大国酱香 古老的酱酒酿造工艺能与科技融合吗?

栏目:小说资讯  时间:2022-12-13
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  在采访贵州国台酒业集团股份有限公司(以下简称国台酒业)信息总监张玉坤前,笔者对酱香型白酒几乎一无所知。只是听说“中国最好的白酒是酱香型白酒,最好的酱香型白酒在贵州”。依靠悠悠流淌的赤水河及独一无二的当地气候条件,小小的一个茅台镇拥有超过千家酿酒企业。据说按照正宗大曲酱香工艺,一瓶酒最少需要经过五年的酿造与窖藏,才能推向市场,其价格自然也相当昂贵。

  工艺繁复 酿造酱香型白酒有讲究

  中国白酒按照香型分类,有多种分类方法,可笼统地分为五种:酱香型、浓香型、清香型、米香型和其它香型。其中,酱香型白酒工艺复杂,以高粱、小麦、水等为主要原料,用传统的固态发酵、蒸馏、贮藏、勾调而成。市面上正宗的酱香型白酒酿造工艺俗称“12987”工艺,须严格遵循节气,在端午采曲、重阳下沙。基酒的生产周期长达一年,这期间需要进行二次投料、九次蒸煮、八次发酵、七次取酒,经过一年,其每一轮次的酒各有特点,储存三年后才能盘勾。盘勾后再储存一年微调后才成最终的成品酒。

  

  酱香型白酒的制作需要经过“四高”、“三长”的标杆工艺。“四高”是指高温堆积、高温发酵、高温溜酒、高温制曲,“三长”则是指制曲时间长——40天以上;生产时间长——1年;储存时间长——四年。因此,正宗大曲酱香型白酒从开始酿造再到出厂至少需要五年时间,其口感入口时酱香突出,酒体醇厚,后味则幽雅细腻,有“空杯隔日香”的美誉。同时,酱香型白酒采用纯粮食酿造,无任何化学制剂,工艺严谨,易挥发物质少,饮用好的酱香型白酒不易上头,不口干,不烧心,第二天也不会出现头痛、头晕等不适症状!

  确实,酒是好酒,但中国白酒工艺真的只能一直沿袭传统,酱香型白酒的制造工艺不能与前沿科技进行融合吗?

  笔者在茅台镇走访了几家中大规模的酱香型酿酒企业,有的企业说不能,因为传统工艺流传已久;有的企业进行了少量尝试。当笔者在张玉坤的带领下参观完国台的酿造过程后,我知道,他们走的是第三条路。

  从2011年开始,国台经过10余年的探索,历经5次迭代升级,已经把人工踩曲推进到机械制曲,把人工酿造推进到机械化、自动化,正全面实施智能化酿造,把传统的存储方式推进到数字化智能储酒。行业管理者和专家认为,国台在酱酒领域推进数字赋能、绿色集约、智能酿造是比较早的,走得也是比较快的。

  

  上图为:国台酒业 信息总监张玉坤

  五次迭代 酱香型白酒植入创新基因

  据张玉坤介绍,国台酒业并非一开始就大量引入科技元素酿酒,而是对酿酒工艺进行了漫长的的摸索。

  从1999年起步之初,国台就坚持“学习茅台、做好国台”,严格秉承茅台镇正宗大曲酱香酿造工艺,持续积累各个主要工艺环节的技术参数。时间的“沉淀”和经验的积累,为国台科学探索智能酿造奠定了坚实的基础。

  2011年开始,国台酒业率先开始了智能酿造的探索,期间经历了“五次迭代”:2012年开始的窖池和晾堂两层建设、2014年的机械润粮、2018年的冷却循环水系统投入、2020年的全机械化、局部智能化,2021年则进行了全面智能化酿造,达到了一定的智能酿造水平。

  到现在,国台已初步建立覆盖全生产过程的数字化标准体系,将传统酿造的30道工序、165个环节进一步细化为269个环节和1071项指标,基本实现全程在线监测、收集、分析、控制。

  张玉坤说:“国台酒业的智能酿造‘秉承传统不泥古,科学创新不离宗’的做法,依然严格遵照12987的古法工艺,通过把人工踩曲推进到机械制曲,把人工酿造推进到自动化及一定程度的智能化酿造,以此来有效提高产品质量的稳定性,让工人重体力劳动强度大幅下降。而且智能酿造可以使资源的使用更加集约,环保效果更加优化。

