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固態法白酒機械化釀造試驗
來源:  2015-12-21 10:55 作者:

  傳統的白酒釀造方法已無法適應新的生產需求,全面實現機械化生產將是未來白酒行業發展的趨勢。湖北三麥酒業有限公司通過不斷探索和借鑒先進的釀造經驗,實現了整個釀酒過程的機械化,并將傳統工藝的混合作業方式改為分工序、分流程作業,確保各工藝環節工藝的穩定性,更好地保證了產品的質量。


     1 工藝路線的選擇


     三麥酒業所采用的是固態發酵法生產清香型小曲白酒,其釀造工藝流程如圖1 所示。


     2 生產規模及方案選擇


     2.1 生產規模
     項目固定資產總投資3500萬元,總占地面積24000m2左右,總建筑面積14000m2左右,年工作日300d,兩班作業。設計生產能力為年產清香型基礎白酒5000t,商品酒12000t。
     2.2 產品方案
     目前,銷售酒的種類已達10多種,現舉例說明如表1文章來源華夏酒報所示。


     3 生產模式的選擇


     3.1 設備流程的設計
     釀造車間的工藝設備流程圖見圖2。


     注:1—斗式提升機,2—刮板輸送機,3—泡糧池,4—蒸糧鍋,5—攤晾機,6—加曲機,7—糖化地行, 8—出料刮板車,9—糖化料地面輸送機,10—糖化料攤晾機,11—攪拌機,12—發酵地行,13—窖池,14— 抓斗,15—料斗,16—發酵料輸送帶,17—酒甑,18—天行,19—醅糟池,20—醅糟攤晾機
     3.2 原料的蒸煮階段
     3.2.1 機械化歷史程度的對比
     原料蒸煮階段機械化歷史程度對比結果見表2。


     在原料的輸送方面,用斗式提升再經刮板輸送代替傳統人工輸送,泡糧時可做到按需投料。泡好的原料經閥門到達糧簍再由軌道進入蒸糧鍋,進行封閉式加壓蒸糧,采用定時定壓控制,確保在降低能耗的同時達到了熟糧質量的一致性,提高了原料利用率。白酒生產機械化要解決好兩個問題:一是機械化要適應白酒生產工藝的要求;二是如何調整生產工藝以充分發揮機械化的效能,也就是要找到一條增加生產,提高淀粉出酒率的最佳途徑。
  依照這一原則,在使用熱水循環式蒸糧鍋時,對傳統的蒸糧工藝進行了調整,將初蒸、悶水合為一道工序,此過程原料處于熱水循環之中,初蒸后的糧食可直接實現悶水的目的。采用熱水循環蒸糧鍋,使蒸糧過程一次性在密封鍋內完成,各閥門通過電氣系統控制,溫度、壓力等參數也由電子儀表實時顯示,實現了機械化及自動化操作。
     3.2.2 采用機械化生產所達到的效果
     熱水循環蒸糧鍋一次可蒸糧1500kg,耗時50min 左右,而采用傳統甑子蒸煮1500kg 糧食至少需150min,相比之下前者節能60%以上。采用加壓蒸糧可實現大汽蒸糧且鍋內圓汽快,這樣提高了裂口率又保證了糧食破裂程度的一致。蒸出來的糧食在滿足水分要求的同時,糧粒的勻透性也更好。
     3.3 糖化階段
     3.3.1 機械化歷史程度的對比
     原料蒸煮階段機械化歷史程度對比結果見表3。


     公司設計了攤晾輸送機,利用鼓風、抽風的辦法來攤晾,在輸送過程中就能達到降溫冷卻的目。
     在攤晾輸送機的末端添置了自動加曲機,此裝置的難點在于加曲機輸送量與攤晾機上糧糟輸送量的匹配,做到加曲均勻一致。這一環節我們是通過調節兩者的變頻器改變輸送帶的速度來實現,加曲量因曲種不同而異,因此在實際的生產中要進行實時調控。可在糖化間內任一場地做箱,出箱時由刮板將兩邊的糖化糟刮到中間的輸送帶上輸送,工人只需操作刮板車即可,大大降低了勞動強度。
     3.3.2 采用機械化生產所達到的效果
     表3可以看出,傳統方式糖化作業,勞動強度大,耗時久且工作環境差,采用機械化設備及流水線作業模式后,這些不足都得到了極大的改善。以前使用水冷卻,每噸酒的冷卻水在15t左右,水處理負擔很重,而采用風冷卻后,減排作用明顯,既節約了水資源又節省了廢水處理費用。
     3.4 發酵階段
     3.4.1 機械化歷史程度的對比
     糧糟及醅糟的冷卻工序也采用攤晾機完成,中間設有攪拌混合機將攤晾好的糧糟與醅糟攪拌混合均勻。糧糟與醅糟的比例根據季節的不同而異,通過調節變頻器改變兩者輸送帶的速度來調節比例,夏季為1:4,冬季為1:3。最后混合好的物料由攪拌混合機的出料口經傳送帶進入料斗中,再由地行運到指定的窖池上方從底部出料入窖池發酵。黃水排放這一工序, 現采用管道利用氣壓的原理直接在地面操作,代替了過去人工入窖池排放黃水。出窖時由抓斗將發酵糟抓入料斗里再經輸送帶輸出。
     3.4.2 采用機械化生產所達到的效果
     出窖時采用抓斗運料,提高了勞動效率,降低了勞動強度。同時避免了含酒精的材料的翻動,受氣流影響較小,酒精揮發也較少。
     3.5 蒸餾階段
     3.5.1 機械化歷史程度的對比
     蒸汽的供應淘汰了傳統的地鍋燒水,改用大鍋爐集體供汽,此外采用不銹鋼酒甑及分體式水冷卻器,便于對蒸餾進行分段摘酒,極大減輕了勞動強度,提高了生產率,同時避免了酒液中鉛含量的超標,有效保證了產品質量。蒸餾過程中的冷卻水排放到熱水回收池中,用于泡糧和蒸糧,實現了水資源的循環利用。出甑時采用天行將甑桶吊到醅糟池上方,從底部出料,一部分經醅糟攤晾輸送機到達攪拌混合機,一部分由丟糟輸送機輸出。
     3.5.2 采用機械化生產所達到的效果
     每個酒甑都安裝了蒸汽壓力表以控制流酒速度,真正實現緩汽餾酒,大汽追尾的目的。各設備間的銜接良好,使整個釀酒生產實現了連續型機械化,流水線作業模式,材料不落地,達到了清潔生產的要求。


