一種具有自主知識產權的環保米酒——太陽能米酒

區國良

一種具有自主知識產權的環保米酒——太陽能米酒

區國良

（廣東省九江酒廠有限公司，廣東 佛山 528205）

以太陽能為主要能源，對米酒發酵醪液進行加熱蒸餾，從而得到米酒產品，在白酒生產過程中利用太陽能減少污染物排放，達到節能環保、清潔生產的目的，同時提升產品質量，使米酒味道更純正，口味更清爽，產品更安全，實現產品升級換代。以太陽能為主要能源對米酒進行蒸餾的裝置已獲得國家實用新型專利權，專利號為201521141237.8。

米酒；節能減排；太陽能；蒸餾

能源問題與人們的日常生活、生存環境、經濟發展和未來密切相關，隨著世界人口的增長，人們對自然資源的需求不斷增加。但人們對礦物燃料過度開采，使不可再生資源日趨枯竭，全球環境日益惡化，因此，大力開發可再生資源的利用，日益受到世界各國的關注和重視，其中最突出的是太陽能的研究與應用。礦物能源的危機直接影響到國家的發展戰略及國家安全，解決能源危機，開發利用可再生能源刻不容緩。中國是煤炭生產和消費大國，而燃燒煤炭時產生的SO2、NO、CO2等污染物總量也相當驚人，造成嚴重的大氣污染，危害環境。鑒于此，國家相應地推出限煤政策，逐步降低煤炭的消費比例，提升新能源的使用比例，由此，大力開發利用太陽能是大勢所趨。將太陽能應用技術與傳統釀酒技術相結合，符合國家環保政策要求，同時還能提高產品質量，提升產品競爭力。

在目前的白酒生產過程中，蒸餾工藝主要采用直接蒸汽進行蒸餾的方式，在整個生產過程中消耗了大量的能源，以米酒生產為例，蒸餾過程的能耗占整個生產總能耗的70%以上，而蒸餾過程主要靠燃燒原煤產生蒸汽提供熱能的方式對白酒進行蒸餾，煤是不可再生能源，在消耗大量有限資源的同時，燃燒煤時產生大量的廢氣、廢水加劇了環境污染，危害人類生存環境。同時，以直接蒸汽進行白酒蒸餾的生產方式給發酵醪液帶來了大量的蒸汽冷凝水，大大降低了醪液的有機物濃度，不利于白酒風味物質的蒸餾及提純，大量蒸汽冷凝水給酒糟的綜合利用造成更大的困難。如何降低白酒生產的能源消耗，提升產品質量，提高蒸餾效率已經成為釀酒行業的一大課題。改進蒸餾技術，應用清潔能源進行蒸餾，節能減排，是降低白酒生產能耗的有效途徑。

2018-05-18，習近平總書記在全國生態環境保護大會上發表重要講話，要深刻認識生態環境保護面臨的形勢，加強生態環境保護，推動綠色發展模式，提高全民環保意識，逐步規范環保管理，以保護人體健康和生態環境為目標，實現天更藍、地更綠、水更清，貫徹“綠水青山就是金山銀山”的生態環保理念，倡導大力發展清潔能源。在太陽能利用方面，國家和各省出臺了一系列的鼓勵政策，在稅收方面給予太陽能環保技術項目優惠，或直接在資金上給予扶持，助力發展以低能耗、低污染、低排放為基礎的綠色環保經濟模式，鼓勵企業在能源技術和減排技術方面不斷創新。太陽能是采之不盡、用之不竭的可再生能源，屬于清潔能源，中國土地遼闊，有著豐富的太陽能資源，全國各地的年太陽能總輻射量為928～2 333 kW·h/m2。以廣東省南部為例，年太陽能總輻射量處于全國的平均水平，參考值為1 626 kW·h/m2，以利用1 000 m2（太陽能蒸餾陣列）太陽能輻射面積計，年供能源1 626 MW·h，折標煤約200 t，可蒸酒1 000 t，減少CO2排放498 t，實現降低成本、節能減排的目標，取得可觀的經濟效益及社會效益。

