關于圓盤制曲機在釀酒行業的應用

（煙臺良榮機械精業有限公司，山東 煙臺 264006）

白酒作為世界六大蒸餾酒之一，因其工藝技術獨特，口感別具一格，在酒類產品中具有重要地位。伴隨著數千年的華夏文明而歷史悠久，形成了博大精深的中國酒文化，是中華民族智慧的結晶；與我國光輝燦爛的文明相融合，成為中國文化傳承和健康價值的重要載體和人們生活不可或缺的組成部分；更重要的是白酒作為一種社會交往的媒介，已成為人們情感交流、壓力釋放的重要載體。

隨著社會經濟的發展，人們生活水平的提高，人們更加注重白酒的品質，而今白酒質量標準已形成了較為完善的質量技術標準體系，主要包含理化指標、衛生指標和感官要求，其中口感失敗就質量重要的判定依據；[1]然而，傳統的釀酒工藝存在一些固有的弊端，主要是效率低，勞動強度大，環境差等，尤其在翻曲、制曲、攤涼等環節，為了克服固態釀酒工藝的弊端，[2]及保證品質，必須實現白酒生產的自動化和智能化，提高生產效率，降低勞動強度，實現資源合理配置，促進釀酒設備向全自動化和現代化的方向發展，及企業向“優質、安全、低耗、可循環的方向發展”，越來越多的行業開始依靠技術革新、設備的升級來提高生產效率。

各大酒廠致力于改進釀酒工藝，研發新技術，開發新設備，推進白酒行業的發展，加大了技術創新的步伐，逐漸開始了借助機械化、自動化、信息化替代傳統釀造工藝的創新探索；工藝、設備自主創新，突破傳統釀造模式，把大量人力資源從勞動中解放出來，提高生產效率，節約資源，改善釀酒品質，推動整個白酒產業轉型的升級；[3]良榮機械憑借多年來在醬油行業設備的應用與實驗，開發出的圓盤制曲機應運而生，改變了傳統的釀造行業生產方式，引領企業技術革新。

材料與方法：設備組成部分、各部分作用

圓盤制曲機由外體框架、曲室、出入曲、出入曲升降、翻曲、翻曲升降、主軸、圓盤框架、清洗、驅動、測溫裝置、風道、空調、操作面板、存儲器、數據采集系統、處理器和執行系統等部分組成；

外體框架，主體框架，支撐所有設備的架體；

曲室，用于提供制曲環境；

出入曲，曲室內部件，出料和入料，即物料的進出；

出入曲升降，出入曲機升降驅動部分，驅動出入曲機的上升或下降；

翻曲，物料在入曲后攪拌物料，或在酶曲生長一段時間后的物料攪拌降溫，通風呼吸；

翻曲升降，翻曲機升降驅動部分，驅動翻曲機的上升或下降；

主軸，設備的中心部分，支撐圓盤、出入曲、翻曲、圓盤頂層；

圓盤框架，曲盤篩網支撐部分；

清洗，圓盤內部的自動或手動清洗；

驅動，圓盤轉動的主驅動部分；

測溫裝置，曲料的溫度，濕度的檢測控制；

風道，空調機氣體流的出入管道；連接在曲室的上室與循環風機的進風口之間的回風管；空調，加溫，加濕，送風裝置，包括蒸汽的調節，排風，排風調節器，冷卻器，加熱器、強排風機等；

操作面板，用于供用戶將整個制曲過程劃分為多個制曲階段，并針對每一個制曲階段，設置曲料在本制曲階段生長所需的最佳制曲環境參數等等；

存儲器，用于存儲制曲過程數據等；

數據采集系統，安裝在制曲室控制柜上（或中控），采集整個制曲過程的各個制曲階段下的實際制曲環境參數等；

處理器，輸入接口分別接數據采集系統和存儲器，處理器的輸出接口接執行結構；

執行系統，用于處理器輸出的數據，調節制曲環境。

圓盤制曲機的性能特點：

1.圓盤制曲機主要由外驅動的回轉圓盤、翻曲機構、進料排料機構、通風空調系統、隔溫殼體等部件組成。翻曲機采用特殊結構的攪拌葉片，翻曲均勻、徹底；排料系統采用45 度浮動式擋板，出曲干凈，剩料少；回轉圓盤平面度、圓度精確，漏料少；設有溫度自動控制、自動報警系統；

2.曲室內與物料接觸所有零部件均采用不銹鋼材料制作，全程生產機械化作業，人與物料不直接接觸，避免人為污染，雜菌感染少，清洗方便，使用壽命長；

3.自動化的溫度、濕度、風量的調控，為曲的生長提供了更舒適的生長環境，微生物在整個培育過程中，始終處于一個密閉的環境里，只需通過觀察窗進行控制，控制能力強。微生物在生成、發育過程中對于溫 度、濕度、氧的補充等不同的各種條件，更能得到滿足，更有利于微生物的培育；

