一种基于滚筒式自动一体化酿造系统的白酒蒸酿工艺
技术领域
本发明属于白酒酿造
技术领域
，特别涉及一种基于滚筒式自动一体化酿造系统的白酒蒸酿工艺。背景技术
白酒，是中国酒类(除了果酒、米酒外)的统称，又称烧酒、老白干、烧刀子等。中国白酒具有以酯类为主体的复合香味，以曲类、酒母为糖化发酵剂，利用淀粉质(糖质)原料，经蒸煮、糖化、发酵、蒸馏、冷却、陈酿和勾兑而酿制而成的各类酒。
白酒的生产过程包括：准备原料和酒曲，原料浸泡蒸熟、冷却后与酒曲拌匀发酵得到酒醅，再使用白酒蒸馏装置来蒸馏提取出酒醅中的酒蒸气，冷却后得到酒液，传统的白酒蒸馏装置包括水缸以及依次连通的地锅、酒甑、过汽管和冷却器，冷却器设置在水缸内，酒醅放入酒甑中，地锅中通入水蒸汽，水蒸汽从酒甄底部进入对酒甑中的酒醅进行加热，酒醅受热后蒸发出的酒蒸汽流经过汽管后进入冷却器，水缸中有冷水，冷却器中的酒蒸汽遇冷液化得到酒液。
每次取酒后的酒醅还会进行二次发酵、三次发酵等，所以每次蒸馏取酒后还需将酒甄中的酒醅取出，所以每次取酒和发酵都靠人工上料和出料，而且每次发酵前都需将酒醅充分冷却后，再拌入酒曲，拌匀后将酒醅转移到发酵池中发酵。
传统工艺中上料、出料、拌曲都是人工操作，劳动强度大、自动化程度低，生产效率不高，人工参与的环节较多，相应的增加了影响因素，工艺条件不可控，最终会影响白酒品质。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种基于滚筒式自动一体化酿造系统的白酒蒸酿工艺。
本方案中的一种基于滚筒式自动一体化酿造系统的白酒蒸酿工艺，所述酿造系统包括安装槽、发酵池、提升机、蒸馏旋窑、冷却拌曲旋窑和负压机；发酵池位于安装槽的两侧，蒸馏旋窑和冷却拌曲旋窑转动设置在安装槽内，提升机活动设置在安装槽的任意位置；
蒸馏旋窑和冷却拌曲旋窑均包括长度为40～60米、内径为1.8～2.3米的旋转筒体，旋转筒体的内壁设有导叶片，旋转筒体的一端设有窑头，旋转筒体另一端设有窑尾，旋转筒体分别与窑头和窑尾密封且转动连接，窑头上设有与旋转筒体内部连通的进料斗，窑尾设有与旋转筒体内部连通的出料口；所述蒸馏旋窑还包括位于其旋转筒体内部的取酒芯轴，取酒芯轴包括取酒管和蒸汽管，蒸汽管的一端贯穿窑头，取酒管的一端贯穿窑尾，取酒管的另一端与负压机连接，蒸汽管上设有若干个出气孔，蒸汽管位于酒醅的料位以下；
冷却拌曲旋窑还包括冷却拌曲芯管，冷却拌曲芯管的壁体上均布有若干通孔，沿冷却拌曲芯管中部将其分隔成冷却段和拌曲段，冷却段贯穿窑头且连通有冷却风机，拌曲段贯穿窑尾且连通有向其内部吹入曲药的加曲机构；蒸馏旋窑旋的出料口与冷却拌曲旋窑的进料斗之间设有传输筒；所述蒸酿工艺包括两次润粮和N次取酒，步骤如下：
步骤一、调配原料：原料为小麦、高粱、玉米中的一种，按重量比计，按1:1的比例准备原料和酒曲，原料浸泡后破皮备用；
步骤二、首次润粮：将1/2的原料从蒸馏旋窑的窑头加入，控制蒸馏旋窑的旋转筒体匀速转动，同时通入高温蒸汽对原料高温蒸煮，随着旋转筒体的转动，导叶片将原料从窑头匀速的推送至窑尾，并从窑尾的出料口排出；
步骤三、首次冷却拌曲：将首次润粮后的原料从冷却拌曲旋窑的窑头加入，控制冷却拌曲旋窑的旋转筒体匀速转动，随着旋转筒体的转动，原料从窑头被导叶片推送到窑尾，原料在冷却段逐渐冷却后在拌曲段进行拌曲，通过加曲机构将1/N的曲药量匀速的吹入冷却拌曲旋窑内，拌曲后的原料从窑尾的出料口排出；
