项目成果精粹

江苏食品职业技术学院大学生实践创新项目固态发酵法白酒连续蒸馏装置设计项目成果精粹项目负责人：晁帅导师：黄亚东二○一○年四月1一、项目精粹1、创业产品、技术或服务实施的目的、意义（突出说明对科技、经济和社会发展的作用）:传统的间歇式甑桶蒸馏装置存在如下弊端：①间歇式甑桶蒸馏装置数量多而分散；②生产能力小；③由于采用手工装甑，手工出甑，劳动力需求量大，劳动强度高，必须要经过长时间的操作训练和细心体会。实际上，上甑水平如何已作为衡量操作技能高低的一项重要标志，操作者的熟练程度直接影响到糟醅中成分的分离浓缩和原酒的质量；④辅助操作时间长，设备使用效率低；⑤跑、冒、滴、漏现象十分严重，操作环境差；⑥原酒的质量完全凭经验控制，难以稳定；⑦易造成酒蒸汽及酒的风味物质的损失；⑧冷却水的使用往往不予控制，浪费现象较为普遍；⑨加热蒸汽量的控制全凭操作工人经验，加上管道蒸汽压力的波动，有时甚至开大汽阀大火蒸馏，导致蒸馏效率下降。图1传统的固态发酵法生产白酒的蒸馏设备1-甑盖2-水3-酒醅4-甑桶5-甑篦6-篦撑7-注液管8-底锅水9-蒸汽管10-放液管11-冷凝器12-过汽管该项目对传统白酒生产工艺蒸馏工具、设备、工艺、材料、技术等方面进行改进，旨在研究开发洞道式连续蒸馏装置，实现连续加料、连续输送物料、连续蒸酒蒸粮、连续冷凝、连续进行分段量质接酒，连续卸除酒糟。在提高固态法白酒酿造机械化、连续化、自动化、联动化程度的同时，提高蒸馏设备的生产能力及工作效率，稳定基础酒（原酒）的质量，降低酒损，提高出酒率，降低操作人员的劳动强度，精简操作人员数量，改善操作条件，减少环境污染。2、创业产品、技术或服务实施的技术方案（包括项目所依据的技术原理、主要技术与性能、项目创新内容、项目技术应用的可行性、实现时主要面临的风险和应对措施）（1）技术原理：图2固态发酵法生产白酒的连续蒸馏设备3-酒醅8-底锅水9-蒸汽管13-箱盖14-主动链15-输送链16-刮板217-条板18-挡汽条19-导汽罩20-链导轨21-蒸汽锅22-隔板23-限位板24-进料叶轮25-进料器壳26-松料桨27-从动链轮28-箱盖螺栓组件29-箱体30-散料口螺栓组件31-挡板32-纵梁33-立柱34-下导轨35-螺旋36-出料叶轮电机从进料器的进料口装入发酵成熟的酒醅，电机带动进料叶轮转动，使进料器中待蒸馏的酒醅输入到输送链紧边的刮板和条板的上方，并由输送链紧边的刮板和条板支承，电机带动松料桨转动以疏松进料器输出的酒醅，限位板限制进料器输出的酒醅的高度，并使输送链紧边上方的酒醅中间低、两边高，不同的酒醅由不同的进料器输入。进料叶轮与进料器壳构成的关风式进料器，与酒醅共同阻挡蒸气从进料器的进料口处泄漏；头轮电机通过头轮轴、键带动头轮转动，头、尾轮与输送链啮合，带动输送链、刮板、条板移动，输送链紧边的滚子在链导轨上滚动，输送链紧边的刮板、条板在上导轨上移动，输送链松边的刮板、条板在下导轨上移动，刮板推动酒醅克服与箱体之间的摩擦力，随输送链的紧边连续移动；酒醅经过蒸气锅的上方时，蒸气管中流出的蒸气在底锅水中产生二次蒸气，二次蒸气穿过刮板和条板上的孔加热酒醅，使酒醅中的酒精、水及酒的风味物质发生汽化，产生酒蒸气，经导气罩流入冷凝器，冷凝器冷凝酒蒸气后形成原酒，在冷凝器的出口处连续接酒，不同冷凝器的出口处，接得酒醅在不同蒸馏位置的酒，挡汽条阻挡酒蒸气从酒醅与导气罩之间泄漏及相邻导气罩内的酒蒸气串气。