关于圆盘制曲机在酿酒行业的应用

（烟台良荣机械精业有限公司，山东 烟台 264006）

白酒作为世界六大蒸馏酒之一，因其工艺技术独特，口感别具一格，在酒类产品中具有重要地位。伴随着数千年的华夏文明而历史悠久，形成了博大精深的中国酒文化，是中华民族智慧的结晶；与我国光辉灿烂的文明相融合，成为中国文化传承和健康价值的重要载体和人们生活不可或缺的组成部分；更重要的是白酒作为一种社会交往的媒介，已成为人们情感交流、压力释放的重要载体。

随着社会经济的发展，人们生活水平的提高，人们更加注重白酒的品质，而今白酒质量标准已形成了较为完善的质量技术标准体系，主要包含理化指标、卫生指标和感官要求，其中口感失败就质量重要的判定依据；[1]然而，传统的酿酒工艺存在一些固有的弊端，主要是效率低，劳动强度大，环境差等，尤其在翻曲、制曲、摊凉等环节，为了克服固态酿酒工艺的弊端，[2]及保证品质，必须实现白酒生产的自动化和智能化，提高生产效率，降低劳动强度，实现资源合理配置，促进酿酒设备向全自动化和现代化的方向发展，及企业向“优质、安全、低耗、可循环的方向发展”，越来越多的行业开始依靠技术革新、设备的升级来提高生产效率。

各大酒厂致力于改进酿酒工艺，研发新技术，开发新设备，推进白酒行业的发展，加大了技术创新的步伐，逐渐开始了借助机械化、自动化、信息化替代传统酿造工艺的创新探索；工艺、设备自主创新，突破传统酿造模式，把大量人力资源从劳动中解放出来，提高生产效率，节约资源，改善酿酒品质，推动整个白酒产业转型的升级；[3]良荣机械凭借多年来在酱油行业设备的应用与实验，开发出的圆盘制曲机应运而生，改变了传统的酿造行业生产方式，引领企业技术革新。

材料与方法：设备组成部分、各部分作用

圆盘制曲机由外体框架、曲室、出入曲、出入曲升降、翻曲、翻曲升降、主轴、圆盘框架、清洗、驱动、测温装置、风道、空调、操作面板、存储器、数据采集系统、处理器和执行系统等部分组成；

外体框架，主体框架，支撑所有设备的架体；

曲室，用于提供制曲环境；

出入曲，曲室内部件，出料和入料，即物料的进出；

出入曲升降，出入曲机升降驱动部分，驱动出入曲机的上升或下降；

翻曲，物料在入曲后搅拌物料，或在酶曲生长一段时间后的物料搅拌降温，通风呼吸；

翻曲升降，翻曲机升降驱动部分，驱动翻曲机的上升或下降；

主轴，设备的中心部分，支撑圆盘、出入曲、翻曲、圆盘顶层；

圆盘框架，曲盘筛网支撑部分；

清洗，圆盘内部的自动或手动清洗；

驱动，圆盘转动的主驱动部分；

测温装置，曲料的温度，湿度的检测控制；

风道，空调机气体流的出入管道；连接在曲室的上室与循环风机的进风口之间的回风管；空调，加温，加湿，送风装置，包括蒸汽的调节，排风，排风调节器，冷却器，加热器、强排风机等；

操作面板，用于供用户将整个制曲过程划分为多个制曲阶段，并针对每一个制曲阶段，设置曲料在本制曲阶段生长所需的最佳制曲环境参数等等；

存储器，用于存储制曲过程数据等；

数据采集系统，安装在制曲室控制柜上（或中控），采集整个制曲过程的各个制曲阶段下的实际制曲环境参数等；

处理器，输入接口分别接数据采集系统和存储器，处理器的输出接口接执行结构；

执行系统，用于处理器输出的数据，调节制曲环境。

圆盘制曲机的性能特点：

1.圆盘制曲机主要由外驱动的回转圆盘、翻曲机构、进料排料机构、通风空调系统、隔温壳体等部件组成。翻曲机采用特殊结构的搅拌叶片，翻曲均匀、彻底；排料系统采用45 度浮动式挡板，出曲干净，剩料少；回转圆盘平面度、圆度精确，漏料少；设有温度自动控制、自动报警系统；

2.曲室内与物料接触所有零部件均采用不锈钢材料制作，全程生产机械化作业，人与物料不直接接触，避免人为污染，杂菌感染少，清洗方便，使用寿命长；

3.自动化的温度、湿度、风量的调控，为曲的生长提供了更舒适的生长环境，微生物在整个培育过程中，始终处于一个密闭的环境里，只需通过观察窗进行控制，控制能力强。微生物在生成、发育过程中对于温 度、湿度、氧的补充等不同的各种条件，更能得到满足，更有利于微生物的培育；