4.減少了勞動力，提高勞動生產率，降低工人勞動強度，改善工人工作環境，水、電、汽等能源消耗比傳統微生物培養設備普遍降低，產量有了大幅度提升；

5.采用人機對話、智能控制系統，達到產品的質量要求與能源的最佳利用；

6.根據不同的產品物料輸入不同控制參數；

武漢勁牌實驗：

白酒按生產方法培養基的狀態不同可分為固態培養法和液態培養法，其中固態培養法由于其酶活高得到了廣泛應用。固態法因其所用設備不同，又分為淺盤法、通風制曲法；淺盤法操作簡單、投資少，但是勞動強度大，同時受人為影響大且易染菌。通風制曲法在淺盤法的基礎上進行了機械化改造，勞動強度已大大降低，但是其在開放式的環境中生長，容易受到雜菌的感染，導致產品質量不穩定；在釀造生產過程中，需要利用種曲對原料進行分解，種曲質量的好壞，直接影響釀造成品的質量和原料利用率。

勁酒在制作簾子曲工藝進行了調整，創先使用了良榮機械制造的圓盤制曲機，進行根霉菌的生產，產量較傳統簾子曲設備有了較大幅度提升，勞動強度有較大幅度降低，生產實現了機械化、智能化、生產過程控制實現了自動控溫、控濕，保證了產品品質的穩定性，勞動強度大大降低，從根本上解決了培養過程中染雜菌以及人為經驗影響產品質量，并且可以與前后端自動化設備的有機銜接。

通過產品實驗結果檢測發現，圓盤制曲質量優于淺盤制曲指標，圓盤根霉曲糖化力33.2（g/100g），淺盤根霉曲31.8（g/100g）。

結論總結：使用圓盤制曲機生產根霉曲，不能單純使用米粉或者麩皮，單純使用米粉在營養方面比較好，但是米粉粒度細，在培養過程中菌絲產生的水分、二氧化碳、熱量不易排出，需要添加麩皮進行疏松，單獨使用麩皮制曲，營養較為單一，制根霉曲糖化力較低，使用圓盤制曲根霉曲最佳物料為米粉和麩皮混合培養基；

在升溫培養期圓盤制曲機使用內循環風，保持物料在28 攝氏度左右。生長旺盛期風速有所增加，使用外循環風，整個過程物料品溫在32～34攝氏度之間，風速不能過大，防止物料層吹破。進入穩定期后，要加大排潮力度，，防止濕度過高，后期根莓二次生長，造成根霉曲糖化力下降。

圓盤制曲機相比較傳統的淺盤制曲而言，生產的根霉菌在雜菌污染方面可控性好，每批生產完畢，即可清洗，消毒，勞動強度低；傳統的淺盤生產，在根曲霉進入生長旺盛期后，需要人工進行翻曲降溫，需要多名工人同時進行翻曲，根曲霉升溫快，如果不及時翻曲易造成“燒曲”，而且人工頻繁進出，增加了染菌幾率，使用圓盤制曲后，可以遠程操作，在中控室進行控溫、翻曲，降低了人為染菌幾率[4]，從而實現了設備自動化前后端的有機銜接。

湖工大實驗：

白酒生產企業普遍采用傳統的堆積方式，一般是將酒醅運至堆積場地收成圓錐形堆，經3d 的堆積后入窖池發酵，但是在實際生產過程中，由于全年的氣候變化不一，冬季較低，堆積酒醅降溫快，還會出現堆積不升溫或者升溫非常緩慢的情況，繼而影響入窖后的發酵狀態，導致出酒率低甚至不出酒等階段情況；此外，白酒生產的傳統工藝流程逐步采用了機械化技術，而傳統的堆積工序不能利用機械裝備銜接攤涼與發酵工序，切斷了整個機械化生產流程的完整性，過程是在通風池內培養，依靠人工進行轉料、接種、翻曲、出曲，并人工測溫和補濕，圓盤制曲機是集消毒、降溫、入料、接種、進（排）風、調溫、調濕、清洗、培養及出料為一體的全封閉式自動制曲裝置，傳統工藝中每班次生產麩曲為1 噸，圓盤直徑十多米（直徑5 米、7 米、13 米），每班次產量為6噸左右（直徑不同，產量不同），這樣大大提高了工作效率，降低了勞動強度。

經過長期的實驗、實踐和總結，圓盤制曲機作為通風制曲法與堆積發酵的場地，利用圓盤制曲機的機械化入料、出料，以及自動化控溫、控濕的特點，為根霉菌的生產及堆積酒醅提供合適的生長環境，并與傳統堆積方式進行制曲及堆積時間、理化指標、微生物數量、原酒酒質以及出酒率等方面的對比，為圓盤制曲機在白酒釀造生產中的應用提供理論基礎和依據；

