固態(tài)發(fā)酵法白酒連續(xù)蒸餾裝置設(shè)計

江蘇食品職業(yè)技術(shù)學(xué)院大學(xué)生實踐創(chuàng)新項目固態(tài)發(fā)酵法白酒連續(xù)蒸餾裝置設(shè)計研究報告項目負(fù)責(zé)人：晁帥導(dǎo)師：黃亞東二○一○年四月目錄1傳統(tǒng)的間歇式甑桶蒸餾技術(shù)研究 11.1傳統(tǒng)的間歇式甑桶蒸餾裝置的結(jié)構(gòu) 11.2傳統(tǒng)的間歇式甑桶蒸餾操作要點 21.2.1裝甑前的準(zhǔn)備 21.2.2裝甑 31.2.3蒸酒 31.3甑桶蒸餾的關(guān)鍵技術(shù) 31.3.1蒸餾條件 31.3.2酒精度的控制 51.3.3掐頭去尾 61.4甑邊效應(yīng)及減少酒損的措施 61.4.1甑篦汽孔采用不同的孔密度 61.4.2保溫措施 61.4.3過汽筒連接甑口端應(yīng)高于冷卻器端 61.4.4使用雙層甑桶 71.5甑桶蒸餾易發(fā)生的幾種異?，F(xiàn)象 71.5.1淤鍋 71.5.2墜甑 71.5.3打炮 71.6傳統(tǒng)的間歇式甑桶蒸餾的特點 72固態(tài)發(fā)酵法生產(chǎn)白酒的連續(xù)蒸餾技術(shù)研究 82.1試驗設(shè)備及材料 82.1.1試驗設(shè)備 82.1.2試驗材料 82.1.3試驗配套設(shè)施 82.2固態(tài)發(fā)酵法生產(chǎn)白酒的連續(xù)蒸餾裝置的設(shè)計 92.2.1固態(tài)發(fā)酵法生產(chǎn)白酒連續(xù)蒸餾設(shè)備設(shè)計的基本原則 92.2.2固態(tài)發(fā)酵法白酒連續(xù)蒸餾設(shè)備設(shè)計要求 92.2.3固態(tài)發(fā)酵法生產(chǎn)白酒連續(xù)蒸餾的工作原理 92.2.4固態(tài)發(fā)酵法白酒連續(xù)蒸餾裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計 102.3固態(tài)發(fā)酵法生產(chǎn)白酒的連續(xù)蒸餾設(shè)備的工作原理 182.4固態(tài)發(fā)酵法生產(chǎn)白酒的連續(xù)蒸餾設(shè)備的設(shè)計計算 192.4.1輸送系統(tǒng)的設(shè)計計算 192.4.2螺旋出料器的設(shè)計計算 222.4.3設(shè)計計算算例 232.5連續(xù)蒸餾裝置主要技術(shù)參數(shù) 243結(jié)果與分析 253.1餾出液的感官及理化指標(biāo) 283.2連續(xù)蒸餾經(jīng)濟(jì)效益概算 294結(jié)論及創(chuàng)新點 295本項目研究國內(nèi)外競爭情況及產(chǎn)業(yè)化前景 31參考文獻(xiàn) 32固態(tài)發(fā)酵法白酒連續(xù)蒸餾設(shè)備的開發(fā)概述多年來固態(tài)法白酒一直采用傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式，即固態(tài)配料、固態(tài)發(fā)酵、固態(tài)蒸酒蒸糧。工藝特點是“泥窖固態(tài)發(fā)酵，續(xù)糟配料，混蒸混燒”。固態(tài)發(fā)酵濃香型大曲酒的各種呈香呈味物質(zhì)成分多與泥窖有關(guān)。續(xù)糟配料就是在原出窖糟醅中，按每一甑投入一定數(shù)量的填充輔料（糠殼），拌和均勻后進(jìn)行蒸煮。每輪發(fā)酵結(jié)束，均如此操作。這樣，一個窖池的發(fā)酵糟醅連續(xù)不斷，周而復(fù)始，一邊添加新料，同時排出部分廢料?；煺艋鞜窃趯⒁M(jìn)行蒸餾取酒的糟醅中按比例加入原料、輔料，通過人工操作上甑將物料裝入甑桶，調(diào)整好火力，做到先緩火蒸餾取酒，然后加大火力進(jìn)一步糊化高粱、大米、糯米、小麥、玉米等原料。在固態(tài)發(fā)酵法白酒生產(chǎn)中，蒸餾是利用各組分揮發(fā)性的不同，通過對固態(tài)發(fā)酵酒醅進(jìn)行加熱，使易揮發(fā)的組分發(fā)生汽化，將酒精和其伴生的香味成分從固態(tài)發(fā)酵酒醅中分離濃縮，得到白酒所需要的含有眾多微量香味成分及酒精的單元操作。白酒蒸餾的作用：①將含酒精4%左右的發(fā)酵酒醅分離濃縮成55%～65%的高度白酒。在混蒸混燒工藝中，在蒸酒的同時，還擔(dān)負(fù)著新投糧食的淀粉糊化作用；②將發(fā)酵酒醅中存在的微生物代謝產(chǎn)物，即數(shù)量眾多的微量風(fēng)味物質(zhì)有效地濃縮提取到成品酒中；③存在于發(fā)酵酒醅中的某些微生物代謝產(chǎn)物，在蒸餾過程中進(jìn)一步發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生新的物質(zhì)，即產(chǎn)生“熱變作用”；④對發(fā)酵酒醅進(jìn)行消毒殺菌，用于下排入窖配料；⑤分段進(jìn)行量質(zhì)接酒。1傳統(tǒng)的間歇式甑桶蒸餾技術(shù)研究1.1傳統(tǒng)的間歇式甑桶蒸餾裝置的結(jié)構(gòu)多年來，固態(tài)發(fā)酵法白酒生產(chǎn)一直采用人工操作將發(fā)酵成熟的酒醅一下一下地裝入甑桶內(nèi)進(jìn)行蒸餾取酒。固態(tài)發(fā)酵酒醅的顆粒形成了接觸面很大的填充塔，因此能夠使含酒精5%左右的酒醅，經(jīng)裝甑于低矮的甑桶中，一次蒸得酒精含量65%～70%的白酒。甑桶蒸餾裝置主要由甑桶和冷凝器等組成，如圖1所示。酒甑的形狀呈花盆式，是一個上大、下?。ㄉ峡谥睆郊s2m，底口直徑約1.8m，高約1m）的圓錐臺形蒸餾器，桶身用3～５mm厚的不銹鋼板制成，桶身部設(shè)有吊環(huán)，供停蒸時起吊之用。甑桶的底部為一活動底板，稱為篦撐，它由兩個活動的半圓形鐵框和篩板組成，篦撐和甑桶聯(lián)接，用于支承甑篦，利用多孔篦子與下部的加熱器相隔，發(fā)酵成熟的酒醅放在篩板上。上部活動蓋通過過汽管與冷凝器相接。甑桶的上緣設(shè)有水封裝置，甑蓋與甑桶聯(lián)接處用水加以密封，過汽管與冷凝器之間也設(shè)有水封裝置，以防漏氣。底鍋水先加入甑桶的底部，加熱蒸汽流入蒸汽管，再由沿著蒸汽管下方按一定間距均勻分布的開口朝下的圓形出汽孔流入底鍋水中，底鍋水受熱產(chǎn)生二次蒸汽，穿過甑篦上均勻分布的小孔流入酒醅層，對酒醅進(jìn)行加熱，使酒醅中的酒精、水及風(fēng)味物質(zhì)發(fā)生汽化，產(chǎn)生酒蒸汽，經(jīng)圓錐形的甑蓋、過汽管流入冷凝器，酒蒸汽經(jīng)冷凝器冷凝即形成酒，在冷凝器出口A圖1傳統(tǒng)的固態(tài)發(fā)酵法生產(chǎn)白酒的蒸餾設(shè)備1-甑蓋2-水3-酒醅4-甑桶5-甑篦6-篦撐7-注液管8-底鍋水9-蒸汽管10-放液管11-冷凝器12-過汽管1.2傳統(tǒng)的間歇式甑桶蒸餾操作要點1.2.1裝甑前的準(zhǔn)備1.2.1.1將出窖的發(fā)酵成熟的酒醅運送至甑的附近，根據(jù)不同的釀酒工藝及糟別進(jìn)行混合配料。