酒醅经过蒸气锅上方完成蒸馏后，移到头轮的上方，成为酒糟，酒糟在重力作用下，落入出料器，螺旋电机带动螺旋转动，将酒糟推动出料叶轮的上方，出料叶轮电机带动带动出料叶轮转动，在出料器的出料口G处连续输出酒糟，箱体与出料叶轮构成关风式出料器，与酒糟共同阻挡蒸气从出料器的出料口G处泄漏，输送链松动的刮板将散落在箱体底板上的酒醅刮到散料口，定期打开挡板，清除散落的酒醅。进料器连续输入发酵成熟的酒醅，输送链紧边的刮板和条板支承并连续移动酒醅通过蒸气锅上方完成蒸馏，在冷凝器的出口处连续接酒，出料器连续输出酒糟，实现固态发酵法生产白酒的连续蒸馏。（2）主要技术和性能：固态发酵法白酒连续蒸馏装置主要技术参数见表1。表1连续蒸馏装置主要技术参数3名称规格备注输送装置长/m10输送装置宽/m1.8料斗有效容积/m3800刮板间距/m1送料电机功率/kw5主电机功率/kw5出糟电机功率/kw5接酒头蒸汽出口数/个2前部10～20cm处，距离可调接中段酒蒸汽出口数/个62m一个，距离可调,量质接酒接酒尾蒸汽出口数/个22m左右，距离可调蒸煮蒸汽出口数/个2在装置后尾部（2m一个）固态发酵法白酒连续蒸馏操作技术见表2。表2连续蒸馏操作技术参数名称规格备注酒醅厚度/cm50～60运行速度/（cm/min）10～20速度可以调节接酒头段加热蒸汽压力/MPa0.05～0.1接中段酒加热蒸0.4汽压力/MPa02～0.03接后段酒加热蒸汽压力/MPa0.1～0.15蒸料段加热蒸汽压力/MPa0.2追尽余酒接酒头加热时间/min1～2接中段酒加热时间/min20～22接后段酒加热时间/min5～8蒸料段加热时间/min20～25大气冲酸,红粮“熟而不粘，内无生芯”（3）项目创新内容：①蒸馏操作由间歇式改为连续式，辅助操作时间短，生产能力大。②固态发酵法生产白酒的连续蒸馏设备具有独特的结构及运行方式③上气、上料、接酒、蒸粮、卸料等操作配合协调。④自动控制水平高，有利于实现工艺参数的在线检测。⑤机械化程度高，降低了劳动力消耗。⑥在密闭条件下操作，大大减少了“跑”、“冒”、“滴”、“漏”。⑦通过蒸馏操作的机械化带动出池、配料及入池等相关操作的机械化。⑧便于实现二次蒸汽、冷却水及酒糟的综合利用。（4）项目技术应用的可行性：①技术先进。该创新研究达到国内先进技术水平，填补了行业空白。②成果可靠。团队在指导教师及企业专家的指导下自行设计、制作了小型连续整流装置，并进行了大量蒸馏试验，运行正常，效果显著。项目组可提供成套技术资料。③需求量大。国内白酒生产企业数量多，分布广，该研究成果可广泛应用。5④投资较小。白酒酿造企业只需更换现行的蒸馏设备，其他工艺设备不变。⑤制造容易。条件较好的机械制造企业适当增设有关专用设备，均可进行批量生产。⑥附加值高。主题设备耗材少，附属装置均为标准件，可批量采购。⑦经济效益显著。以年产10000吨原酒的企业为例，除去连续蒸馏设备的一次性投入费用，每年可获得494.8万元的经济效益。⑧不存在知识产权没有争议。2009年，该创新研究成果已获得国家发明专利（ZL200920037567.0）。（5）风险和应对措施：①轻工类机械制造企业不重视新产品开发，合作开发积极性不高。我们将主动寻找合作企业，共同开发该产品；②酿酒企业不愿意投入专项资金更新设备，依赖政府支持，建议政府加大对龙头企业的投入力度，鼓励传统产业进行技术革新；③小型试验的有关技术参数不一定完全适用于大型设备，我们将在实践中及时进行调整，不断完善；④先进的设备需要高素质、高技能操作者，企业现有酿酒操作人员不适应，我们将对企业从业人员进行培训，做好售后服务工作；⑤机械化程度及控制水平提高，必然导致部分农民工失业，产生改革阻力。⑥利用连续蒸馏技术生产的原酒的等级划分与传统蒸馏方式可能存在一定的差别，项目组将在实践的基础上进一步完善有关技术环节，尽量使酒的风味与传统工艺酒接近。