含砂量對(duì)筑窖原料土特性的影響

潘建軍，李 覓，孫中理，李國(guó)紅，郭 杰，蔡海燕，劉其虎，王 郁，劉 緒，張 磊

(1.四川省食品發(fā)酵工業(yè)研究設(shè)計(jì)院，四川成都 611130；2.釀酒生物技術(shù)及應(yīng)用四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川自貢 643000；3.國(guó)家固態(tài)釀造工程技術(shù)研究中心，四川瀘州 646000；4.青島啤酒（成都）有限公司，四川成都 611130；5.成都開(kāi)來(lái)食品有限公司，四川成都 611130；6.成都師范學(xué)院，四川成都 611130)

泥窖是濃香型白酒獨(dú)特的發(fā)酵設(shè)備，賦予了濃香型白酒與眾不同的風(fēng)格[1]。大量的實(shí)踐表明，泥窖比磚窖、泥磚混合窖生產(chǎn)的濃香型白酒酒質(zhì)更優(yōu)良[2]。目前，企業(yè)在建窖選土?xí)r，沒(méi)有科學(xué)的數(shù)據(jù)作為支撐，選擇較為主觀，加大了窖池發(fā)生漏水、垮塌等事故的風(fēng)險(xiǎn)，事故一旦出現(xiàn)必然嚴(yán)重影響企業(yè)的正常生產(chǎn)。

含砂量往往是筑窖用土選擇的重要指標(biāo)之一，砂感較為直觀，較容易判斷，且實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)顯示，一般情況下含砂量越高，土的防水性越差，依靠砂感選擇土樣有一定道理。本文通過(guò)研究不同含砂量的土樣相關(guān)特性指標(biāo)，為筑窖用土的選擇提供數(shù)據(jù)參考。

1 材料與方法

1.1 樣品來(lái)源

企業(yè)新建窖池備選土樣。

1.2 儀器與設(shè)備

液塑限聯(lián)合測(cè)定儀、滲透儀、分析天平、干燥箱、干燥皿、石英砂等。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

以樣品3為實(shí)驗(yàn)樣品，添加不同含量的石英砂測(cè)定相關(guān)指標(biāo)。感官指標(biāo)以企業(yè)9名10年以上生產(chǎn)一線(xiàn)工人評(píng)價(jià)為主。含砂量、塑性指數(shù)、滲透系數(shù)測(cè)定參考GB/T 50123—1999土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 土樣含砂量感官比較（表1）

表1 土樣含砂量感官比較表

由表1可知，土樣含砂量高于20 %時(shí)，開(kāi)始體現(xiàn)出砂感；當(dāng)土樣含砂量高于24 %時(shí)，砂感較明顯，當(dāng)土樣含砂量高于30%時(shí)，砂感明顯。因此僅靠手感鑒別，無(wú)法區(qū)分含砂量20%以下的土樣。

2.2 不同筑窖土比較（表2）

由表2可以看出，1號(hào)樣品含砂量高達(dá)74.3%，在手感上表現(xiàn)出明顯的砂感，無(wú)黏性，滲透系數(shù)7.3×10-3cm/s，幾乎不能防水，無(wú)法用于筑窖，能夠與其他6個(gè)樣品區(qū)分開(kāi)來(lái)，可以將其從候選土樣中排除。根據(jù)土的分類(lèi)，塑性指數(shù)＜10時(shí)，為無(wú)黏性土；塑性指數(shù)10～17為粉質(zhì)黏土，塑性指數(shù)＞17時(shí)為黏土，有黏性[3]。就2—6號(hào)樣品而言，在手感上體現(xiàn)出的黏性幾乎無(wú)法區(qū)分，但滲透系數(shù)有一定差別。4號(hào)樣品的滲透系數(shù)為9.6×10-6cm/s，防水性能不如其他樣品，6號(hào)樣品雖有一定砂感，但其滲透系數(shù)8.2×10-7cm/s，土質(zhì)在施工中可作為防水層。因此僅從感官無(wú)法選擇出最理想的原料土，需綜合考慮塑性指數(shù)、滲透系數(shù)、含砂量等。

2.3 含砂量對(duì)塑性指數(shù)的影響

在窖池建筑過(guò)程中一般采用打夯的方式，因此土樣黏性過(guò)高會(huì)粘黏設(shè)備，給施工帶來(lái)不便。在一定范圍內(nèi)增加含砂量可降低土的黏性。如圖1所示，原料含砂量約為10 %，當(dāng)石英砂添加量在2%～6%時(shí)，土樣的塑性指數(shù)變化不明顯，分別為19.0、19.5、18.9，仍屬于黏土，黏性無(wú)明顯變化。繼續(xù)添加石英砂，土樣的塑性指數(shù)開(kāi)始下降，當(dāng)添加量為8%時(shí)，土樣的塑性指數(shù)為15.9，為粉質(zhì)黏土，隨著石英砂添加量增加，塑性指數(shù)下降明顯，當(dāng)石英砂添加量為14%時(shí)，塑性指數(shù)為9.9，正好與黏性土和非黏性土的臨界值10.0很接近，繼續(xù)添加石英砂，土樣黏性消失。

2.4 含砂量對(duì)滲透系數(shù)的影響

添加石英砂會(huì)降低土樣的黏性保證打夯工藝的正常進(jìn)行，但添加石英砂同時(shí)會(huì)提高土樣的滲透系數(shù)，使土樣的防滲性能降低。如圖2所示，當(dāng)石英砂添加量為2 %～6 %時(shí)，土樣的滲透系數(shù)保持在10-7cm/s，防滲性能良好，當(dāng)石英砂添加量為8%時(shí)，滲透系數(shù)為2.53×10-6cm/s，在一定時(shí)間內(nèi)具備一定防滲性，當(dāng)石英砂添加量＞10%時(shí)，土樣不具備防滲性[4-5]。

表2 不同筑窖土指標(biāo)比較結(jié)果

圖1 石英砂添加量與土樣塑性指數(shù)關(guān)系

圖2 石英砂添加量與土樣滲透系數(shù)關(guān)系

3 總結(jié)與展望

傳統(tǒng)靠感官選擇筑窖土的方式有一定偏差，局限性較大，無(wú)法選擇出最合適的筑窖用土；同一土樣含砂量越高，土的滲透系數(shù)越大，防水性越差，但不同土樣的塑性指數(shù)、滲透系數(shù)與含砂量之間無(wú)必然關(guān)系；土樣通過(guò)摻砂的方式調(diào)整塑性指數(shù)，以適應(yīng)窖池建筑工藝，但需要同時(shí)測(cè)定其滲透系數(shù)，以滿(mǎn)足土樣的防水性。

下一步研究將引入更多的指標(biāo)，更全面地描述筑窖用土的特性，建立筑窖用土的選擇方法，更科學(xué)、更快速、準(zhǔn)確地選擇筑窖用土。