自動化制黃酒爆麥曲

毛青鐘

(會稽山紹興酒股份有限公司, 浙江 紹興 312032)

目前黃酒的釀造方式主要有傳統(tǒng)工藝釀造、半機(jī)械化釀造、機(jī)械化釀造及半自動化釀造。會稽山公司從2010年起研制黃酒釀造自動化技術(shù)，并于2018年建成黃酒釀造自動化控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)的研制成功填補(bǔ)了國內(nèi)黃酒行業(yè)的一項(xiàng)空白。本文對黃酒釀造自動化控制系統(tǒng)中的純種爆麥曲自動化制作系統(tǒng)進(jìn)行介紹，并對純種爆麥曲中的微生物進(jìn)行檢測。

1 自動化純種爆麥曲制作工藝流程

自動化純種爆麥曲制作系統(tǒng)集原料輸送、貯存、炒麥、軋麥、滅菌、降溫、接種、培養(yǎng)、干燥、空氣除菌、加濕除菌、溫度調(diào)節(jié)、濕度調(diào)節(jié)等裝置及控制柜、控制室電腦等為一體，可實(shí)現(xiàn)純種爆麥曲的連續(xù)化、自動化生產(chǎn)，工藝控制更精確，爆麥曲質(zhì)量更好。自動化純種爆麥曲制作工藝流程和自動化種曲機(jī)種曲制作工藝流程分別如圖1、圖2所示。

2 制作工藝

2.1 自動化種曲機(jī)種曲制作

2.1.1 準(zhǔn)備工作

檢查水、電、汽、氣供應(yīng)是否正常；檢查循環(huán)水管路、噴霧/沖洗水管路及凈化壓縮空氣管路，確保正常工作狀態(tài)下管路暢通；檢查各電器元件是否正常；對增氧管路進(jìn)行消毒，按要求關(guān)閉和打開相應(yīng)閥門，保持10～15 min；啟動噴霧裝置，調(diào)節(jié)噴霧頭閥，持續(xù)噴霧10 min，觀察噴霧是否正常，同時(shí)放凈管道中的殘存水；檢查風(fēng)扇是否有異常噪聲或振動；

圖1 自動化純種爆麥曲制作工藝流程

圖2 種曲制作工藝流程

檢查蒸汽壓力表，確保無壓狀態(tài)下指數(shù)為零。

2.1.2 操作

2.1.2.1 裝料

將原料麩皮拌勻粉碎后，分別裝入培養(yǎng)盤，厚度以<20 mm為宜，然后分層裝入培養(yǎng)箱。

2.1.2.2 蒸料、滅菌

打開電控柜電源開關(guān)，點(diǎn)擊“冷干機(jī)停止”按鈕，確認(rèn)培養(yǎng)空氣閥處于關(guān)閉狀態(tài)。打開蒸煮進(jìn)汽閥，緩慢進(jìn)汽，當(dāng)壓力表的指針指向0.06 MPa時(shí)，關(guān)閉蒸煮進(jìn)汽閥，打開排汽閥排汽，排汽完畢后關(guān)閉排汽閥。打開總汽閥、培養(yǎng)室進(jìn)汽閥，繼續(xù)進(jìn)汽。當(dāng)排水出口有大量蒸汽時(shí)關(guān)閉培養(yǎng)室進(jìn)汽閥，至表壓力約0.15 MPa(120 ℃)時(shí)關(guān)閉總汽閥。保壓20～25 min后打開排汽閥和排水閥。排汽、排水結(jié)束后，打開抽真空閥，隨即關(guān)閉，點(diǎn)擊手動控制窗口“真空泵停止”按鈕開啟真空泵。當(dāng)罐內(nèi)真空度達(dá)到-0.06 MPa時(shí)，關(guān)閉抽真空閥，然后點(diǎn)擊“真空泵啟動”按鈕，關(guān)閉真空泵和真空閥。檢查冷熱循環(huán)回路，點(diǎn)擊手動控制窗口“風(fēng)機(jī)停止”及“冷循環(huán)停止”按鈕，設(shè)定風(fēng)機(jī)頻率為35 Hz。點(diǎn)擊“增氧停止”按鈕，向罐內(nèi)輸送無菌空氣，待罐內(nèi)壓力達(dá)到-0.04 MPa、曲料溫度為35～38 ℃時(shí)，即可接種。