實驗分段評判：

1.堆積時間對比分析，圓盤堆積至頂溫所需時間勻少于傳統堆積，最大時間差20h，這是由于圓盤制曲機可根據氣候環境的實際情況，設置自動升溫以及保濕程序，為酒醅中微生物生長以及環境微生物富集提供了合適的環境，微生物生長代謝旺盛并產生熱量，酒醅中的酶層也迅速形成，因此可在較短的時間內（與傳統堆積相比）達到堆積頂溫，繼而進入發酵工序，極大地節省了寶貴的生產時間，提高生產效率。傳統的堆積方式由于缺乏行之有效的控濕措施，在寒冷的氣溫條件下，堆積酒醅的溫度從入堆開始就快速的下降，通常在24h 內降至室溫，酒醅內微生物在低溫條件下生長緩慢，熱量無法快速集聚，往往會導致無法升溫的不利情況出現；

2.入池淀粉含量分析，淀粉消耗量與出酒率密切相關是隨著發酵的輪次的增加，酒醅中的淀粉含量逐漸下降，圓盤堆積實驗由于每次堆積升溫和發酵狀態良好，淀粉含量逐步降低；傳統堆積升溫異常酒醅幾乎沒有被利用，淀粉含量顯著下降，這種不正常的淀粉利用率很有可能影響酒質、酒率；

3.堆積過程微生物的分析，圓盤中酒醅上層和下層均與外界空氣接觸，加上圓盤制曲機的保溫作用，在氣溫較低的酵母菌數量高于傳統堆積，因此，圓盤堆積的酒醅酵母菌生長很旺盛，代謝情況更穩定；

4.出酒率與酒質分析，圓盤堆積出酒率比較符合經驗上的出酒率，顯得更加平穩，而傳統的出酒率，時高時低；從總的出酒率上看，圓盤堆積和傳統堆積差距并不大，傳統堆積實驗在溫度較適合的時候，酒醅殘次淀粉含量高于圓盤堆積，但圓盤堆積的淀粉利用率更加徹底，出酒率稍高。綜合全年來看，每年增加的出酒率不是一個小的數目，產量越大，增加的成品酒就會提高更多；兩種堆積方式盡管在理化指標、微生物數量等方面存在一定差異，但酒質似乎并未受到影響，這可能與酒醅中優勢功能菌的分布情況密切相關，將開展進一步研究及更過項目的檢測工作。

結論：圓盤堆積和傳統堆積兩種方式的酒醅各輪次的水分、酸度、淀粉含量等理化指標變化趨勢一直，水分含量均在40.2%～51.9%范圍內逐漸增加，酸度均在0.59～1.95mmol/10g 范圍內升高，淀粉含量在31.3～15.1g/100g 范圍內緩慢下降；圓盤堆積酒醅的酵母菌數量增長趨勢好于傳統堆積，兩者細菌數量變化趨勢一直，圓盤堆積和傳統堆積兩種工藝的全年出酒率十分接近，分別為37.2%和36.4%，酒質基本一致；相比傳統堆積縮短了使用時間，保證了堆積酒醅的品質，有機銜接了已實現機械化的攤涼加曲和入池發酵兩個工藝環節，顯著提高了生產效率。[5]

種曲在各個生長階段的生長規律不同，所需的制曲環境也會發生變化，單單圓盤制曲機從以上結論看顯然能給種曲生長創造最佳條件。

結論展望：

隨著中國對酒需求量的增大，相關產業也會盲目發展，遍地建廠，不僅對環境產生了不利影響，同時對原材料和技術工人的需求也在增加，而熟練工人的培養由非朝夕之事；就目前而言，產能擴展之后投產不足，是白酒企業可持續發展所面臨的一個威脅；放眼中國白酒行業，應重要放在產業布局和產品的結構調整，改變傳統的粗放增長性策略，以質量增長為目標，以技術革新、制度革新、區域創新為基本路徑，[6]而圓盤制曲機恰恰適應了此方向的趨勢，可集合各種設備的組合，系統化、智能元素的加入，選擇最優布局，最終實現生產設備環節的智能化工程。

公司自主研發酒行業芝麻香型制曲線（圓盤制曲機）、芝麻香釀酒線-今世緣，已投入使用，為全國第一家圓盤制曲機進軍釀酒行業的高新技術企業；自主研發的小曲清香制曲線、蒸煮線-湖北工業大學科研項目，投入使用并向全國范圍推廣。公司圓盤制曲機已應用于梅蘭春酒業、勁酒、安琪酵母等企業，得到廠家一致好評，且在2019 年，制作的圓盤制曲機將進入古井貢現場安裝施工。

以上釀酒企業結論的實驗證明，圓盤制曲機代替了傳統的機械作業方式，大大改進了生產力低下、人為污染、質量不穩定、不能實現前段后端實現機械化等等的弊端，有很大的開闊前景。本設備是集消毒、降溫、進料、接種、送（排）風、調溫、調濕、攪拌培養、出料等為一體的全封閉式自動發酵系列制曲裝置，可廣泛適用于釀酒制曲、制藥、釀醋、醬油制造、酶制劑、酵母飼料、大麥芽的生產發酵等行業，順應國家節能減排及其新舊能源轉換的大趨所需，打造釀酒行業設備智能新篇章。