流酒自動分級系統在景芝濃香型白酒釀造生產中的應用

張東躍，趙德義，劉選成，來安貴，曹建全，郭學鳳

(山東景芝白酒有限公司，山東濰坊 262119)

中國濃香型白酒歷史悠久，底蘊深厚，在中國白酒發展歷史長河中因其獨特魅力，故而貫越古今，在中國白酒領域獨樹一幟，受到廣大消費者的喜愛[1]。在傳統濃香型白酒釀造生產中，因其工藝傳統，生產過程粗放，勞動強度大，環境條件差[2]，尤其是在勞動力成本大幅增加以及重體力勞動難招工的今天，給濃香型白酒生產廠家進一步發展帶來一定影響，表現出越來越大的弊端[3]。因此，如何將傳統工藝與現代工業技術完美融合，實現濃香型白酒釀造機械化、自動化、智能化生產[4]，甚至未來無人化生產，是濃香型白酒釀造行業未來發展趨勢，也是技術人員面臨的重大課題。

在現代濃香型白酒釀酒生產中，隨著對釀造生產工藝的不斷深入研究以及機械加工水平的提升和自動化、智能化技術的應用，多數名優白酒廠家通過結合自身生產實際，與各大設備研發和制造廠、學院高校等進行合作，相繼打造出獨具特色的機械化、自動化、智能化濃香型白酒釀造生產線，實現了傳統工業向現代工業的成功轉型，對濃香型白酒未來進一步發展產生了較深遠影響[5]。然而，在實際機械化、自動化、智能化現代濃香型白酒釀造生產中仍面臨著一些關鍵崗位、關鍵工序由于受到當前技術、設備的限制，未能實現成功轉型，仍保留著傳統工藝，量質摘酒工序就是其一。

濃香型白酒傳統摘酒工藝技術要求“掐頭去尾、看花接酒、分段流酒、邊嘗邊掐、量質摘酒”[6]，為將這一要求實現自動化轉型升級，景芝白酒技術團隊通過與高校、自動化設備生產廠家合作，在進行大量工藝、設備研究試驗基礎上，自主創新和研發了一套全新濃香型白酒流酒自動分級系統。系統通過實時在線檢測流酒酒精度并根據設定的分級流酒參數值智能控制流酒管道閥門的開合來實現自動分級操作。系統的應用，在降低工人勞動力提高生產效率的同時，一定程度上消除了人工感官分級的依賴性和主觀性[7]，確保了分級質量，提升了流酒分級精細化和標準化操作水平，初步實現了傳統行業關鍵工序向現代工業自動化操作的成功轉變。

目前，流酒自動分級系統已在景芝白酒芝麻香和濃香車間分別實施和應用，應用效果較好。本文以濃香車間為例，主要從系統設備及功能簡介、自動分級參數值建立和系統應用對比分析三個方面分別對流酒自動分級系統在景芝濃香型白酒釀造生產中的應用進行闡述，為濃香型白酒釀造生產向現代化轉型發展提供參考。

1 系統設備及功能簡介

1.1 系統設備

流酒自動分級系統主要由風冷式冷卻器、智能在線酒濃度計、在線酒流量計、流酒管道、PLC 運算控制器、觸摸控制屏、氣動閥及其附屬構件等組成。具體設備結構示意圖詳見圖1。

1.2 功能簡介

流酒自動分級系統具有數據實時在線顯示和統計功能。系統通過智能在線酒濃度計、在線酒流量計和PLC 運算控制器將各數據在現場觸摸屏上實時顯示，具體包括：流酒酒精度、流酒密度、流酒溫度、流酒速度。系統的數據統計功能是指通過在線酒流量計和PLC 運算控制器將每次分級后各等級酒流酒數量以及總流酒數量進行統計和累計，并在現場觸摸屏直觀顯示。

流酒自動分級系統操作分自動模式和手動模式兩種。自動模式下，系統通過實時檢測流酒酒精度并根據選擇的分級參數設定種類（面糟、大米查、雙輪）自動控制流酒管道上氣動閥門的開合實現自動分級操作，具體界面見圖2，手動模式下，需手動控制觸摸屏上氣動閥的開合按鈕實現手動分級流酒操作。