二、项目实施方案1、创业项目的市场分析。该项目在保持浓香型大曲酒风格特点，保证酒质的同时，采用先进的生物工程技术、化工单元操作技术、物料输送技术及集成控制技术研究开发连续式蒸馏装置，达到扩大生产能力，提高控制水平，稳定产品质量，降低劳动强度，改善工作环境，提高综合经济效益等目的。该项目研究在国内外属于空白，不存在任何知识产权争议，也无竞争对手。固态发酵法白酒生产是我国白酒生产的一大特色，企业数量多，分布范围广，已遍及全国各地，产量逐年提高。该项目对传统蒸馏工艺进行改进，6采用连续蒸馏，技术含量高，便于实现大规模生产，具有很高的推广应用价值，具有广阔的发展前景该产品特别适用于大、中型白酒酿造企业。我们将积极与轻工机械制造企业或大型白酒企业合作开发、加工、应用，并尽快实现规模化生产。2方案实施。（1）原材料的采购、生产的组织、市场的策划、宣传、销售、公关等日常运作、人员管理等方面都将学习、借鉴今世缘酒业有限公司及天宇机械制造企业先进的管理制度，并聘请资深的管理人员担任顾问。（2）创业团队的优势：①课题组负责人组织管理能力强，成员结构合理，创新意识、创业精神、创造能力强。知识、能力、素质、特长优势互补，综合素质高、能力强。②专业对口，基础理论扎实、知识面宽。③对发酵工厂设计、微生物发酵技术、化工单元操作技术、生物工程设备设计和改造、化工仪表与自动化、CAD等方面具有浓厚的兴趣，应用能力、实践能力强。④能充分利用实验室、实训中心开放及校外实习机会，观摩和练习使用各种白酒生产设备。⑤系统学习了《白酒生产技术》、《机械制图》、《机械设计》、《生物工程设备》、《化工仪表及自动化》、《电工》等课程。⑥多次为白酒生产企业提出合理化建议，并被江苏今世缘酒业等企业采用。⑦课题组成员在黄亚东教授的指导下开展了“固态法白酒连续蒸馏装置设计”项目被列为“2009年江苏高校大学生创新实践项目”，获得了专项经费资助。⑧在大量实践的基础上完成了系统的设计文件资料，为项目实施做好了充分的准备。该团队在技术上聘请了江苏食品学院在白酒方面有很深造诣的黄亚东教授等担任技术顾问，为此次创业，解除了技术方面的后顾之忧。（3）进度安排：①2010年1月-3月：对固态发酵法白酒连续蒸馏技术的工艺参数进行整理分析，进行深入的研究，以获得小型实验的最佳方案。②2010年4月-6月：与今世缘酒业有限公司、淮安天宇机械有限公司协作，制定连续蒸馏设备设备加工方案，设计有关技术文件。③2010年7月-8月：采购设备材料，选购有关零部件及仪表。④2010年9月-10月：设备加工。7⑤白酒生产现场进行安装调试，并进行蒸馏试验，得到最佳工艺参数。⑥2010年11月-12月：挂靠今世缘酒业有限公司或成立新的公司，实行独立的核算。三、预期成效及风险分析1.预期成效：固态发酵法白酒生产是我国白酒生产的一大特色，企业数量多，分布范围广，已遍及全国各地，产量逐年提高。该项目对传统蒸馏工艺进行改进，采用连续蒸馏，技术含量高，便于实现大规模生产，具有很高的推广应用价值，具有广阔的发展前景。2.风险分析：推进酿酒技术革新是酿酒科技工作者的一项长期任务，是白酒企业提高产量、质量和经济效益的最重要手段。在该成果推广应用过程中可能会遇到以下情况：（1）轻工类机械制造企业不重视新产品开发，合作开发积极性不高；（2）酿酒企业不愿意投入专项资金更新设备，依赖政府支持；（3）小型试验的有关技术参数不一定完全适用于大型设备，需要在实践中进行调整；（4）先进的设备需要高素质、高技能操作者，企业现有酿酒操作工不适应；（5）机械化程度及控制水平提高，必然导致部分农民工失业，产生改革阻力。