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摘　要：普瑞特公司作為“中國白酒158計劃”的參與者，近年來積極進行以白酒機械自動化為主的白酒生產裝備系統工程研發。本文介紹了研發的原則和研發內容及成果，重點介紹了公司在貯酒容器、機械自動化釀造裝備、酒庫生產管理信息化系統、節能裝備及白酒生產副產物回收利用裝備方面的最新研發成果，并對白酒生產裝備系統工程的下一步發展進行展望。
關鍵詞：白酒； 機械化；自動化；裝備；研發

范偉國　段言峰　張艷梅　喬新建　李新約　牛家棒　龐相國

　　在遵循傳統工藝、深刻理解和研究白酒生產工藝機理的基礎上，用現代化的技術裝備去提升白酒生產的機械化、自動化和智能化水平，促進白酒生產與現代食品加工工業接軌是中國白酒發展的必然趨勢，普瑞特機械制造股份有限公司為此進行了大量的研發和探索，本文對我公司的研發情況予以介紹，供同行及白酒生產企業討論和參考。
1、白酒生產裝備系統工程研發的原則
　　普瑞特的白酒生產裝備系統工程研發始終秉承一個方針、一個原則、一套做法和一個目標。
　　一個方針：遵循白酒生產傳統工藝，理解和研究白酒生產傳統工藝深刻內涵，用現代化的技術裝備去提升和促進白酒生產向現代化生產工藝方向發展。
　　一個原則：設備要服從和服務于工藝，并保障工藝的合理運行。
　　一套做法：按照僵化、強化、優化、固化的四個步驟提升機械化、智能化裝備研發的速度、提高設備可靠性、降低成本，提高產能。
　　一個目標：了解白酒生產企業的需求，服務和滿足生產企業的需求，用技術裝備促進和提升生產企業的生產工藝水平。
2、白酒生產裝備系統工程的研發制造
2.1 貯酒容器的安全、節能和功能提升
　　經過20多年的發展，不銹鋼薄壁容器的優勢已被食品行業公認，并被廣泛使用。其研發也已進入工藝優化和固化階段，目前重點是按照最新實施的行業標準規定，解決兩個安全性問題。一是容器本身的制造安全，保證設備制造和使用安全。二是容器中介質的安全，保證食品安全。
　　在解決好常規不銹鋼薄壁容器安全問題的基礎上，普瑞特進行了大量的貯酒容器節能和功能提升方面的研發工作，開發了激光冷卻夾套、太陽能覆膜、內置陶管、底部加熱、六環石催熟等技術，并已取得7項專利，在節約水資源、促進酒體老熟方面成效顯著。
　　激光冷卻夾套技術是在貯酒容器頂部安裝激光冷卻夾套，夏季高溫時，夾套內通入冷卻水使容器冷卻，減少酒精揮發，保證酒罐安全，冷卻水通過出水管流走后可再次利用。太陽能覆膜技術是在貯酒容器的上封頭上部和罐體側板上部分布一定數量的太陽能高聚物集熱器，利用集熱器吸收容器上的大量輻射熱，避免容器上部產生大量酒氣，保證酒罐安全；吸收的熱量用于加熱冷水，并在加熱后輸送到容器底部的加熱盤管或內置陶管中進行循環，從而將容器中的酒液加熱，促進酒體老熟。激光冷卻夾套和太陽能覆膜技術節約了水資源，并可有效避免噴淋降溫造成的罐體表面顏色改變及罐體腐蝕。
　　內置陶管技術是仿傳統陶壇老熟工藝，在貯酒容器內安裝集束式陶管或數根環形排列陶管，陶管兩端經由通氣管道與外界大氣相連，每根陶管相當于一個小型陶壇，內部充滿空氣（根據需要也可通入熱水），外部與酒液接觸，與普通陶壇內盛酒、外部接觸空氣正好相反，陶管與空氣和酒液充分接觸，試驗證明，白酒的老熟效果可與陶壇媲美。
