黃酒的加工特點與設備選型及新發展

梁敏，鄒東恢

（1.齊齊哈爾大學化學與化學工程學院，黑龍江齊齊哈爾161006；2.齊齊哈爾大學食品與生物工程學院，黑龍江齊齊哈爾161006）

黃酒的加工特點與設備選型及新發展

梁敏1，鄒東恢2

（1.齊齊哈爾大學化學與化學工程學院，黑龍江齊齊哈爾161006；2.齊齊哈爾大學食品與生物工程學院，黑龍江齊齊哈爾161006）

近幾年，隨著黃酒加工業的發展，黃酒加工設備也獲得了顯著的提高，黃酒加工設備向著大型化、自動化發展，新型黃酒加工設備得以涌現和發展，出現了一些新的變化。論述我國黃酒的加工特點、設備選型，并對其未來發展趨勢進行展望。

黃酒；特點；設備選型；新發展

黃酒源于中國，是我國的民族特產，也稱為米酒（rice wine），屬于釀造酒。約在3 000多年前，商周時代，中國人獨創酒曲復式發酵法，開始大量釀制黃酒，在世界三大釀造酒（黃酒、葡萄酒和啤酒）中占有重要的一席[1-2]。釀酒技術獨樹一幟，成為東方釀造界的典型代表和楷模，其中以浙江紹興黃酒為代表的麥曲稻米酒是黃酒歷史最悠久、最有代表性的產品，黃酒以大米、黍米為原料，一般酒精含量為14%～20%，屬于低度釀造酒。

黃酒中含有20種氨基酸，其中含人體必需的8種氨基酸，其含量居各種釀造酒之首。研究表明，黃酒含有豐富的活性組分，具有抗氧化、抗衰老、降血壓、降膽固醇、參與機體代謝和免疫調節等生理功效[3-4]。黃酒是我國酒類產業政策發展的產品，具有悠久歷史和文化內涵的酒種，黃酒產量每年以8%～10%遞增，2014年全國黃酒年產量達5.46×106t。新原料、新菌種、新技術和新設備為新品種開發、傳統工業改革與創新創造了機會，為黃酒業發展拓展空間走出國門，創造了良好的條件。

1 黃酒的加工特點

黃酒是我國獨特品種，與其他釀造酒相比，在生產工藝、產品風格等方面，都有其獨特之處。

1）地方特色濃厚，各地生產黃酒的原料、糖化發酵劑種類不盡相同，工藝操作各具特色，因而種類繁多。

2）傳統黃酒生產是夏天制曲，冬天釀酒，低溫釀酒，發酵期長，有利于酒度增長并產生色、香、味，積累黃酒中特有的風味物質。

3）典型的邊糖化邊發酵工藝，黃酒釀造時，糖化劑與發酵劑同時作用，協同發酵。

4）黃酒釀造用糯米釀酒，用麥制曲是歷代傳下來的寶貴經驗。

5）獨特的曲法釀造，用曲釀酒我國最早應用，有獨特風味與特點，如麥曲、小曲、紅曲等。曲的種類不同，黃酒風味亦不相同。

6）黃酒酒度低、營養豐富，所以要采以煎酒的方法，進行滅菌，然后密封在陶壇內，久貯不變質，酒味醇厚。

2 黃酒加工設備與選型

我國的黃酒機械從上世紀50年代開始進行了逐步的改造，因地制宜，因廠制宜，已先后對用水的自流化、浸米的大罐化、蒸飯的機械化、發酵的大罐化、壓榨的機械化、煎酒滅菌的機械化和灌裝的自動化進行了行之有效的改造，并在80年代初成功地進行了機械化生產黃酒，逐步實現了機械化、連續化的黃酒生產裝備，打破了黃酒季節性生產的限制。如2014年建設的某全自動黃酒釀造項目，在多個方面借鑒吸收了釀造生產的新技術和新的生產方式，在繼承獨特與優秀的黃酒傳統工藝的基礎上，將先進的自動化控制技術融合到黃酒生產工藝中，從制曲、浸米、蒸飯、發酵、過濾、煎酒一直到灌裝都實行機械化和自動化，實現了真正意義上的黃酒自動化生產[5]。黃酒生產的主要機械設備包括：原料預處理機械、蒸飯設備、黃酒發酵設備、壓濾設備、煎酒設備、灌裝機械設備等。