若采用老五甑混燒法，則在大、二、三楂中分別按配料要求，將新投糧食、輔料用鐵锨充分拌勻成堆，每堆面上薄撒一層輔料覆蓋，堆放在場地上。若采用清蒸混入或清蒸清燒法，則原料另行蒸煮糊化，將出窖發(fā)酵酒醅和輔料混勻堆放于場地上，再分甑蒸餾。拌料操作要求除了將醅料混勻外，還要隨時用鐵锨和掃帚消除疙瘩?；旌硝蠎?yīng)做到松散、無結(jié)塊，以便于裝甑及蒸餾。1.2.1.2檢查底鍋、蒸餾器具是否潔凈，及時更換底鍋水，清除懸浮物。1.2.1.3檢查底鍋水是否足夠，水位應(yīng)和甑篦保持50~60cm的距離。若距離太近或底鍋水溶解有較多的酒醅中的成分，則蒸餾時容易產(chǎn)生泡沫而導(dǎo)致“淤鍋”。目前雖大多數(shù)酒廠采用蒸汽加熱，但最好還是在甑鍋底部放一定量的水，使進(jìn)入底鍋的蒸汽對鍋底進(jìn)行加熱，使水沸騰。這樣可避免因蒸汽不純而引進(jìn)雜味，而且蒸汽上升也比較均勻。1.2.1.4鋪好甑篦準(zhǔn)備裝甑。1.2.2裝甑1.2.2.1先在鍋底篦子上撒一薄層輔料，打開蒸汽閥門。1.2.2.2用簸箕、木锨或鐵锨等裝甑工具將上述混合好的醅料輕輕地、均勻地逐層鋪撒于甑內(nèi)，先外后里，使物料逐步形成外高內(nèi)低的“鍋底”形。1.2.2.3見汽蓋料，即待甑內(nèi)醅料表面呈現(xiàn)白色霧狀酒氣時，迅速而準(zhǔn)確地蓋撒上一薄層醅料，要撒得“準(zhǔn)、輕、松、平”或“輕、勻、薄、平”，使酒氣上得齊，不壓汽、不跑汽?？梢员３株颠吷愿哂陉抵虚g部分，甑內(nèi)醅料由下而上直至裝平甑囗。窩心距要求為2~4cm。1.2.2.4用小掃帚將糟醅掃平，立即將甑蓋蓋好。甑蓋與甑桶四周接觸處，要放水封閉，以防氣體逸出。1.2.2.5按上過汽管，連接冷凝器。過汽管與甑蓋及冷凝器結(jié)合處采用水封閉，以防氣體逸出。1.2.2.6打開冷卻水，放置接酒容器。1.2.3蒸酒蒸餾操作開始時，需要將一股不凝性的氣體排除，隨后進(jìn)行接酒。整個蒸酒過程的進(jìn)汽量，必須控制“緩火蒸餾”的原則，使流酒速度均衡地保持在2.5kg/min左右。酒溫要求在30℃以下。初餾部分0.5～1kg作為酒頭，摘取后單獨存放，交庫供勾兌調(diào)香之用。中餾酒也可根據(jù)各廠的實際情況分段摘取。在實際生產(chǎn)操作中，以看酒花掌握蒸酒過程中酒精濃度的變化。在“小清花”過后的一瞬間酒花消失，過花后所流的酒均為酒尾。這樣所摘的中餾酒混合樣的酒精濃度在65％左右。摘取的酒尾對不同香型酒有不同的要求。濃香型酒摘酒的酒精濃度要高些，以減少乳酸乙酯進(jìn)入酒中。蒸酒時間依楂別等因素而不同，一般在20min左右。當(dāng)開始流酒尾時，可開大蒸汽量，即所謂“大氣追尾”。追盡酒尾后，蒸酒遂告結(jié)束。在老五甑混蒸法操作時，在去除甑蓋后可繼續(xù)敞蓋蒸醅10min，以保證糧食蒸透，達(dá)到“熟而不粘，內(nèi)無生心1.3甑桶蒸餾的關(guān)鍵技術(shù)1.3.1蒸餾條件間歇式甑桶蒸餾作為一種特殊的蒸餾形式，發(fā)酵成熟的固態(tài)酒醅既是被蒸餾的物料，同時又是濃縮酒精、香氣成分的填料層。在蒸餾過程中，加熱水蒸汽和酒醅之間不斷地進(jìn)行傳熱和穿質(zhì)，使酒醅中的酒精及香氣成分不斷汽化、不斷冷凝。隨著甑內(nèi)醅料層的逐漸加厚，酒氣自下而上緩緩上升，揮發(fā)性物質(zhì)的濃度也逐層提高。最后酒氣經(jīng)冷卻得到原度白酒。因此，影響蒸餾得率及原酒質(zhì)量的關(guān)鍵因素：①裝甑技術(shù)；②醅料松散程度；③加熱蒸汽量的大?。虎芄┢木獬潭?；⑤分楂量質(zhì)摘酒等。1.3.1.1裝甑技術(shù)的影響裝甑操作的技術(shù)要點是“松、輕、準(zhǔn)、薄、勻、平”六字，即醅料要疏松，裝甑動作要輕巧，撒料要準(zhǔn)確，醅料每次撒得要薄層、均勻，甑內(nèi)酒氣上升要均勻，酒醅料層由下向上在甑內(nèi)要保持平面。由于裝甑技術(shù)及蒸汽量大小不同，同樣的酒醅卻可使蒸餾效率相差10％以上。蒸餾效率低的白酒不僅出酒率低，質(zhì)量也不好,俗稱“豐產(chǎn)不豐收”。裝甑技術(shù)對出酒率及酒質(zhì)的影響見表1。表1裝甑技術(shù)對比結(jié)果操作者酒醅量/kg酒精含量/%成品酒量/kg尾酒成品酒中各成分含量/mg?(100mL)-1數(shù)量/kg酒精含量/%總酯總酸總?cè)]發(fā)酸甲乙112511253.83.85543.516199.211.40.39780.37310.10670.10560.04190.04440.08220.07421.3.1.2緩慢蒸餾與大汽蒸餾對濃香型白酒質(zhì)量的影響取同一個酒窖的酒醅，將兩甑楂子酒醅混拌均勻后分成兩甑材料。第1甑按正常蒸汽壓力蒸餾，流酒速度控制在5.6～8.6kg/min，第2甑按緩火蒸餾，流酒速度控制在2.5～3.0kg/min，每甑均接前餾分實驗發(fā)現(xiàn)，第1甑采用大汽蒸餾，流酒速度為8.6kg/min，己酸乙酯含量為2.146g/L；第2甑緩火蒸餾，流酒速度為2.9kg/min，己酸乙酯含量為3.51g/L。通過成分分析，餾出液的組成見表2，緩火蒸餾的乳酸乙酯與己酸乙酯的比例(乳己比)比較合適，為0.66：1，口感甘冽爽口；而大汽蒸餾的乳己比為1.17：1，口感發(fā)悶，放香不足。表2緩慢蒸餾與大汽蒸餾對比結(jié)果（均折算為酒精含量60%）呈味物質(zhì)大汽蒸餾流速5.6～8.6kg每甑接酒30kg緩慢蒸餾流速2.5～3.0kg/min每甑接酒30kg乙醛甲醇乙酸乙酯正丙醇乙縮醛正丁醇丁酸乙酯乳酸乙酯己酸乙酯0.575-3.2710.5422.1630.7200.6833.1072.6640.685-3.0890.4821.9020.5860.6102.1383.2171.3.2酒精度的控制多年來，固態(tài)發(fā)酵法白酒蒸餾一直通過看花摘酒來控制酒度的高低。在盛酒容器中劇烈搖動白酒時，或在酒醅蒸餾過程中用錫制的小杯盛接餾出液，當(dāng)餾出液沖于小杯中時，在酒液表面會形成一層泡沫，俗稱“酒花”。根據(jù)酒花的形狀、大小及持續(xù)時間，可判斷餾出液酒精度的高低?？椿慷仁腔诟鞣N不同濃度的酒精和水的混合溶液，在一定的壓力和溫度下，其表面張力不同的原理。因此，在搖動酒瓶或沖擊酒液時，在溶液表面形成的泡沫的大小、持留時間也不同。依次便可近似地估計出酒液的酒精含量。在大部分酒廠，看花摘酒時，把“酒花”分為以下五種，其相應(yīng)的酒精濃度及酒氣冷卻前的溫度如下：1.3.2.1大清花酒花大如黃豆，整齊一致，清亮透明，消失速度極快。酒精濃度在65%～82%，當(dāng)酒精濃度在76.5%～82%時最為明顯。酒氣相溫度為80～83℃。1.3.2.2小清花酒花大如綠豆，清亮透明，消失速度慢于大清花。酒精濃度在58%～63%，當(dāng)酒精濃度在58%～59%時最為明顯，酒氣相溫度為90℃左右小清花之后餾分是酒尾部分。至小清花為止的摘酒方法稱為過花摘酒。1.3.2.3云花酒花大小如米粒，互相重疊（可重疊二、三層，厚近1cm），布滿液面，存留時間較久，一般約2s。酒精濃度在46%時最明顯。酒氣相溫度約93℃1.3.2.4二花二花又稱小花，形似云花，大小不一。