步骤四、首次自然发酵：首次冷却拌曲后的原料转移至发酵池中密封发酵30～40天；
步骤五、二次润粮、二次冷却拌曲、二次自然发酵，首次蒸馏取酒：将剩余的1/2原料与首次自然发酵后的原料混合，然后重复步骤二至步骤四，完成二次自然发酵得到酒醅；二次润量过程中还需将负压机打开，通过取酒管将二次润粮时产生的酒蒸汽吸出完成首次取酒；
步骤六、二次蒸馏取酒：将酒醅转移到蒸馏旋窑中，旋转筒体转动，启动负压机，蒸汽管外接高温水蒸汽，气压为0.05～0.1MPa，对旋转筒体中的酒醅加热，旋转筒体中产生大量酒蒸汽，取酒管经负压机将旋转筒体内的酒蒸汽吸引到旋转筒体外部冷却取酒，随着旋转筒体的转动将酒醅从窑头向窑尾推进，蒸馏后的酒醅最后从窑尾的出料口排出；
步骤七、三次冷却拌曲：采用步骤三的方式将二次蒸馏取酒后的酒醅转移到冷却拌曲旋窑中进行冷却、拌曲；
步骤八、三次自然发酵：三次冷却拌曲后的酒醅再转移至发酵池中密封发酵30～40天；
循环重复(N-3)次步骤六至步骤八，每次拌曲使用的曲药量均为曲药总量的1/N。
本发明的工作原理是：本发明中蒸馏旋窑和冷却拌曲旋窑中的旋转筒体的尺寸、规格相同，旋转筒体内壁设置有相同节距的导叶片，可以控制酒醅匀速运行，保证每次酒醅的蒸煮时间一致，冷却、拌曲的速度一致。采用提升机连续匀速的上料，从蒸馏旋窑中排出的酒醅通过传输筒即刻周转到冷却拌曲旋窑，从上料、蒸馏取酒、冷却、拌曲和下料，实现连续操作，相比于传统的白酒蒸馏设备，本方案大大节约了能源和时间，提高了工作效率。
本方案中的蒸馏旋窑可对原料进行蒸熟、也对酒醅进行取酒。蒸汽管位于酒醅的料位以下，确保水蒸汽充分用于酒醅加热，避免水蒸汽直接混入到酒蒸汽中而影响酒蒸汽的浓度。
由于旋转筒体两端的窑头和窑尾与其密封且转动连接，克服了密封性问题，而且旋转筒体转动也不会影响连接在窑头或窑尾上的蒸汽管、取酒管和冷却拌曲管的位置，可在旋转筒体内壁设置多个连接件作为支撑点，使连接件与旋转筒体转动连接，连接件与蒸汽管、取酒管和冷却拌曲管固定连接，增强蒸汽管、取酒管和冷却拌曲管在旋转筒体内部的稳定性。
本发明的有益效果是：
(1)本发明将白酒传统工艺的纯手工酿造一次性升级为流水线智能酿造工艺，大大提高了生产效率，降低了工人劳动强度和数量；节约宝贵的土地资源。
(2)自动化流水线上进行白酒的酿造和蒸馏，减少人为因素的影响，严格对系统的各组成部件工作参数进行控制，确保每次获取的白酒品质得到保证，且每批次的白酒品质一致。
进一步，相邻导叶片的间距为1米，旋转筒体的转速为1转/min。
进一步，旋转筒体中每单位纵截面上的酒醅在旋转筒体中的行进时长为50～70min。
进一步，所述发酵池、提升机、冷却拌曲旋窑和蒸馏旋窑之间搭建有互通的物料传送机构，物料传送机构包括若干纵横设置的传送带。因为蒸酿工艺中涉及到两次润粮多次取酒，期间还有多次发酵，发酵后需要将酒醅转移到蒸馏拌曲旋窑的窑头进行加料，发酵前需要将冷却拌曲旋窑的窑尾处的酒醅转移到发酵池，而且实际发酵中发酵池的个数不止一个，所以为了便于酒醅的转移，根据酿酒厂房的布局和系统的结构设置物料传送机构，这样的技术比较常规容易实现，而且通过机械传送各环节的酒醅，进一步提高系统的自动化程度，提高生产效率。