2.1 物料輸送設備

在食品發酵工廠中存在著大量物料輸送問題，為提高勞動生產率和減輕勞動強度，常常需要采用輸送機械來完成輸送物料的任務，黃酒生產原料輸送可用機械輸送或氣力輸送流程方法，輸送機械有多種，常用的設備有3種：帶式運輸機，斗式提升機和螺旋運輸機。氣力輸送是近些年來發展較快的一種輸送散狀物料的形式，在生物加工行業得到廣泛應用，主要借助強烈的空氣流經管道流動，把懸浮在氣體中的物料送至所需要的地方。

如黃酒生產原料大米可采用真空吸送系統形式輸送，氣力輸送與其他形式的輸送相比各有優點，但綜合性能相比較，氣力輸送有獨到之處[6]。表1列出氣力輸送與機械輸送方式比較。

表1 氣力輸送與機械輸送方式比較Table 1 Manner compare to airslide conveyer and mechanical conveyer

2.2 浸米設備

將精白米沖洗干凈后，再加水浸米，讓米粒吸飽水分，使其淀粉膨脹，以便在蒸煮時均勻蒸熟不帶白心。浸米時間長短因浸米時的氣溫、水溫和米的質量而異，一般24 h～72 h，浸米的程度要求米粒保持完整，用手指掐米粒成粉、無粒心為好，米吸水量約25%～30%。

多采用開口圓筒式錐形罐，碳鋼鋼板，以容積7.7 m3為例，浸米 4 t，直徑 2 500 mm，高 1 200 mm，錐體高1 100 mm，內裝有加熱蒸汽管。

2.3 蒸飯設備

蒸飯機有立式蒸飯機和串聯立式連續蒸飯機及臥式蒸飯機等形式。目前我國最為先進的黃酒蒸飯設備是不銹鋼臥式連續蒸飯機，優點是勞動強度低，蒸飯的熟度較容易控制，維護容易。在黃酒機械化新工藝流水線上連續蒸飯設備的蒸飯機，目前大多采用臥式蒸飯機，也有立式蒸飯機。

2.3.1 立式蒸飯機

立式蒸飯機結構簡單，容易制造，投資少，節約能源，維修方便，適合糯米、粳米原料蒸煮，適用于中小型酒廠應用。

結構：上筒體內徑720 mm、高2 915 mm，下筒體內徑320 mm、高460 mm，上下筒體連接處夾角為70°。上汽室蒸汽噴射孔直徑2.2 mm，均布700孔，下汽室蒸汽噴射孔直徑2.2 mm，均布400孔。總汽包壓力為0.392 MPa，上、下汽室壓力為 0.049 MPa～0.098 MPa。

2.3.2 臥式蒸飯機

臥式蒸飯機因有噴水、翻拌等，因此對各種米質原料的適用性較好，形式為鋼質履帶摩擦傳動型，為多數大中廠采用，總長度8 m～10 m，由兩端的鼓輪帶動不銹鋼孔帶回轉，或用鏈輪帶動尼龍網帶回轉。

2.4 發酵設備

在發酵容器方面，傳統工藝的黃酒生產是用大缸、酒壇作發酵容器的。容量小，占地大，質量波動大，勞動強度高。從20世紀60年代開始，在傳統工藝基礎上實行了黃酒生產的大罐發酵，目前大罐發酵已普遍應用，有30、45、50 m3的大罐，采用不銹鋼制造，為黃酒機械化奠定了基礎[7-8]。

大罐發酵基本特點是容積大、醅層深、發熱量大而散熱難、厭氧條件好、二氧化碳氣集中。黃酒大罐常是普通鋼板（A3）制成，內加無毒涂料，加之容積大、表面積小，故而厭氧條件比傳統的陶缸、酒壇好，酒精的揮發損失也少，出酒率較高。黃酒大罐發酵設備又分為前發酵罐和后發酵罐。

2.4.1 前發酵罐

目前國內較大的前發酵罐容積已達45 m3～50 m3，醪液深度達9 m～10 m，成為典型的深層發酵。前發酵罐有瘦長形和矮胖形兩種，以前者較普遍，因為它有利于醪液對流和自動開耙，并且占地面積較小。前發酵罐容積按單位質量投料量的3倍體積計算，即每千克原料需3 L的體積，罐體圓柱部分的直徑與高度之比約為1∶2.5。材料采用厚4 mm的不銹鋼，而大多采用8 mm的碳鋼板制作，內涂生漆或其他涂料，防止鐵與酒醪的直接接觸，以免影響酒的色澤、風味和穩定性。

前發酵罐冷卻裝置有列管內冷卻、夾套外冷卻和外圍導向帶式冷卻，其中夾套外冷卻的冷卻面積較大，冷卻速度較快，但冷卻水利用率較低。也可采用三段夾套式冷卻，分段控制進水量，以便按不同要求控制發酵液溫度。目前趨向采用外圍導向冷卻，它能合理地利用冷卻水，冷卻面積比夾套式少，冷卻速率稍低。

