浓香型白酒酿造生产自动化智能化简介

赵立强，张东跃，郭学凤，孟凡刚，来安贵，赵德义

（山东景芝酒业股份有限公司，山东潍坊262119)

浓香型白酒酿造生产自动化智能化简介

赵立强，张东跃，郭学凤，孟凡刚，来安贵，赵德义

（山东景芝酒业股份有限公司，山东潍坊262119)

从设备流程、重点设备和与传统手工操作的对比3个方面对景芝酒业浓香型白酒酿造生产自动化、智能化的实现做一简要介绍，重点阐述了浓香型白酒酿造生产自动化智能化设备定量化、标准化和精细化操作的实现和优势，为将来白酒酿造生产的发展提供参考。

浓香型白酒；白酒酿造；自动化；智能化

中国白酒酿造工艺传统，过程控制更多的是手工操作，劳动强度大，过程粗放，定量化、精细化程度低，这些问题在时代发展的今天表现出越来越大的弊端[1]。如何实现传统工业向现代工业转变以及传统酿酒技艺与现代科学技术的成功嫁接，这成为未来酿酒行业的发展趋势和技术人员面临的重大课题。

在过去的几十年里，由于受到当时工艺研究和设备技术水平的局限，酿酒自动化智能化的推广受到一定的制约，在相当长的一段时间内处在缓慢发展的状态。近年来，随着白酒工艺研究的深入、机械化加工水平的提高以及自动化智能化技术的应用，使白酒酿造机械化、自动化、智能化的实现成为可能[2]。自2010年开始，景芝酒业技术团队把握设计、建设现代生态酿酒产业园的时机，在进行大量工艺设备研究试验的基础上，确定了浓香型白酒酿造自动化智能化生产方案，并与泰安普瑞特、江苏牧羊等设备企业合作，在传承传统工艺的基础上，创新和研发了一套全新的自动化智能化浓香型白酒生产与酿造设备，真正实现了精细化操作和定量化控制，确保了工艺执行的稳定性，为传统工业向现代工业转变的实现打下了坚实的基础[3]。

景芝酒产业园浓香型白酒自动化智能化酿造生产基地是传统工业与现代科学技术相结合的产物，目前已初步建成13条浓香型白酒酿造自动化智能化生产线，每条生产线包含8个关键设备。现从设备流程图、重点设备介绍和与传统手工操作的对比3个方面对浓香型白酒酿造生产自动化智能化的实现做一简要介绍。

图1 浓香型白酒酿造生产自动化智能化设备流程图

1 浓香型白酒酿造生产自动化智能化关键设备流程图（图1）

1.1 总控设备（图2、图3）

图2 系统主界面

图3 配料报表

总控设备由远程计算机自动化控制系统、现场控制系统、PLC控制系统、报警系统及其他电缆、桥架等组成。系统主界面和配料报表示意图详见图2和图3。系统实现数据的分析与统计、实时查询与监控、现场-远程双控与追溯性查询三大功能。系统通过对润粮水用量、加浆水用量、酒醅消耗量、粮食消耗量、粮醅比、流酒温度、曲用量等指标数据的收集，自动对数据进行统计与分析，并以excel报表的形式导出，实现数据的分析与统计功能；同时，系统能够实现对每甑润粮水用量、加浆水用量、酒醅消耗量、粮食消耗量、用曲量等指标的实时消耗量和累计消耗量数据的在线查询操作，而且实现了对润粮水温度、加浆水温度、流酒温度、摊晾温度等指标的实时监控和调节；另外，系统的现场-远程双控与追溯性查询功能，一方面实现了现场操作和远程控制的双控机制，保证了生产工作高效、有序；另一方面实现了对历史数据的追溯性查询，以便查找原因，优化工艺。

1.2 润粮设备

润粮设备主要由混合机体、转子绞龙、加润粮水管、减速机等主要装置以及其他辅助组件组成。运行时，设备全方位连续循环运动和顶部润粮水呈扇形喷出，使粮食与水在强烈对流混合作用下迅速混合均匀，内圈小螺旋将中间物料由中间向两侧推走，外圈大螺旋叶片将物料由两侧向中间推送，达到粮与水快速混合均匀的效果。

操作控制分远程控制和现场控制两种。操作时，通过总控设备自动化控制系统对润粮工艺参数（润粮水温度、流速及混合时间等）进行设定，实现在设定时间和加水量范围内完成智能化润粮操作。同时，设备具有润粮水温自控和预测预警装置，使润粮水温度始终处于设定的温度范围内。