进一步，所述取酒管套接在蒸汽管内部且两者互不连通，蒸汽管和取酒管之间有间隙；取酒芯轴包括还包括收集管，收集管上开设有若干酒蒸汽进气孔，收集管穿过蒸汽管并与取酒管连通。使取酒芯轴与旋转筒体共轴线，且取酒管套接在蒸汽管内，增加结构的紧凑程度，稳定性提高，而且取酒管和蒸汽管两者互不连通，可避免蒸汽管中的蒸汽直接进入取酒管中。负压作用下酒蒸汽依次通过酒蒸汽进气孔进入收集管，然后进入取酒管导出。
进一步，所述取酒芯轴还包括尾酒管，尾酒管的一端套接在取酒管内部，且尾酒管与取酒管互不连通，尾酒管的另一端通过第一旋转接头与负压机连接，尾酒管位于取酒管内部的一端连通有收集管，此处的收集管依次穿过蒸汽管和取酒管。因为本发明的蒸馏设备是连续化操作的，所以当酒醅随着旋转筒体的旋转逐渐向窑尾处靠近时，此时的酒醅中乙醇含量较低，此段蒸馏后的酒蒸气冷凝后为尾酒，尾酒管通过尾酒进气孔和负压机构将此段的旋转筒体内的酒蒸气吸引到旋转筒体外部冷却收集。
进一步，所述收集管与旋转筒体内壁通过连接块连接。旋转筒体转动带动取酒芯轴同步转动。
进一步，所述窑头和窑尾均包括连接板和第二旋转接头，连接板与旋转筒体密封且转动连接，第二旋转接头贯穿连接板的中部，冷却拌曲芯管的两端、取酒管、蒸汽管均与对应位置的第二旋转接头连接。本方案中旋转筒体转动带动冷却拌曲芯管、取酒芯轴同步转动，使得酒醅行进过程中，冷却拌曲芯管、取酒芯轴也运动，降低冷却拌曲芯管、取酒芯轴受到酒醅运动带来的牵拉力，增强冷却拌曲芯管、取酒芯轴的稳定性，延长冷却拌曲芯管、取酒芯轴的使用寿命。
进一步，所述旋转筒体的外壁连接有挡轮和拖轮，旋转筒体还连接有驱动其旋转的传动机构，所述传动机构包括依次相连接的电机、变速箱和齿圈，冷却拌曲筒和蒸馏筒的外部固定套接有齿轮，齿圈与齿轮啮合。确保旋转筒体转动并保持稳定性。
进一步，所述取酒次数N＝7。
附图说明
图1为本发明中滚筒式自动一体化酿造系统的结构示意图；
图2为图1中A处的放大图；
图3为蒸馏旋窑的外部结构示意图；
图4为取酒芯轴的结构示意图；
图5为重力球阀的结构示意图；
图6为重力球阀的其中一种使用状态图；
图7为重力球阀的另一种使用状态图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
说明书附图中的附图标记包括：酒醅堆1、厂房工字钢立柱2、传送带3、发酵池4、冷却拌曲旋窑5、蒸馏旋窑6、直立螺旋提升机7、过渡料斗8、加料斗9、电机10、蒸汽管11、窑头12、挡轮13、软连接14、齿轮15、齿圈16、轮带17、旋转筒体一18、窑尾19、取酒管20、出料口21、拖轮22、连接块23、重力球阀24、出气孔25、酒蒸汽进气孔26、收集管27、导叶片28、第二旋转接头29、尾酒管30。
一种基于滚筒式自动一体化酿造系统的白酒蒸酿工艺，其中的滚筒式自动一体化酿造系统如图1～图7所示，包括直立螺旋提升机7、蒸馏旋窑6、冷却拌曲旋窑5和负压机；蒸馏旋窑6包括旋转筒体一18，冷却拌曲旋窑5包括旋转筒体二，旋转筒体一18和旋转筒体二的结构相同，以旋转筒体一18为例，旋转筒体一18的长度为40～60米，优选60米，内径为1.8～2.3米，优选2米，旋转筒体一18的内壁设有导叶片28，相邻导叶片28的间距为1米；旋转筒体一18的一端设有窑头12，旋转筒体一18的另一端设有窑尾19，旋转筒体一18分别与窑头12和窑尾19密封且转动连接，窑头12上设有与旋转筒体一18内部连通的加料斗9，窑尾19上设有与旋转筒体一18内部连通的出料口21。