2.4.2 后發酵罐

后發酵罐主要用于進行長時間緩慢后發酵，進一步轉化淀粉和糖分為酒精，促使酒液成熟。由于發酵慢，時間長，所以后發酵罐的數量和總容積遠比前發酵罐多和大。后發酵罐一般為瘦長形圓柱錐底直立罐，可用4 mm厚不銹鋼板或6 mm～8 mm厚的碳鋼板制造，但碳鋼罐制好后要內涂生漆或其他防腐無毒涂料，其單位投料量所占的容積可按前發酵醪容積的0.9倍計算[9-10]。后發酵醪的品溫控制有3種方法：一是罐內列管冷卻，對降低中心部位醪液的品溫較容易；二是外圍導向冷卻，若要迅速降低酒醪中心部位品溫，應與無菌空氣攪拌相結合；三是后發酵室空調降溫，效果好但耗冷量大，成本較高。

2.5 過濾與煎酒設備

2.5.1 過濾設備

在過濾設備中，較為先進的有硅藻土過濾機、板框式壓濾機、真空過濾機及超濾膜過濾設備。黃酒過濾傳統采用笨重的杠桿式木榨床，目前已采用板框式壓濾機，如采用BKAY54/820型板框式氣膜壓濾機，該機由機體、液壓兩部分組成。機體兩端由支架和固定封頭定位，靠滑竿和拉桿連為一體，滑竿上安放59片濾板及一個活動封頭，由油泵電動換向閥和油箱管道油壓系統組成。板框式壓濾機系列主要技術參數見表2。

真空過濾機及不銹鋼硅藻土過濾機在黃酒生產中都有所應用，真空過濾機構造及性能參數：主要由真空泵、過濾排出泵和過濾機3部分組成。真空泵的型號為TRV50-220，吸氣流量290 m3/h，真空度66 661 Pa（500 mmHg），裝機容量7.5 kW，裝泵臺數為1臺。過濾機型號為10TAYLO，過濾面積10 m2，轉鼓直徑為1 335 mm，最大預涂層厚度100 mm，最大預涂層體積1 050 L，刮刀進給速度0～800 mm/h，可連續調節，轉鼓速度0.33 r/min～1.68 r/min。助濾機懸浮罐容積500 L，最高工作溫度80℃，該機適用于瓶裝黃酒產量大的黃酒企業[11-12]。

表2 板框式壓濾機系列主要技術參數Table 2 Main technology parameter to plate and frame pressure filter series

2.5.2 煎酒設備

常采用蛇管、套管、列管和薄板等換熱器作為黃酒的煎酒設備。

2.5.2.1 柜式黃酒滅菌器

柜式黃酒滅菌器適用于中小型黃酒廠黃酒的滅菌，其滅菌溫度在80℃～100℃，熱效率在92.27%，冷凝水≤70℃，每小時滅菌黃酒量在1.6 t～9 t左右。采用分段加熱法，使料逐步升溫，高溫區受熱時間8 s，使酒味不走味，附有衡酒器及冷卻系統。表3為GMHL型柜式黃酒滅菌器技術參數。

表3 GMHL型柜式黃酒滅菌器技術參數Table 3 Technology parameter of GMHL form guishi yellow rice wine sterilization pot

2.5.2.2 薄板式熱交換器

黃酒滅菌裝置是由板式熱交換器、熱水器及熱水管路、貯生酒桶、物料泵和熱水泵組成。板式換熱器由幾十片兩面帶波紋的溝紋板和薄片板組成，交替排列，片與片邊緣的密封采用膠皮圈，酒液和熱水以泵送壓力，循著溝紋板兩面的溝紋相向流動而進行熱交換。如熱交換后尚未達到預定殺菌溫度要求，可通過轉向進入回流桶，再進入熱交換器加熱。達到要求酒溫的酒流入灌酒桶，灌酒桶上方的酒蒸氣可回入薄板換熱器的預熱段，與冷酒液進行熱交換。薄板換熱器高效衛生，如果采用兩段式薄板熱交換器，還可利用其中的一段進行熱酒冷卻和生酒的預熱，充分利用熱量。