4.减少了劳动力，提高劳动生产率，降低工人劳动强度，改善工人工作环境，水、电、汽等能源消耗比传统微生物培养设备普遍降低，产量有了大幅度提升；

5.采用人机对话、智能控制系统，达到产品的质量要求与能源的最佳利用；

6.根据不同的产品物料输入不同控制参数；

武汉劲牌实验：

白酒按生产方法培养基的状态不同可分为固态培养法和液态培养法，其中固态培养法由于其酶活高得到了广泛应用。固态法因其所用设备不同，又分为浅盘法、通风制曲法；浅盘法操作简单、投资少，但是劳动强度大，同时受人为影响大且易染菌。通风制曲法在浅盘法的基础上进行了机械化改造，劳动强度已大大降低，但是其在开放式的环境中生长，容易受到杂菌的感染，导致产品质量不稳定；在酿造生产过程中，需要利用种曲对原料进行分解，种曲质量的好坏，直接影响酿造成品的质量和原料利用率。

劲酒在制作帘子曲工艺进行了调整，创先使用了良荣机械制造的圆盘制曲机，进行根霉菌的生产，产量较传统帘子曲设备有了较大幅度提升，劳动强度有较大幅度降低，生产实现了机械化、智能化、生产过程控制实现了自动控温、控湿，保证了产品品质的稳定性，劳动强度大大降低，从根本上解决了培养过程中染杂菌以及人为经验影响产品质量，并且可以与前后端自动化设备的有机衔接。

通过产品实验结果检测发现，圆盘制曲质量优于浅盘制曲指标，圆盘根霉曲糖化力33.2（g/100g），浅盘根霉曲31.8（g/100g）。

结论总结：使用圆盘制曲机生产根霉曲，不能单纯使用米粉或者麸皮，单纯使用米粉在营养方面比较好，但是米粉粒度细，在培养过程中菌丝产生的水分、二氧化碳、热量不易排出，需要添加麸皮进行疏松，单独使用麸皮制曲，营养较为单一，制根霉曲糖化力较低，使用圆盘制曲根霉曲最佳物料为米粉和麸皮混合培养基；

在升温培养期圆盘制曲机使用内循环风，保持物料在28 摄氏度左右。生长旺盛期风速有所增加，使用外循环风，整个过程物料品温在32～34摄氏度之间，风速不能过大，防止物料层吹破。进入稳定期后，要加大排潮力度，，防止湿度过高，后期根莓二次生长，造成根霉曲糖化力下降。

圆盘制曲机相比较传统的浅盘制曲而言，生产的根霉菌在杂菌污染方面可控性好，每批生产完毕，即可清洗，消毒，劳动强度低；传统的浅盘生产，在根曲霉进入生长旺盛期后，需要人工进行翻曲降温，需要多名工人同时进行翻曲，根曲霉升温快，如果不及时翻曲易造成“烧曲”，而且人工频繁进出，增加了染菌几率，使用圆盘制曲后，可以远程操作，在中控室进行控温、翻曲，降低了人为染菌几率[4]，从而实现了设备自动化前后端的有机衔接。

湖工大实验：

白酒生产企业普遍采用传统的堆积方式，一般是将酒醅运至堆积场地收成圆锥形堆，经3d 的堆积后入窖池发酵，但是在实际生产过程中，由于全年的气候变化不一，冬季较低，堆积酒醅降温快，还会出现堆积不升温或者升温非常缓慢的情况，继而影响入窖后的发酵状态，导致出酒率低甚至不出酒等阶段情况；此外，白酒生产的传统工艺流程逐步采用了机械化技术，而传统的堆积工序不能利用机械装备衔接摊凉与发酵工序，切断了整个机械化生产流程的完整性，过程是在通风池内培养，依靠人工进行转料、接种、翻曲、出曲，并人工测温和补湿，圆盘制曲机是集消毒、降温、入料、接种、进（排）风、调温、调湿、清洗、培养及出料为一体的全封闭式自动制曲装置，传统工艺中每班次生产麸曲为1 吨，圆盘直径十多米（直径5 米、7 米、13 米），每班次产量为6吨左右（直径不同，产量不同），这样大大提高了工作效率，降低了劳动强度。

经过长期的实验、实践和总结，圆盘制曲机作为通风制曲法与堆积发酵的场地，利用圆盘制曲机的机械化入料、出料，以及自动化控温、控湿的特点，为根霉菌的生产及堆积酒醅提供合适的生长环境，并与传统堆积方式进行制曲及堆积时间、理化指标、微生物数量、原酒酒质以及出酒率等方面的对比，为圆盘制曲机在白酒酿造生产中的应用提供理论基础和依据；