大者如大米，小者如小米，存留液面時間與云花相似，酒精濃度為10%～20%。1.3.2.5油花花大如1／4小米粒，布滿液面，純系油珠，當(dāng)酒精濃度在4%～5%時最為明顯。酒花的變化也可反映裝甑技術(shù)的優(yōu)劣。若裝甑技術(shù)好，則流酒時酒花利落，過花前大清花較大，大小一致，與小清花區(qū)別明顯，過花后酒精濃度降低快、酒尾短。反之，若裝甑技術(shù)差，便會出現(xiàn)大清花與小清花相混不清，花大小不一，酒尾拖得很長。1.3.3掐頭去尾1.3.3.1掐頭在蒸餾初期，集積的主要成分是酯、醛和雜醇油。隨著蒸餾時間的延長，酯、醛及雜醇油的含量隨之降低，總酸的含量先低后高。甲醇在初餾酒及后餾酒的部分低，中餾酒部分高。通過氣相色譜分析，以流酒斷花后的餾出量占總量百分比計算，分別為：乙酸81.24%、己酸89.04%、丁酸90.11%、乳酸94.20%。絕大多數(shù)的酸組成分都在酒尾中，其中乙酸、丁酸、乙酸及乳酸在中餾酒以后呈直線上升。1.3.2.2去尾濃香型酒需要在酒精含量65%時交庫為宜，濃香型酒在蒸餾過程中截取高度酒對增己降乳十分必要。1.4甑邊效應(yīng)及減少酒損的措施固態(tài)發(fā)酵酒醅在裝甑過程中，可以發(fā)現(xiàn)酒氣經(jīng)常由甑邊率先穿出醅料層，然后再向甑中心區(qū)擴(kuò)展。見氣撒料的結(jié)果是甑邊料層高于中心區(qū)，形成凹狀的表面料層，有人將此現(xiàn)象稱之為甑邊效應(yīng)或邊界效應(yīng)，這一物理現(xiàn)象不僅發(fā)生于白酒蒸餾的甑邊固—固界面上，而且發(fā)生在固—液界面上。固態(tài)發(fā)酵法白酒的甑邊效應(yīng)，意味著在甑內(nèi)醅料層上汽的不均勻性。尤其當(dāng)蒸餾甑的結(jié)構(gòu)、連接不合理或設(shè)備不保溫等原因存在時，更會影響蒸餾效率。經(jīng)測定，在甑體與甑蓋的水封槽中的水液，蒸酒后含酒精最高可達(dá)2%，平均為0.5%;每蒸一甑，過氣筒酒損0.68kg，甑蓋酒損2.08kg。為了減少這部分的酒損，采取下列技術(shù)措施，獲得了較好的成效。1.4.1甑篦汽孔采用不同的孔密度將承托固態(tài)發(fā)酵酒醅和通蒸汽的鋼板汽孔，孔距由邊緣區(qū)域向中心遞減密度，以促使甑桶平面上各區(qū)域酒醅加熱上汽趨向一致。將甑篦劃分為4個區(qū)域，各區(qū)域面積比大體為1：3：4：1.2.甑篦開孔率為總面積的5%，孔徑為8～10mm。1.4.2保溫措施對金屬材料的甑體和甑蓋采取保溫措施。1.4.3過汽筒連接甑口端應(yīng)高于冷卻器端過汽筒連接甑口端應(yīng)高于冷卻器端，向冷卻器方向傾斜，防止冷凝酒精液倒流入甑內(nèi)。1.4.4使用雙層甑桶使用雙層甑桶，其間距有5～10cm空隙。使一甑的料層厚度分為2層，減輕酒醅自身壓力，有利于上汽均勻暢流，減少窩汽短路現(xiàn)象，以提高蒸餾效率。此外，還可設(shè)計加大甑邊傾斜度；甑內(nèi)壁改成波紋狀或鋸齒狀；凸形甑篦以及大直徑矮甑桶等，以減輕甑邊效應(yīng)。1.5甑桶蒸餾易發(fā)生的幾種異?，F(xiàn)象1.5.1淤鍋淤鍋即底鍋水沖入甑內(nèi)。若發(fā)生這種現(xiàn)象，就得停止蒸餾，將酒醅挖出，拌上輔料，再行裝甑蒸酒。淤鍋發(fā)生原因在于底鍋水不凈，未及時處理。漏入鍋內(nèi)糟醅，使水粘稠，產(chǎn)生泡沫上溢。若發(fā)生淤鍋，則損失很大。1.5.2墜甑在裝甑時蒸汽突然驟降，造成酒醅逐漸下陷，稱為墜甑。由于酒醅下墜，酒氣通路受損，即使再恢復(fù)供氣，仍不免有局部壓氣現(xiàn)象，導(dǎo)致酒度低、酒尾很長的質(zhì)量事故。1.5.3打炮酒氣從甑蓋與甑體連接處沖出，稱為打炮。其原因是由于接口處用酒醅做的醅墻沒打好，故甑內(nèi)蒸汽從薄弱處吹開沖出?；蛟谘b甑時撒料不勻，上汽不勻，裝成偏甑，酒氣從某一局部突然外冒。發(fā)生這種現(xiàn)象，除損失酒外，很可能直射到操作工人身上，造成工傷事故。1.6傳統(tǒng)的間歇式甑桶蒸餾的特點自白酒問世千百年以來，一直沿用甑桶這一蒸餾設(shè)備。中華人民共和國成立后，隨著生產(chǎn)量的大幅度增長及技術(shù)改造，甑桶由小變大，材質(zhì)由木材改為鋼筋水泥或不銹鋼，冷卻器由天鍋改為直管式，提高了冷卻效率。但傳統(tǒng)的間歇式甑桶蒸餾裝置存在如下弊端：①間歇式甑桶蒸餾裝置數(shù)量多而分散；②生產(chǎn)能力??；③由于采用手工裝甑，手工出甑，勞動力需求量大，勞動強度高，必須要經(jīng)過長時間的操作訓(xùn)練和細(xì)心體會。實際上，上甑水平如何已作為衡量操作技能高低的一項重要標(biāo)志，操作者的熟練程度直接影響到糟醅中成分的分離濃縮和原酒的質(zhì)量；④輔助操作時間長，設(shè)備使用效率低；⑤跑、冒、滴、漏現(xiàn)象十分嚴(yán)重，操作環(huán)境差；⑥原酒的質(zhì)量完全憑經(jīng)驗控制，難以穩(wěn)定；⑦易造成酒蒸汽及酒的風(fēng)味物質(zhì)的損失；⑧冷卻水的使用往往不予控制，浪費現(xiàn)象較為普遍；⑨加熱蒸汽量的控制全憑操作工人經(jīng)驗，加上管道蒸汽壓力的波動，有時甚至開大汽閥大火蒸餾，導(dǎo)致蒸餾效率下降。上述這些嚴(yán)重制約優(yōu)質(zhì)酒生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，已成為固態(tài)法白酒企業(yè)快速發(fā)展的瓶頸。因此，改革傳統(tǒng)的蒸餾工藝顯得十分必要。白酒企業(yè)技術(shù)革新的主要內(nèi)容如下：①改革工具、設(shè)備，提高機(jī)械化、自動化水平，提高操作的正確性，降低勞動強度，改善勞動條件，延長設(shè)備的使用壽命；②改進(jìn)工藝過程，推廣先進(jìn)操作方法，提高產(chǎn)品質(zhì)量，可以直接給生產(chǎn)帶來經(jīng)濟(jì)效益；③采用新材料、新技術(shù)，節(jié)約資源，降低消耗，提高效益等。2固態(tài)發(fā)酵法生產(chǎn)白酒的連續(xù)蒸餾技術(shù)研究2.1試驗設(shè)備及材料2.1.1試驗設(shè)備固態(tài)發(fā)酵法生產(chǎn)白酒的連續(xù)蒸餾小型試驗裝置：項目組自行設(shè)計。揚渣機(jī)、行車抓斗、人工老窖及有關(guān)器具：江蘇今世緣酒業(yè)有限公司提供。分析檢測設(shè)備：722型分光光度計、氣相色譜儀、在線酒精計。2.1.2試驗材料釀酒原料：高粱、大米、糯米、小麥、玉米等，顆粒飽滿，新鮮，無蟲蛀霉?fàn)€，無異雜味。原輔材料用量配比見表3。填充輔料：稻殼，要求新鮮潔凈，干燥無霉變，清新無異味，殼瓣適度，粗細(xì)度以4～6瓣為宜，通過20目篩孔的不超過8％，密度約133kg/m3,使用時需要進(jìn)行清蒸30min,然后攤涼在清潔的地面上使其水分、雜味盡量排除等。蒸餾物料：酒醅，由江蘇今世緣酒業(yè)有限公司釀酒車間提供。