1 主要試驗材料與設備儀器

1.1 試驗材料

試驗材料包括大米、米酒曲種。

1.2 主要試驗設備及檢測儀器

試驗設備為太陽能蒸餾裝置。根據專利號為201521141237.8的太陽能蒸餾裝置專利文件，委托山東省章丘聚寶盤新能源設備廠生產一套口徑為220 cm的碟式太陽能蒸餾裝置，接收太陽能的有效面積為3.5 m2，在正常日照陽光下提供3.5 kW的太陽能功效，太陽能蒸餾裝置的太陽自動跟蹤控制系統采用“雙軸GPS+天文計算+光控”方式。

主要產品檢測儀器有島津GC-17A、島津GC2010Plus。

2 試驗方法

2.1 米酒發酵

以常規米酒生產工藝方式進行米酒發酵，主要工藝流程如圖1所示。

2.2 米酒蒸餾

2.2.1 太陽能蒸餾裝置結構

太陽能蒸酒裝置由斜底釜、拋物面太陽能集熱器、太陽跟蹤控制器、冷凝器等部件組成。蒸餾裝置原理和斜底蒸餾釜結構如圖2所示。

（a）蒸餾裝置原理圖 （b）斜底蒸餾釜結構圖

1—拋物面太陽能集熱器；2—螺桿螺母組件；3—支柱；4—排料閥；5—排料管；6—支架；7—斜底釜；8—蒸汽管；9—進料閥；10—進料管；11—冷凝器；12—軸承；13—懸掛桿；14—仰角電機；15—萬向節；16—方位角電機；17—齒輪組件；18—支座；19—排料口；20—玻璃棉保溫層；21—安全閥；22—蒸汽口；23—真空閥；24—進料口；25—防風擋板；26—經黑化處理的不銹鋼橢圓形吸熱面；27—階梯式垂直擋板。

圖2 蒸餾裝置原理圖和斜底蒸餾釜結構圖

2.2.2 蒸餾方法

拋物面太陽能集熱器1將太陽能聚焦到斜底釜7的橢圓形吸熱面26上，將釜內的酒醪加熱至沸騰，得到酒精氣體，酒精氣體通過蒸汽管8至冷凝器11，在冷凝器通過熱交換冷凝得到白酒液體，酒精氣體在冷凝器的熱交換過程中將酒醪進行預加熱，提高太陽能利用率。

在蒸餾過程中，當蒸餾液的酒精度低于3%（/）時，停止蒸餾，將排料閥門4開啟，通過排料管5排出酒糟，完成排料后關閉排料閥門4，開啟進料閥門9，通過進料管10往斜底釜內加入經過預熱的酒醪，進料后關閉進料閥門9進入新一輪的蒸餾操作。

太陽跟蹤控制器采用GPS衛星定位、天文計算及光控跟蹤器模式自動跟蹤太陽，通過控制仰角電機14運轉，驅動萬向節15轉動帶動螺桿螺母總成2運轉，推動拋物面太陽能集熱器1跟蹤太陽的仰角。在左右兩條懸掛桿13的牽引下，推動拋物面太陽能集熱器以拋物面的焦點為圓點，而圓點就是在左右兩個軸承12的軸線上，以拋物面的焦距為半徑作圓弧上下運動，跟蹤太陽的仰角，使拋物面太陽能集熱器1將太陽能聚焦到斜底釜的橢圓形吸熱面26上，同時通過太陽跟蹤控制器控制方位角電機16運轉，帶動齒輪總成17運轉，驅動支柱3、支架6、斜底釜7及拋物面太陽能集熱器1同步轉動并跟蹤太陽的方位角。

斜底釜固定安裝在支柱3的支架6上，而進料管10、蒸汽管8、排料管5均采用不銹鋼波紋管與斜底釜7實現柔性連接。

拋物面太陽能集熱器1通過左右兩邊的懸掛桿13及軸承12與支架6實現活動連接，使拋物面太陽能集熱器的焦點落在斜底釜的橢圓形吸熱面26上。在斜底釜的斜底上設置不銹鋼階梯式垂直擋板，在排料操作時，讓蒸餾釜內保留適當的液體，防止排料操作時出現釜底燒焦現象。

