现智控。根据不同轮次的加曲量，预先设置加曲滚筒的频率。在加曲机底部安有限位装置，当限位装置触碰到粮醅之后，加曲系统开始自动运行，限位装置可根据粮醅的厚度自动调整滚筒的转速以及打散机的转速，以保证加曲量的稳定性以及粮曲的均匀性。现场生产实现自动化、智能化、无人化。

公司摸索出了各限位开关的安装位置、安装高度，对打量水、加酒尾添加方式进行了优化，通过雾化提升了均匀性。通过自动打量水、加酒尾、加曲，实现了打量水、加酒尾定量添加，添加更加均匀。在打量水、加酒尾、加曲过程中避免了粉尘飞舞，避免了传统工艺人工打量水存在的烫伤风险。采用了自动控制系统，在整个打量水、加酒尾、加曲过程中，只需要两人进行巡检，显著的降低了人员数量，提升了生产效率。

曲粉直接从曲房通过管链输送到加曲斗中，直接节省搬运成本16-20元/吨。每条生产线每天回收利用曲粉100kg，单线每天回收成本约400元左右。整个摊凉工序仅需要一个人操作，人员需求是传统工艺的1/4-1/5，每条线年节约工资成本12-16万元（按每人40000计算）。另外，因机械控制打量水、加曲的用量较人工更准确。

机械化的生产工艺条件下，人员需求大大减少，生产效率明显提升。管链输送大曲系统以及粉尘回收系统，大大降低了粉尘的污染。添加打量水、酒尾、酒曲及机械拌匀自动化系统通过精密的仪器及自控装置，实现了精准计量、定量添加，大大释放了生产劳动力，提高了工艺的执行力，并使得数据的追朔性更方便快捷，是酱酒四化的基础平台。

加曲滚筒设计之初没有考虑到曲粉中的杂物会影响下曲，而在实际生产过程中，较大的曲块、编织袋等杂物均会导致滚筒堵塞，致生产过程中出现断曲、以及加曲不匀的现象。改进措施：规范粉曲操作，在进曲处添加除尘装置，已经解决此问题。

大曲用量大，输送系统为板链，加曲混合过程酒曲容易从板链处漏料。加曲位置距在排风机较近，酒曲易从排风口被抽出，一方面酒曲损失较大，另一方面对实际添加量难以计量。改进措施是添加酒曲回收装置，从主要漏料口进行接收，并通过风送的方式不断将漏料重新添加，一方面减少损失，另一方面也是二次加曲的过程，更有利于酒曲与醅糟的混匀。

酒曲粉尘回收装备

项目研究结论认为摊凉加打量水酒尾加曲拌匀自动化技术应用于酱酒的生产是完全可行的。摊凉加曲工序的机械自动化技术，能够解决传统人力劳动强度大，生产环境差，劳动成本高，原料浪费严重等问题。其不仅适用于酱香型白酒酿造企业，也可应用于整个酿造行业，以及相关食品行业等产品的安全生产应用，具有广阔的应用前景。

五、控温堆积糖化工序

传统酱香型白酒酿造工艺，为露天堆积，自然富集环境中的微生物进行升温，糟醅升温情况受环境影响比较明显。人工上堆，劳动强度大，生产效率低。神农架地处华中腹地，冬季时间长气候寒冷且全年平均气温较低，而酱酒需要高温高湿的环境进行堆积发酵，露天堆积势必影响堆积发酵的效果，因此对堆积环境必须由露天环境改变为相对密闭的环境。

工艺流程为：糟醅入箱、控温控湿、醅糟出料。项目结合这三道工序进行机械化自动化代替人工操作的研究，使机械化生产达到工艺要求的同时，缩短堆积时间，降低劳动强度，提升劳动效率。

醅糟入箱采用自动控制系统，糟醅通过入箱自动布料机的横向加料和移动箱床纵向移动的方式实现了全自动加料，极大地降低了劳动强度。

室内堆积，通过智能循环水和空调保温、智能蒸汽加湿，始终保持箱床内部环境为最适宜微生物生长的环境，温度维持在25-28℃，湿度维持在65%-85%之间，堆积效果基本不受天气影响，堆积时间较传统工艺缩短了36-48小时。