表3部分原輔料用量名稱用量要求原料高粱36%粉碎后過40目篩粗細(xì)各半大米22%糯米18%小麥16%玉米8%單獨粉碎輔料（稻殼）占原料用量的比例20～30%清蒸后使用糧醅比1：4.5用曲量（中高溫曲）占原料的比例25～27%粉碎后過40目篩粗細(xì)各半2.1.3試驗配套設(shè)施2.3.3.1供水條件：江蘇今世緣酒業(yè)有限公司釀酒車間提供。2.3.3.2供電條件：江蘇今世緣酒業(yè)有限公司釀酒車間提供。2.3.3.2供汽條件：江蘇今世緣酒業(yè)有限公司釀酒車間提供。2.2固態(tài)發(fā)酵法生產(chǎn)白酒的連續(xù)蒸餾裝置的設(shè)計傳統(tǒng)白酒蒸餾工具、設(shè)備、工藝、材料、技術(shù)等方面均比較落后，該項目結(jié)合江蘇今世緣酒業(yè)有限公司生產(chǎn)實際，對固態(tài)發(fā)酵法白酒生產(chǎn)中的甑桶蒸餾工藝進(jìn)行改進(jìn)，研究開發(fā)洞道式連續(xù)蒸餾裝置，實現(xiàn)連續(xù)加料、連續(xù)輸送物料、連續(xù)蒸酒蒸糧、連續(xù)冷凝、連續(xù)進(jìn)行分段量質(zhì)接酒，連續(xù)卸料。在提高固態(tài)法白酒釀造機(jī)械化、連續(xù)化、自動化、聯(lián)動化程度的同時，提高蒸餾設(shè)備的生產(chǎn)能力及工作效率，穩(wěn)定基礎(chǔ)酒（原酒）的質(zhì)量，降低酒損，提高出酒率，降低操作人員的勞動強度，精簡操作人員數(shù)量，改善操作條件，減少環(huán)境污染。2.2.1固態(tài)發(fā)酵法生產(chǎn)白酒連續(xù)蒸餾設(shè)備設(shè)計的基本原則（1）安全性；（2）技術(shù)先進(jìn)性；（3）實用性；（4）可操作性。2.2.2固態(tài)發(fā)酵法白酒連續(xù)蒸餾設(shè)備設(shè)計要求（1）設(shè)備堅固、耐用，使用壽命達(dá)10年以上；（2）操作簡單、輕巧，使用方便；（3）機(jī)械化、自動化程度高，便于實現(xiàn)工藝參數(shù)的在線檢測；（4）機(jī)械化釀制的原酒，無論產(chǎn)量還是質(zhì)量都超過手工釀制，保證原酒產(chǎn)量、質(zhì)量要求，操作方法的設(shè)計、選擇要以能否滿足生產(chǎn)要求為標(biāo)準(zhǔn)，打破機(jī)械化不如手工釀制白酒的陳舊觀念；（5）輔助操作時間短，設(shè)備利用率高；（6）勞動強度低：應(yīng)盡可能地提高機(jī)械化程度，以機(jī)械操作代替繁重的體力勞動；（7）滿足衛(wèi)生要求；（8）滿足安全性要求。2.2.3固態(tài)發(fā)酵法生產(chǎn)白酒連續(xù)蒸餾的工作原理利用密閉較好的進(jìn)料器將發(fā)酵成熟的酒醅連續(xù)均勻地輸入到板式輸送機(jī)上，發(fā)酵成熟的酒醅在板式輸送機(jī)上連續(xù)移動，由底鍋水汽化產(chǎn)生的二次蒸汽穿過刮板和條板上的小孔流入酒醅層，對酒醅進(jìn)行加熱，使酒醅中的酒精、水及酒的風(fēng)味物質(zhì)發(fā)生汽化，產(chǎn)生酒蒸汽。酒蒸汽經(jīng)導(dǎo)汽罩、過汽管流入冷凝器，酒蒸汽在間壁式冷卻中發(fā)生冷凝形成原酒，在冷凝器的出口處連續(xù)接酒，不同冷凝器的出口處，接得酒醅在不同蒸餾位置產(chǎn)生的原酒，分別為酒頭、中段酒、尾酒。出料器連續(xù)輸出酒糟（蒸餾后的酒醅）。2.2.4固態(tài)發(fā)酵法白酒連續(xù)蒸餾裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計固態(tài)發(fā)酵法白酒連續(xù)蒸餾設(shè)備主要由輸送系統(tǒng)、進(jìn)料系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)和冷凝系統(tǒng)、出料系統(tǒng)等組成，其結(jié)構(gòu)如圖2所示。圖2固態(tài)發(fā)酵法生產(chǎn)白酒的連續(xù)蒸餾設(shè)備3-酒醅8-底鍋水9-蒸汽管13-箱蓋14-主動鏈15-輸送鏈16-刮板17-條板18-擋汽條19-導(dǎo)汽罩20-鏈導(dǎo)軌21-蒸汽鍋22-隔板23-限位板24-進(jìn)料葉輪25-進(jìn)料器殼26-松料槳27-從動鏈輪28-箱蓋螺栓組件29-箱體30-散料口螺栓組件31-擋板32-縱梁33-立柱34-下導(dǎo)軌35-螺旋36-出料葉輪電機(jī)2.2.4.1輸送系統(tǒng)的設(shè)計輸送系統(tǒng)主要由箱蓋、頭輪、輸送鏈、刮板、條板、鏈導(dǎo)軌、尾輪、箱蓋螺栓組件、箱體、縱梁、立柱、下導(dǎo)軌、上導(dǎo)軌、上導(dǎo)軌、鍵、頭輪軸、頭輪電機(jī)等組成。圖2的局部放大視圖如圖3所示。圖3圖2的局部放大視圖3-酒醅14-主動鏈輪15-輸送鏈16-刮板17-條板20-鏈導(dǎo)軌21-蒸汽鍋29-箱體34-下導(dǎo)軌43-滾子設(shè)計要點如下：（1）頭輪、尾輪與輸送鏈嚙合，輸送鏈緊邊的滾子在鏈導(dǎo)軌上，鏈導(dǎo)軌支承在蒸汽鍋上，再支承輸送鏈的緊邊，鏈導(dǎo)軌的橫截面為梯形，輸送鏈的緊邊再槽中移動，刮板、條板緊靠在鏈導(dǎo)軌的上方，減少蒸汽進(jìn)入鏈導(dǎo)軌的槽中。（2）刮板、條板與輸送鏈聯(lián)接，輸送鏈緊邊的刮板和條板的兩端支承在上導(dǎo)軌上，并在上導(dǎo)軌上移動；輸送鏈松邊的刮板和條板的兩端支承在下導(dǎo)軌上，并在上導(dǎo)軌上移動。上、下導(dǎo)軌與箱體聯(lián)接。（3）刮板和條板支承酒醅，與箱體共同構(gòu)成輸送酒醅的料槽，刮板與箱體的橫截面的形狀相應(yīng)，上方寬，下方窄，截面為T形，用于推動酒醅，刮板與條板上開孔，用于通蒸氣。刮板的結(jié)構(gòu)及形狀如圖4所示。圖4刮板條板的結(jié)構(gòu)及形狀如圖5所示。圖5條板（4）頭輪電機(jī)與頭鏈輪軸聯(lián)接，頭輪軸通過鍵與頭輪聯(lián)接，頭輪軸支承在箱體上。（5）箱體與箱蓋通過箱蓋螺栓組件聯(lián)接并密封，箱蓋螺栓組件由螺栓、螺母、墊片組成。（6）箱體中間部分的橫截面的上、下部分為梯形，橫截面的中間部分為矩形。中間部分橫截面的上部分為梯形，以利于蒸汽在酒醅的中間和兩邊同步上升，提高蒸餾效率。（7）箱體通過縱梁、立柱支承在地面上，縱梁與箱體、立柱聯(lián)接。（8）頭輪、尾輪、輸送鏈、刮板、條板、鏈導(dǎo)軌、箱體、下導(dǎo)軌、上導(dǎo)軌等構(gòu)成板式輸送機(jī)。2.2.4.2進(jìn)料系統(tǒng)的設(shè)計進(jìn)料系統(tǒng)主要由加料斗、限位板、進(jìn)料葉輪、進(jìn)料器殼、松料槳、松料槳電機(jī)、進(jìn)料葉輪電機(jī)等組成，設(shè)計要點如下：（1）進(jìn)料器殼與箱體聯(lián)接。進(jìn)料器的局部放大視圖如圖6所示。圖6圖2的進(jìn)料器的局部放大視圖3-酒醅24-進(jìn)料葉輪25-進(jìn)料器殼26-松料槳48-松料槳電機(jī)49-進(jìn)料葉輪電機(jī)50-松料齒（2）進(jìn)料葉輪、松料槳支承在進(jìn)料器殼上，由電機(jī)驅(qū)動，進(jìn)料葉輪與進(jìn)料器殼構(gòu)成關(guān)風(fēng)式進(jìn)料器，與酒醅共同阻擋蒸汽從進(jìn)料器的進(jìn)料口E、F處泄漏，同時輸送待蒸餾的酒醅。