　　六環石催熟技術是在貯酒容器內以某種方式放置加工好的納米級六環石珠料，使六環石與酒液充分接觸，放置量為每立方米罐容500粒，珠料直徑為2mm，利用六環石的催陳作用促進酒液老熟。老熟試驗表明，六環石珠料對新酒雜味有良好的吸附效果，促進酒的酯化反應，抑制酯類水解，大大縮短白酒老熟時間，酒的老熟風味優于陶壇，且不產生“返生”現象。六環石珠料成本低，使用方法簡單，不需要額外的設備投資，是簡單實用、方便高效的催陳技術。
2.2 白酒機械化、自動化釀造裝備
2.2.1 白酒機械化釀造成套設備
　　白酒企業在進行新車間建設時，為了保證設備的先進性、穩定性和連貫性，會優先考慮機械化釀造成套設備。目前白酒機械化釀造成套設備應用較多的白酒香型主要是濃香、大曲清香、小曲清香、芝麻香和復合香等幾種，香型不同，釀造生產線包含的主要設備也不同。機械化釀造成套設備自動化程度高，可實現物料全程不落地的清潔化生產。
2.2.2 白酒機械化釀造模塊設備
　　機械化釀造成套設備一次性投資大，成本高，由于成本和老釀造車間環境限制，部分白酒生產企業往往只能在部分工段進行機械化，這就需要對生產線的主要工段進行模塊化設計，提供模塊設備。雖然不同香型白酒的生產工藝差別較大，但其生產工藝均由蒸糧模塊、糖化模塊、拌合模塊、蒸酒模塊、堆積模塊和攤涼模塊中的部分或全部模塊組成。在上述模塊中，傳統工藝勞動強度最大，白酒企業最迫切進行機械化改造的是攤涼模塊和拌合模塊，為了提高設備利用率，減少企業設備投資，普瑞特研制了拌合攤涼一體機。該設備由攤涼機、酒醅加料機、粉糧加料機、稻殼（麩皮）加料機、加曲機、接料斗等組成，用于配料拌合時，使用前三個加料機；用于攤涼時，使用攤涼機、酒醅加料機和加曲機，一機兩用，節約成本。
2.2.3 白酒機械化釀造自動控制
　　白酒機械化釀造自動控制包括設備現場手動控制和中控室自動控制，可實現靈活有效的控制和報警，并提供完整的生產信息流程記錄查詢和報表查詢。自控系統主要實現以下幾項控制：
　　（一）粉糧、酒醅、加曲料斗稱重。料斗設高精度稱重裝置，下料速度可手動或根據流加比自動調整；加裝高精度稱重傳感器及稱重顯示儀表，顯示料斗內剩余料凈重和流加速度；實時監測物料重量，稱重信號上傳至上位機，在上位機設置定量加料，實現物料自動配比。
　　（二）潤糧水、加漿水水溫及流量。設定水溫范圍，低于下限時自動打開蒸汽電磁閥加熱，高于上限時自動停止加熱，保證水溫恒定；出水管路加裝高精度流量計量裝置，顯示及上傳瞬時加水流量及累計流量；設定加水量，出水管路的電磁閥自動控制開閉，定量加水；水罐利用液位控制裝置自動補水，保證罐內液位恒定。
　　（三）攤涼溫度。設定糟醅溫度范圍，采用溫度傳感器檢測糟醅溫度，利用PLC程序按照不同季節和氣溫自動控制風機開啟數量和風量，保持糟醅入池溫度符合生產工藝的要求。
2.3酒庫生產管理信息化系統
2.3.1 白酒勾貯計算機自動控制系統
