黃酒的加工特點(diǎn)與設(shè)備選型及新發(fā)展

梁敏，鄒東恢

（1.齊齊哈爾大學(xué)化學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院，黑龍江齊齊哈爾161006；2.齊齊哈爾大學(xué)食品與生物工程學(xué)院，黑龍江齊齊哈爾161006）

黃酒的加工特點(diǎn)與設(shè)備選型及新發(fā)展

梁敏1，鄒東恢2

（1.齊齊哈爾大學(xué)化學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院，黑龍江齊齊哈爾161006；2.齊齊哈爾大學(xué)食品與生物工程學(xué)院，黑龍江齊齊哈爾161006）

近幾年，隨著黃酒加工業(yè)的發(fā)展，黃酒加工設(shè)備也獲得了顯著的提高，黃酒加工設(shè)備向著大型化、自動(dòng)化發(fā)展，新型黃酒加工設(shè)備得以涌現(xiàn)和發(fā)展，出現(xiàn)了一些新的變化。論述我國黃酒的加工特點(diǎn)、設(shè)備選型，并對(duì)其未來發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行展望。

黃酒；特點(diǎn)；設(shè)備選型；新發(fā)展

黃酒源于中國，是我國的民族特產(chǎn)，也稱為米酒（rice wine），屬于釀造酒。約在3 000多年前，商周時(shí)代，中國人獨(dú)創(chuàng)酒曲復(fù)式發(fā)酵法，開始大量釀制黃酒，在世界三大釀造酒（黃酒、葡萄酒和啤酒）中占有重要的一席[1-2]。釀酒技術(shù)獨(dú)樹一幟，成為東方釀造界的典型代表和楷模，其中以浙江紹興黃酒為代表的麥曲稻米酒是黃酒歷史最悠久、最有代表性的產(chǎn)品，黃酒以大米、黍米為原料，一般酒精含量為14%～20%，屬于低度釀造酒。

黃酒中含有20種氨基酸，其中含人體必需的8種氨基酸，其含量居各種釀造酒之首。研究表明，黃酒含有豐富的活性組分，具有抗氧化、抗衰老、降血壓、降膽固醇、參與機(jī)體代謝和免疫調(diào)節(jié)等生理功效[3-4]。黃酒是我國酒類產(chǎn)業(yè)政策發(fā)展的產(chǎn)品，具有悠久歷史和文化內(nèi)涵的酒種，黃酒產(chǎn)量每年以8%～10%遞增，2014年全國黃酒年產(chǎn)量達(dá)5.46×106t。新原料、新菌種、新技術(shù)和新設(shè)備為新品種開發(fā)、傳統(tǒng)工業(yè)改革與創(chuàng)新創(chuàng)造了機(jī)會(huì)，為黃酒業(yè)發(fā)展拓展空間走出國門，創(chuàng)造了良好的條件。

1 黃酒的加工特點(diǎn)

黃酒是我國獨(dú)特品種，與其他釀造酒相比，在生產(chǎn)工藝、產(chǎn)品風(fēng)格等方面，都有其獨(dú)特之處。

1）地方特色濃厚，各地生產(chǎn)黃酒的原料、糖化發(fā)酵劑種類不盡相同，工藝操作各具特色，因而種類繁多。

2）傳統(tǒng)黃酒生產(chǎn)是夏天制曲，冬天釀酒，低溫釀酒，發(fā)酵期長，有利于酒度增長并產(chǎn)生色、香、味，積累黃酒中特有的風(fēng)味物質(zhì)。

3）典型的邊糖化邊發(fā)酵工藝，黃酒釀造時(shí)，糖化劑與發(fā)酵劑同時(shí)作用，協(xié)同發(fā)酵。

4）黃酒釀造用糯米釀酒，用麥制曲是歷代傳下來的寶貴經(jīng)驗(yàn)。

5）獨(dú)特的曲法釀造，用曲釀酒我國最早應(yīng)用，有獨(dú)特風(fēng)味與特點(diǎn)，如麥曲、小曲、紅曲等。曲的種類不同，黃酒風(fēng)味亦不相同。