窑头12和窑尾19均包括连接板和第二旋转接头29，连接板与旋转筒体密封且转动连接，第二旋转接头29贯穿连接板的中部，连接板与旋转筒体一18密封且转动连接，具体可以是采用若干的金属薄片重叠在连接板与旋转筒体一18的连接处，金属薄片的两端再使用金属丝箍紧，确保密封性。
旋转筒体一18和旋转筒体二的外壁连接有轮带17、轮和拖轮22，旋转筒体一18和旋转筒体二还连接有驱动其旋转的传动机构，传动机构包括依次相连接的电机10、变速箱和齿圈16，冷却拌曲筒和蒸馏筒的外部固定套接有齿轮15，齿圈16与齿轮15啮合。
蒸馏旋窑6还包括位于旋转筒体一18内部的取酒芯轴，取酒芯轴包括收集管27，以及由内向外依次套接的尾酒管30、取酒管20和蒸汽管11，尾酒管30、取酒管20和蒸汽管11三者互不连通，蒸汽管11和取酒管20之间有间隙；蒸汽管11的一端通过窑头12处的第二旋转接头29外接蒸汽设备，取酒管20的一端通过窑尾19处的第二旋转接头29与负压机连接，蒸汽管11上设有若干个出气孔25，蒸汽管11位于酒醅的料位以下；尾酒管30的一端套接在取酒管20内部，尾酒管30的另一端通过第一旋转接头与负压机连接。
收集管27为“L形，且收集管27有两根，其中一根的长度约为10米，另一个的长度约为48米，收集管27上开设有若干酒蒸汽进气孔26，较短的一根收集管27穿过蒸汽管11和取酒管20后与尾酒管30连通，较长的一根收集管27穿过蒸汽管11与取酒管20连通，收集管27与旋转筒体一18内壁通过连接块23连接。
收集管27的一端距离窑头12约2米间距，尾酒管30用于取靠近窑尾19部位的尾酒，所以与尾酒管30连通的收集管27的长度在10m以内。
尾酒管30与收集管27、取酒管20与收集管27通过重力球阀24连通，当随着旋转筒体一18的旋转，收集管27转动到酒醅的料位以下时，重力球阀24可阻断尾酒管30与收集管27、取酒管20与收集管27之间的连通，避免负压作用下将酒醅从酒蒸汽进气孔26吸入到尾酒管30和取酒管20中。
重力球阀24的机构如图5所示，包括球阀本体，球阀本体内部设有空腔，球阀本体的一端设有与外部连通的连通口，球阀本体另一端设有若干过气孔，空腔中设有活动的重力球，重力球的外径大于连通口的口径，重力球的外径小于球阀本体设有过气孔一端的内径。重力球阀24在使用过程中的状态如图6及图7所示。
冷却拌曲旋窑5还包括冷却拌曲芯管，冷却拌曲芯管的壁体上均布有若干通孔，沿冷却拌曲芯管中部将其分隔成冷却段和拌曲段，冷却段贯穿窑头且连通有冷却风机，拌曲段贯穿窑尾19且连通有向其内部吹入曲药的加曲机构；加曲机构包括用于装曲药的曲药箱和连接在曲药箱上且可向旋转筒体二中吹入曲药的鼓风机。
冷却拌曲芯管和蒸汽管11的外壁都设有导叶片28，且此处导叶片28的节距和旋转筒体一18、旋转筒体二内壁的导叶片28节距相同。
直立螺旋提升机7有多个，且任意直立螺旋提升机7活动设置在安装槽的任意位置，蒸馏旋窑6旋的转筒体的出料口21与冷却拌曲旋窑5的旋转筒体二的加料斗9之间设有传输筒。