2.5.2.3 列管式熱交換器

采用20K鋼板卷焊成4～5個圓筒體，每個筒體內均設置10～20根流酒管（為不銹鋼管或紫銅管）。由花板、封頭蓋將筒體、流酒管束各自串聯，組成一個密封的容器。管內流酒管外與筒體內通蒸汽，酒液和蒸汽反方向進入，達到滅菌的目的。其優點是酒溫穩定、效果好，根據生產需要可自制，如某酒廠的圓筒直徑為500 mm、長1 400 mm，紫銅管直徑9 mm、壁厚1.5 mm、長1 400 mm，管束11根的列管式熱交換器6 h～7 h，可出酒20 t，出酒溫度控制在85℃～88℃。

2.6 黃酒灌裝設備

2.6.1 黃酒不含氣體包裝機械

黃酒包裝生產線研制的壓蓋機，其特點是壓蓋后退瓶速度快，不掛瓶，主機的穩定性好，各部分旋轉動作協調、準確、平穩，采用了變頻無級調速可在調整范圍內隨意選擇速度；采用PLC可編程序控制器，出現故障時自行停機。該設備達1萬瓶/h生產線，由攪蓋、理蓋、壓蓋機上部、壓蓋頭、壓蓋機下部、工作臺、輸瓶鏈道、進瓶螺旋、進出撥輪等組成[13-14]。壓蓋機主要技術參數見表4。

表4 壓蓋機主要技術參數Table 4 Main technology parameter to capping machine

2.6.2 GWDP系列灌裝機

主要用于玻璃瓶灌裝黃酒、白酒及不含氣的飲料，采用定量灌裝。本機主要結構由進瓶螺旋、進出瓶星輪、液缸、灌裝閥、托瓶、調高支承、防護罩、電氣控制等組成。其特點：灌裝閥為定量灌裝閥，當閥下無瓶時液體流入定量杯內進行定量，瓶子上升與閥下部頂緊，打開定量閥，定量杯中的液體流入瓶內進行定量灌裝。進出瓶故障自動安全保護；同步調整方便，高度調節范圍大，可適應200 mm～350 mm之間不同高度的瓶子；定量灌裝閥容量可精確調整；變頻調速，機器運轉速度可隨意調節。GWDP灌裝機主要技術參數見表5。

表5 GWDP灌裝機主要技術參數Table 5 Main technology parameter to GWDP filling machine

3 黃酒加工設備發展與展望

就整體機械裝備技術水平而言，黃酒生產尚落后于啤酒、白酒、葡萄酒等行業，黃酒機械設備生產廠家較少，在水處理裝置、精米機、塊曲制曲機、黃酒的陳儲設備等方面有待進一步完善[15]，黃酒機械設備生產未來將面臨著機遇和挑戰。隨著消費者對黃酒品質要求越來越高，黃酒生產設備的機械化、自動化程度必將提高。在未來的發展中企業將更加注重生產成本的降低，考慮節能環保的問題，出現以下幾個方面的發展趨勢。

1）機械裝備發展有潛力。目前黃酒生產企業裝備沒有完全實現機械化、自動化，尚有半手工和半機械化操作，隨著黃酒生產企業對產品質量認識的轉變，會不斷改進生產流程中的工藝和裝備，相應的就需要有更加精密、分工更細致的裝備，黃酒機械裝備市場發展將大有潛力。

2）加快調整產業結構，走集團化發展道路。要改變目前“多、小、散”的局面，發揮規模效益。在科技進步方面，要改變老的生產模式和框架，設備的功能設計上，不斷創新，開發新材料，引進科技含量高的先進技術和裝備，使黃酒工業逐步向自動化、集團化發展方向邁進。

3）加強國產自主創新設備開發。雖然在國產設備中能跟上國際先進水平的產品不少，但真正具有自主知識產權，具有技術創新的卻較少。所以黃酒設備制造行業應從創新的角度，自主知識產權的高度來開發新產品，這樣才能真正實現國產設備的升級換代。

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Process Characteristics and Equipment Type Selection to Yellow Rice Wine and Its New Development

LIANG Min1，ZOU Dong-hui2
（1.College of Chemistry and Chemical Engineering，Qiqihar University，Qiqihar 161006，Heilongjiang，China；2.College of Food and Bio-engineering，Qiqihar University，Qiqihar 161006，Heilongjiang，China）

In the last few years，with the development of yellow rice wine process industry，yellow rice wine process equipment have significantly increased and yellow rice wine process equipment trends large-scal，automation development，new type yellow rice wine process equipment have emergence and development，some new changes have taken place.In this paper,yellow rice wine characteristics,equipment type selection and a useful guidance for future studies to yellow rice wine process equipment development were discussed.

yellow rice wine；characteristics；equipmenttype selection；new development

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.17.048

2016-12-25

梁敏（1967—），女（漢），副教授，本科，主要從事化學工程、食品工程等方面的研究。