基于传统酱酒工艺的摊晾设备设计研究

1 引言

酱香型白酒遵循传统“12987”工艺，其制酒生产工艺流程复杂，生产周期长，传统酱香制酒生产，从下沙、造沙到七轮次酒完成，仅利用行车进行转料，从摊晾、上甑、摊晾、起堆均采用人工操作，存在工业化程度低、生产环境差，劳动强度大，生产效率较低等制约酱香型白酒生产力提升的问题[1]。

摊晾工艺作为酱香白酒酿造的重要环节之一，其主要目的是将蒸熟后的粮醅均匀铺撒在晾堂中进行冷却，有助于降低粮醅的温度，使其达到适合微生物活动的温度范围，以便进行下一步的发酵。

2 传统摊晾工艺及现有摊晾设备研究

2.1 传统摊晾工艺

酱香型白酒传统酿造工艺以一年为一完整酿造周期，其中共计投粮两次，分别为下沙和造沙 [2]，每次投粮蒸煮前均需进行摊晾操作，是为了提高高粱中的水分含量，有利于后续的上甑蒸煮以及蒸煮过程中的物质转化，同时摊晾过程中高粱种皮中的单宁会溶解于水中并随水流出，有利于控制糟醅中单宁含量，适量的单宁含量有助于酒体的生香，但过多的单宁在酿造过程中易产生收敛蛋白质、抑制酵母菌糖代谢以及酸度升高的异常现象，避免过多的单宁等衍生类物质的形成，从而提高基酒质量[3]。

基于茅台镇酒企传统工艺相关内容 [4]，将传统摊晾工艺具体要求总结如下：

a) 相关要求：1）自然降温，严禁使用鼓风机降温；2）摊晾时，应尽量延长摊晾时间，随时检查粮醅的温度，对温度过高或过低的粮醅用撒开或收拢的方法来确保粮堆温度，避免部份粮醅温度高，部份粮醅温度低的现象发生。

b) 洒酒尾翻拌：用喷壶沿埂均匀洒入浓度为 8～15v/v 酒尾，每甑大约占高粱量的 2～3% 。

c) 洒酒尾结束必须及时进行翻拌，具体翻拌方法为：1）二人在粮醅埂两侧相对，将粮醅向同一方向翻出；2）中间要铲遍，交叉处要超过；3）锨要铲到底（紧贴晾堂），以免底部粮醅翻拌不匀；4）粮醅撒出要均匀（成扇形）；5）翻拌速度应迅速，保证粮醅温度不至于下降太多；6）未翻拌的和已经翻拌的粮醅中间有一定的距离。

d) 撒曲翻拌：曲粉用量占原粮的 91% 左右；撒曲时要求均匀，不要高扬，以防曲粉飞扬损失；撒完曲药后翻拌3 次（翻拌方法同洒尾酒翻拌要求），尽量使粮醅减少疙瘩，使熟沙与曲粉充分接触，保证每粒高粱上都有曲药粘附。

2.2 摊晾设备研究现状

范伟国 [5] 等人提出的一种转筒摊晾系统，具有摊晾（翻料、降温）和拌曲两大功能，在符合白酒酿造工艺机理的前提下，该设备具能效降低能耗，降低糟醅摊晾温度，去除摊晾拌曲中的黏连、结团现象，解决传统摊晾机易堵料、漏料的问题，对白酒的摊晾工艺具有明显的改善作用。转筒摊晾系统主要由 ① 喂料机、 ② 输送机、 ③ 风罩、 ④ 引风管、 ⑤ 引风机、 ⑥ 转筒、 ⑦ 鼓风机、 ⑧ 送风管、 ⑨ 加曲平台、 ⑩ 加曲机、 ① 混合装置、 ① 摊平装置、 ① 输送机、 ⑭ 接料斗等组成。

陈钦明 [6] 提出的一种链板摊晾设备，具备摊晾翻料、降温等功能。主要采用不锈钢输送链板为主体结构，配备风箱、导风板、风机冷却系统，多组柔性翻料机构，多组温度感应器组成的温控系统，自动清洗机构，以及整体电控系统。