松料槳上有松料齒，疏松酒醅，有利于蒸汽在酒醅中均勻上升。（3）限位板與進(jìn)料器殼聯(lián)接，限位板限制輸送鏈緊邊上方的酒醅的高度，限位板中間的下方有凸起，使輸送鏈緊邊上方的酒醅中間低，兩邊高。限位板的結(jié)構(gòu)及形狀如圖7所示。圖7限位板（4）根據(jù)固態(tài)法白酒蒸餾工藝要求，進(jìn)料器可有一個，也可有多個。進(jìn)料器有多個時，沿輸送鏈的運動方向排列，用于分層輸入同一種酒醅，也可分層輸入不同種酒醅，還可利用進(jìn)料口E輸入礱糠等墊底的輔料，用進(jìn)料口F輸入待蒸餾的酒醅。2.2.4.3出料系統(tǒng)的設(shè)計出料系統(tǒng)主要由箱體、散料口螺旋組件、擋板、螺旋、出料葉輪電機(jī)、出料葉輪、螺旋電機(jī)等組成，用于輸出酒糟。圖2的C-C部面視圖如圖8所示。設(shè)計要點如下：圖8圖2的C-C部面視圖3-酒醅14-主動鏈輪15-輸送鏈17-條板20-鏈導(dǎo)軌29-箱體34-下導(dǎo)軌35-螺旋37-上導(dǎo)軌38-鍵39-主動鏈輪軸40-出料葉輪41-螺旋電機(jī)42-鏈輪電機(jī)43-滾子（1）螺旋、出料葉輪安裝在箱體的左下方，螺旋電機(jī)與螺旋聯(lián)接，出料葉輪電機(jī)與出料葉輪聯(lián)接，箱體與出料葉輪構(gòu)成關(guān)風(fēng)式出料器，與酒糟共同阻擋蒸汽從出料器的出料口G處泄漏，同時連續(xù)輸出酒糟。（2）擋板安裝在箱體的右下方，通過散料口螺栓組件與箱體聯(lián)接。散料口螺栓組件由螺栓、螺母、墊片組成，輸送鏈松邊的刮板將散落在箱體底板上的酒醅刮倒箱體右下方的散料口，定時打開擋板，清除散落的酒醅。2.2.4.4加熱系統(tǒng)的設(shè)計加熱系統(tǒng)主要由擋汽條、蒸汽鍋、隔板、蒸汽管、箱體、二次蒸汽壓力傳感器、注液管、放液管、水溫傳感器、蒸汽壓力表、液位傳感器等組成，設(shè)計要點如下：（1）蒸汽鍋與箱體聯(lián)接，在上、下輸送鏈之間，蒸汽鍋的上方與輸送鏈緊邊的刮板和條板接觸，以減少蒸汽的泄漏；（2）蒸汽管通入蒸汽鍋中，蒸汽管的下方開圓形出汽孔，是蒸汽管中蒸汽的出口；（3）擋汽條為多層軟布，中間有填料，構(gòu)成簾布，與導(dǎo)汽罩聯(lián)接，阻擋酒蒸汽泄漏及相鄰導(dǎo)氣罩內(nèi)的酒蒸汽串氣。（4）注液管、放液管、二次蒸汽壓力傳感器、水溫傳感器、液位傳感器裝在箱體上，蒸汽壓力表裝在蒸汽管上。（5）注液管和放液管上安裝閥門，注液管用于向蒸氣鍋內(nèi)加注底鍋水，放液管用于放掉蒸氣鍋內(nèi)的底鍋水。利用注液管和放液管更換底鍋水及保持底鍋水的液位高度。（6）二次蒸汽壓力傳感器用于測量二次蒸汽壓力，水溫傳感器用于測量底鍋水的溫度，蒸汽壓力表顯示蒸汽壓力。（7）蒸汽鍋中有多個隔板，將蒸汽鍋分成多區(qū)域，每個區(qū)域裝注液管、放液管、二次蒸汽壓力傳感器、水溫傳感器、液位傳感器、蒸汽壓力表等。蒸氣鍋的每個區(qū)域的底鍋水的溫度和液面高度、蒸汽壓力、二次蒸汽壓力不同，體現(xiàn)固態(tài)發(fā)酵法白酒蒸餾中“緩火蒸餾、大氣追尾”的工藝特點。2.2.4.5冷凝系統(tǒng)冷凝系統(tǒng)主要由導(dǎo)汽罩、過汽管、冷凝器等組成。圖2的D-D部面視圖如圖9所示。設(shè)計要點如下：、圖9圖2的D-D部面視圖7-注液管8-底鍋水9-蒸汽管10-放液管11-冷凝器12-過汽管21-蒸汽鍋29-箱體43-滾子44-二次蒸汽壓力傳感器45-水溫傳感器46-蒸汽壓力表47-液位傳感器（1）導(dǎo)汽罩為四棱錐形，與箱蓋聯(lián)接，以利于引導(dǎo)酒蒸汽進(jìn)入過氣管。過汽管為導(dǎo)氣罩與冷凝器之間的連接管道，一端與導(dǎo)汽罩聯(lián)接，另一端與冷凝器聯(lián)接，用于傳導(dǎo)酒蒸汽。（2）冷凝器用于將酒蒸汽冷凝成液體，在冷凝器的出口U處接酒。（3）一個冷凝器、一個過汽管、一個導(dǎo)汽罩組成一個冷凝子系統(tǒng)。冷凝子系統(tǒng)有多個，沿輸送鏈運動方向排列，并列在蒸氣鍋的不同蒸汽區(qū)域上方，在各個冷凝器的出口U處接酒，接得酒醅在不同時期蒸餾出的酒，易分出酒頭、酒身和酒尾，實現(xiàn)“量質(zhì)接酒”。（4）箱蓋、箱體、過汽管、導(dǎo)汽罩的板均設(shè)有保溫層。保溫板的內(nèi)層用不銹鋼，以防異味進(jìn)入酒中，中間層板用保溫材料，外層板用鋼。2.2.4.絕熱結(jié)構(gòu)是在設(shè)備或管路的表面包上傳熱性能差的材料，以減少熱量的損失，提高蒸餾設(shè)備的熱能利用率，提高設(shè)備操作的安全性。絕熱材料的選擇應(yīng)滿足以下基本要求①導(dǎo)熱系數(shù)小；②相對密度??；③經(jīng)長時間使用，不變質(zhì)，不變形；④吸濕性差；⑤耐火；⑥耐凍；⑦無氣味；⑧價格低廉。絕熱材料采用硬質(zhì)聚胺酯泡沫塑料，其優(yōu)點是：①密度??；②強度高；③保溫效果好；④成型工藝比較簡單；⑤施工方便；⑥能直接與設(shè)備或管道的表面牢固黏結(jié)，包裹密實，無接縫。2.2.4.7防潮結(jié)構(gòu)的作用是防止絕熱結(jié)構(gòu)吸濕影響絕熱效果，造成熱損失。防潮材料可采用不銹鋼板制成。2.2.4.2.2.白酒連續(xù)蒸餾自動控制系統(tǒng)可控制加料、接酒頭、蒸酒、蒸酒尾、蒸糧、卸料及停止等操作，主要由以下幾個部分組成：（1）傳感變送部分傳感變送部分主要包括：①蒸汽壓力傳感變送器：蒸汽壓力傳感變送器和汽壓電動調(diào)節(jié)閥安裝在蒸汽進(jìn)汽管道上，由壓力傳感器、二次顯示儀表兩部分組成。②酒溫傳感變送器：安裝在流酒管接近出口處，由溫度傳感器、二次顯示儀表兩部分組成。③冷卻水溫傳感器等：安裝在冷卻水容器壁上。④在線酒精計：安裝在冷凝器出口處，與餾出液接觸。在線酒精計是由傳感器、二次顯示儀表兩部分組成。傳感器是把餾出液中所含酒精的量由一系列的傳感元件轉(zhuǎn)換成電信號然后再轉(zhuǎn)換成相對應(yīng)的酒精度。（2）顯示、控制、驅(qū)動、報警部分這部分安裝在白酒連續(xù)蒸餾自動控制器的主機(jī)內(nèi)，自動控制器主機(jī)為壁掛式，安裝在流酒房墻壁上，便于操作。（3）執(zhí)行部分執(zhí)行部分主要包括：①汽壓電動伺服調(diào)節(jié)閥；②電磁閥。蒸汽壓力傳感變送器和汽壓電動閥門安裝在蒸汽進(jìn)汽管道上，冷卻水溫度傳感器安裝在冷卻水容器壁上，酒溫傳感器安裝在流酒管接近出口的地方，在線酒精計安裝在冷凝器出口處。自動控制器主機(jī)為壁掛式，安裝在流酒房墻壁上，便于操作。自動控制器有供操作的4個按鈕，即蒸酒、蒸酒尾、蒸糧及停止。2.2.4（1）裝料根據(jù)酒醅水分情況控制裝料速度，同時自動開啟蒸汽調(diào)節(jié)閥，使汽壓達(dá)到“蒸酒汽壓”設(shè)定值，接著自動轉(zhuǎn)入蒸酒工序。