实验分段评判：

1.堆积时间对比分析，圆盘堆积至顶温所需时间匀少于传统堆积，最大时间差20h，这是由于圆盘制曲机可根据气候环境的实际情况，设置自动升温以及保湿程序，为酒醅中微生物生长以及环境微生物富集提供了合适的环境，微生物生长代谢旺盛并产生热量，酒醅中的酶层也迅速形成，因此可在较短的时间内（与传统堆积相比）达到堆积顶温，继而进入发酵工序，极大地节省了宝贵的生产时间，提高生产效率。传统的堆积方式由于缺乏行之有效的控湿措施，在寒冷的气温条件下，堆积酒醅的温度从入堆开始就快速的下降，通常在24h 内降至室温，酒醅内微生物在低温条件下生长缓慢，热量无法快速集聚，往往会导致无法升温的不利情况出现；

2.入池淀粉含量分析，淀粉消耗量与出酒率密切相关是随着发酵的轮次的增加，酒醅中的淀粉含量逐渐下降，圆盘堆积实验由于每次堆积升温和发酵状态良好，淀粉含量逐步降低；传统堆积升温异常酒醅几乎没有被利用，淀粉含量显著下降，这种不正常的淀粉利用率很有可能影响酒质、酒率；

3.堆积过程微生物的分析，圆盘中酒醅上层和下层均与外界空气接触，加上圆盘制曲机的保温作用，在气温较低的酵母菌数量高于传统堆积，因此，圆盘堆积的酒醅酵母菌生长很旺盛，代谢情况更稳定；

4.出酒率与酒质分析，圆盘堆积出酒率比较符合经验上的出酒率，显得更加平稳，而传统的出酒率，时高时低；从总的出酒率上看，圆盘堆积和传统堆积差距并不大，传统堆积实验在温度较适合的时候，酒醅残次淀粉含量高于圆盘堆积，但圆盘堆积的淀粉利用率更加彻底，出酒率稍高。综合全年来看，每年增加的出酒率不是一个小的数目，产量越大，增加的成品酒就会提高更多；两种堆积方式尽管在理化指标、微生物数量等方面存在一定差异，但酒质似乎并未受到影响，这可能与酒醅中优势功能菌的分布情况密切相关，将开展进一步研究及更过项目的检测工作。

结论：圆盘堆积和传统堆积两种方式的酒醅各轮次的水分、酸度、淀粉含量等理化指标变化趋势一直，水分含量均在40.2%～51.9%范围内逐渐增加，酸度均在0.59～1.95mmol/10g 范围内升高，淀粉含量在31.3～15.1g/100g 范围内缓慢下降；圆盘堆积酒醅的酵母菌数量增长趋势好于传统堆积，两者细菌数量变化趋势一直，圆盘堆积和传统堆积两种工艺的全年出酒率十分接近，分别为37.2%和36.4%，酒质基本一致；相比传统堆积缩短了使用时间，保证了堆积酒醅的品质，有机衔接了已实现机械化的摊凉加曲和入池发酵两个工艺环节，显著提高了生产效率。[5]

种曲在各个生长阶段的生长规律不同，所需的制曲环境也会发生变化，单单圆盘制曲机从以上结论看显然能给种曲生长创造最佳条件。

结论展望：

随着中国对酒需求量的增大，相关产业也会盲目发展，遍地建厂，不仅对环境产生了不利影响，同时对原材料和技术工人的需求也在增加，而熟练工人的培养由非朝夕之事；就目前而言，产能扩展之后投产不足，是白酒企业可持续发展所面临的一个威胁；放眼中国白酒行业，应重要放在产业布局和产品的结构调整，改变传统的粗放增长性策略，以质量增长为目标，以技术革新、制度革新、区域创新为基本路径，[6]而圆盘制曲机恰恰适应了此方向的趋势，可集合各种设备的组合，系统化、智能元素的加入，选择最优布局，最终实现生产设备环节的智能化工程。

公司自主研发酒行业芝麻香型制曲线（圆盘制曲机）、芝麻香酿酒线-今世缘，已投入使用，为全国第一家圆盘制曲机进军酿酒行业的高新技术企业；自主研发的小曲清香制曲线、蒸煮线-湖北工业大学科研项目，投入使用并向全国范围推广。公司圆盘制曲机已应用于梅兰春酒业、劲酒、安琪酵母等企业，得到厂家一致好评，且在2019 年，制作的圆盘制曲机将进入古井贡现场安装施工。

以上酿酒企业结论的实验证明，圆盘制曲机代替了传统的机械作业方式，大大改进了生产力低下、人为污染、质量不稳定、不能实现前段后端实现机械化等等的弊端，有很大的开阔前景。本设备是集消毒、降温、进料、接种、送（排）风、调温、调湿、搅拌培养、出料等为一体的全封闭式自动发酵系列制曲装置，可广泛适用于酿酒制曲、制药、酿醋、酱油制造、酶制剂、酵母饲料、大麦芽的生产发酵等行业，顺应国家节能减排及其新旧能源转换的大趋所需，打造酿酒行业设备智能新篇章。