濃香型白酒釀造生產自動化智能化簡介

趙立強，張東躍，郭學鳳，孟凡剛，來安貴，趙德義

（山東景芝酒業股份有限公司，山東濰坊262119)

濃香型白酒釀造生產自動化智能化簡介

趙立強，張東躍，郭學鳳，孟凡剛，來安貴，趙德義

（山東景芝酒業股份有限公司，山東濰坊262119)

從設備流程、重點設備和與傳統手工操作的對比3個方面對景芝酒業濃香型白酒釀造生產自動化、智能化的實現做一簡要介紹，重點闡述了濃香型白酒釀造生產自動化智能化設備定量化、標準化和精細化操作的實現和優勢，為將來白酒釀造生產的發展提供參考。

濃香型白酒；白酒釀造；自動化；智能化

中國白酒釀造工藝傳統，過程控制更多的是手工操作，勞動強度大，過程粗放，定量化、精細化程度低，這些問題在時代發展的今天表現出越來越大的弊端[1]。如何實現傳統工業向現代工業轉變以及傳統釀酒技藝與現代科學技術的成功嫁接，這成為未來釀酒行業的發展趨勢和技術人員面臨的重大課題。

在過去的幾十年里，由于受到當時工藝研究和設備技術水平的局限，釀酒自動化智能化的推廣受到一定的制約，在相當長的一段時間內處在緩慢發展的狀態。近年來，隨著白酒工藝研究的深入、機械化加工水平的提高以及自動化智能化技術的應用，使白酒釀造機械化、自動化、智能化的實現成為可能[2]。自2010年開始，景芝酒業技術團隊把握設計、建設現代生態釀酒產業園的時機，在進行大量工藝設備研究試驗的基礎上，確定了濃香型白酒釀造自動化智能化生產方案，并與泰安普瑞特、江蘇牧羊等設備企業合作，在傳承傳統工藝的基礎上，創新和研發了一套全新的自動化智能化濃香型白酒生產與釀造設備，真正實現了精細化操作和定量化控制，確保了工藝執行的穩定性，為傳統工業向現代工業轉變的實現打下了堅實的基礎[3]。

景芝酒產業園濃香型白酒自動化智能化釀造生產基地是傳統工業與現代科學技術相結合的產物，目前已初步建成13條濃香型白酒釀造自動化智能化生產線，每條生產線包含8個關鍵設備。現從設備流程圖、重點設備介紹和與傳統手工操作的對比3個方面對濃香型白酒釀造生產自動化智能化的實現做一簡要介紹。

圖1 濃香型白酒釀造生產自動化智能化設備流程圖

1 濃香型白酒釀造生產自動化智能化關鍵設備流程圖（圖1）

1.1 總控設備（圖2、圖3）

圖2 系統主界面

圖3 配料報表

總控設備由遠程計算機自動化控制系統、現場控制系統、PLC控制系統、報警系統及其他電纜、橋架等組成。系統主界面和配料報表示意圖詳見圖2和圖3。系統實現數據的分析與統計、實時查詢與監控、現場-遠程雙控與追溯性查詢三大功能。系統通過對潤糧水用量、加漿水用量、酒醅消耗量、糧食消耗量、糧醅比、流酒溫度、曲用量等指標數據的收集，自動對數據進行統計與分析，并以excel報表的形式導出，實現數據的分析與統計功能；同時，系統能夠實現對每甑潤糧水用量、加漿水用量、酒醅消耗量、糧食消耗量、用曲量等指標的實時消耗量和累計消耗量數據的在線查詢操作，而且實現了對潤糧水溫度、加漿水溫度、流酒溫度、攤晾溫度等指標的實時監控和調節；另外，系統的現場-遠程雙控與追溯性查詢功能，一方面實現了現場操作和遠程控制的雙控機制，保證了生產工作高效、有序；另一方面實現了對歷史數據的追溯性查詢，以便查找原因，優化工藝。

1.2 潤糧設備

潤糧設備主要由混合機體、轉子絞龍、加潤糧水管、減速機等主要裝置以及其他輔助組件組成。運行時，設備全方位連續循環運動和頂部潤糧水呈扇形噴出，使糧食與水在強烈對流混合作用下迅速混合均勻，內圈小螺旋將中間物料由中間向兩側推走，外圈大螺旋葉片將物料由兩側向中間推送，達到糧與水快速混合均勻的效果。

操作控制分遠程控制和現場控制兩種。操作時，通過總控設備自動化控制系統對潤糧工藝參數（潤糧水溫度、流速及混合時間等）進行設定，實現在設定時間和加水量范圍內完成智能化潤糧操作。同時，設備具有潤糧水溫自控和預測預警裝置，使潤糧水溫度始終處于設定的溫度范圍內。