设备的应用，一方面增强了粮食与水间的相互扩散、剪切、冲击混合作用，从而达到快速混合均匀的效果；另一方面在保证润粮时间和粮食吃水均匀的前提下，大大减轻了工人劳动强度，提高了生产效率。

1.3 配料设备（图4、图5）

图4 酒醅料斗示意图

图5 加粮料斗示意图

配料设备主要由酒醅料斗、加粮料斗、加糠料斗、输送链条、打散机、减速机、变频器和称重模块等装置组成，酒醅料斗和加粮料斗示意图详见图4和图5。运行时，酒醅料斗中酒醅、加粮料斗中的粮食和加糠料斗中的糠壳通过输送链条的传送、打散机的搅拌等输送、拌匀、混合作用，使粮、醅、糠达到快速混合均匀的效果。

操作控制分远程控制和现场控制两种。操作时，通过总控设备自动化控制系统对配料工艺参数（粮醅比参数、加糠料斗电机频率）进行设定，实现满足酿酒生产标准工艺各项参数指标的配料操作。另外，设备还能够实现智能化调节粮醅比的功能，一旦粮醅比偏离设定标准范围，总控设备自动控制系统会接收信号并发出指令，通过智能化调整输送链条转速来调整粮醅比，使其回归标准范围。

设备的应用，一方面达到送料均匀，不结块的效果，还实现了粮、醅、糠比例的量化控制，比例准确，粮醅比稳定性高；另一方面节省了大量人力，减轻工人劳动强度，改善工人的工作环境，是一种理想的配料设备。在相同条件下，通过智能化配料与手工配料对糟醅理化和质构特性的对比研究，比较两种配料方式对糟醅理化及质构特性的差异性和稳定性产生的影响。结果表明，在差异性方面，两者无显著差异；在稳定性方面，智能化配料表现出较高优势，其糟醅酸度、淀粉、硬度和回复性指标稳定性较高，且显著优于手工配料[4]。

1.4 装甑设备（图6）

图6 装甑设备示意图

装甑设备主要由操作盘、输送网带、电机、导料罩等组成，装甑设备示意图详见图6。运行时，通过前端手柄带动设备绕支点旋转，前段输送段将粮醅输送到后段输送段后，一方面调整左右传送带输送角度，达到粮糟均匀撒落；另一方面调控导料罩的开合，控制粮醅的撒落点间距，传送带的传输速度可以自由调节，以求达到最佳速率。

设备配有一键启动开关按钮，根据物料是否填满甑桶，来控制启动和停止。操作时，先调整好传送带传输速率，然后根据装甑操作“轻撒匀铺、边高中低、不压汽、不跑酒”的要求，手动控制输送角度和导料罩的开合，使粮糟均匀撤落整个甑面。

设备的应用，在操作上不仅达到了标准装甑工艺的要求，而且大大降低了劳动强度。通过在相同试验条件下，从产量、优级酒比例及对酒醅中主体香成分（己酸乙酯）的提取3个方面对不同装甑方式对酒醅蒸馏效果产生的影响进行了系统性比较，结果表明，机械装甑与人工装甑在产量方面无明显差距；在优级酒比例和对酒醅主体香成分提取方面，二者差距明显，机械装甑比人工装甑平均每甑分别高出12.0%和10.8%[5]。

1.5 三联体转甑蒸粮蒸酒设备

三联体转甑蒸粮蒸酒设备，主要由三联体甑桶、甑盘、操作平台、中间转盘、升盘机和过气管6个部分组成，设备示意图详见图7和图8。三联体甑桶分为3个工位：第1工位，由人工控制装甑机实现装甑操作；第2工位，将装满粮醅的甑桶转至第2工位，并将甑盘盖严实现蒸酒操作；第3工位，蒸酒和蒸煮糊化完成后转至第3工位，打开甑桶侧边门，开启出甑机将物料从甑桶中倾倒出实现出甑操作。

图7 三联体转甑蒸粮蒸酒设备示意图（一）

图8 三联体转甑蒸粮蒸酒设备示意图（二）

与单甑桶相比，三联体装甑蒸粮蒸酒设备优势明显，3个工位相互配合，实现装甑、蒸酒和出甑3个工序同时连续操作，大大减轻工人劳动强度，节约生产时间，提高生产效率。经统计，平均每甑生产时间节约30～40m in，生产效率提高近3倍。