　　為解決白酒企業傳統的勾兌方式在生產規模、節能降耗、安全穩定等方面的不足，我公司推出了白酒勾貯計算機自動控制系統，該系統主要由WEB服務器、監控操作總站、勾儲操作分站、過濾輸送操作分站、包裝操作分站以及現場采集子站等組成，各操作分站內設置PLC控制器，通過控制相應電動球閥、泵，采集流量計信號、壓力變送器信號來完成勾兌、過濾及輸送過程。系統勾兌精度高，一次性勾兌成功率達到99%以上，酒液流量計量實時、準確，各貯罐、閥門、管線、液位信息實時顯示，提供完整的管理功能和數據報表，提供靈活有效的狀態報警功能。系統的成功應用，大大提高了企業的勾兌效率、基酒利用率和勾調批次間的穩定性，提升了企業對白酒后序生產的管理能力。
2.3.2 白酒酒庫管理智能化系統
　　白酒酒庫管理智能化系統包括實現自動化交酒、貯酒的硬件方案和對交酒、貯酒過程進行管理的計算機控制系統。系統在交酒房與酒庫罐群之間安裝輸酒工藝管道和流量計，在輸酒過程中實現自動計量酒量，并可采用先進的導播雷達和無線通信技術，對收酒、儲酒過程實現高穩定性、高可靠性的液位、重量測量控制。計算機控制系統實時監控貯罐狀態，并將酒體品種、體積量、質量、酒度、液位高度、進罐時間、存罐時間、液位變化曲線等信息顯示在控制室。系統可大大減少白酒企業傳統交酒、貯酒的人工工作量，減少基酒損失，實現酒罐酒量的精確計量和精確控制，提高酒庫管理效率。
2.3.3 白酒生產流通安全防偽溯源系統
　　普瑞特信息科技有限公司基于白酒企業的防偽溯源需求，研發了白酒二維碼防偽溯源系統和白酒RFID生產流通安全防偽溯源系統。
　　白酒生產企業通過白酒二維碼防偽溯源系統生成溯源防偽碼并進行管理，溯源防偽碼由外包裝批次二維碼、單品防偽數字碼組成，外包裝批次二維碼用于流通過程發貨收貨、消費者掃碼進行防偽溯源驗證，單品防偽數字碼粘貼到瓶口，開瓶即毀，用于產品防偽驗證。出廠的每個酒瓶均標有類似二維碼的圖標，記錄著酒產品從原料到經銷商的一系列信息，消費者通過手機客戶端APP掃描識別二維碼信息，了解產品的生產和流通過程。
　　白酒RFID生產流通安全防偽溯源系統由數據采集系統、信息處理系統、 電子標簽、終端查詢系統（手持終端、手機APP）等組成。系統的RFID電子標簽包括防偽標簽和物流標簽，防偽標簽附著在酒瓶瓶蓋或外包裝接縫處，記錄酒的生產等防偽信息；物流標簽附著在物流箱體上，記錄酒的出入庫、物流過程等信息。防偽標簽結合鐳射防偽及可變光油墨等多重視覺防偽效果，并結合二維碼技術；物流標簽結合條形碼技術。系統集二維碼、條形碼、RFID技術三種防偽方式為一體，能很好地解決中低端、高端酒類的防偽需求，最大程度保留企業原有的防偽方式，且具有靈活性，可以應對無縫接入將來可能出現的新型防偽技術。
2.4 白酒釀造節能裝備
2.4.1余熱回收系統
　　白酒釀造過程中，蒸糧、蒸酒、排酸以及攤晾過程中都會產生大量乏汽，乏汽含有酸性物質，直接排放不僅造成環境污染，且存在安全隱患，同時，乏汽含有大量熱量，造成熱能資源的巨大浪費。為了解決上述問題，普瑞特研發了余熱回收系統，該系統由翅片管換熱器、循環水泵、水箱、排潮風機等組成，用于回收釀酒車間乏汽熱量，加熱常溫水，用于生產或生活用水。
2.4.2變壓變溫蒸餾系統