旋转筒体二的窑尾19处设有周转桶，周转桶中也设有直立螺旋提升机7，可将冷却拌曲后的酒醅从周转桶通过直立螺旋提升机7转移到传输带，经传输带运送至发酵池4或酒醅堆1处。
连接板与蒸馏筒的头部密封式转动连接，具体可以是采用软连接14，软连接14为若干的薄金属片重叠在连接板与蒸馏筒的连接处，薄金属片的两端再使用金属丝箍紧，确保密封性。
系统还包括安装槽和位于安装槽两侧的发酵池4，蒸馏旋窑6和冷却拌曲旋窑5安装在安装槽内，直立螺旋提升机7位于发酵池4中，厂房内有行车可调动直立螺旋提升机7到发酵池4中的酒醅处。安装槽的两侧还设有若干酒醅堆1，发酵池4在酒醅堆1与安装槽之间，发酵池4、提升机、冷却拌曲旋窑5和蒸馏旋窑6之间搭建有互通的物料传送机构，物料传送机构包括厂房工字钢立柱2和搭建在厂房工字钢立柱2上的多条纵横排布的传送带3，传输带根据厂房实际情况分层设置，传送带3和直立螺旋提升机7之间设有过渡料斗8。
第一旋转接头和第二旋转接头的结构相同，均为滕州市胜荣旋转接头有限公司生产的SRH型旋转接头。
基于上述系统的白酒酿造工艺包括两次润粮和7次取酒，步骤如下：
步骤一、调配原料：原料为小麦、高粱、玉米中的一种，按重量比计，按1:1的比例准备原料和酒曲，原料浸泡后破皮备用；
步骤二、首次润粮：将1/2的原料从蒸馏旋窑6的窑头12加入，控制蒸馏旋窑6的旋转筒体一18匀速转动，同时通入高温蒸汽对原料高温蒸煮，随着旋转筒体一18的转动，导叶片28将原料从窑头12匀速的推送至窑尾19，并从窑尾19的出料口21排出；
步骤三、首次冷却拌曲：将首次润粮后的原料从冷却拌曲旋窑5的窑头12加入，控制冷却拌曲旋窑5的旋转筒体二匀速转动，随着旋转筒体二的转动，原料从窑头12被导叶片28推送到窑尾19，原料在冷却段逐渐冷却后在拌曲段进行拌曲，通过加曲机构将1/7的曲药量匀速的吹入冷却拌曲旋窑5内，拌曲后的原料从窑尾19的出料口21排出；
步骤四、首次自然发酵：首次冷却拌曲后的原料转移至发酵池4中密封发酵30～40天；
步骤五、二次润粮、二次冷却拌曲、二次自然发酵，首次蒸馏取酒：将剩余的1/2原料与首次自然发酵后的原料混合，然后重复步骤二至步骤四，完成二次自然发酵得到酒醅；二次润量过程中还需将负压机打开，通过取酒管20将二次润粮时产生的酒蒸汽吸出完成首次取酒；
步骤六、二次蒸馏取酒：将酒醅转移到蒸馏旋窑6中，旋转筒体一18转动，启动负压机，蒸汽管11外接高温水蒸汽，气压为0.05～0.1MPa，对旋转筒体一18中的酒醅加热，旋转筒体一18中产生大量酒蒸汽，取酒管20经负压机将旋转筒体一18内的酒蒸汽吸引到旋转筒体一18外部冷却取酒，随着旋转筒体一18的转动将酒醅从窑头12向窑尾19推进，蒸馏后的酒醅最后从窑尾19的出料口21排出；
步骤七、三次冷却拌曲：采用步骤三的方式将二次蒸馏取酒后的酒醅转移到冷却拌曲旋窑5中进行冷却、拌曲；
步骤八、三次自然发酵：三次冷却拌曲后的酒醅再转移至发酵池4中密封发酵30～40天；循环重复4次步骤六至步骤八，每次拌曲使用的曲药量均为曲药总量的1/7。
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