1.6 风冷式冷却器

风冷式冷却器主要由风机、冷凝管、温度传感器、温度调节开关等组成。运行时，系统通过自动调节风机转速来保证流酒温度和速率。流酒温度过高时，设备自动控制系统会发出指令，调控风机频率，增加风机转速，以此达到降温的目的；当流酒温度过低时，系统同样会发出指令，降低风机转速，以此达到升温的目的。

风冷式冷却器分远程控制和现场控制2种。操作时，通过设定流酒温度，设备自动化控制系统会对流酒温度进行实时监测，一旦超出温度范围，系统会自动启动报警程序并发出指令，调控风机频率，实现流酒温度和流酒速率的控制。

风冷式冷却器有两大优势，分别为：可自由设定温度范围，系统会自动进行实时监测，保证了流酒温度和速度的恒定；解决了传统采用水冷导致水资源浪费的技术难题。

1.7 自动化出甑加浆设备

自动化出甑加浆设备主要由出甑机和智能化控温控水加浆装置组成。出甑机通过主电机带动刮料板转动旋转，把甑桶里的粮糟刮出，同时副电机带动绞车控制主机架的上下跟进，使刮料板上下运动，从而把粮糟一层层地从甑桶内拨出。

智能化控温控水加浆装置其原理是外部水源经由进水电磁阀进入加热储水罐，达到设定的水位时磁性翻板液位计向计算机发出信号进而关闭进水电磁阀。当水温低于设定值时，系统会自动调节蒸汽电磁阀的开启，蒸汽通过加热管对加热储水罐中的水进行加热；达到设定温度时，温度传感器向总控设备自动控制系统发出信号，进而自动关闭蒸汽电磁阀。当水位低于设定的最低水位时，液位计向总控设备自动化控制系统发出信号，从而打开进水阀，放水。

出甑机操作为现场控制，智能化控温控水加浆装置为远程控制。

出甑操作时，可手动自由调节出甑机主机架上下高度，通过旋转的刮板将蒸煮糊化完成后的粮醅分层拨出甑桶至出甑链条上。粮糟出甑量的大小由现场点动控制按钮控制主机架的上、下高度来调控。

自动化出甑加浆设备的应用，一方面彻底打破了传统的人工出甑、加浆操作，降低了工人劳动强度，提高了生产效率；另一方面实现了加浆水的定量化控制，同时确保了出甑粮糟加浆水的均匀一致，保证了入池糟水分的稳定性。

1.8 智能化摊晾加曲设备

图9 智能化摊晾加曲设备示意图

智能化摊晾加曲设备主要由自动化控制系统、风机、加曲机、打散机、输送网带、温度传感器等组成，设备示意图详见图9。其基本原理是将蒸煮糊化完成的粮糟输送到出甑糟暂存斗中，设备开启后，粮糟连续均匀地向摊晾机主网带撒落并传输，打散机对粮糟进行打散、翻料，并在风机的风冷下实现降温。粮糟传输和降温过程中，温度传感器会实时监测温度变化数据并反馈总控设备自动化控制系统，系统会根据设定温度的范围，一方面自动控制摊晾机主网带的传输速率，另一方面自动控制风机的开启数量和频率，使粮糟迅速达到要求的温度，并保持恒定。加曲机根据设定电机频率大小，定量、均匀向粮糟表面添加大曲粉，并经搅拌装置将粮糟和大曲粉混合均匀，最后落入接料斗中。

智能化摊晾加曲设备采用一键式开关控制和联动操作，通过远程总控设备自动化系统设定好参数后，现场按下一键式启动开关，所有设备陆续开启，实现摊晾加曲操作。这一工序与前面叙述的出甑加浆工序是同时进行的。

智能化摊晾加曲设备是集粮糟缓存、输送、松料打散、摊晾冷却、定时定量加曲、温度控制于一体的酿酒自动化、智能化设备。设备的应用，一方面大大减少了劳动强度，提高了工作效率；另一方面实现了摊晾温度的检测、调节和每甑加曲量的量化控制，使糟情更为稳定。

2 浓香型白酒酿造生产自动化智能化效果分析

2.1 产量、质量

浓香型白酒酿造生产自动化智能化的应用使每甑的粮醅比、糠用量、曲用量和入池理化指标等都达到了量化控制，工艺操作稳定、精细，工艺执行率达98%以上。自浓香型白酒酿造生产自动化智能化实施以来，平均出酒率37%以上，高出手工操作3个百分点；取优率指标与手工操作相比基本一致，平均取优率50%以上。