　　白酒蒸餾是關系到白酒質量和產量的關鍵工序，我公司正在與天津大學、中國食品發酵研究院、河北三井酒業股份有限公司聯合研發白酒變壓變溫蒸餾自動化系統，擬通過對蒸餾設備采用計算機控制，使蒸餾過程中的蒸汽進氣壓力、蒸餾過程壓力、冷卻溫度和出酒分級能夠按照預定的最佳蒸餾指令曲線自動調節，并將實時的參數變化通過上位機顯示、監控，實現自動變壓變溫蒸餾，達到高效、一致、節能地生產高品質白酒，解決了固態白酒蒸餾效率低、能耗高、品質波動大、風味物質提取率低等問題。
2.4.3風冷冷卻器
　　白酒企業每天都要消耗大量蒸餾冷卻水，不僅浪費水資源，增加企業的提水費用，還會增加廢水處理的基建投資費用。風冷冷卻器的研制應文章來源華夏酒報用很好地解決了這一問題，其采用自然風作為冷卻介質，不使用冷卻水，無水垢困擾，冷卻效果穩定，壽命長，零污染。設備采用翅片式冷卻管結合錯排布局結構，增大換熱面積，提升冷卻效果，采用變頻調速風機，出酒口安裝溫度傳感器，根據不同的季節和設定的出酒溫度情況，實現對酒溫的控制。
2.4.4風冷循環水系統
　　水冷冷卻器采用的是邊進冷水邊出熱水的冷卻方式，白酒生產企業每天消耗冷水量巨大，如何提高水資源利用率，減少水資源浪費成為企業頭疼的問題。我公司研發的風冷循環水系統專門用于對冷卻器排出的熱水進行循環降溫，以達到冷卻水循環利用，節約水資源的目的。該系統由新型風冷式冷卻器，循環冰桶，循環泵，溫度檢測儀，管路，控制系統等組成，頂部為軸流風機，內部采用激光函道式換熱片組，風機變頻調速防爆，自動控制流酒溫度，溫度精度≤ ±1℃。
2.5白酒生產副產物回收利用裝備
　　近年來，我公司加大了對白酒生產副產物回收利用的研究，現已成功研發利用黃水、尾酒生產調味酒和酒糟制粉的技術裝備。前者除生產調味酒外，也可將二級酒升級為一級酒，是白酒廠提高酒質的有效方式之一。后者則可將酒糟加工成飼料，減輕污染，提高經濟效益。
3、白酒生產裝備系統工程的發展思考
　　根據國家工信部的要求，白酒行業不僅要實現機械化，還要實現自動化、智能化和信息化的全面轉型升級，重點要有理論支持。“158計劃”開展以來，許多大中型白酒企業已積極進行機械化和自動化升級，但與白酒行業本身的發展速度相比，機械自動化的進程仍顯緩慢，主要原因就在于白酒企業擔心轉型升級后會造成白酒品質降低。中國白酒具有上千年的歷史，其獨特的固態發酵蒸餾工藝在全世界酒類生產中獨樹一幟，酒企都十分在意傳統工藝的精華，千方百計保留其歷史韻味和經典味道，這也是上世紀七八十年代白酒機械化改革失敗的關鍵所在。所以，白酒裝備企業必須加強與白酒生產企業和相關科研院所的合作，在了解白酒工藝過程和工藝參數的基礎上，深刻理解背后的工藝機理，使研發制造的生產裝備真正服從和服務于生產工藝，在實現白酒生產操作現代化、生產過程清潔衛生化的同時，提高白酒產量、提升白酒品質。
　　白酒企業節能降耗任務繁重，在進行機械化、自動化、智能化和信息化的轉型升級過程中，必須更加注重節能和環保，白酒裝備企業必須推出新一代節能環保設備。
　　隨著轉型升級的深入，單純的零散設備提供已不能滿足白酒企業需求，裝備系統化、成套化是必然發展趨勢，提供包含方案設計、基礎、設備、電氣、控制系統在內的一站式打包服務，降低總體成本，完善售后服務，是白酒裝備企業今后發展的方向。