自動化制生麥曲系統及不同點生麥曲糖化力、液化力的測定

毛青鐘

(會稽山紹興酒股份有限公司，浙江 紹興 312032)

黃酒生麥曲制作包括草包曲、踏曲、掛曲、機械壓曲、自動化制生麥曲等。本文詳細介紹了自動化制生麥曲系統，并對生麥曲干燥室內不同點生麥曲的感官質量及糖化力、液化力進行了測定，以期為自動化制生麥曲系統的應用提供理論參考。

1 自動化制生麥曲系統

自動化制生麥曲制作過程按工序劃分為原料小麥(汽車散裝運送)、皮帶輸送、斗式提升、筒倉貯存、刮板輸送機、斗式提升機、分料閥、電動插板閥、永磁筒、輸送、計量、斗式提升機、篩麥、皮帶輸送、斗式提升、粉碎、斗式提升、加水潤料(定量加水和攪籠攪勻及輸送)、定量裝箱、輥道箱麥輸送至碼箱機、碼箱垛、箱垛輸送到托盤機、輸送到培養室、培養、輸送到干燥室、干燥、輸送到拆垛機、拆垛、箱曲鏈輸送至翻箱機、倒曲、曲提升到蒸飯間暫貯倉、成品曲、投料使用。曲箱經鏈輸送到洗箱機，再通過鏈輸送到定量裝箱機，箱子回用。每道工序又包含許多生產子工序，生產過程不連續、非穩態，對象特性多樣、復雜，過程信息不完備，這些特點使得優化生產工藝具有相當大的難度。

引進自動化麥曲培養系統、溫度和濕度控制系統、輥道輸送系統、標準化筒倉貯存和輸送系統，對生麥曲制作的各工序進行設備優選、自動化控制、接點無縫連接的研究，使生麥曲各工序之間實現了流水線式連接貫通。

1.1 運用標準化倉儲技術貯存黃酒原料小麥

小麥入筒倉貯存過程由單獨一個系統控制，具體見圖1。

圖1 小麥入筒倉貯存過程

1.2 小麥輸送及箱麥輥道輸送系統

小麥從筒倉輸送到小麥粉碎間，粉碎機控制系統設置好破碎參數，自動將小麥破碎成3～5 片；小麥粉碎后提送到制曲間加水(按工藝要求定量加水、加水后麥片的含水量為22%～26%)、裝箱；箱麥由輥道輸送系統輸送到碼箱機，碼垛成每垛6箱7層；箱垛輸送到托盤機，由托盤機把麥垛輸送到培養室進行麥曲培養，每個培養室九個大托盤，每個大托盤上有四垛。具體見圖2。

圖2 小麥輸送及箱麥輥道輸送系統

1.3 培養室控制系統組成

自動化制生麥曲控制系統主要由恒溫恒濕型空調機組狀態檢測與控制模塊、風機變頻控制模塊、送排風聯鎖控制模塊及生麥曲培養間的空氣溫濕度顯示模塊所組成。生麥曲培養間空調自控系統控制界面見圖3。

圖3 生麥曲培養間空調自控系統控制界面

1.3.1 空調機組的狀態檢測與控制

控制系統將檢測的回風管路溫濕度與設定值進行比較，采用PID算法自動控制熱水盤管和蒸汽加濕器的動作，實現對空氣的加熱、除濕、加濕處理，使房間的溫濕度穩定在目標值范圍內。

控制系統可檢測空調機組、熱水閥、蒸汽閥及送風機的運行狀態，同時還可自動檢測熱水流量等保護開關狀態，并帶有超限報警功能，確保機組的安全可靠運行。

1.3.2 工藝控制

控制系統根據制曲過程中各個階段的工藝要求進行送風、加熱或加濕，控制參數均可以在觸摸屏上設置，無需在過程中人工設定，整個制曲過程中的送風、加熱、加濕處理達到高度自動化。

靜止期：此過程需要進行間歇式送風，輸入參數為設定溫度、濕度、送風間隔時間、送風風量、過程時間。控制系統通過監測生麥曲培養間的溫濕度，控制熱水盤管加熱、蒸汽閥加濕，使生麥曲培養間達到設定的溫濕度(溫度27～38 ℃，濕度95%，時間36～48 h)，在達到要求后，停止風機。當溫濕度低于下限時，繼續送風，控制生麥曲培養間達到設定點后停止風機。當風機停止時間超過間隔時間，再次啟動送風機進行微量送風。

繁殖期：經過靜止期后，隨著霉菌菌絲的繁殖，品溫逐步上升，此過程需要進行間歇式送風，輸入參數為設定溫度、濕度、送風間隔時間、送風風量、過程時間。控制系統通過監測生麥曲培養間的溫濕度，控制熱水盤管加熱、蒸汽閥加濕，使生麥曲培養間達到設定的溫濕度(溫度40～50 ℃，濕度85%～95%，時間36～48 h)，在達到要求后，停止風機。當溫濕度低于下限時，繼續送風，控制生麥曲培養間達到設定點后停止風機。當風機停止時間超過間隔時間，生麥曲培養間的溫濕度上升，通過啟動排風機達到降溫的目的。如果排風機啟動導致生麥曲培養間溫濕度下降，則啟動送風機，加大送風量，同時加大加濕量，這樣既能保證生麥曲培養間的溫濕度，又能排除二氧化碳。

