转筒摊凉系统的研发及在白酒酿造中的应用

1.转筒摊凉系统的研发目的及其分析

1.1、研发所要解决的技术问题及其有益效果

目前在白酒酿造行业中，白酒原料蒸煮或者酒醅蒸馏后的摊凉方式为链板输送摊凉机，链板为筛孔型，链板上输送刚蒸煮过的酿酒原料或酒醅，下部通过鼓风机通入冷风进行摊凉。但这种方式有以下弊端：传统摊凉机需4台以上风机，具有能耗大、造价高的缺点;由于其链板结构原因，存在漏风较大的问题，风量利用率低;输送链板的筛孔易出现堵料及漏料的现象;链板输送过程中容易出现结团、粘结等现象;由于酒醅糊化黏连链板，难于清洗。

为了更好地节省摊凉时间，解放劳动力，同时结合当前传统链板摊凉机出现的问题，在符合白酒酿造摊凉工艺机理的前提下，本研究针对上述问题进行了分析，设计发明转筒摊凉系统，同时此设备系统配套相应的操作工艺，可以有效地解决以上问题。

该转筒摊凉系统具有如下特点：a、能耗低。设置鼓风、引风两套风机，比传统摊凉机4台以上风机能耗大大降低;b、降温效果好。摊凉时，转筒内部的叶片使粮糟呈瀑布式散落，增大了冷风接触面积，降温效果好，物料松散;粮糟经多次翻落过程中更易吸收空气中的微生物;c、设备紧凑，两套风机与转筒底座一体，占地面积小;d、清理方便。转筒内设有清洗装置，解决了传统链板摊凉机清洗困难的问题;e、高度智能化。增加温度、湿度探头，分别检测环境和物料的温度及湿度，实现温度及湿度的精准控制;f、系统拥有双辊打散装置，使酒醅与曲粉充分混匀，能更好地完成酒醅拌曲工艺需求;g、该机械系统整体结构简单，易于操作和维护。因此本系统在符合酿造工艺的前提下，可以有效提高原料及酒醅的摊凉效果。

1.2、转筒摊凉系统结构特点及其工作原理

转筒摊凉系统主要包含以下设备：(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、(11)混合装置、(12)摊平装置、(13)输送机、(14)接料斗等组成如(图1)所示，而此设备的具体处理量及功率见(表1)。

转筒摊凉系统着重点在转筒及其内部构造，其主要有间断螺旋叶片，摊凉时转筒内部的叶片使酒醅呈瀑布式散落，增大了与冷风接触的面积，并且可实现酒醅表皮与芯部温度均降，同时增强了打散效果，避免出现结团、粘连现象。叶片型式如(图2)所示：

转筒摊凉系统是一种将蒸煮后的原料或酒醅，经过风冷降温到指定温度，并均匀加曲充分混匀后，输送到下一工序的机械系统。本系统可将摊凉、加曲混合等工序一次性完成，与传统摊凉机相比，该系统自动化程度更高，摊凉效果更好，清洁化生产更好，节能环保，可以更大程度地提高工作效率和智能化连续生产。

转筒摊凉系统的主要原理为：蒸煮后的酿酒原料或酒醅，由行车吊起的甑锅直接卸料至喂料机内，通过喂料机变频传动链板将物料可调速度的输送至进料输送机上，由输送机输送至转筒内，经过转筒内部的间断螺旋叶片将粮糟向前推送，在推送过程中，出料端由鼓风机送入冷风，将酒醅进行摊凉;进料端由引风机通过风管、风罩将热蒸汽进行抽送，经过摊凉后的酒醅进入尾部输送机，进行摊平、拌曲、混匀，然后进入接料斗。以上流程即完成了该系统的摊凉降温和拌曲曲混匀等工艺要求，物料可以进入下一级酿造工艺流程。

与此同时，根据不同白酒香型酿造工艺对摊凉时间、酒醅温度、酒醅水分、拌曲量等要求不同，本摊凉系统中的输送速度、加曲速度等工艺环节均配有变频电机，可根据工艺需要实现对各参数的调节，来满足不同的摊凉、拌曲要求。另外，转筒及链板输送机均配带有清洗装置，可对粘在筒壁及链板上的物料进行清理，使系统能连续稳定运行。

