數字化釀造工藝管理系統在濃香型白酒機械化、自動化和智能化釀造生產中的應用

劉選成，張東躍，趙德義，來安貴，曹建全

（山東景芝酒業股份有限公司，山東濰坊262119）

中國白酒釀造工藝傳統的生產過程更多的是局限于手工操作，勞動強度大、生產效率低、過程粗放，定量化、標準化和精細化程度不高，尤其是在勞動力成本大幅度提升的今天，表現出越來越大的弊端[1]。后來，隨著白酒工藝研究的深入、機械加工水平的提高以及自動化智能化技術的應用，許多白酒企業審時度勢，通過與同行業學習和交流，并結合自身實際，相繼打造和推出了具有各自特色的機械化、自動化、智能化白酒釀造生產線，實現了傳統工業向現代工業的成功轉型[2]。

隨著白酒釀造機械化、自動化和智能化的實現，在勞動強度大大減輕，工作效率顯著提升的同時[3]，如何將傳統關鍵工藝參數標準和優良操作法在機械化、自動化和智能化生產線中得到有效管控，確保產品質量的穩定，這對各家白酒企業工藝管理和技術人員提出了更高的要求——如何通過有效的工藝管理手段，確保工藝執行的精細和穩定。通過調研發現，目前，多數白酒企業的工藝管理更多的是局限于人的管理，采用傳統的工藝管理模式，這種管理模式易受人為感情、工藝執行模糊、感官判斷、經驗判定等多種不確定因素影響，造成考核執行率低、管理難度大、管理過程粗放等弊端，在一定程度上影響了白酒釀造工藝精細化和標準化管理水平。為解決上述問題，2017年，景芝酒業與煙臺泰諾軟件公司在前期實現白酒釀造機械化、自動化和智能化的基礎上，共同研發了數字化釀造工藝管理系統，并在景芝酒業各個釀造車間成功上線和應用。通過應用數字化工藝管理系統，徹底打破了傳統工藝管理難度大的難題，讓所有管理考核項全部采用數字來“說話”，消除了人為管理存在的管理弊端，強化了工藝監管，提高工藝執行率，確保了白酒釀造生產的定量化、精細化和標準化操作，提升了產品質量。

目前，數字化釀造工藝管理系統已在景芝酒業各個芝麻香、濃香和老白干車間全面實施和應用，應用效果較好。現從系統功能簡介、關鍵工序管控和與傳統工藝管理模式比較三個方面對該系統在景芝濃香型白酒機械化、自動化和智能化釀造生產中的應用進行分別闡述，為將來濃香型白酒釀造生產的發展提供參考。

1 系統功能簡介

數字化釀造工藝管理系統實現了各道釀酒工序關鍵工藝參數的數據采集、統計分析、遠程監控，以及超范圍值的報警和考核功能。工藝管理人員、技術人員、車間班組長可分別通過各自權限進入數字化釀造工藝管理系統電腦端或移動手機端，隨時隨地查詢每個車間、班組，甚至每一甑的實時或歷史工藝操作數據和工藝執行結果，超出設定工藝參數范圍時系統會報警，并反饋不合格項和統計不合格次數，同時系統會對不合格項按照設定的考核方式自動考核。這不僅為工藝管理考核提供了可靠依據，而且作為一種有效的監管和考核工具，顯著提升了管理人員的管理技術水平。系統主界面見圖1，系統對車間生產線管控界面見圖2。

圖1 數字化釀造工藝管理系統主界面

圖2 數字化釀造工藝管理系統車間生產線管控界面

2 關鍵工序管控

2.1 潤糧配料

數字化釀造工藝管理系統對潤糧配料工序實現數字化管控所需的設備主要由JWB一體化溫度變送器、CWC動載稱重模塊、數顯流量計和PLC控制器等組成。采集的關鍵工藝參數主要包括：潤糧水溫度、潤糧水用量、料配比。

潤糧配料工序工藝參數管控內容和方式見表1，潤糧水用量和潤糧水溫度管控界面分別見圖3和圖4。

2.2 裝甑流酒

數字化釀造工藝管理系統對裝甑流酒工序實現數字化管控所需的設備主要由無線傳輸蒸汽壓力表、數顯流量計和PLC控制器等組成。采集的關鍵工藝參數主要包括：裝甑氣壓、裝甑時間、裝甑過程控制、流酒壓力、流酒溫度和流酒速度。