2.1.2.3 接種

確認(rèn)風(fēng)機(jī)頻率40 Hz，曲料溫度35～38 ℃，氣壓表-0.04 MPa。打開接種器蓋，直接將三角瓶種曲(米曲霉菌蘇-16)倒入接種器，擰緊蓋。打開接種閥門和調(diào)壓閥，將調(diào)壓過濾器P2壓力調(diào)節(jié)到≥0.4 MPa，將菌種吹入接種器。完畢后關(guān)閉接種閥和調(diào)壓閥，打開接種器蓋，排渣后洗凈。

2.1.2.4 培養(yǎng)

接種完畢后，在自動培養(yǎng)參數(shù)設(shè)置窗口設(shè)置好參數(shù)，點(diǎn)擊“確定”按鈕保存參數(shù)，再點(diǎn)擊“自動培養(yǎng)”按鈕進(jìn)入全自動培養(yǎng)模式。

2.1.2.5 出曲

培養(yǎng)結(jié)束后，關(guān)閉空壓機(jī)和水泵等，打開排水閥放水，關(guān)閉其他閥門，最后打開種曲機(jī)門出曲。出曲完畢后，打掃地面，清潔設(shè)備。

2.1.2.6 種曲質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

孢子旺盛，呈新鮮的淺黃色，具有種曲特有的曲香味，無夾心，無根霉、毛霉、黑曲霉等，無其他異色，孢子數(shù)100億個/克曲(干基)，發(fā)芽率90%以上。

2.2 爆麥曲的制作

2.2.1 筒倉操作

選用當(dāng)年產(chǎn)的紅皮軟質(zhì)小麥，將抽樣檢測合格的小麥輸送到筒倉貯存：先依次啟動括扳機(jī)、斗式提機(jī)2、振動篩、斗式提機(jī)1，然后開啟各控制閥門，啟動除塵風(fēng)機(jī)、平面皮帶輸送機(jī)，確認(rèn)機(jī)器設(shè)備運(yùn)行正常后，往筒倉送小麥。運(yùn)行時(shí)要控制好輸送機(jī)流量，保持輸送平穩(wěn)。關(guān)機(jī)前，先停止進(jìn)料，再繼續(xù)運(yùn)行1～3 min，將設(shè)備內(nèi)的存料排空才可關(guān)機(jī)。

2.2.2 炒麥(過篩)

將麥炒至七八分熟，色澤黃亮、不爛不焦，有炒麥的焦香味,麥粒飽滿。炒麥的目的是殺菌，從而有利于菌種的接入；過篩的目的是將小麥中的各類雜質(zhì)除去，使小麥整潔均勻，從而確保麥粒粉碎均勻，達(dá)到制曲要求。操作過篩設(shè)備時(shí)應(yīng)先依次啟動軋麥機(jī)、振動篩、小麥斗式提機(jī)2、小麥斗式提機(jī)3、小麥皮帶機(jī)2、小麥斗式提機(jī)1，然后開啟出小麥閥，送小麥入受料斗。操作炒麥機(jī)時(shí)應(yīng)先將設(shè)備調(diào)至手動狀態(tài)，然后預(yù)熱炒麥機(jī)至420～450 ℃。按生產(chǎn)線順序依次逆向啟動各臺機(jī)器。炒麥結(jié)束后先關(guān)閉燃燒器，再關(guān)閉小麥定量機(jī)。至炒麥線上麥子輸送完畢后按生產(chǎn)線順序依次正向關(guān)閉各臺機(jī)器，當(dāng)機(jī)器冷卻至100 ℃以下時(shí)關(guān)閉炒麥機(jī)。關(guān)機(jī)前，先停止進(jìn)料，再繼續(xù)運(yùn)行1～3 min，將設(shè)備內(nèi)的存料排空才可關(guān)機(jī)。

2.2.3 軋麥

要求軋出來的麥粒扁而不碎，既要淀粉外露，又要麥粒不碎，粗細(xì)均勻。軋麥的目的在于使淀粉外露，有利于微生物的培養(yǎng)。啟動軋麥機(jī)時(shí)要控制好麥粒流量，時(shí)刻注意麥粒軋扁的程度是否一致。

2.2.4 拌料(加水、種曲)

嚴(yán)格控制拌料水分，水、種曲一定要攪拌均勻，使麥粒吸水、種曲均勻，一般拌料后的水分為28%～30%。拌料有利于微生物種曲的培養(yǎng)繁殖。在炒好的麥料中加入40%～50%的水，用絞龍充分拌勻，將種曲(用量為原料的0.3%～0.5%)均勻地混入曲料。

2.2.5 進(jìn)圓盤制曲機(jī)