設備的應用，一方面增強了糧食與水間的相互擴散、剪切、沖擊混合作用，從而達到快速混合均勻的效果；另一方面在保證潤糧時間和糧食吃水均勻的前提下，大大減輕了工人勞動強度，提高了生產效率。

1.3 配料設備（圖4、圖5）

圖4 酒醅料斗示意圖

圖5 加糧料斗示意圖

配料設備主要由酒醅料斗、加糧料斗、加糠料斗、輸送鏈條、打散機、減速機、變頻器和稱重模塊等裝置組成，酒醅料斗和加糧料斗示意圖詳見圖4和圖5。運行時，酒醅料斗中酒醅、加糧料斗中的糧食和加糠料斗中的糠殼通過輸送鏈條的傳送、打散機的攪拌等輸送、拌勻、混合作用，使糧、醅、糠達到快速混合均勻的效果。

操作控制分遠程控制和現場控制兩種。操作時，通過總控設備自動化控制系統對配料工藝參數（糧醅比參數、加糠料斗電機頻率）進行設定，實現滿足釀酒生產標準工藝各項參數指標的配料操作。另外，設備還能夠實現智能化調節糧醅比的功能，一旦糧醅比偏離設定標準范圍，總控設備自動控制系統會接收信號并發出指令，通過智能化調整輸送鏈條轉速來調整糧醅比，使其回歸標準范圍。

設備的應用，一方面達到送料均勻，不結塊的效果，還實現了糧、醅、糠比例的量化控制，比例準確，糧醅比穩定性高；另一方面節省了大量人力，減輕工人勞動強度，改善工人的工作環境，是一種理想的配料設備。在相同條件下，通過智能化配料與手工配料對糟醅理化和質構特性的對比研究，比較兩種配料方式對糟醅理化及質構特性的差異性和穩定性產生的影響。結果表明，在差異性方面，兩者無顯著差異；在穩定性方面，智能化配料表現出較高優勢，其糟醅酸度、淀粉、硬度和回復性指標穩定性較高，且顯著優于手工配料[4]。

1.4 裝甑設備（圖6）

圖6 裝甑設備示意圖

裝甑設備主要由操作盤、輸送網帶、電機、導料罩等組成，裝甑設備示意圖詳見圖6。運行時，通過前端手柄帶動設備繞支點旋轉，前段輸送段將糧醅輸送到后段輸送段后，一方面調整左右傳送帶輸送角度，達到糧糟均勻撒落；另一方面調控導料罩的開合，控制糧醅的撒落點間距，傳送帶的傳輸速度可以自由調節，以求達到最佳速率。

設備配有一鍵啟動開關按鈕，根據物料是否填滿甑桶，來控制啟動和停止。操作時，先調整好傳送帶傳輸速率，然后根據裝甑操作“輕撒勻鋪、邊高中低、不壓汽、不跑酒”的要求，手動控制輸送角度和導料罩的開合，使糧糟均勻撤落整個甑面。

設備的應用，在操作上不僅達到了標準裝甑工藝的要求，而且大大降低了勞動強度。通過在相同試驗條件下，從產量、優級酒比例及對酒醅中主體香成分（己酸乙酯）的提取3個方面對不同裝甑方式對酒醅蒸餾效果產生的影響進行了系統性比較，結果表明，機械裝甑與人工裝甑在產量方面無明顯差距；在優級酒比例和對酒醅主體香成分提取方面，二者差距明顯，機械裝甑比人工裝甑平均每甑分別高出12.0%和10.8%[5]。

1.5 三聯體轉甑蒸糧蒸酒設備

三聯體轉甑蒸糧蒸酒設備，主要由三聯體甑桶、甑盤、操作平臺、中間轉盤、升盤機和過氣管6個部分組成，設備示意圖詳見圖7和圖8。三聯體甑桶分為3個工位：第1工位，由人工控制裝甑機實現裝甑操作；第2工位，將裝滿糧醅的甑桶轉至第2工位，并將甑盤蓋嚴實現蒸酒操作；第3工位，蒸酒和蒸煮糊化完成后轉至第3工位，打開甑桶側邊門，開啟出甑機將物料從甑桶中傾倒出實現出甑操作。

圖7 三聯體轉甑蒸糧蒸酒設備示意圖（一）

圖8 三聯體轉甑蒸糧蒸酒設備示意圖（二）

與單甑桶相比，三聯體裝甑蒸糧蒸酒設備優勢明顯，3個工位相互配合，實現裝甑、蒸酒和出甑3個工序同時連續操作，大大減輕工人勞動強度，節約生產時間，提高生產效率。經統計，平均每甑生產時間節約30～40m in，生產效率提高近3倍。