6）黃酒酒度低、營養(yǎng)豐富，所以要采以煎酒的方法，進(jìn)行滅菌，然后密封在陶壇內(nèi)，久貯不變質(zhì)，酒味醇厚。

2 黃酒加工設(shè)備與選型

我國的黃酒機(jī)械從上世紀(jì)50年代開始進(jìn)行了逐步的改造，因地制宜，因廠制宜，已先后對(duì)用水的自流化、浸米的大罐化、蒸飯的機(jī)械化、發(fā)酵的大罐化、壓榨的機(jī)械化、煎酒滅菌的機(jī)械化和灌裝的自動(dòng)化進(jìn)行了行之有效的改造，并在80年代初成功地進(jìn)行了機(jī)械化生產(chǎn)黃酒，逐步實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化、連續(xù)化的黃酒生產(chǎn)裝備，打破了黃酒季節(jié)性生產(chǎn)的限制。如2014年建設(shè)的某全自動(dòng)黃酒釀造項(xiàng)目，在多個(gè)方面借鑒吸收了釀造生產(chǎn)的新技術(shù)和新的生產(chǎn)方式，在繼承獨(dú)特與優(yōu)秀的黃酒傳統(tǒng)工藝的基礎(chǔ)上，將先進(jìn)的自動(dòng)化控制技術(shù)融合到黃酒生產(chǎn)工藝中，從制曲、浸米、蒸飯、發(fā)酵、過濾、煎酒一直到灌裝都實(shí)行機(jī)械化和自動(dòng)化，實(shí)現(xiàn)了真正意義上的黃酒自動(dòng)化生產(chǎn)[5]。黃酒生產(chǎn)的主要機(jī)械設(shè)備包括：原料預(yù)處理機(jī)械、蒸飯?jiān)O(shè)備、黃酒發(fā)酵設(shè)備、壓濾設(shè)備、煎酒設(shè)備、灌裝機(jī)械設(shè)備等。

2.1 物料輸送設(shè)備

在食品發(fā)酵工廠中存在著大量物料輸送問題，為提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，常常需要采用輸送機(jī)械來完成輸送物料的任務(wù)，黃酒生產(chǎn)原料輸送可用機(jī)械輸送或氣力輸送流程方法，輸送機(jī)械有多種，常用的設(shè)備有3種：帶式運(yùn)輸機(jī)，斗式提升機(jī)和螺旋運(yùn)輸機(jī)。氣力輸送是近些年來發(fā)展較快的一種輸送散狀物料的形式，在生物加工行業(yè)得到廣泛應(yīng)用，主要借助強(qiáng)烈的空氣流經(jīng)管道流動(dòng)，把懸浮在氣體中的物料送至所需要的地方。

如黃酒生產(chǎn)原料大米可采用真空吸送系統(tǒng)形式輸送，氣力輸送與其他形式的輸送相比各有優(yōu)點(diǎn)，但綜合性能相比較，氣力輸送有獨(dú)到之處[6]。表1列出氣力輸送與機(jī)械輸送方式比較。

表1 氣力輸送與機(jī)械輸送方式比較Table 1 Manner compare to airslide conveyer and mechanical conveyer

2.2 浸米設(shè)備

將精白米沖洗干凈后，再加水浸米，讓米粒吸飽水分，使其淀粉膨脹，以便在蒸煮時(shí)均勻蒸熟不帶白心。浸米時(shí)間長短因浸米時(shí)的氣溫、水溫和米的質(zhì)量而異，一般24 h～72 h，浸米的程度要求米粒保持完整，用手指掐米粒成粉、無粒心為好，米吸水量約25%～30%。

多采用開口圓筒式錐形罐，碳鋼鋼板，以容積7.7 m3為例，浸米 4 t，直徑 2 500 mm，高 1 200 mm，錐體高1 100 mm，內(nèi)裝有加熱蒸汽管。

