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專家解析｜中國白酒工程規律的影響

2023-05-25 09:01:40 來源：中國酒業協會CADA微信號 閱讀量：11962

　　作為具有千年歷史的傳統釀造酒，中國白酒顯著的感官特點就是極豐富的風味及口感，這與白酒傳統的生產方式息息相關。從制曲、原料處理到窖池發酵、固態蒸餾以及儲存，每個步驟對白酒最終的產品質量特點都有影響。傳統的自然接種、混菌自然發酵過程中相對較少的人為操作起到了過程控制中的主要控制，在此控制條件下，雖然是一個復雜的自然發酵過程，其能夠保證相對穩定的生產效率與產品質量。
 
　　然而，傳統的生產方式多少都會存在生產效率低，人工成本高，生產穩定性差等問題。立足于國家加快輕工制造的智能化改造綠色制造的要求下，白酒產業機械化智能化改造已經取得了一定的成果，但基本上都集中在發酵過程人工操作的機械代謝，或借鑒日本、歐洲的純菌種發酵過程控制技術，未有針對我國傳統混菌自然發酵，好氧厭氧并行的復雜發酵體系以及固態蒸餾體系針對性研究，缺乏基于工程學機理的高效過程控制技術，導致生產效率低、生產穩定性差、未能徹底實現產品品質的可控化，過程的環?；?br /> 
　　針對以上情況，江南大學靳光遠博士等在前期白酒固態釀造體系工程學機理研究的基礎上，明確實際固態發酵和固態蒸餾過程工程學參數的定義與作用，基于過程控制原理科學理性設計釀造過程關鍵參數控制手段，建立高效可控的固態發酵和固態蒸餾過程控制理論機理，建立白酒發酵和固態蒸餾過程工程學研究與優化的新思路與新方法，并結合生產實際操作手段建立以控溫為主，其他相關參數控制協同進行的工程學技術手段，并優化控制方案、提高生產效率及白酒的質量與產量的穩定性，為徹底實現白酒釀造機械化、智能化、可控化生產提供應用層面的解決方案。
 
　　一方面，本研究在前期關于白酒固態發酵過程的研究基礎上，加入實時的參數檢測裝置檢測物理化學參數的變化，結合離線的檢測數據，對機械化發酵過程中的主要差異進行工程學描述。在此基礎上，利用檢測到的數據，通過數學建模完成發酵過程動力學描述并優化，得到固態發酵過程工程學規律與關鍵問題。最后通過實驗手段以及數學建模兩個方面對關鍵參數進行定性以及優化，嘗試進行過程控制，得到控制與預測方案。目前主要完成了對實際生產過程數據的采集及初步分析以及基于數據分析的經驗模型的建立，正在進行對于實際生產過程的放小模擬和機理模型建立，已經建立一套基于實際生產過程模型放小的模擬生產體系，后續將進行進一步的基于實驗室規模生產設備的過程控制與優化。
 
　　另一方面，蒸汽蒸餾是一種重要的提取單元操作，可以從天然固態基質中提取有價值的化合物。用蒸汽進行固態蒸餾可以從發酵的固態基質中提取香氣，如中國白酒發酵的谷物。然而，固態蒸餾工藝仍是依賴經驗技術來操作的，缺乏對蒸餾過程工程學認識。蒸餾過程依賴熱環境的支持。因此，監測整個蒸餾過程中甑桶內熱環境的變化，對研究其蒸餾傳質過程有重要意義。通過熱環境監測可以發現，蒸餾過程中甑桶內存在梯度溫差，這一發現為固態蒸餾的傳質特征分析提供了基礎。
 
　　目前已發表英文專著1章：Yan Xu, Science and Engineering of Chinese Liquor (Baijiu) - Microbiology, Chemistry and Process Technology, Springer Nature, 2022: Process Principles and Engineering of Solid-State Fermentation of Baijiu by Guangyuan Jin, Yang Zhu, Arjen Rinzema et al.)。英文文章1篇：Y Gao, S Chen, G Jin & Y Xu et al. Solvent effects and mass transfer on aroma extraction during solid-state distillation, Food Bioscience 53 (2023)。
 
　　作者 / 江南大學 靳光遠

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