裝甑流酒工序工藝參數管控內容及方式見表2，裝甑時間和裝甑過程控制管控界面分別見圖5和圖6。

表1 潤糧配料工序工藝參數管控內容及方式

表2 裝甑流酒工序工藝參數管控內容及方式

圖3 潤糧配料工序潤糧水用量管控界面

圖4 潤糧配料工序潤糧水溫管控界面

圖5 裝甑流酒工序裝甑時間管控界面

圖6 裝甑流酒工序裝甑過程管控界面

2.3 蒸煮糊化

數字化釀造工藝管理系統對蒸煮糊化工序實現數字化管控無新增設備。采集的關鍵工藝參數主要包括蒸料時間、大汽排酸時間。

蒸煮糊化工序工藝參數管控內容和方式見表3，蒸料時間和大汽排酸時間管控界面分別見圖7和圖8。

2.4 出甑晾米查

數字化釀造工藝管理系統對出甑晾米查工序實現數字化管控所需的設備主要由JWB一體化溫度變送器、CWC動載稱重模塊、數顯流量計和PLC控制器等組成。采集的關鍵工藝參數主要包括：加漿水溫度、晾米查加漿量、下曲速度、入池溫度、攤晾時間。

出甑晾米查工序工藝參數管控內容和方式見表4，晾米查加漿量和入池溫度管控界面分別見圖9和圖10。

表3 蒸煮糊化工序數據來源及工藝管控

表4 出甑晾米查工序工藝參數管控內容及方式

表5 入池發酵工序工藝參數管控內容及方式

圖7 蒸煮糊化工序蒸料時間管控界面

圖8 蒸煮糊化工序大汽排酸時間管控界面

圖9 出甑晾米查工序晾米查加漿量管控界面

圖10 出甑晾米查工序入池溫度管控界面

2.5 入池發酵

數字化釀造工藝管理系統對入池發酵工序實現數字化管控所需設備主要由近紅外光譜儀、無線傳輸窖池測溫計、窖池溫度數據采集系統。采集的關鍵工藝參數主要包括入池水分、入池酸度、入池淀粉、窖池發酵溫度。

入池發酵工序工藝參數管控內容和方式見表5，窖池溫度監控見圖11，入池水分管控界面見圖12。

表6 數字化工藝管理與傳統工藝管理模式比較

圖11 入池發酵工序窖池發酵溫度管控界面

圖12 入池發酵工序入池水分管控界面

3 與傳統工藝管理模式比較

數字化工藝管理和傳統工藝管理模式的比較見表6。

4 展望

近年來，信息化技術的應用促進了我國工業的高速發展，智能制造、綠色制造成為工業、企業的發展方向[4]。國家和行業主管部門基于白酒行業生產現狀，鼓勵和倡導傳統產業利用現代信息化技術和高端設備制造技術，進一步提質增效、節能降耗，提高生產效率，實現傳統產業轉型升級[5]，這為白酒企業開展智能釀造技術研究提供了機遇，這也為未來白酒行業的發展指明了方向。

自2017年開始，景芝酒業技術團隊在已初步完成白酒釀造生產機械化、自動化和智能化升級基礎上，運用云計算、大數據等信息化技術，開展數字化白酒釀造技術研究，成功建立了景芝酒業數字化釀造工藝管理系統，實現了白酒釀造生產的數字化工藝管理。應用該系統，一方面將傳統優良工藝參數標準和經驗操作法在機械化、自動化和智能化生產線中得到有效管控，提升了工藝執行率，確保了產品質量的穩定；另一方面，作為一種行之有效的工藝管理“工具”或“手段”，在大大減輕管理、技術人員工作量的同時，消除了人為管理存在的弊端，工藝管理水平顯著提升。

數字化釀造工藝管理系統的建立僅僅是景芝酒業未來實現白酒釀造精細化和標準化生產的初始階段，在未來的1～2年時間內，團隊技術人員將繼續充分利用數字化釀造工藝管理系統，將產品的產量和質量指標與各工藝參數進行關聯，并運用統計學，研究和分析白酒產量、質量與各工藝參數之間的影響關系，建立“釀酒工藝與產量關系數學模型”和“釀酒工藝與質量關系數學模型”，不斷總結生產經驗，優化工藝標準，為將來白酒釀造生產精細化和標準化生產打下堅實基礎。