2.3 蒸飯?jiān)O(shè)備

蒸飯機(jī)有立式蒸飯機(jī)和串聯(lián)立式連續(xù)蒸飯機(jī)及臥式蒸飯機(jī)等形式。目前我國最為先進(jìn)的黃酒蒸飯?jiān)O(shè)備是不銹鋼臥式連續(xù)蒸飯機(jī)，優(yōu)點(diǎn)是勞動(dòng)強(qiáng)度低，蒸飯的熟度較容易控制，維護(hù)容易。在黃酒機(jī)械化新工藝流水線上連續(xù)蒸飯?jiān)O(shè)備的蒸飯機(jī)，目前大多采用臥式蒸飯機(jī)，也有立式蒸飯機(jī)。

2.3.1 立式蒸飯機(jī)

立式蒸飯機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，容易制造，投資少，節(jié)約能源，維修方便，適合糯米、粳米原料蒸煮，適用于中小型酒廠應(yīng)用。

結(jié)構(gòu)：上筒體內(nèi)徑720 mm、高2 915 mm，下筒體內(nèi)徑320 mm、高460 mm，上下筒體連接處夾角為70°。上汽室蒸汽噴射孔直徑2.2 mm，均布700孔，下汽室蒸汽噴射孔直徑2.2 mm，均布400孔?？偲鼔毫?.392 MPa，上、下汽室壓力為 0.049 MPa～0.098 MPa。

2.3.2 臥式蒸飯機(jī)

臥式蒸飯機(jī)因有噴水、翻拌等，因此對(duì)各種米質(zhì)原料的適用性較好，形式為鋼質(zhì)履帶摩擦傳動(dòng)型，為多數(shù)大中廠采用，總長度8 m～10 m，由兩端的鼓輪帶動(dòng)不銹鋼孔帶回轉(zhuǎn)，或用鏈輪帶動(dòng)尼龍網(wǎng)帶回轉(zhuǎn)。

2.4 發(fā)酵設(shè)備

在發(fā)酵容器方面，傳統(tǒng)工藝的黃酒生產(chǎn)是用大缸、酒壇作發(fā)酵容器的。容量小，占地大，質(zhì)量波動(dòng)大，勞動(dòng)強(qiáng)度高。從20世紀(jì)60年代開始，在傳統(tǒng)工藝基礎(chǔ)上實(shí)行了黃酒生產(chǎn)的大罐發(fā)酵，目前大罐發(fā)酵已普遍應(yīng)用，有30、45、50 m3的大罐，采用不銹鋼制造，為黃酒機(jī)械化奠定了基礎(chǔ)[7-8]。

大罐發(fā)酵基本特點(diǎn)是容積大、醅層深、發(fā)熱量大而散熱難、厭氧條件好、二氧化碳?xì)饧?。黃酒大罐常是普通鋼板（A3）制成，內(nèi)加無毒涂料，加之容積大、表面積小，故而厭氧條件比傳統(tǒng)的陶缸、酒壇好，酒精的揮發(fā)損失也少，出酒率較高。黃酒大罐發(fā)酵設(shè)備又分為前發(fā)酵罐和后發(fā)酵罐。

2.4.1 前發(fā)酵罐

目前國內(nèi)較大的前發(fā)酵罐容積已達(dá)45 m3～50 m3，醪液深度達(dá)9 m～10 m，成為典型的深層發(fā)酵。前發(fā)酵罐有瘦長形和矮胖形兩種，以前者較普遍，因?yàn)樗欣邗惨簩?duì)流和自動(dòng)開耙，并且占地面積較小。前發(fā)酵罐容積按單位質(zhì)量投料量的3倍體積計(jì)算，即每千克原料需3 L的體積，罐體圓柱部分的直徑與高度之比約為1∶2.5。材料采用厚4 mm的不銹鋼，而大多采用8 mm的碳鋼板制作，內(nèi)涂生漆或其他涂料，防止鐵與酒醪的直接接觸，以免影響酒的色澤、風(fēng)味和穩(wěn)定性。

前發(fā)酵罐冷卻裝置有列管內(nèi)冷卻、夾套外冷卻和外圍導(dǎo)向帶式冷卻，其中夾套外冷卻的冷卻面積較大，冷卻速度較快，但冷卻水利用率較低。也可采用三段夾套式冷卻，分段控制進(jìn)水量，以便按不同要求控制發(fā)酵液溫度。目前趨向采用外圍導(dǎo)向冷卻，它能合理地利用冷卻水，冷卻面積比夾套式少，冷卻速率稍低。