因此，本系统通过上述转筒摊凉模式，不仅高效保证摊凉、拌曲工艺质量，还可降低摊凉能耗，解决传统链板摊凉机筛孔易堵料、漏料及难于清洗等问题。除上述外，①本系统还具有高度智能化，通过增加三个温度、一个湿度探头，分别检测环境和物料的温度及湿度，实现温度及湿度的精准控制，通过制定合理的数据，自动调整开机和运行时的喂料机及转筒的转速，使物料在均匀降温的情况下，降低能耗。②本系统由于是转筒模式，其只有一个水平进气口、水平出风口，不仅解决了摊凉机易堵料、漏料的问题，还降低了酒醅摊凉过程中水分的散失，减少了打量水的使用量;③该系统配备引风机、间断螺旋叶片等，使得转筒内部通风效果显著，酒醅与冷风接触面积更广，进而使设备降温效果更加高效，最终实现设备占地面积更小、耗材更低。因此，本转筒摊凉系统在保障摊凉、拌曲质量的前提下，还可解决传统摊凉机问题，优化酿酒工艺。

2.转筒摊凉系统的生产应用分析与探讨

转筒摊凉模式：物料匀速向转筒入口进料，同时开启转筒前后的鼓风机和引风机，开始摊凉;此时要求调整转筒速度n=12rpm，要求转筒内部的叶片使粮糟呈瀑布式散落，增大冷风接触面积，记录物料在转筒出料口测温点的温度，要求鼓风机功率为1.5KW，引风机功率为3KW;同时要求酒醅摊凉温度在15~25℃之间，冬季稍低点，而夏季稍高些。取1kg待拌曲酒醅作为小样，在酒醅拌曲前进行感官指标和理化指标检测，主要检测酒醅黏连度、温度、水分、酸度等指标。注意：转筒旋转，启动时应缓慢启动，再至设定转速。

清洁工艺：本系统待摊凉拌曲完毕后，对转筒进行清洗，启动器出水系统调整转筒速度n=12rpm，保障集水槽内水流通畅，排污水引至排污口处。

3.实验结果与讨论

本研究通过采用传统链板摊凉机与转筒摊凉系统进行对比，其中酒醅温度、水分指标检测参照王鹏等人的检测方法，酒醅酸度指标检测参照孟晴等人的检测方法，酒醅感官检测参照郭永红等人的检测方法，具体实验结果如(表2)。

通过与传统链板摊凉机对照，研究发现：转筒摊凉系统对酒醅的摊凉效果完全符合企业入池酒醅的要求，其比传统酒醅摊凉温度低2.4℃;由于其转筒模式只有一个水平进气口、水平出风口，不仅解决了摊凉机易堵料、漏料问题，其酒醅含水量相对较高，可有效降低摊凉打水量的使用量;同时其在酒醅拌曲均一性、结团程度、降低能耗、提高清洁程度等方面具有巨大优势;由于其配备有智能化控制系统，可增加温度、湿度探头，分别检测环境和物料的温度及湿度，实现温度及湿度的精准控制。因此整体上，转筒摊凉系统在酒醅摊凉方面具有独特的优势。

除此之外，转筒摊凉系统在生产上还具有如下优势：1、设备占地面交小，造价较低;运行成本低，耗用功率小;2、加曲与摊凉不在同一设备内，避免了摊凉时曲粉的飞扬和下落问题，保证了环境卫生;3、该系统配备引风机、间断螺旋叶片等，酒醅与冷风接触面积更广，使设备降温效果更加高效;4、过程全自动化，可接入MES系统及ERP系统。

4.结论

长期以来，传统白酒酿造生产基本靠人工，属于劳动密集型产业。而中国白酒的智能化酿造是历史必然，酿酒智能化在符合传统酿造工艺的基础上，通过不断汲取现代技术方法，进行自动化、智能化、机械化发展。

本研究针对传统摊凉方式及目前市售链式摊凉机器的局限性，设计研发出一种转筒摊凉系统。该系统有摊凉和拌曲两大作用，通过实验研究发现：其具有有效降低能耗，降低酒醅摊凉温度，去除摊凉拌曲中的黏连、结团现象，解决传统摊凉机易堵料、漏料问题等优势，对白酒的生产具有重要意义。