2.2 生产效率

浓香型白酒酿造生产自动化智能化操作每天投料3 t，人均投料量为375 kg，手工操作每天投料1.65 t，人均投料量为206 kg，生产效率提高了82%。

2.3 工作环境

浓香型白酒酿造生产自动化智能化实现了清洁生产，减轻了劳动强度，改善了劳动环境，让员工工作舒心，体面劳动，体现了以人为本的管理理念，同时保证了食品安全，解决了酿酒工难招的问题。据2016年的统计数据显示，机械化酿酒车间新招员工流失率1%以下，员工满意度98%以上，而传统酿酒车间新招员工流失率达7%，员工满意度仅为90%。

2.4 精细化与标准化

浓香型白酒酿造生产自动化智能化操作粮醅比、加曲量、加浆水量、润粮水量、入池水分、酸度和淀粉等指标都达到了定量化和标准化控制，量多量少都是用数字来说明的，真正做到了精细化操作；相反，传统手工操作比较粗放，没有统一的标准。

3 展望

中国白酒酿造工艺传统，过程粗放，劳动强度大，这些问题在时代发展的今天，表现出越来越大的弊端，不仅对产品的品质、卫生和稳定性有影响，而且劳动力成本也大幅度提高。同时，如何让酿酒工人拥有健康、体面的劳动环境，也是企业需要思考的问题[6]。因此，中国传统白酒必须融入现代科技，走新型工业化、机械化和自动化道路是其发展的必由之路[7]。

浓香型白酒酿造生产自动化智能化的应用顺应了白酒行业的发展趋势，革新了白酒酿造生产模式，填补了历史空白。它是传统手工操作向现代机械化操作的重大转变，是在传统工艺操作基础上去其糙、求其精创新和发展而来的。浓香型白酒酿造生产自动化智能化的应用一方面彻底打破了传统的手工操作模式，大大减轻了劳动强度，改善了劳动环境，成功实现了传统工业向现代工业的转变；另一方面提升了白酒生产工艺技术水平，为白酒酿造工艺标准化的实现创造了条件。同时，浓香型白酒酿造生产自动化智能化的应用实现了白酒清洁化、集约化、规模化生产，保证了食品安全，推动了白酒行业节能减排和可持续性发展，为酿酒行业创新和发展产生了深远影响。

[1]谢永文,肖曙光,谢永俊,等.论传统白酒酿造向机械智能化酿造设备成套生产线转型的必要性[J].酿酒科技, 2014(1)：63-64.

[2]晓平.酿酒机械助力白酒融入现代科技[N].中国食品报,2014-03-31.

[3]赵德义,韩斌,李建刚,等.自动化系统在山东景芝酒业白酒生产中的应用[J].酿酒科技,2014(6)：91-94.

[4]李玉彤,张东跃,郭学凤,等.不同配料方式的糟醅理化和质构特性对比[J].酿酒科技,2016(1)：65-68.

[5]李玉彤,曹建全,张东跃,等.机械装甑与人工装甑的酒醅蒸馏效果对比[J].酿酒科技,2015(1)：99-101.

[6]丁鹏飞,彭兵,谢国排,等.浓香型白酒酿造机械化研究与生产实践[J].酿酒,2014(3)：28-31.

[7]黄亚东,杨猛.固态发酵法白酒连续蒸馏装置设计[J].食品工业,2013(1)：182-183.

Introduction to Automated and Intelligent Production of Nongxiang Baijiu

ZHAO Liqiang,ZHANG Dongyue,GUO Xuefeng,MENG Fangang,LAIAnguiand ZHAO Deyi
(JingzhiDistillery Co.Ltd.,Weifang,Shandong 262119,China)

In this paper,the automated and intelligent production of Nongxiang Baijiu in Jingzhi Distillery was introduced briefly from three aspects,including equipment flow,key equipment,and the comparison w ith traditionalmanual operation.The advantages in the quantification,standardization and refinementof such automated and intelligentequipmentwere emphasized.This study provided the reference of Baijiu-making in the future.

Nongxiang Baijiu;Baijiu-making;automation;intelligent

TS262.6；TS261.4

A

1001-9286（2017）04-0082-06

10.13746/j.njkj.2017042

2017-02-28

赵立强（1959-），男，山东安丘人，酿酒高级技师，山东省轻工行业首席技师，现任山东景芝酒业股份有限公司酿酒厂厂长兼党支部书记，发表论文十余篇。

张东跃（1986-），男，山东诸城人，国家白酒评委，现任山东景芝酒业股份有限公司酿酒车间技术员兼白酒品评员，主要从事白酒的机械化、自动化生产与酿造工作。