2.4.2 后發(fā)酵罐

后發(fā)酵罐主要用于進(jìn)行長時(shí)間緩慢后發(fā)酵，進(jìn)一步轉(zhuǎn)化淀粉和糖分為酒精，促使酒液成熟。由于發(fā)酵慢，時(shí)間長，所以后發(fā)酵罐的數(shù)量和總?cè)莘e遠(yuǎn)比前發(fā)酵罐多和大。后發(fā)酵罐一般為瘦長形圓柱錐底直立罐，可用4 mm厚不銹鋼板或6 mm～8 mm厚的碳鋼板制造，但碳鋼罐制好后要內(nèi)涂生漆或其他防腐無毒涂料，其單位投料量所占的容積可按前發(fā)酵醪容積的0.9倍計(jì)算[9-10]。后發(fā)酵醪的品溫控制有3種方法：一是罐內(nèi)列管冷卻，對(duì)降低中心部位醪液的品溫較容易；二是外圍導(dǎo)向冷卻，若要迅速降低酒醪中心部位品溫，應(yīng)與無菌空氣攪拌相結(jié)合；三是后發(fā)酵室空調(diào)降溫，效果好但耗冷量大，成本較高。

2.5 過濾與煎酒設(shè)備

2.5.1 過濾設(shè)備

在過濾設(shè)備中，較為先進(jìn)的有硅藻土過濾機(jī)、板框式壓濾機(jī)、真空過濾機(jī)及超濾膜過濾設(shè)備。黃酒過濾傳統(tǒng)采用笨重的杠桿式木榨床，目前已采用板框式壓濾機(jī)，如采用BKAY54/820型板框式氣膜壓濾機(jī)，該機(jī)由機(jī)體、液壓兩部分組成。機(jī)體兩端由支架和固定封頭定位，靠滑竿和拉桿連為一體，滑竿上安放59片濾板及一個(gè)活動(dòng)封頭，由油泵電動(dòng)換向閥和油箱管道油壓系統(tǒng)組成。板框式壓濾機(jī)系列主要技術(shù)參數(shù)見表2。

真空過濾機(jī)及不銹鋼硅藻土過濾機(jī)在黃酒生產(chǎn)中都有所應(yīng)用，真空過濾機(jī)構(gòu)造及性能參數(shù)：主要由真空泵、過濾排出泵和過濾機(jī)3部分組成。真空泵的型號(hào)為TRV50-220，吸氣流量290 m3/h，真空度66 661 Pa（500 mmHg），裝機(jī)容量7.5 kW，裝泵臺(tái)數(shù)為1臺(tái)。過濾機(jī)型號(hào)為10TAYLO，過濾面積10 m2，轉(zhuǎn)鼓直徑為1 335 mm，最大預(yù)涂層厚度100 mm，最大預(yù)涂層體積1 050 L，刮刀進(jìn)給速度0～800 mm/h，可連續(xù)調(diào)節(jié)，轉(zhuǎn)鼓速度0.33 r/min～1.68 r/min。助濾機(jī)懸浮罐容積500 L，最高工作溫度80℃，該機(jī)適用于瓶裝黃酒產(chǎn)量大的黃酒企業(yè)[11-12]。

表2 板框式壓濾機(jī)系列主要技術(shù)參數(shù)Table 2 Main technology parameter to plate and frame pressure filter series

2.5.2 煎酒設(shè)備

常采用蛇管、套管、列管和薄板等換熱器作為黃酒的煎酒設(shè)備。

2.5.2.1 柜式黃酒滅菌器

柜式黃酒滅菌器適用于中小型黃酒廠黃酒的滅菌，其滅菌溫度在80℃～100℃，熱效率在92.27%，冷凝水≤70℃，每小時(shí)滅菌黃酒量在1.6 t～9 t左右。采用分段加熱法，使料逐步升溫，高溫區(qū)受熱時(shí)間8 s，使酒味不走味，附有衡酒器及冷卻系統(tǒng)。表3為GMHL型柜式黃酒滅菌器技術(shù)參數(shù)。