檢查水、電是否正常，氣、汽的壓力是否達(dá)到要求。開啟圓盤主電源開關(guān)和風(fēng)機(jī)電源開關(guān)，依次檢查圓盤、風(fēng)機(jī)、翻曲絞龍、出料絞龍、溫度探頭和新風(fēng)門。調(diào)取預(yù)先設(shè)定的培養(yǎng)參數(shù)，必要時(shí)重新設(shè)定。

2.2.6 圓盤制曲機(jī)干燥滅菌

確認(rèn)換熱器的加熱蒸汽呈啟動狀態(tài)，手動開啟空調(diào)箱中的蒸汽，點(diǎn)擊“干燥滅菌”按鈕，此時(shí)溫度會升高，圓盤內(nèi)會有大量蒸汽。當(dāng)溫度升至65 ℃時(shí)，將加濕蒸汽關(guān)閉。滅菌后，關(guān)閉干燥滅菌功能，手動開啟排汽風(fēng)機(jī)，進(jìn)行排汽、降溫。

2.2.7 進(jìn)料、平料

進(jìn)料前物料的處理：出鍋熟料經(jīng)風(fēng)冷機(jī)冷卻至適當(dāng)溫度后，將種曲均勻接入接種器，接種量根據(jù)工藝而定；關(guān)閉好上下風(fēng)室門，點(diǎn)擊“進(jìn)料氣缸”按鈕，同時(shí)開啟進(jìn)料的皮帶機(jī)，并將翻曲絞龍上升到最高位置。進(jìn)料時(shí)，將進(jìn)出料絞龍升至適宜位置，一般情況下一鍋料平面上升8 cm左右。轉(zhuǎn)動圓盤并點(diǎn)擊“絞龍進(jìn)料”按鈕，在圓盤轉(zhuǎn)動和絞龍推動的共同作用下，物料均勻地平鋪在圓盤上。如果物料不平整，可用平料絞龍整平。開啟絞龍進(jìn)料時(shí)注意不要將過多的物料向中間推擠，以免絞龍卡死及中間物料過實(shí)。正確做法是：調(diào)整絞龍高度，并配合絞龍正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)進(jìn)行平料；進(jìn)房完畢后，再進(jìn)行翻曲，料溫應(yīng)控制在33～35 ℃；關(guān)上房門，進(jìn)行發(fā)酵培養(yǎng)；下降翻曲絞龍，對物料進(jìn)行翻曲；翻曲結(jié)束后，將翻曲機(jī)升至前端，位于料層10 cm處，進(jìn)料絞龍位于物料平面的合適位置后再進(jìn)行平料操作。待圓盤再轉(zhuǎn)動一圈，平料操作完畢，然后將翻曲機(jī)上升完全，停止翻曲。初始溫度調(diào)節(jié)：料層厚度一般在250～400 mm，保持物料疏松、厚度一致，下料完畢后將內(nèi)、外品溫測控探頭插入曲料，如果品溫低于或高于控溫要求，則需開啟風(fēng)機(jī)進(jìn)行一次調(diào)溫，調(diào)溫幅度不宜過大，以免過涼或過熱。

2.2.8 培養(yǎng)

啟動自動培養(yǎng)模式。整個培養(yǎng)(發(fā)酵)為期2 d。第一階段歷時(shí)0～6 h，屬于萌芽、幼嫩菌絲形成階段，控制重點(diǎn)是保溫保濕，保持房溫在30 ℃以上、相對濕度為90%、料溫在32 ℃以上；第二階段歷時(shí)6～12 h，此時(shí)菌絲剛性生長，料溫上升緩慢，呼吸不旺，熱量少，因此通風(fēng)量要小，控制重點(diǎn)是增加房溫和濕度，料溫保持在32～34 ℃；第三階段歷時(shí)12～24 h，此時(shí)菌絲慢慢形成，呼吸逐漸旺盛，料溫逐漸上升，風(fēng)量逐漸增大，料溫保持在35 ℃左右；第四階段歷時(shí)18～24 h，此時(shí)菌絲大量形成，呼吸旺盛，并產(chǎn)生大量熱量，因此風(fēng)量要加大，料溫保持在38 ℃左右，但不能超過40 ℃；第五階段歷時(shí)24～28 h，該階段內(nèi)曲霉菌的生命活動逐漸停滯，呼吸不旺盛，開始形成分生孢囊和分生孢子，這是積累酶最多的階段；第六階段歷時(shí)28～36 h，此時(shí)應(yīng)提溫降濕，房內(nèi)溫度保持在35 ℃左右。