在斜底釜的頂部設置一個壓力安全閥21，其工作壓力為1.0 kg/cm2，防止在蒸餾過程斜底釜出現超壓現象而發生安全事故。在斜底釜的頂部設置一個真空閥23，防止在進料過程中由于釜內溫度瞬時降低而出現負壓現象而損毀斜底釜。在斜底釜的側面及頂面設置玻璃棉保溫層20，減少熱損失，提升蒸餾熱效率。在斜底釜的橢圓形釜底采用經過黑化處理的不銹鋼橢圓形吸熱面26，提升熱效率。在斜底釜的橢圓形釜底設置橢圓形防風擋板25，減少熱損失，提升熱效率。

3 結果與分析

太陽能蒸餾裝置吸收太陽能的有效面積為3.5 m2，在白天晴朗、無云摭擋的情況下，提供平均3.5 kW的太陽功率，為太陽能米酒蒸餾過程提供能量。

對發酵成熟的米酒發酵醪液分別采用了傳統蒸餾工藝（以直接蒸汽加熱蒸餾）及太陽能蒸餾工藝進行蒸餾，并對蒸餾得到的白酒產品進行同條件下6個月時間的陳釀老熟，組織品酒師對經過陳釀老熟后的白酒樣板進行感官品評、評分，并對樣板灑分別進行了理化指標檢測。

各個評酒師對樣本酒的風味指標評分情況如表1所示，評酒師對兩種蒸餾方式的產品風味品評的綜合評價意見為：以太陽能蒸餾的米酒與傳統方法蒸餾的米酒比較，太陽能蒸餾的米酒米香更濃郁、純正，口感更醇厚、綿甜、爽凈，酒體更豐滿，別具產品特色。

兩種蒸餾方式產品的主要理化指標如表2所示。從表2中反映的產品主要理化指標顯示，以太陽能蒸餾的米酒與傳統方法蒸餾的米酒比較，理化指標呈穩定向好的趨勢，其中，作為米酒產品的主要風味特征成分?-苯乙醇含量有較大的升幅，升幅達29.5%，對提升產品風味質量起到重要的作用。對以太陽能蒸餾的米酒與傳統方法蒸餾的米酒產品的感官指標及理化指標進行綜合比較，太陽能蒸餾的米酒產品質量有著明顯的優勢。

表1 兩種蒸餾方式產品的風味指標對比

風味指標 編號方式外觀（滿20分）香氣（滿30分）口感（滿30分）型格（滿20分）總評分（滿100分）質量排序 1傳統2025.725.517.388.52 2太陽能2027.328.118.493.71

表2 兩種蒸餾方式產品的主要理化指標對比

理化指標 編號方式20 ℃酒精度體積比/（%）總酸/（g/L）總酯/（g/L）雜醇油/（g/L）?-苯乙醇/（mg/L）質量排序 1傳統36.70.770.961.5857.22 2太陽能36.60.800.981.6174.11

4 結論

通過試驗，在米酒生產工藝過程中，以太陽能為能源對米酒發酵醪液進行加熱蒸餾，能夠實現傳統釀酒產業與新能源、新技術的有機結合，提升傳統釀酒行業的技術水平，降低產品能源消耗，實現節能減排，為打造綠色環保釀酒產業打下基礎，創造更好的社會效益。同時，以太陽能對米酒進行蒸餾，有效降低了生產中雜質污染的風險，解決了傳統蒸餾過程中產生大量蒸汽冷凝水的難題，提高了米酒發酵醪液中風味成分的濃度，更有利于米酒風味物質的提取，使米酒的米香更濃郁、純正，口感更醇厚、綿甜、爽凈，酒體更豐滿，有效提升了米酒產品質量，為產品研發創新、提高企業經濟效益開拓了新的途徑。

TS262.4

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2019.16.066

2095－6835（2019）16－0149－02

區國良（1962—），男，本科，釀造工程師，主要從事釀酒及相關管理工作。

〔編輯：王霞〕