  智能酿造让产酒质量更稳定

  众所周知,白酒产业古老、厚重、传统。市场上部分人认为将智能酿造引入高端酱香型白酒的酿造后,可能会影响酒的品质。

  张玉坤说:“古法传统工艺引入科技元素,使得生产标准化、质控数字化,让各项生产指标实现了精准控制,生产的全过程可追溯,从润粮、仓储、酿造、智能酒库等全过程按模块研究出数据,将传统酿造‘12987’工艺提炼为数据,进一步清晰标准、建立系统,通过技术手段严守每一个数据环节,对微生物的把控反而更精准”。

  这一点在国台对上甑工艺的研究上得到了充分体现。在上甑区,一排排机械手臂不停转动、布料,模拟传统人工上甑工艺的标准:“见汽压醅”和“轻、松、薄、准、匀、平”。

  “人工上甑是人眼看到汽后压醅,而机器人上甑则是检测温度探温布料。”张玉坤说,“见汽压醅”现象中出现汽的地方温度会升高,基于此,国台对人工上甑工艺进行了深入研究,自主研发了热源探测识别系统,通过红外线探头检测酒糟表层温度的变化,实现探温上甑。在酒糟表层汽似冒非冒那一刻,撒出酒糟,实现对“见汽压醅”的数据化模拟。

  除了上甑工艺外,国台还通过机械制曲、糟醅的自动化转运及智能取酒,确保酒的生产过程更可控、酒的品质更稳定;采用在线监测系统控制的六通阀,实时反馈并智能控制摘酒的时间、酒精度、温度,同时进行人工的过程品评,不同的酒体通过出酒管道分别自动流向基酒罐、尾酒罐、窖底酒罐、窖面酒罐,让基酒分级和运输更高效、更准确……

  智能酿造并不是对传统的背离,而是把传统的经验转化为科学的数据,将模糊的经验清晰化。用标准支撑数字的规范性,用数字验证标准的准确性,将智能酿造的数字化系统不断充实、丰富和完善。

  

  据了解,国台酒业通过科技改造,不仅实现了酒的精准质量控制,还降低了员工的劳动强度,提高人员安全性,同时实现了更好的节能减排。在节能减排方面,国台酒业通过封闭式循环冷却水系统,通过改池、改能、改管、改窖实现“七水连治、六水合一”,与传统酿造相比用水量减少69%,确保工业冷却水零排放,同时进行热能回收节约蒸汽用量。

  天士力创始人、天士力控股集团董事局终身荣誉主席、国台酒业集团董事长闫希军曾多次表示:“要将传统酿造工艺与现代先进科技紧密融合,将工匠精神的基因植入数字化智能科技,国台要打开过去做‘糊涂酒’的‘黑匣子’,破解传统酿造技艺之谜。”

  闫希军表示,下一步,国台还要依靠信息支撑、数字集成、智能分析,把智能酿造推进到新阶段,从而实现国台从传统产业转型为新型工业化的企业,闯出一条新路,为酱香白酒智能酿造规模化建设打好基础。

  国台酒业的智能工厂实践

  在智能工厂方面,国台酒业进行了诸多实践:

  一、中央控制室:秉承“一个车间、一台设备、一套系统”的设计理念,智能酿酒车间配备三大智能控制系统:

  DCS(Distributed Control System)分散控制系统,以微处理器为基础,采用控制功能分散、显示操作集中、兼顾分而自治和综合协调。能够集中和单独控制各个模块的运行。

  SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系统,即数据采集与监视控制系统。可以对现场的运行设备进行监视和控制,以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警等各项功能。

  MES(Manufacturing Execution System)系统,可以为提供包括制造数据管理、计划排程管理、生产调度管理、库存管理、质量管理、人力资源管理、工作中心/设备管理、工具工装管理、采购管理、成本管理、项目看板管理、生产过程控制、底层数据集成分析、上层数据集成分解等管理模块,是一个扎实、可靠、全面、可行的制造协同管理平台。例如:根据生产节拍指挥空中高速智能机器人完成指定窖池的起入窖,系统指令发出后,空中高速智能机器人从数据库中调取制定窖池窖池的定位、尺寸、深度等详细信息,自动完成起入窖,真正实现无人操作,自动运行。

