固態(tài)發(fā)酵酒醅樣品采集及實時檢測裝置的設計與應用

文/張 杰 程 偉 潘天全 李 娜 （安徽金種子酒業(yè)股份有限公司）

中國白酒分為十二大香型，大部分香型白酒的固態(tài)法發(fā)酵在封閉的地下窖池中進行，窖池中的酒醅在不同的發(fā)酵期間內變化明顯。酒醅是白酒釀造的主體，也是微生物生長的基質[1]。伴隨著酒醅發(fā)酵進行，窖池微生物群落不斷地發(fā)生著有序的消漲變化[2]。酒醅各項理化指標直接顯示窖池內酒醅發(fā)酵各階段是否正常，酒醅檢測成為白酒生產過程的重要環(huán)節(jié)[3]。通過對窖池內酒醅理化指標進行分析，及時調整生產工藝參數(shù)，對提高原酒出酒率及質量意義重大。在對酒醅進行取樣時，要保證取樣具有代表性，并盡可能減少對窖池密封性的影響，樣品檢測要及時、準確，盡量減少環(huán)境因素影響。為解決這一問題，設計了一種固態(tài)發(fā)酵酒醅樣品采集及實時檢測裝置，實現(xiàn)各部位酒醅樣品密閉采集及理化指標檢測，提高了酒醅檢測時效性、準確性，檢測后酒醅回填可減少對窖池密封性的影響。

一、設計目的與實施步驟

1.所要解決的技術問題及達到的效果

固態(tài)發(fā)酵酒醅樣品采集及實時檢測裝置具有樣品采集方便、裝置拆卸清洗簡單、檢測及時準確等功能，挺進頭、齒狀刮片及挺進頭中部篦子的設計，利于酒醅刮動進入取樣倉并過濾黃漿水。取樣倉內裝有探頭并連接檢測器，實現(xiàn)酒醅樣品采集及理化指標檢測，提高酒醅檢測的時效性、準確性。檢測裝置、取樣管、挺進頭、套管均可拆卸分離，利于清洗和重復使用，避免滋生雜菌。樣品檢測后可回填至孔洞中，減少對窖池密封性的影響，避免發(fā)酵酒醅的樣品采集檢測對固態(tài)發(fā)酵的干擾，生產實際應用價值較高。

2.裝置的結構分析

圖1 酒醅采集及實時檢測設施結構示意圖

圖1 為固態(tài)發(fā)酵酒醅樣品采集及實時檢測裝置的結構示意圖，圖2 為樣品采集裝置中上部取樣倉的A-A 剖面圖。酒醅采集裝置包括取樣管（1）、取樣旋把（1-1）、卡槽（1-2）、套管（2）、套管旋把（2-1）、挺進頭（3）、顯示屏（4-1）、信號線（4-2）、探頭（4-3）。挺進頭包括頂層薄板（3-1）、取樣倉（3-2）、齒狀刮片（3-3）、篦子（3-4）、尖頭（3-5）。參見專利文獻[4]。

圖2 樣品采集裝置中上部取樣倉的A-A 剖面圖

3.裝置的操作使用

固態(tài)發(fā)酵酒醅樣品采集及實時檢測裝置結構簡單、操作方便，同時具有時效性、準確性。使用時取樣旋把與套管旋把交錯轉向一定角度，使挺進頭內外取樣口錯開，取樣管旋轉使挺進頭內外取樣口合起，向下按壓取樣旋把，使挺進頭在窖池內向下位移時穿過固態(tài)酒醅，根據(jù)取樣管刻度確定目標深度距離；挺進頭在窖池內向下位移到達設定目標深度距離后，轉動套管旋把使齒狀刮片帶動酒醅進入取樣內倉，完成取樣操作后交互轉動旋把使取樣內倉閉合，向上提起套管旋把，樣品采集裝置拔出窖池，完成樣品采集作業(yè)。取樣前打開檢測器，檢測窖池內不同位置溫度，樣品取出后靜置1min 左右，待檢測器顯示屏上各項指標示數(shù)穩(wěn)定，即為所取酒醅酒精含量、酸度。取樣檢測后酒醅回填，取樣管、套管、挺進頭等部分拆卸并清洗干凈，待下次使用。