     4 主要設備原理和性能


     4.1 熱水循環蒸糧鍋
     按照人性化、安全可靠、節能環保的設計理念,設計了此熱水循環蒸糧鍋。
     首先是蒸汽對水的加熱,到達一定溫度后熱水與蒸汽一起對糧食進行蒸煮,蒸糧水流在循環泵的帶動下強制流動,帶動糧簍中的糧粒處于不斷的翻轉中,這樣使糧粒受熱均勻且增大了蒸煮面積。經過多次的實驗,蒸糧壓力選定為0.13Mpa。一次蒸糧達1500kg,糧食可直接在鍋內實現初蒸、悶水、復蒸三個工序,其中初蒸悶水耗時10min,復蒸時間控制在20min左右,加上水升溫及中途排水大概需20min,這樣整個蒸糧過程只需50min左右,而按傳統方式蒸糧1500kg所需時間在2h左右。因此,采用此蒸糧鍋大大縮短了時間,降低了能耗,提高了生產能力。同時,熟糧的質量也得到了保證,每100kg原糧增重至215kg—227kg,糧食柔熟、收汗,水分在60%左右。
     4.2 攪拌混合機
     攪拌混合機代替了人工配醅拌料、人工堆料兩道工序。攪拌混合機既要對糧糟和醅糟進行充分攪拌混勻,又不能對糧糟造成擠壓,還要可用于攪拌好的糧糟出料。針對這些要求,經過反復實驗,設計了此直立攪拌機。轉速為20r/min,糧糟在里面的攪拌時間為1min—2min,可將物料充分混勻,混勻好的物料由出料口經輸送帶輸出。各物料在攪拌機中,由外到內、由兩邊到中間充分混合攪拌,模擬了人工翻拌,使糧糟和醅糟充分混勻,又不會對糧糟造成擠壓。
     4.3 攤晾加曲機
     熟糧的攤晾輸送采用的是篩孔扣板鏈條,在得到良好的冷卻效果的同時又可防止跑邊達到平穩輸送;攤晾的基本原理是采用鼓風、抽風的晾涼辦法,從篩孔下面鼓風,同時上面進行抽風,這樣糧糟在中間可得到較好的冷卻。經過多次的實驗確定孔徑的大小為5mm—6mm,根據生產規模及冷卻的效果設定輸送的速度為0.3m/s左右,糧糟厚度為3cm—4cm;整個攤晾過程可分為三個階段。
     10m5.5kw鼓風機攤晾、攪拌、風機平吹。采用自然風送風溫度為室溫,可將糧糟的溫度降至60℃左右。
     4 m4.5kw水溫空調攤晾、攪拌、風機平吹。采用水溫空調送風溫度為20℃左右,可將糧糟進一步冷卻到40℃左右。
     6m3kw鼓風機冷氣制冷攤晾、攪拌、風機平吹。送風溫度可低至10℃,最終糧糟可冷卻至25℃。
     5 經濟技術指標
     在傳統工藝操作技法的基礎上,公司實現了白酒釀造的機械化生產,可使釀造工段人力成本及能源消耗都大大降低。日投料30t糧食的釀造車間采用機械化生產后只需76人分兩班作業就可以完成正常的生產,年節省工資支出400萬元左右,節約能耗2000t左右標煤,節約支出160萬元左右。


     6 展望


     雖然采用機械化生產后,取得了一定的成效,但仍有些不足之處需要改進,為了進一步提高企業競爭力,可采取以下措施:
     6.1 可人工控制溫度、濕度、氣壓、含氧、風量,模仿自然環境的發酵及堆積車間的建造。
     6.2 地上、半地上,大容量發酵窖或小容量可移動發酵箱(罐)及密閉式出入窖輸送帶系統的建造,配合溫度檢測控制系統,配合可循環使用、密閉性好的封窖材料。
     6.3 借鑒酒精或國內外其他蒸餾酒的蒸餾設備的優點,積累科學理論和實踐經驗,提高各種蒸餾設備的濃縮、提香及除雜等效果;研究如何利用連續蒸餾設備實現蒸餾的連續化,提高設備利用率。
     6.4 研究如何實現機械裝甑,可以人機結合進行操作,技術達到一定程度時,可以考慮開發人工智能裝甑設備——以人工裝甑經驗為模型,計算機控制機械設備來完成均勻拌料,保證上甑效果。


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編輯:苗倩
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