醅糟出料采用刮板机打散、板链输送，保证了入窖糟醅的松散度和均匀性。

入箱过程一键控制，实现自动化、智能化。糟醅通过移动板链入箱，移动板链通过智控程序来回布料，当板链上的糟醅达到一定厚度之后，板链自动向前运行。整个入箱过程，只需对入箱温度进行测量和控制。

自动、智能控温控湿系统。箱床内部有温度检测系统，当箱床内部温度低于工艺要求时，循环水加温系统自动启动，白天一般采用循环水系统控温，夜间采用空调保温，始终保持箱床内部温度在25-28℃。箱床内部同时安装湿度检测系统，当箱床内部湿度低于工艺要求时，自动加湿器启动，始终保持箱床内部湿度在65%-85%之间。

当箱床内部糟醅温度达到工艺要求之后，即进行出料入窖操作。出料过程实现一键启动，且在出料口安装有一台刮板机，在板链向前运转的同时，刮板机同时启动，保证入窖糟醅松散、均匀。

自动布料机来回布料，大大降低了劳动强度。

箱床内部安装有自动测温装置，当温度低于工艺要求时，保温循环水自动启动。通过研究，白天使用冷凝水作为循环水来加温，保证循环水温度60℃，使用暖气片作为散热器，每8分钟，循环水系统自动启动并运转3分钟，可始终保证箱床内部温度在25-28℃。夜间停产过程中，使用两台空调作为保温系统，控制空调温度30℃，可保证夜间内部温度在25-28℃。箱床内部安装有自动测湿装置，当湿度低于工艺要求时，加湿器自动启动，湿度达到之后，加湿器自动停止。智能控温控湿系统让生产环境更加可控，可保证堆积效果，让酱酒的异地化生产变得可行，有利于原酒品质的稳定性。

湿度监测

刮板机的倾斜度、转速对出料松散度和均匀度的影响。通过研究，控制刮板机的倾斜度为65°，转速为25转/min，可保证出料的松散度和均匀度。适用于所有的白酒酿造企业，具有广阔的前景。

研究了不锈钢箱床堆积对堆积升温的影响。传统堆积地面可看做混凝土材质，一般混凝土的导热率为1.74W/M.K,目前箱床底部板链和两边的不锈钢板材质为304不锈钢，导热率为16.2W-18W/M.K，可以看出两个材质的导热率相差了10倍左右。而且传统堆积地面一般是凹凸不平的，热量散失相对也比较小。不锈钢板不仅导热率高，而且表面光滑，很容易就会将糟醅内部的热量导走，不利于热量的积累，尤其是在夜晚没有保温措施之后，热量散失更快。通过实验，在箱床底部铺一层1cm左右的谷壳，并在箱床侧面加设一层导热性较差的保温材料，可大大降低不锈钢对堆积升温的影响。

刮板机

传统工艺整个堆积过程需要3-4人操作，而机械化仅需一人操作设备即可。按人均工资40000元/年计算，单线每年可节约的工资成本为80000-120000元。机械化采用自动智能控温系统，可减少堆积时间。经试验，冬季气温较低，采用智能控温系统，可有效减少堆积时间，同不采用智能控温系统的箱床对比，平均减少时间为36-48小时，堆积时间降低1/4，相应地节约了生产成本。

结论认为自动智能堆积箱床恒温恒湿系统应用于酱香型白酒的高温堆积工艺是可行的，可保证箱床内部环境始终如一，使堆积效果受环境影响小，缩短堆积时间，降低劳动成本，保证了原酒品质的稳定性。

六、入窖、起糟工序的研究

传统酱酒工艺使用铲车或行车将酒醅投入窖池中，由于一次投料量大，容易造成入窖酒醅温度不够均衡，且酒醅易结团。人工或行车起窖，劳动量大、劳动强度高。为保证起干净需要人员经常入窖操作，而由于酱酒发酵期长，发酵过程中窖池内充满二氧化碳等气体，存在安全隐患。传统工艺入窖行车起糟时醅糟成块出窖，容易结团，对出酒有一定的影响。

工艺流程为：糟醅入窖、高温发酵、起糟出窖。项目对三道工序进行机械化自动化代替人工操作的研究，使机械化生产达到工艺要求的同时，缩短堆积时间，降低劳动强度，提升劳动效率。