  二、智能起入窖系统:空中高速智能机器人沿上方两侧的输送轨道行进,水平速度可以达到每分钟120米,配备了两套抓斗,两套翻转料斗,通过程序逻辑控制及激光定位防撞,可以实现两套机构同时工作,大幅提高生产效率。抓斗和翻转料斗采用刚性伸缩臂控制,同时运用智能防摇系统,利用激光认址+二维码认址的双重定位,闭环控制,可以实现水平及垂直精度小于10毫米,同时利用3D视觉扫描,实时掌握窖池内糟醅的实际位置信息,根据优先级的控制原则,自动控制起窖时的抓取动作。

  三、机器人智能上甑系统:上甑机器人自动布甑,利用红外测温探测糟醅表面温度,根据“见汽压醅”和“轻、松、薄、准、匀、平”的原则模拟人工上甑;同时,自动调节蒸汽压力,严格按照工艺要求上甑,均一性有很好的提升。

  四、智能摊凉加曲系统:传统酿酒工艺的摊晾是采用手工方式将酒糟摊晾在地面上,利用了大地的传热,将酒糟的热量传导到大地上。如采用机械通风的方式带走糟醅热量,会使粮食表面水分减少,因为粮食表水本身就含有一定的淀粉,当水分减少后,会增大粮食表面粘性,使粮食成坨。所以强制通风降温的方式对于酱香型白酒并不适用。

  智能酿酒车间使用的摊晾设备,一方面利用中间板层的换热,采用了类似大地的恒温特点,把酒糟的热量利用换热带走,减少表面水分的蒸发。同时采用多层设计,减少占地面积,增加了空间的利用率。而且设备利用制药相同的带式干燥设备的设计及选材,采用卫生级的特氟龙带传输,解决了过去地面摊晾不易清洁的问题。设备总体共8层,上4层主要用于摊平降温,采用接近传统人工的方式用进行摊平,同时可以实现单层温度控制。下4层主要用于翻拌混合,通过3次翻料,4次拌料,模拟人工的三翻四造。

  五、国台智能化高架密集库项目,致力于充分利用仓库的垂直空间、节约成本、实现货位智能化管理,是酱酒行业首个集自动化、信息化、数字化、智能化于一体的现代化高架密集库。与传统仓库相比单位面积库容量提升4-7倍,高架密集库作业全部实现自动化和智能化,提高作业效率约50%。托盘搬运采用国内先进的四向穿梭车系统,控制灵活多变,与提升机配合可以快速地将托盘运送到任何高架密集库位置,提高高架密集库储存密集度约1/3。集成WCS仓储控制系统,可以灵活实现四向车、提升机、输送机等物流设备的控制与管理,可以快速实现与WMS仓库管理系统、工厂MES系统、AGV调度系统实现自动对接。

  六、国台在建中的国标酒24000BPH全自动包装生产线,以创新、高效、低碳、智能为设计理念,按照“工艺最精,流程最短,污染最小,能耗最低,投资最少”的质量标准,是酱酒行业首条集包装、物流、仓储一体化的高速包装线。解决了酱酒核心产区土地资源匮乏问题,在同等空间下相比传统车间:每千瓶包装成本节约2/3,产能翻1倍,包装车间盈利能力翻6倍。相比同行车间设计:每千瓶包装成本节约1/2,产能翻1倍,包装车间盈利能力翻4倍。整个包装系统分布在3个楼层,完成包装材料输送、冲瓶、沥干、灌装、压盖、装盒、装箱、关联、码垛等工序。灌装机采用高精度质量流量计,实现灌装精度±1.5ml。采用装盒装箱一体机,占地面积为传统生产线的1/4,装盒机速度是传统生产线的4倍。整线配备高集成、高兼容的生产线管理系统,包含整线监控、设备效率、能源管理、统计分析等功能,和工厂MES系统、立库、AGV小车调度系统自动对接。

  写在最后

  在如今纷繁复杂、快速变化的时代里,最少五年才能产出的一瓶酱香型白酒,它用漫长历史沉淀下的古法传统酿造工艺、严格遵循时令生产的匠人、以及悠悠流淌的赤水河,为我们勾画出时光、人与自然融合后的美好画卷。

  今天,这副画卷开始融入科技元素,可能会有争论,但集约化利用稀缺产区资源、提升基酒质量稳定性,扩大酱酒文化影响力,本就是我们这一代人该努力的事情!

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