（2）蒸酒在蒸酒過程中，蒸汽壓力由壓力傳感變送器檢測，電動調(diào)節(jié)閥執(zhí)行，自動調(diào)節(jié)進(jìn)汽量，使汽壓始終保持在“蒸酒汽壓”設(shè)定值上。冷卻水進(jìn)水量的控制分兩個階段進(jìn)行。隨著蒸酒過程的進(jìn)行，水溫逐漸升高，當(dāng)達(dá)到“水溫預(yù)控”設(shè)定值時，儀器控制電磁閥進(jìn)水，即水溫偏離控制設(shè)定值越大，進(jìn)水時間越長，直至全開進(jìn)水閥，保證水溫控制在設(shè)定范圍內(nèi)，滿足“蒸酒汽壓”下的進(jìn)水要求，完成以水溫作為變元的控制過程。（3）蒸酒尾當(dāng)流酒結(jié)束進(jìn)入蒸酒尾時，可按鍵轉(zhuǎn)入蒸酒尾工序。此時汽壓自動調(diào)整后穩(wěn)定在“蒸酒尾汽壓”設(shè)定值上。在該工序中，不再對酒尾溫度進(jìn)行控制。（4）蒸糧需要蒸原料糧時，可按鍵轉(zhuǎn)入蒸糧工序，蒸汽壓力穩(wěn)定在“蒸糧汽壓”設(shè)定值上，同時自動關(guān)閉冷卻水。2.2.4（1）電源：交流220V±10%；50Hz±5%。（2）功耗：主機(jī)功率≤20W，系統(tǒng)總功率≤200W。（3）蒸汽壓力：設(shè)定范圍0.01～0.2MPa；調(diào)節(jié)方式采用電動調(diào)節(jié)閥。蒸汽壓力測量范圍為0～0.2MPa，誤差≤1%；允許管路使用汽壓≤0.6MPa，管路極限壓力＜0.8MPa。蒸汽壓力顯示為0～199.9kPa,汽閥開度指示為0～100%。（4）流酒溫度：設(shè)定范圍18～38℃，控制誤差≤±1.5℃。流酒溫度測量范圍為-40～120℃（5）冷卻水溫度：設(shè)定范圍18～90℃。冷卻水流量控制范圍為0～100%。蒸餾自動控制儀可根據(jù)各生產(chǎn)廠自定的工藝要求調(diào)整設(shè)定參數(shù)，使流酒溫度與流酒速度自動控制在要求的最佳范圍內(nèi)，實現(xiàn)緩慢蒸餾，保證白酒的質(zhì)量和產(chǎn)量，可節(jié)約冷卻水達(dá)50%，效果良好。2.3固態(tài)發(fā)酵法生產(chǎn)白酒的連續(xù)蒸餾設(shè)備的工作原理從進(jìn)料器的進(jìn)料口E、F裝入發(fā)酵成熟的酒醅，電機(jī)帶動進(jìn)料葉輪轉(zhuǎn)動，使進(jìn)料器中待蒸餾的酒醅輸入到輸送鏈緊邊的刮板和條板的上方，并由輸送鏈緊邊的刮板和條板支承，電機(jī)帶動松料槳轉(zhuǎn)動以疏松進(jìn)料器輸出的酒醅，限位板限制進(jìn)料器輸出的酒醅的高度，并使輸送鏈緊邊上方的酒醅中間低、兩邊高，不同的酒醅由不同的進(jìn)料器輸入，進(jìn)料葉輪與進(jìn)料器殼構(gòu)成的關(guān)風(fēng)式進(jìn)料器，與酒醅共同阻擋蒸氣從進(jìn)料器的進(jìn)料口F、E處泄漏；頭輪電機(jī)通過頭輪軸、鍵帶動頭輪轉(zhuǎn)動，頭、尾輪與輸送鏈嚙合，帶動輸送鏈、刮板、條板移動，輸送鏈緊邊的滾子在鏈導(dǎo)軌上滾動，輸送鏈緊邊的刮板、條板在上導(dǎo)軌上移動，輸送鏈松邊的刮板、條板在下導(dǎo)軌上移動，刮板推動酒醅克服與箱體之間的摩擦力，隨輸送鏈的緊邊連續(xù)移動；酒醅經(jīng)過蒸氣鍋的上方時，蒸氣管中流出的蒸氣在底鍋水中產(chǎn)生二次蒸氣，二次蒸氣穿過刮板和條板上的孔加熱酒醅，使酒醅中的酒精、水及酒的風(fēng)味物質(zhì)發(fā)生汽化，產(chǎn)生酒蒸氣，經(jīng)導(dǎo)氣罩流入冷凝器，冷凝器冷凝酒蒸氣后形成原酒，在冷凝器的出口處連續(xù)接酒，不同冷凝器的出口處，接得酒醅在不同蒸餾位置的酒，擋汽條阻擋酒蒸氣從酒醅與導(dǎo)氣罩之間泄漏及相鄰導(dǎo)氣罩內(nèi)的酒蒸氣串氣。酒醅經(jīng)過蒸氣鍋上方完成蒸餾后，移到頭輪的上方，成為酒糟，酒糟在重力作用下，落入出料器，螺旋電機(jī)帶動螺旋轉(zhuǎn)動，將酒糟推動出料葉輪的上方，出料葉輪電機(jī)帶動帶動出料葉輪轉(zhuǎn)動，在出料器的出料口G處連續(xù)輸出酒糟，箱體與出料葉輪構(gòu)成關(guān)風(fēng)式出料器，與酒糟共同阻擋蒸氣從出料器的出料口G處泄漏，輸送鏈松動的刮板將散落在箱體底板上的酒醅刮到散料口，定期打開擋板，清除散落的酒醅。進(jìn)料器連續(xù)輸入發(fā)酵成熟的酒醅，輸送鏈緊邊的刮板和條板支承并連續(xù)移動酒醅通過蒸氣鍋上方完成蒸餾，在冷凝器的出口處連續(xù)接酒，出料器連續(xù)輸出酒糟，實現(xiàn)固態(tài)發(fā)酵法生產(chǎn)白酒的連續(xù)蒸餾。2.4固態(tài)發(fā)酵法生產(chǎn)白酒的連續(xù)蒸餾設(shè)備的設(shè)計計算2.4.1輸送系統(tǒng)的設(shè)計計算2.4.1刮板輸送鏈松邊在下導(dǎo)軌上移動（圖2）受到下導(dǎo)軌對條板和刮板的摩擦阻力，刮板輸送鏈松邊的阻力：（1）式中：—刮板與下導(dǎo)軌間的摩擦系數(shù)，取=0.3；—單位長度刮板輸送鏈的質(zhì)量，kg/m；g—重力加速度，m/s2；L—鏈輪中心距，m。用經(jīng)驗公式計算刮板輸送鏈繞過尾輪的阻力較方便[4]。取刮板輸送鏈繞過尾輪的阻力：（2）式中：—刮板輸送鏈繞過尾輪的阻力系數(shù)，??；F2—刮板輸送鏈繞入尾輪的拉力。（3）酒醅受到箱體兩側(cè)面的摩擦阻力。根據(jù)（圖2）在酒醅的高度上取微元dh，得酒醅與箱體兩側(cè)面間的摩擦阻力：式中：—酒醅與箱體側(cè)面的摩擦系數(shù)，取=0.35～0.46；—酒醅的密度，kg/m3；H為酒醅的高度，m；—箱體側(cè)面的傾角。刮板輸送鏈緊邊的重量及條板和刮板正上方的酒醅重量主要由鏈導(dǎo)軌支承，條板和刮板支承在上導(dǎo)軌上，所受阻力通過系數(shù)考慮，以利于計算。略去條板和刮板與上導(dǎo)軌間的摩擦阻力，根據(jù)圖2，刮板輸送鏈的緊邊受鏈導(dǎo)軌和上導(dǎo)軌的阻力[4]：式中：—考慮輸送鏈的側(cè)面在鏈導(dǎo)軌上滑動及刮板輸送鏈緊邊的條板和刮板在導(dǎo)軌上滑動的阻力系數(shù)，取=1.25～1.4，或通過試驗得到；B—酒醅的梯形橫截面下底的寬度，m；—輸送鏈滾子的滾動摩擦系數(shù)；—輸送鏈滾子軸的滑動摩擦系數(shù)；—輸送鏈滾子軸的直徑，mm；—輸送鏈滾子的直徑，mm。刮板輸送鏈緊邊的阻力為：（4）式中：—刮板輸送鏈緊邊的摩擦系數(shù)。式中：不便于計算，可取=0.1～0.13或根據(jù)試驗得到。根據(jù)逐點張力法，刮板輸送鏈繞入頭輪的拉力：（5）式中：F1—刮板輸送鏈繞出輪的拉力。輸送鏈的許用極限拉抻載荷：（6）式中：SL—輸送鏈的安全系數(shù)，取SL≥7；KA—工作情況系數(shù)，輸送鏈工作較平穩(wěn)，取KA=1.05～1.11；QL—輸送鏈的極限拉伸載荷，N，由輸送鏈的標(biāo)準(zhǔn)得到；KP—輸送鏈的排數(shù)，雙排時，取KP=1.7。根據(jù)式（6），選擇輸送鏈，確定輸送鏈的節(jié)距。為減小鏈傳動的多邊效應(yīng)，輸送鏈的節(jié)距應(yīng)盡量小，并考慮刮板和條板的安裝。