旺盛期：此過程需要連續加大風量送風，以保證生麥曲培養間的溫濕度(溫度52～56 ℃，濕度85%～90%，時間36～48 h)，輸入參數為設定溫度、濕度、送風量、新風量、過程時間。生麥曲進入旺盛期，會產生大量的熱量，使培養間內溫度上升。為了使溫度不超過56 ℃，必須引入低溫、低濕的空氣。由于系統沒有制冷環節，因此需要引入外部空氣，控制系統通過控制新風進風閥，引入新風，從而達到降溫的目的。

產酶期：此過程需要引入新風加溫，控制溫度，并開啟排風機排出培養間水分，降低濕度(溫度45～50 ℃，濕度80%～85%，時間36～48 h)，輸入參數為設定溫度、濕度、送風量、新風量、排風量、過程時間。

成熟期：此過程需要引入新風降溫，控制溫度，并開啟排風機排出培養間水分，降低濕度(溫度40～45 ℃，濕度75%～80%，時間24～36 h)，輸入參數為設定溫度、濕度、送風量、新風量、排風量、過程時間。

生麥曲制作成熟后輸送到干燥室進行干燥，溫度為35～38 ℃，濕度為70%～65%，緩慢降低熱風濕度。當溫度降低后，停止用熱風，繼續通入自然風，使品溫降至30 ℃以下，水分保持在14%以下，時間為36～48 h。

1.3.3 自動化制生麥曲系統的輸入、輸出控制接點

1.3.3.1 模擬量輸入接點

(1)生麥曲培養間干球溫度(檢測儀表帶本地顯示)；(2)生麥曲培養間相對濕度(檢測儀表帶本地顯示)；(3)室外干球溫度；(4)室外相對濕度；(5)送風干球溫度；(6)熱水閥開度反饋；(7)蒸汽閥開度反饋；(8)新風閥開度反饋；(9)送風風量(可選)。

1.3.3.2 開關量輸出接點

(1)送風機變頻器啟動；(2)排風機啟動；(3)熱水閥啟動；(4)蒸汽閥啟動；(5)新風閥啟動。

1.3.3.3 開關量輸入接點

(1)送風機變頻器運行反饋；(2)送風機變頻器故障反饋；(3)熱水流量開關；(4)排風閥啟動反饋；(5)新風閥啟動反饋。

1.3.3.4 模擬量輸出接點

(1)送風機變頻器；(2)熱水閥；(3)蒸汽閥；(4)新風閥。

2 不同點生麥曲質量檢測

2.1 材料

分析用試劑外購。取干燥室內不同點的11個生麥曲樣品，其中：干燥室內同一高度不同大托板上抽取5個樣品(1#、2#、3#、4#、5#)，同一大托板上不同高度抽取3個樣品(6#、7#、8#)，同一垛內上、中、下抽取3個樣品(9#、10#、11#)。生麥曲樣品取樣情況具體見表1。

表1 生麥曲樣品取樣情況

2.2 儀器

JH3102電子天平：上海精科天美科學儀器有限公司；AE260電子分析天平：梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司；101A-2電熱鼓風恒溫干燥箱：上海康路儀器設備有限公司；W201B數顯恒溫水浴鍋：上海申勝生物技術有限公司。

2.3 方法

采樣后，把曲塊敲碎、研細成粉，盡快測定生麥曲樣品的水分、酸度、糖化力、液化力。

2.4 結果與分析

2.4.1 結果

生麥曲樣品的水分、酸度、糖化力、液化力測定結果見表2。

表2 生麥曲樣品測定結果

2.4.2 分析

干燥室內不同點生麥曲的感官質量及糖化力、液化力均優于傳統踏曲制生麥曲。自動化制生麥曲系統的應用，提高了生麥曲的糖化力和液化力，生麥曲投料量減少了10%，效果良好。

紹興加飯酒在投料時加入生麥曲15%(以米計)以上，其中含有大量的不同種類的酵母。在速釀酒母培養過程中，從投料起至6～8 h，純種培養接入酵母生長、繁殖、起發，6～8 h后，麥曲中酵母復活、生長、繁殖，純種培養接入的酵母在數量上并不占優勢。同樣，將擴大培養的酒母醪接入發酵醪，從投料起至6～8 h，酒母醪中酵母生長、繁殖、起發，6～8 h后，麥曲中酵母復活、生長、繁殖，純種培養接入的酵母在數量上并不占優勢。只有酒精度達到15.0 %vol及以上時，釀酒酵母的數量才占優勢。機械化和自動化紹興酒(加飯酒、元紅酒、善釀酒)釀造過程，是不同種類酵母隨著醪液酒精度的升高而不斷變化的過程。在黃酒釀造過程中，生麥曲不僅提供糖化酶、淀粉酶、蛋白酶、酯化酶等酶系，還提供酵母菌、有益細菌、營養成分、風味物質等，因此生麥曲在黃酒釀造過程中具有重要作用。

3 結論

“生麥曲自動化生產系統”首創生麥曲自動化生產裝備及控制系統，改變了傳統生麥曲生產方式，創新了釀酒行業固態發酵新技術，優化了工藝參數，實現了清潔生產。將自動化制生麥曲應用于生產，取得了良好效果。