流酒自動分級系統同時設有分級參數設定管理功能，可根據當前及以后實際生產需要設置不同季節、不同酒醅的流酒自動分級參數。具體界面見圖3。

圖3 流酒自動分級系統參數設定界面

2 自動分級參數值建立

2.1 流酒擬合曲線和回歸模型的建立

根據景芝濃香型白酒釀造生產實際，將發酵結束后的酒醅分面糟、大米查糟和雙輪糟3 種類型，每種類型分別裝甑蒸酒。面糟產酒酒質較差，除酒頭單獨摘出外，其他部分一般直接作為二級酒處理。

大米查糟和雙輪糟流酒自動分級參數建立方法為：流酒過程切換到手動分級模式下采取人工感官品評分級方式對流出的原酒進行分級，等級分為：酒頭、特級酒、優級酒、二級酒和酒尾。同時，記錄人員從開始流酒至流酒結束每0.5 min 記錄一次瞬時酒精度，期間如有分級，同時記錄其瞬時流酒酒精度。

每種類型酒醅共進行5 次試驗，試驗數據應用SPSS 統計分析軟件進行曲線擬合和回歸建模，同時對模型是否有意義進行檢驗。大米查糟和雙輪糟流酒擬合曲線見圖4 和圖5，回歸模型及模型檢驗詳見表1。

表1 大米查糟、雙輪糟流酒曲線回歸模型

圖4 大米查糟流酒擬合曲線

圖5 雙輪糟流酒擬合曲線

從表1 可以看出，大米查糟和雙輪糟回歸模型R2值均在0.85 以上，說明模型可以解釋85 %以上的酒精度變化，模型效果較理想，準確率較高；兩模型P值均為0.000，小于0.05，說明兩模型是有意義的。

2.2 流酒分級參數值的建立

參照流酒擬合曲線和回歸模型，結合人工感官品評分級結果，最終確立3 種類型酒醅各等級酒分級參數值，形成條件算法并依次錄入分級參數設定管理模塊。各類型酒醅分級參數值設定值見表2。

表2 分級參數值設定表

3 系統應用對比分析

3.1 自動與人工分級質量比較

組織7 名具有品酒師或省、國家級白酒評酒委員資質人員組成專業隊伍對兩種方式分級酒樣進行感官品評打分，并對同一酒醅不同分級方式酒樣打分結果是否有差異進行t 檢驗。感官品評打分結果及差異性檢驗見表3。

表3 自動與人工分級酒樣感官品評打分結果及差異性檢驗

從表3 可以看出，經配對樣本差異性t 檢驗得出，在各等級酒中自動分級與人工分級P 值均大于0.05，說明兩者差異無統計學意義，也就是說自動分級與人工分級的分級質量無顯著差異。

3.2 自動與人工分級優劣比較

流酒自動分級與人工感官分級兩種方式的比較見表4。

表4 流酒自動分級與人工感官分級方式比較

4 結論

4.1 流酒自動分級系統按照設定參數值自動實現流酒分級操作，在一定程度上消除了對人的依賴性和主觀性，一方面解決了操作人員因連續品評造成感官鈍化影響分級質量和工作效率的問題；另一方面解決了對操作人員專業性、技術性和感官靈敏度的要求。

4.2 流酒自動分級系統依據酒精度分級，雖分級質量穩定，準確性較高，與人工分級無顯著性差異，但受當前技術、設備的限制，其應用也存在一定局限性，如遇操作不當等原因造成酒體出現異雜味如糠味、泥臭味等時，自動分級無法實現準確分級。因此，自動分級替代人工分級是有前提條件的。

4.3 流酒自動分級系統的應用，在降低工人勞動力提高生產效率的同時，提升了流酒分級精細化和標準化操作水平，初步實現了傳統行業關鍵工序向現代工業自動化操作的轉型。