二、裝置的生產應用分析與探討

1.發(fā)酵酒醅的溫度檢測

隨機抽取5 個窖池，編號1#—5#，選擇發(fā)酵容器的4個邊角作為檢測點，分別取窖池上、中、下三層酒醅，同時記錄各層溫度，其測量結果與利用插入式窖池測溫計檢測相同位置溫度結果對比，分析取樣器對于溫度檢測的準確性。

圖3 為5 個窖池發(fā)酵結束時上、中、下層溫度對比結果，隨機抽取的5 個窖池各點溫度均不相同，同一窖池上、中、下層溫度對比差異明顯，不同窖池相同位置溫度同樣差異明顯。由于不同層次酒醅存在的主要微生物不同，上層以霉菌為主，中、下層均以酵母菌和細菌為主，不同微生物代謝能力不同導致酒醅溫度的差異性[5]。利用取樣器取樣并同時檢測酒醅溫度，其結果與插入式測溫計基本一致，確定取樣器對于溫度檢測的準確性高。

圖3 酒醅發(fā)酵溫度的測溫計檢測與取樣器檢測結果對比

2.發(fā)酵酒醅的酒精含量檢測

上述1#—5#5 個窖池，選擇發(fā)酵容器的4 個邊角作為檢測點，分別取窖池上、中、下三層酒醅，取出后待顯示器示數(shù)穩(wěn)定即為各層酒醅酒精含量，開窖后在相同位置取樣并采用化學滴定法檢測酒醅酒精含量[6]。兩種方法檢測各層酒醅酒精含量結果對比，分析取樣器對于酒精含量檢測的準確性。

圖4 為5 個窖池發(fā)酵結束時上、中、下層酒精含量對比結果，隨機抽取的5 個窖池各點酒精含量均不相同，同一窖池酒精含量由高到低依次為上、中、下層。由于各窖池糧醅下池參數(shù)略有差異，不同窖池相同位置酒精含量也存在明顯差異。利用取樣器取樣并同時檢測酒醅酒精含量，其結果與化學滴定法檢測結果基本一致，由此確定取樣器對于酒精含量檢測的準確性高。

圖4 酒醅酒精含量的開窖檢測與取樣器檢測結果對比

3.發(fā)酵酒醅的酸度檢測

同上述酒精含量檢測過程，選擇發(fā)酵容器4 個邊角作為檢測點，分別取窖池上、中、下三層酒醅，取出后待顯示器示數(shù)穩(wěn)定即為各層酸度，開窖后在相同位置取樣并采用近紅外光譜分析技術[7]檢測酸度。兩種方法檢測各層酒醅酸度結果對比，分析取樣器對于酸度檢測的準確性。

圖5 為5 個窖池發(fā)酵結束時上、中、下層酸度對比結果，隨機抽取的5 個窖池各點酸度均不相同，同一窖池酸度由低到高依次為上、中、下層，不同窖池相同位置酸度存在明顯差異。利用取樣器取樣并同時檢測酒醅酸度，其結果與近紅外光譜分析技術檢測結果基本一致，由此確定取樣器對于酸度檢測的準確性高。

圖5 酒醅酸度的開窖檢測與取樣器檢測結果對比

三、結語

本文結合生產實際，分析與探討了一種固態(tài)發(fā)酵酒醅樣品采集及實時檢測裝置，該裝置結構簡單，操作方便，檢測及時性強，準確性高，酒醅取樣檢測后可重新回填至窖池，避免雜菌感染、酒精揮發(fā)現(xiàn)象。應用該裝置可以有效分析檢測窖池內酒醅相關數(shù)據(jù)，了解窖池內酒醅發(fā)酵情況，確定酒醅發(fā)酵是否正常，從而找到釀造工藝中的缺陷，及時調整生產工藝，對各大白酒企業(yè)提高原酒出酒率及質量有著深遠的意義。