輸送鏈的節(jié)數(shù)：（7）確定頭、尾輪的齒數(shù)后，由上式計算輸送鏈的節(jié)數(shù)，輸送鏈的節(jié)數(shù)為整數(shù)，上式計算結(jié)果要取整。2.4.刮板輸送鏈作用在頭輪上的圓周力：（8）式中：F4-1—刮板輸送鏈繞過頭輪的阻力，用經(jīng)驗公式計算得到[4]。刮板輸送鏈的速度：（m/s）（9）式中：t—酒醅的蒸餾時間，h，等于刮板輸送鏈移動鏈輪中心距所用的時間，根據(jù)試驗得到。驅(qū)動頭輪的功率：(kw)（10）頭輪電機(jī)的功率：(kw)（11）式中：Kd—驅(qū)動頭輪電機(jī)的功率儲備系數(shù)，取Kd=1.1～1.3；—輸送鏈傳動系統(tǒng)的效率，輸送鏈的速度很小，輸送鏈傳動系統(tǒng)的傳動比很大，使輸送鏈傳動系統(tǒng)的效率較低，可取=0.6～0.7。頭輪的轉(zhuǎn)速：(r/min)（12）式中：z—頭輪的齒數(shù)；p—輸送鏈的節(jié)距，mm。頭輪的直徑：（mm）（13）蒸汽鍋安裝在輸送鏈的緊邊和松動之間。根據(jù)蒸氣鍋的尺寸，初選頭、尾輪的尺寸，再根據(jù)上式，確定頭、尾輪的齒數(shù)，并取頭、尾輪的齒數(shù)相同。刮板輸送機(jī)的傳動比：（14）式中：—頭輪電機(jī)的轉(zhuǎn)速，r/min。2.4.2螺旋出料器的設(shè)計計算連續(xù)蒸餾設(shè)備的生產(chǎn)力(kg/h)（15）式中：S—輸送鏈上方酒醅的橫截面面積，m2。酒醅的橫截面為梯形：螺旋出料器沿螺旋的軸向推進(jìn)酒糟的速度：（16）式中：S2—螺旋出料器推進(jìn)酒糟的橫截面面積，m2，取S2=0.25；D2—螺旋的直徑，可取D2=0.16，0.2，0.25，0.32m；為裝滿修正系數(shù)，取=0.8。螺旋的轉(zhuǎn)速：(r/min)（17）式中：P2—螺旋的螺距，可取P2=（0.8～1.0）D2。驅(qū)動螺旋的功率：(kw)（18）式中：B2—螺旋的長度，m；為螺旋輸送機(jī)的總阻力系數(shù)，取。螺旋電機(jī)的功率：(kw)（19）式中：K2—驅(qū)動螺旋電機(jī)的功率儲備系數(shù)，取K2=1.2；為螺旋出料器傳動系統(tǒng)的效率。螺旋出料器的傳動比：（20）式中：—螺旋電機(jī)的轉(zhuǎn)速，r/min。2.4.3設(shè)計計算算例設(shè)計鏈輪中心距L=10m，刮板輸送鏈的緊邊上方酒醅的高度H=0.6m，箱體側(cè)面的傾角，下底寬度B=1.5m，酒醅的蒸餾時間t=0.5h，根據(jù)式（1）～（20），得設(shè)計計算結(jié)果，見表4。表4白酒的連續(xù)蒸餾設(shè)備的設(shè)計計算結(jié)果名稱設(shè)計結(jié)果名稱設(shè)計結(jié)果名稱設(shè)計結(jié)果27741.5H(m)B(m)T(h)g(m/s2)qLp(m)D2(m)B2(m)μ3-4SLL(m)0.61.51.50.5h9.8900900.20.251.850.30.060.120.41.25710KAKdK2S(m2)S2(m2)F1(N)F1-2(N)F2-3(N)F3-4(N)F4(N)[QL](N)P(mm)F4-1(N)Kp1.071.21.20.60.70.81.900.03910002646.00218.7623732.8427597.60121591.781601143.901.7V(m/s)KL(kw)Nd(kw)D(mm)ZLpN(r??p?m)nd(r??p?m)iQt(kg/h)V2(m/s)n2(r??p?m)N2(kw)N2(kw)nd2(r??p?m)i2F(N)0.00560.160.26719.03141390.1510006666.634473.60.27810.220.37100012.35根據(jù)表4，選用輸送鏈為M160-F-160×139K1GB8350-2000，頭、尾輪的齒數(shù)均為14，頭輪轉(zhuǎn)速0.15r/min；選用頭輪電機(jī)的功率0.4kW，電機(jī)轉(zhuǎn)速1000r/min；選用螺旋電機(jī)的功率0.5kw，電機(jī)轉(zhuǎn)速1000r/min。通過電機(jī)調(diào)頻器使酒醅的進(jìn)料、輸送、出料匹配。固態(tài)發(fā)酵法生產(chǎn)白酒的連續(xù)蒸餾設(shè)備是一種新的設(shè)備，得到其主要結(jié)構(gòu)、輸送系統(tǒng)及螺旋出料器的設(shè)計計算方法，為固態(tài)發(fā)酵法生產(chǎn)白酒的連續(xù)蒸餾設(shè)備的開發(fā)及其應(yīng)用提供了基本結(jié)構(gòu)和設(shè)計計算方法。2.5連續(xù)蒸餾裝置主要技術(shù)參數(shù)固態(tài)發(fā)酵法白酒連續(xù)蒸餾裝置主要技術(shù)參數(shù)見表5。表5連續(xù)蒸餾裝置主要技術(shù)參數(shù)名稱規(guī)格備注輸送裝置長/m10輸送裝置寬/m1.8料斗有效容積/m3800刮板間距/m1送料電機(jī)功率/kw5主電機(jī)功率/kw5出糟電機(jī)功率/kw5接酒頭蒸汽出口數(shù)/個2前部10～20cm處，距離可調(diào)接中段酒蒸汽出口數(shù)/個62m一個，距離可調(diào),量質(zhì)接酒接酒尾蒸汽出口數(shù)/個22m左右，距離可調(diào)蒸煮蒸汽出口數(shù)/個2在裝置后尾部（2m一個）固態(tài)發(fā)酵法白酒連續(xù)蒸餾操作技術(shù)見表6。表6連續(xù)蒸餾操作技術(shù)參數(shù)名稱規(guī)格備注酒醅厚度/cm50～60運行速度/（cm/min）10～20速度可以調(diào)節(jié)接酒頭段加熱蒸汽壓力/MPa0.05～0.1接中段酒加熱蒸汽壓力/MPa0.02～0.03接后段酒加熱蒸汽壓力/MPa0.1～0.15蒸料段加熱蒸汽壓力/MPa0.2追盡余酒接酒頭加熱時間/min1～2接中段酒加熱時間/min20～22接后段酒加熱時間/min5～8蒸料段加熱時間/min20～25大氣沖酸,紅糧“熟而不粘，內(nèi)無生芯”3結(jié)果與分析在固態(tài)發(fā)酵連續(xù)蒸餾過程中，利用在線酒精計對各冷凝器出口餾出液的酒精度進(jìn)行在線檢測，同時利用酒精蒸汽出口位置可調(diào)的特點對蒸汽出口位置進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)，通過常規(guī)分析及氣相色譜對餾出液的主要理化指標(biāo)：酒精度、總酯、總酸、總?cè)?、已酸乙酯等進(jìn)行分析，結(jié)果如圖10～13及表6～8。各餾分中酒精度、總酸、總酯、總?cè)┏煞譁y定結(jié)果見圖10?？偹峥偹帷?0-1總酯×10-1總?cè)?0-2酒精×10圖10固態(tài)發(fā)酵酒蒸餾主要成分測定各餾分中乙酸、丁酸、己酸、丙酸成分測定結(jié)果見圖11。乙酸乙酸×10丁酸×10已酸×10丙酸圖11酸類蒸餾曲線各餾分中乙酯類成分測定結(jié)果見圖12。