表3 GMHL型柜式黃酒滅菌器技術(shù)參數(shù)Table 3 Technology parameter of GMHL form guishi yellow rice wine sterilization pot

2.5.2.2 薄板式熱交換器

黃酒滅菌裝置是由板式熱交換器、熱水器及熱水管路、貯生酒桶、物料泵和熱水泵組成。板式換熱器由幾十片兩面帶波紋的溝紋板和薄片板組成，交替排列，片與片邊緣的密封采用膠皮圈，酒液和熱水以泵送壓力，循著溝紋板兩面的溝紋相向流動(dòng)而進(jìn)行熱交換。如熱交換后尚未達(dá)到預(yù)定殺菌溫度要求，可通過轉(zhuǎn)向進(jìn)入回流桶，再進(jìn)入熱交換器加熱。達(dá)到要求酒溫的酒流入灌酒桶，灌酒桶上方的酒蒸氣可回入薄板換熱器的預(yù)熱段，與冷酒液進(jìn)行熱交換。薄板換熱器高效衛(wèi)生，如果采用兩段式薄板熱交換器，還可利用其中的一段進(jìn)行熱酒冷卻和生酒的預(yù)熱，充分利用熱量。

2.5.2.3 列管式熱交換器

采用20K鋼板卷焊成4～5個(gè)圓筒體，每個(gè)筒體內(nèi)均設(shè)置10～20根流酒管（為不銹鋼管或紫銅管）。由花板、封頭蓋將筒體、流酒管束各自串聯(lián)，組成一個(gè)密封的容器。管內(nèi)流酒管外與筒體內(nèi)通蒸汽，酒液和蒸汽反方向進(jìn)入，達(dá)到滅菌的目的。其優(yōu)點(diǎn)是酒溫穩(wěn)定、效果好，根據(jù)生產(chǎn)需要可自制，如某酒廠的圓筒直徑為500 mm、長1 400 mm，紫銅管直徑9 mm、壁厚1.5 mm、長1 400 mm，管束11根的列管式熱交換器6 h～7 h，可出酒20 t，出酒溫度控制在85℃～88℃。

2.6 黃酒灌裝設(shè)備

2.6.1 黃酒不含氣體包裝機(jī)械

黃酒包裝生產(chǎn)線研制的壓蓋機(jī)，其特點(diǎn)是壓蓋后退瓶速度快，不掛瓶，主機(jī)的穩(wěn)定性好，各部分旋轉(zhuǎn)動(dòng)作協(xié)調(diào)、準(zhǔn)確、平穩(wěn)，采用了變頻無級(jí)調(diào)速可在調(diào)整范圍內(nèi)隨意選擇速度；采用PLC可編程序控制器，出現(xiàn)故障時(shí)自行停機(jī)。該設(shè)備達(dá)1萬瓶/h生產(chǎn)線，由攪蓋、理蓋、壓蓋機(jī)上部、壓蓋頭、壓蓋機(jī)下部、工作臺(tái)、輸瓶鏈道、進(jìn)瓶螺旋、進(jìn)出撥輪等組成[13-14]。壓蓋機(jī)主要技術(shù)參數(shù)見表4。

表4 壓蓋機(jī)主要技術(shù)參數(shù)Table 4 Main technology parameter to capping machine

2.6.2 GWDP系列灌裝機(jī)

主要用于玻璃瓶灌裝黃酒、白酒及不含氣的飲料，采用定量灌裝。本機(jī)主要結(jié)構(gòu)由進(jìn)瓶螺旋、進(jìn)出瓶星輪、液缸、灌裝閥、托瓶、調(diào)高支承、防護(hù)罩、電氣控制等組成。其特點(diǎn)：灌裝閥為定量灌裝閥，當(dāng)閥下無瓶時(shí)液體流入定量杯內(nèi)進(jìn)行定量，瓶子上升與閥下部頂緊，打開定量閥，定量杯中的液體流入瓶內(nèi)進(jìn)行定量灌裝。進(jìn)出瓶故障自動(dòng)安全保護(hù)；同步調(diào)整方便，高度調(diào)節(jié)范圍大，可適應(yīng)200 mm～350 mm之間不同高度的瓶子；定量灌裝閥容量可精確調(diào)整；變頻調(diào)速，機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)速度可隨意調(diào)節(jié)。GWDP灌裝機(jī)主要技術(shù)參數(shù)見表5。