2.2.9 翻曲操作

關(guān)閉自動制曲程序，將溫度探頭升高，拔下料層中的酒精溫度計(jì)，將風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)至20～30 Hz，轉(zhuǎn)動圓盤，將翻曲絞龍下降完全。翻動曲料，直至翻曲完成，并將曲料整平。關(guān)閉圓盤，將溫度探頭和酒精溫度計(jì)插入平料，恢復(fù)自動控制程序。

2.2.10 出曲

停止自動制曲，將程序切換到手動模式，升起測溫探頭，將出料口上的擋板拉開。開啟圓盤，設(shè)置合適的風(fēng)機(jī)頻率(20～25 Hz，可防止漏料)。開啟出曲氣缸，點(diǎn)擊“絞龍出料”和“絞龍下降”按鈕，將進(jìn)出料絞龍下降到合適高度，將曲料連續(xù)送入干曲機(jī)。出曲完畢后，切斷電源，徹底清洗圓盤內(nèi)外部，清潔擦干設(shè)備。

2.2.11 干燥

開啟主電源開關(guān)，復(fù)位“控制電源”按鈕。自動進(jìn)料：開啟側(cè)室/室頂加熱→開啟自動進(jìn)料裝置 → 手動調(diào)整圓盤轉(zhuǎn)速(如初次使用，建議轉(zhuǎn)速為30 Hz)。當(dāng)自動進(jìn)料結(jié)束時(shí)，關(guān)閉自動進(jìn)料裝置。手控平料：圓盤轉(zhuǎn)動→ 絞龍正/反轉(zhuǎn)→ 點(diǎn)動絞龍升/降→平料結(jié)束，關(guān)閉所有開關(guān)。自動烘干：調(diào)至“自動烘干”狀態(tài)，手動開啟或關(guān)閉側(cè)室/室頂加熱，切換室內(nèi)/外風(fēng)閥。自動出曲：開啟自動出曲裝置→調(diào)節(jié)加水量及圓盤轉(zhuǎn)速→出曲結(jié)束。清洗后干燥：打開圓盤頂、上下室蒸汽閥→將制曲風(fēng)機(jī)調(diào)至手動運(yùn)行狀態(tài)→設(shè)置風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速為25 Hz→打開“干燥”開關(guān)→調(diào)整風(fēng)閥開度至30%→待圓盤溫度上升至65 ℃時(shí)保持5 min→關(guān)閉“干燥”開關(guān)→調(diào)整風(fēng)閥開度至100%→將風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速設(shè)置為45 Hz→待圓盤溫度下降至30 ℃時(shí),關(guān)閉所有設(shè)備。

3 爆麥曲的檢測

將爆麥曲送至江南大學(xué)進(jìn)行微生物(酵母和細(xì)菌)和酶活力的檢測。采用梯度稀釋平板涂布法對爆麥曲中的微生物進(jìn)行分離鑒定，共分離得到微生物(霉菌、酵母和細(xì)菌)8種，見表1。酶活力測定結(jié)果見表2。

表1 爆麥曲微生物鑒定結(jié)果

表2 爆麥曲中酶活力測定結(jié)果

自動化制爆麥曲系統(tǒng)是集原料麥輸送、貯存、種曲培養(yǎng)、消毒、炒麥、軋麥、冷卻、降溫、進(jìn)料、接種、送(排)風(fēng)、調(diào)溫、調(diào)濕、攪拌培養(yǎng)、發(fā)酵出料、干燥等裝置及控制室等為一體的全封閉式自動制曲系統(tǒng)。設(shè)備材質(zhì)以不銹鋼為主，有害菌感染少，清洗方便，使用壽命長，占地面積小。制曲程序自動控制，因此在整個操作過程中人與物料不直接接觸，避免了人為污染。該系統(tǒng)通過烘烤、加熱、炒麥制作爆麥曲，能產(chǎn)生一定的滅菌效果，有利于米曲霉的快速生長繁殖，同時(shí)給予小麥獨(dú)特的爆麥香和焦香，有利于黃酒成品香味的形成，能賦予黃酒特殊的風(fēng)味。爆麥曲生產(chǎn)過程自動化提高了勞動生產(chǎn)率，降低了工人的勞動強(qiáng)度，改善了工人的工作環(huán)境，水、電、汽、氣等能源消耗比普通熟麥曲培養(yǎng)低，使爆麥曲生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)了由機(jī)械化生產(chǎn)向自動化、信息化、智能化生產(chǎn)的轉(zhuǎn)變，產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。