1.6 風冷式冷卻器

風冷式冷卻器主要由風機、冷凝管、溫度傳感器、溫度調節開關等組成。運行時，系統通過自動調節風機轉速來保證流酒溫度和速率。流酒溫度過高時，設備自動控制系統會發出指令，調控風機頻率，增加風機轉速，以此達到降溫的目的；當流酒溫度過低時，系統同樣會發出指令，降低風機轉速，以此達到升溫的目的。

風冷式冷卻器分遠程控制和現場控制2種。操作時，通過設定流酒溫度，設備自動化控制系統會對流酒溫度進行實時監測，一旦超出溫度范圍，系統會自動啟動報警程序并發出指令，調控風機頻率，實現流酒溫度和流酒速率的控制。

風冷式冷卻器有兩大優勢，分別為：可自由設定溫度范圍，系統會自動進行實時監測，保證了流酒溫度和速度的恒定；解決了傳統采用水冷導致水資源浪費的技術難題。

1.7 自動化出甑加漿設備

自動化出甑加漿設備主要由出甑機和智能化控溫控水加漿裝置組成。出甑機通過主電機帶動刮料板轉動旋轉，把甑桶里的糧糟刮出，同時副電機帶動絞車控制主機架的上下跟進，使刮料板上下運動，從而把糧糟一層層地從甑桶內撥出。

智能化控溫控水加漿裝置其原理是外部水源經由進水電磁閥進入加熱儲水罐，達到設定的水位時磁性翻板液位計向計算機發出信號進而關閉進水電磁閥。當水溫低于設定值時，系統會自動調節蒸汽電磁閥的開啟，蒸汽通過加熱管對加熱儲水罐中的水進行加熱；達到設定溫度時，溫度傳感器向總控設備自動控制系統發出信號，進而自動關閉蒸汽電磁閥。當水位低于設定的最低水位時，液位計向總控設備自動化控制系統發出信號，從而打開進水閥，放水。

出甑機操作為現場控制，智能化控溫控水加漿裝置為遠程控制。

出甑操作時，可手動自由調節出甑機主機架上下高度，通過旋轉的刮板將蒸煮糊化完成后的糧醅分層撥出甑桶至出甑鏈條上。糧糟出甑量的大小由現場點動控制按鈕控制主機架的上、下高度來調控。

自動化出甑加漿設備的應用，一方面徹底打破了傳統的人工出甑、加漿操作，降低了工人勞動強度，提高了生產效率；另一方面實現了加漿水的定量化控制，同時確保了出甑糧糟加漿水的均勻一致，保證了入池糟水分的穩定性。

1.8 智能化攤晾加曲設備

圖9 智能化攤晾加曲設備示意圖

智能化攤晾加曲設備主要由自動化控制系統、風機、加曲機、打散機、輸送網帶、溫度傳感器等組成，設備示意圖詳見圖9。其基本原理是將蒸煮糊化完成的糧糟輸送到出甑糟暫存斗中，設備開啟后，糧糟連續均勻地向攤晾機主網帶撒落并傳輸，打散機對糧糟進行打散、翻料，并在風機的風冷下實現降溫。糧糟傳輸和降溫過程中，溫度傳感器會實時監測溫度變化數據并反饋總控設備自動化控制系統，系統會根據設定溫度的范圍，一方面自動控制攤晾機主網帶的傳輸速率，另一方面自動控制風機的開啟數量和頻率，使糧糟迅速達到要求的溫度，并保持恒定。加曲機根據設定電機頻率大小，定量、均勻向糧糟表面添加大曲粉，并經攪拌裝置將糧糟和大曲粉混合均勻，最后落入接料斗中。

智能化攤晾加曲設備采用一鍵式開關控制和聯動操作，通過遠程總控設備自動化系統設定好參數后，現場按下一鍵式啟動開關，所有設備陸續開啟，實現攤晾加曲操作。這一工序與前面敘述的出甑加漿工序是同時進行的。

智能化攤晾加曲設備是集糧糟緩存、輸送、松料打散、攤晾冷卻、定時定量加曲、溫度控制于一體的釀酒自動化、智能化設備。設備的應用，一方面大大減少了勞動強度，提高了工作效率；另一方面實現了攤晾溫度的檢測、調節和每甑加曲量的量化控制，使糟情更為穩定。

2 濃香型白酒釀造生產自動化智能化效果分析

2.1 產量、質量

濃香型白酒釀造生產自動化智能化的應用使每甑的糧醅比、糠用量、曲用量和入池理化指標等都達到了量化控制，工藝操作穩定、精細，工藝執行率達98%以上。自濃香型白酒釀造生產自動化智能化實施以來，平均出酒率37%以上，高出手工操作3個百分點；取優率指標與手工操作相比基本一致，平均取優率50%以上。