表5 GWDP灌裝機(jī)主要技術(shù)參數(shù)Table 5 Main technology parameter to GWDP filling machine

3 黃酒加工設(shè)備發(fā)展與展望

就整體機(jī)械裝備技術(shù)水平而言，黃酒生產(chǎn)尚落后于啤酒、白酒、葡萄酒等行業(yè)，黃酒機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)廠家較少，在水處理裝置、精米機(jī)、塊曲制曲機(jī)、黃酒的陳儲(chǔ)設(shè)備等方面有待進(jìn)一步完善[15]，黃酒機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)未來將面臨著機(jī)遇和挑戰(zhàn)。隨著消費(fèi)者對(duì)黃酒品質(zhì)要求越來越高，黃酒生產(chǎn)設(shè)備的機(jī)械化、自動(dòng)化程度必將提高。在未來的發(fā)展中企業(yè)將更加注重生產(chǎn)成本的降低，考慮節(jié)能環(huán)保的問題，出現(xiàn)以下幾個(gè)方面的發(fā)展趨勢(shì)。

1）機(jī)械裝備發(fā)展有潛力。目前黃酒生產(chǎn)企業(yè)裝備沒有完全實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化，尚有半手工和半機(jī)械化操作，隨著黃酒生產(chǎn)企業(yè)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量認(rèn)識(shí)的轉(zhuǎn)變，會(huì)不斷改進(jìn)生產(chǎn)流程中的工藝和裝備，相應(yīng)的就需要有更加精密、分工更細(xì)致的裝備，黃酒機(jī)械裝備市場(chǎng)發(fā)展將大有潛力。

2）加快調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，走集團(tuán)化發(fā)展道路。要改變目前“多、小、散”的局面，發(fā)揮規(guī)模效益。在科技進(jìn)步方面，要改變老的生產(chǎn)模式和框架，設(shè)備的功能設(shè)計(jì)上，不斷創(chuàng)新，開發(fā)新材料，引進(jìn)科技含量高的先進(jìn)技術(shù)和裝備，使黃酒工業(yè)逐步向自動(dòng)化、集團(tuán)化發(fā)展方向邁進(jìn)。

3）加強(qiáng)國產(chǎn)自主創(chuàng)新設(shè)備開發(fā)。雖然在國產(chǎn)設(shè)備中能跟上國際先進(jìn)水平的產(chǎn)品不少，但真正具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，具有技術(shù)創(chuàng)新的卻較少。所以黃酒設(shè)備制造行業(yè)應(yīng)從創(chuàng)新的角度，自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高度來開發(fā)新產(chǎn)品，這樣才能真正實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)設(shè)備的升級(jí)換代。

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Process Characteristics and Equipment Type Selection to Yellow Rice Wine and Its New Development

LIANG Min1，ZOU Dong-hui2
（1.College of Chemistry and Chemical Engineering，Qiqihar University，Qiqihar 161006，Heilongjiang，China；2.College of Food and Bio-engineering，Qiqihar University，Qiqihar 161006，Heilongjiang，China）

In the last few years，with the development of yellow rice wine process industry，yellow rice wine process equipment have significantly increased and yellow rice wine process equipment trends large-scal，automation development，new type yellow rice wine process equipment have emergence and development，some new changes have taken place.In this paper,yellow rice wine characteristics,equipment type selection and a useful guidance for future studies to yellow rice wine process equipment development were discussed.

yellow rice wine；characteristics；equipmenttype selection；new development

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.17.048

2016-12-25

梁敏（1967—），女（漢），副教授，本科，主要從事化學(xué)工程、食品工程等方面的研究。