乙酸乙酯乙酸乙酯×102乳酸乙酯×102已酸乙酯×102丁酸乙酯×102圖12乙酯類蒸餾曲線各餾分中高級醇類含量測定結(jié)果見圖13。圖13高級醇蒸餾曲線各餾分中幾種酸的含量測定結(jié)果見表6。表6餾分中酸的分析結(jié)果單位：mg/100mL成分餾分12345678910甲酸2.531.073.310.560.491.210.730.681.433.26乙酸19.710.38.39.013.720.327.839.661.279.9丙酸1.121.271.321.201.131.211.371.492.361.95丁酸7.6019.407.5011.716.619.521.927.042.767.3已酸2.902.302.104.36.78.210.314.526.341.6各餾分中主要酯、醇、醛含量測定結(jié)果見表7。表7餾分中幾種主要酯、醇、醛成分的分析結(jié)果單位：mg/100mL成分餾分12345678910乙酸乙酯810.1701.6513.7345.2291.5243.7217.1176.3109.957.4丁酸乙酯131.8112.679.568.155.243.735.328.419.823.3已酸乙酯595.7501.1423.5369.2343.8312.4279.1231.2157.996.7乳酸乙酯52.586.8107.1146.4195.3233.2263.6353.3545.2796.1甲醇19.5825.3228.1427.1637.1138.2335.4230.9621.8316.72正丁醇50.1056.5050.3045.542.337.232.524.319.512.3異戊醇38.339.632.927.725.321.319.616.0310.18.09異丁醇46.550.328.0723.921.221.618.313.110.16.07正丙醇48.535.329.727.525.123.121.217.713.49.5仲丁醇36.334.131.923.721.318.517.114.39.037.85乙醛43.5230.1716.9312.819.858.619.048.677.464.17乙縮醛123.590.172.656.840.232.120.715.65.73.2

各餾分中幾種主要高沸點酯含量測定結(jié)果見表8。表8餾分中幾種主要高沸點酯的分析結(jié)果單位：mg/100mL成分餾分12345678910辛酸乙酯1.051.020.760.790.831.070.910.710.510.03癸酸乙酸0.210.170.110.130.090.080.070.060.040.04月桂酸乙酸0.150.090.070.110.190.370.130.170.210.11油酸乙酯4.210.910.650.892.911.231.971.252.310.34亞油酸乙酯7.411.831.171.791.712.373.234.071.781.83棕櫚酸乙酯7.563.271.792.583.312.852.762.132.112.56在蒸餾初期，集積的主要成分是酯、醛和雜醇油。隨著蒸餾時間的延長，酯、醛及雜醇油的含量也隨之降低，而總酸先低后高。甲醇在初餾酒及后餾酒的部分低，中餾酒部分高。絕大多數(shù)的酸組成分都在酒尾中，其中乙酸、丁酸、已酸在中餾酒以后呈直線上升。乙酸乙酯、丁酸乙酯、已酸乙酯由高到低，主要集中在成品原酒中。其中乙酸乙酯更富集于酒頭部分，乳酸乙酯則大量地存在于酒尾中。高沸點乙酯中含量最多的棕櫚酸乙酯、油酸乙酯及亞油酸乙酯等成分主要富集于酒頭部分。異戊醇、異丁醇、正丙醇、正丁醇和仲丁醇在蒸餾過程中呈較為平衡而緩慢地下降的趨勢；在斷花之后下降幅度較大。乙醛與乙縮醛隨蒸餾進(jìn)程而逐步下降，較多地集中于前餾分中。初餾液是香氣成分最富集的區(qū)域，因此，截頭量過大顯然是有損于香氣成分的收集，這是不合適的。傳統(tǒng)的間歇式甑桶蒸餾酒尾水分含量大，酸度高，易導(dǎo)致與承接容器中的鉛產(chǎn)生含化合物，使下甑最初的餾出液有一短暫的低酒高酸及鉛含量超標(biāo)現(xiàn)象。本研究采用連續(xù)蒸餾，酒尾對酒頭不產(chǎn)生影響，因此酒頭量可大大減少。通過感官評定及理化分析：餾分1、2作為酒頭，餾分3、4、5、6、7、8作為中餾酒，其中餾分3、4可作為一級原酒，餾分5、6可作為二級原酒，餾分7、8可作為三級原酒，餾分9、10作為酒尾。3.1餾出液的感官及理化指標(biāo)餾出液的感官及理化指標(biāo)如表9所示。表9餾出液的感官及理化指標(biāo)名稱指標(biāo)酒頭酒度≥70度，出酒開始前1～2分鐘，單獨貯存或回串，指標(biāo)不作要求。一級酒香氣：具有濃郁的已酸乙酯為主體的復(fù)合香氣?？谖叮猴L(fēng)格典型，香味協(xié)調(diào)，尾凈。理化：己酸乙酯≥350mg/100mL，酒度≥65度。二級酒香氣：具有較濃郁的已酸乙酸為主體的復(fù)合香氣?？谖叮猴L(fēng)格典型，香味較協(xié)調(diào)，尾較凈。理化：己酸乙酯≥280mg/100mL，酒度≥65度。三級酒香氣：具有已酸乙酯為主體的復(fù)合香氣?？诟校猴L(fēng)格較典型，香味欠協(xié)調(diào)，尾欠凈。理化：己酸乙酯≥100mg/100mL，酒度≥60度。酒尾酒度≤40度，單獨貯存或回串，指標(biāo)不作要求。出酒率平均≥33%優(yōu)級酒率平均≥40%3.2連續(xù)蒸餾經(jīng)濟(jì)效益概算連續(xù)蒸餾經(jīng)濟(jì)效益概算如表10所示。表10連續(xù)蒸餾經(jīng)濟(jì)效益概算項目內(nèi)容年增效益（萬元／年）備注連續(xù)蒸餾裝置設(shè)備費用1.裝置外層及保溫系統(tǒng)30-5.2設(shè)備按10年折舊計2.輸入、輸出系統(tǒng)53.傳動、輸送系統(tǒng)204.加熱系統(tǒng)155.冷凝、接酒系統(tǒng)4改進(jìn)前蒸餾設(shè)備費用甑桶、冷凝器等設(shè)備約22（每班按三套計）改進(jìn)后增產(chǎn)（節(jié)耗）按減小酒損1%計，每年可增產(chǎn)原酒100噸，每年可增效100萬元100改進(jìn)后人工費用節(jié)約每班每天可減少2.5人，按80個班、2萬元／（人·年）計，每年可節(jié)約400萬元400效益合計494.8說明：1.原酒質(zhì)量改進(jìn)前后相當(dāng)；2.蒸汽用量改進(jìn)后略有節(jié)約；3.蒸餾前及蒸煮后的各工序保持不變。4結(jié)論及創(chuàng)新點（1）蒸餾操作由間歇式改為連續(xù)式，輔助操作時間短，生產(chǎn)能力大。間歇式甑桶蒸餾是在同一設(shè)備中按時間先后完成不同操作，而連續(xù)蒸餾是在同一流程不同工位同時完成加料、量質(zhì)接酒、出料等不同操作，輔助操作時間短，可顯著提高蒸餾工段的生產(chǎn)能力及工作效率，為固態(tài)法白酒釀造企業(yè)擴(kuò)大原酒生產(chǎn)能力提供條件。（2）固態(tài)發(fā)酵法生產(chǎn)白酒的連續(xù)蒸餾設(shè)備具有獨特的結(jié)構(gòu)及運行方式。酒醅在箱體內(nèi)