糟醅采用自动入窖系统，经高温堆积好的糟醅经过输送板链系统进入到窖池上方的移动入窖板链，移动板链上的感应开关感应到糟醅后开始自动喷洒酒尾，实现酒尾回窖。

高温发酵采用地上窖池，通过30天以上的发酵期后再进行出窖。

使用起糟机出窖，使用板链对酒糟进行输送，起窖系统启动后，通过起窖系统中的相关感应开关、传感器自动感应料层厚度进行起窖，将糟醅输送到上甑系统中。

入窖过程一键控制，实现自动化、智能化。糟醅通过刮板机进入入窖板链后，经入窖板链直接进入窖池。整个入箱过程，只需对入窖位置进行控制。出窖过程相比行车更安全和便于操作，起糟机起糟时通过对应的感应开关自动感应相应的厚度，分层将酒醅刮出送至板链，并通过板链直接进入蒸馏系统内。

自动入窖系统解决了传统工艺过程中糟醅结团、温度不够均衡的问题，入窖过程加入酒尾更加均衡。起糟机的设计让酒醅出酒时的分层接酒变得更加可行，出窖的糟醅更加松散，为均衡添加谷壳提供了基础，让实现机器人上甑的可行性提供了可能。

自动入窖系统

自动起糟机

采用自动入窖后，入窖只需开关自动入窖系统，只需要一人入窖即可，相对传统工艺减少了三人，人力成本降低了75%。酱香型白酒生产机械化的诞生，必将推动整个行业的发展。同时随着食品安全的重要性越来越引起国人的重视，传统白酒生产过程脏乱差的现状将得到有效改善，食品安全将得到保障。

结论认为入窖起糟工序机械技术基本可以满足酱香型白酒的机械化生产，同行车出入窖相比整体机械化连接性更好，让整个酱酒酿造工艺全程实现自控成为可能，是未来酿造车间全程四化的方向。起糟工序机械技术能够解决当今人力欠缺的窘境，而且不仅适用于白酒酿造企业，也可应用于相关食品行业等产品的安全生产应用，具有广阔的应用前景，但可靠性及配套性上需要进一步提升。

七、蒸馏系统的研究

传统工艺采用人工见气压气的方式上甑，由于酱酒工艺的特性，糟醅黏度大，容易结团，影响出酒。上甑前酒醅堆积在地面后再由人工进行上甑，劳动量大且现场环境较差。

工艺流程为：板链运输、探气上甑、蒸馏接酒、称重储存。

酒醅通过起糟机出料进入板链后进入缓存斗，由缓存斗进入板链输送至蒸馏区域，至混料斗后同由自动谷壳机定量加入的谷壳进行混匀后进入提升板链，进入上甑板链。

同谷壳混匀的酒醅根据探气来气情况，通过机械臂移动至蒸汽出处，混料好的酒醅均匀撒入。

待酒甑上满圆气后，启动自动开关，甑盖自动盖上后开始接酒，55度以上原酒进入原酒接酒斗中，酒尾进入酒尾接酒斗中。待单甑酒蒸馏完毕，通过压力传感器对接酒斗中的原酒、酒尾进行自动称量后分别进入各生产线的储存罐内。

蒸馏系统为蒸锅、输送带一体化平台，醅糟通过输送板链送至酒甑上方，采用探气上甑的方式，蒸馏（蒸煮）完成后蒸锅将醅糟直接倒入下方输送缓存斗中。蒸馏采用湿法蒸馏，在蒸馏前通过自动泵送系统，在锅底添加一定量的清水或酒尾，总量不超过125kg。接酒后通过泵分别将高度酒和酒尾计量称重后由酒泵抽入原酒罐内。

自动布料系统解决了传统工艺过程中上甑糟醅结团、劳动强度大的问题，上甑过程中酒醅更加均匀松散，劳动强度更低，且现场卫生更好，酒醅洒落和浪费更少。通过自动称重系统使得原酒全程不会洒落，减少浪费，且可以准确计量每甑出酒情况，对每甑的工艺执行情况进行监督，使得工艺数据采集更加精准。

蒸馏系统大大减轻了劳动量和劳动强度。实现了酒醅全程不落地，直接经过板链运输料斗混匀后直接进入酒甑，减少了酒醅蒸馏前的污染与浪费，提高了原酒的品质和稳定性。实现了原酒出酒后全程不再转运，既减少了过程浪费，也大大提高了工作效率，减少了人工称量入库。让未来酿造生产全程自动化联动成为可能。不仅适用于酱香型白酒的酿造生产，同样适用于所有香型的白酒生产，具有广阔的应用前景。