2.2 生產效率

濃香型白酒釀造生產自動化智能化操作每天投料3 t，人均投料量為375 kg，手工操作每天投料1.65 t，人均投料量為206 kg，生產效率提高了82%。

2.3 工作環境

濃香型白酒釀造生產自動化智能化實現了清潔生產，減輕了勞動強度，改善了勞動環境，讓員工工作舒心，體面勞動，體現了以人為本的管理理念，同時保證了食品安全，解決了釀酒工難招的問題。據2016年的統計數據顯示，機械化釀酒車間新招員工流失率1%以下，員工滿意度98%以上，而傳統釀酒車間新招員工流失率達7%，員工滿意度僅為90%。

2.4 精細化與標準化

濃香型白酒釀造生產自動化智能化操作糧醅比、加曲量、加漿水量、潤糧水量、入池水分、酸度和淀粉等指標都達到了定量化和標準化控制，量多量少都是用數字來說明的，真正做到了精細化操作；相反，傳統手工操作比較粗放，沒有統一的標準。

3 展望

中國白酒釀造工藝傳統，過程粗放，勞動強度大，這些問題在時代發展的今天，表現出越來越大的弊端，不僅對產品的品質、衛生和穩定性有影響，而且勞動力成本也大幅度提高。同時，如何讓釀酒工人擁有健康、體面的勞動環境，也是企業需要思考的問題[6]。因此，中國傳統白酒必須融入現代科技，走新型工業化、機械化和自動化道路是其發展的必由之路[7]。

濃香型白酒釀造生產自動化智能化的應用順應了白酒行業的發展趨勢，革新了白酒釀造生產模式，填補了歷史空白。它是傳統手工操作向現代機械化操作的重大轉變，是在傳統工藝操作基礎上去其糙、求其精創新和發展而來的。濃香型白酒釀造生產自動化智能化的應用一方面徹底打破了傳統的手工操作模式，大大減輕了勞動強度，改善了勞動環境，成功實現了傳統工業向現代工業的轉變；另一方面提升了白酒生產工藝技術水平，為白酒釀造工藝標準化的實現創造了條件。同時，濃香型白酒釀造生產自動化智能化的應用實現了白酒清潔化、集約化、規模化生產，保證了食品安全，推動了白酒行業節能減排和可持續性發展，為釀酒行業創新和發展產生了深遠影響。

[1]謝永文,肖曙光,謝永俊,等.論傳統白酒釀造向機械智能化釀造設備成套生產線轉型的必要性[J].釀酒科技, 2014(1)：63-64.

[2]曉平.釀酒機械助力白酒融入現代科技[N].中國食品報,2014-03-31.

[3]趙德義,韓斌,李建剛,等.自動化系統在山東景芝酒業白酒生產中的應用[J].釀酒科技,2014(6)：91-94.

[4]李玉彤,張東躍,郭學鳳,等.不同配料方式的糟醅理化和質構特性對比[J].釀酒科技,2016(1)：65-68.

[5]李玉彤,曹建全,張東躍,等.機械裝甑與人工裝甑的酒醅蒸餾效果對比[J].釀酒科技,2015(1)：99-101.

[6]丁鵬飛,彭兵,謝國排,等.濃香型白酒釀造機械化研究與生產實踐[J].釀酒,2014(3)：28-31.

[7]黃亞東,楊猛.固態發酵法白酒連續蒸餾裝置設計[J].食品工業,2013(1)：182-183.

Introduction to Automated and Intelligent Production of Nongxiang Baijiu

ZHAO Liqiang,ZHANG Dongyue,GUO Xuefeng,MENG Fangang,LAIAnguiand ZHAO Deyi
(JingzhiDistillery Co.Ltd.,Weifang,Shandong 262119,China)

In this paper,the automated and intelligent production of Nongxiang Baijiu in Jingzhi Distillery was introduced briefly from three aspects,including equipment flow,key equipment,and the comparison w ith traditionalmanual operation.The advantages in the quantification,standardization and refinementof such automated and intelligentequipmentwere emphasized.This study provided the reference of Baijiu-making in the future.

Nongxiang Baijiu;Baijiu-making;automation;intelligent

TS262.6；TS261.4

A

1001-9286（2017）04-0082-06

10.13746/j.njkj.2017042

2017-02-28

趙立強（1959-），男，山東安丘人，釀酒高級技師，山東省輕工行業首席技師，現任山東景芝酒業股份有限公司釀酒廠廠長兼黨支部書記，發表論文十余篇。

張東躍（1986-），男，山東諸城人，國家白酒評委，現任山東景芝酒業股份有限公司釀酒車間技術員兼白酒品評員，主要從事白酒的機械化、自動化生產與釀造工作。