毛劲 [7] 提出的链板摊晾系统，在原有工作原理上增加拌曲功能，也是现在大多酒企生产线所使用的类型。该摊凉系统由输送链板、输送链板、打散与翻拌机构、冷却风机、加曲装置等几部分组成。糟醅在网带输送机的作用下进入摊凉系统的接料斗，调节接料斗下方的定量调节装置可以控制糟醅洒落在输送链板的速度和流量，为保证糟醅在输送链板上的平整度和均匀度，可以视情况添加刮板装置。

杨牢记 [8] 等人提出的行走摊晾设备，具备摊晾翻料、降温和拌曲等功能，该装置的驱动电机采用变频模式，可以自由调控架体运行的速度，风机采用离心风机并配套设置有料温传感器、室温传感器、控制面板等部件，通过温度的逐级反馈自动控制风机的启动数量和风量以及打散摊凉装置的运行速度。实践表明，该装置的应用可以实现曲料、粮醅、稻壳等酿酒原辅材料的混合及粮醅的打散和摊凉，减轻了酿酒车间粮醅摊凉的劳动强度，提高了工作效率。

3 摊晾设备总体方案

3.1 工艺要求

摊晾工艺要求：量水用量为高粱量的；糟醅摊晾厚度均匀，将团块打散；拌曲温度：；浓度为8~15v/v 酒尾，每甑大约占高粱量的 2‰ ；曲粉用量占原粮的91% 左右；撒曲均匀，不要高扬，防止曲粉飞扬损失。

3.2 功能组成及原理

根据需求输入，提出一种摊晾设备，其总装图如图1 所示，主要由小车、大车、打糙装置、扫细装置、风箱、酒曲箱等装置组成。

图1 摊晾装备组成图

工作原理：大车可沿地面轨道纵向移动，小车可以沿小车轨道横向移动，通过大车和小车之间的移动配合实现摊晾场地内的摊晾作业。整套系统采用无线控制，电控箱放置于小车平台上方，随小车一起移动。小车下方设置两层台架，与小车直接连接的是上层固定平台，上层固定平台连接下方旋转平台，通过旋转电机带动下层旋转平台转动，从而实现功能模块的换向。打糙装置、扫细装置安装于下层旋转平台之上，通过丝杆滑块机构实现打糙装置与扫细装置的上下移动，从而进行打糙和扫细作业；风箱与撒曲装置安装于旋转平台内部，工作方向始终与打糙和扫细装置保持一致。

4 小结

本文通过对传统工艺的研究，对工艺步骤进行拆分，提出了一种摊晾设备总体方案，该系统有扫细、打糙、撒曲及拌曲三大功能，替代传统人工摊晾操作，减轻了摊晾工作人员劳动强度，降低了肌肉拉伤、烫伤等风险，提高了摊晾作业效率，提升了摊晾工艺的安全性，同时，该设备避免了由于摊晾工人技术水平差异带来的摊晾质量不统一、摊晾时间不可控等风险，提高了摊晾质量的一致性；该设备将摊晾过程中的成团物料打散，使物料吸水更加充分、均匀，实现多种摊晾方式的自动化操作，通过设定温度、湿度传感器，可实现温度及湿度的精准控制等特点。

参考文献：

[1] 中国白酒机械化酿造之路 [J]. 宋书玉 , 赵建华 . 酿酒科技 ,2010(11):99-104.

[2] 酱香型白酒下沙、造沙轮次堆积发酵过程中酒醅温度与微生物的变化规律分析 [J]. 涂昌华 , 郝飞 , 汪地强 , 等 . 酿酒科技 ,2020(02):60-64.

[3] 西南区酿酒高粱的种质形成和发展[J]. 闫松显, 吕云怀, 王莉, 等. 中国酿造 ,2017(5):17-21.

[4] 制酒作业指导书 QB/GWJY-CX -019-08/5-2015.

[5] 转筒摊凉系统的研发及在白酒酿造生产中的应用[J]. 范伟国，方以芬，陈彬 . 酒饮料技术装备，2021(05) ：62-67.

[6] 酒糟自动摊晾设备的研发 [J]. 陈钦明 . 海峡科学，2021(1):45-48.

[7] 酿酒自动化生产线及关键工艺设备的研究与设计[D]. 毛劲. 西华大学，2014.

[8] 一种酿酒车间用粮醅打散摊凉装置的设计与实现[J]. 杨牢记，陈兴杰，等 . 机械研究及应用，2023(4):74-76.