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酿酒用多层组合式麸曲培曲中试装置的设计应用 *

2021-05-18王法利潘天全关玉权夏元金

机械研究与应用 2021年2期
关键词:制曲底架酯化

王法利,潘天全,李 增,关玉权,牛 彬,夏元金

(安徽金种子酒业股份有限公司,安徽 阜阳 236023)

0 引 言

麸曲是以麸皮为原料,经蒸煮灭菌、冷却等,接入纯种酿酒微生物,在人工控制条件下经培养、低温烘干而制备的散曲,主要有细菌麸曲、根霉麸曲和酵母麸曲等类型[1]。酿酒生产用麸曲种曲的制备多采用培养框制曲、种曲机制曲、圆盘制曲等方式,在制曲过程中培养温度对纯种麸曲的糖化力、酯化力等指标具有显著影响,主要是由于麸曲培养所使用的纯种酿酒微生物的生长代谢对温度、通风等培养条件具有较高的依赖性,温度或通风的变化对菌体生长及酶代谢等有很大的影响[2]。曲料的含水量是制备麸曲过程中的重要因素,含水量过低,曲料过快干结,达不到制曲微生物生长需求的湿润环境;含水量过高,会导致曲料结合紧密,曲料的供氧和散热都受到影响,导致曲料温度控制困难,从而影响制曲微生物的代谢产酶,由此可见曲料的含水量对纯种麸曲质量的影响较为明显。

针对上述问题,结合生产与实践,笔者详细阐述了一种酿酒麸曲多层组合式培曲装置的设计、结构与作用等,为生产应用提供切实可行的设计方案,提供适宜于麸曲种曲培养的中试装置。

1 设计要求与分析

麸曲培养过程中的温度、湿度、通风等条件的控制,对成品麸曲的质量尤为重要。种曲机制曲、圆盘制曲等方式制备麸曲,其设备投入较大、生产规模较大,不适宜于小规模的麸曲制备或小规模的实验用麸曲种曲制备等;传统的培养框制曲,设备投入较小,但麸曲培养条件的控制较复杂,且曲料感染杂菌的几率较大。笔者分析探讨酿酒多层组合式麸曲培曲中试装置适用于麸曲种曲的制备、小规模生产用麸曲的制备、纯种微生物麸曲中试实验的制曲培养等,能够较好的实现对麸曲培养过程中温度、通风、湿度等条件的控制,且可避免培曲过程中曲料感染杂菌等问题。

2 工作原理、结构特点及其应用

2.1 工作原理

如图1~3所示,多层组合式麸曲培曲中试装置主要由底架、培曲架、通风除菌装置、橡胶垫片、加湿装置条组成。其中底架是由支腿、底架仓、底架仓门、送风口、底架篦板、蒸汽盘管、曲架槽等部分组成;培曲架由曲架篦板、卡环、卡钩、曲料槽、套柱、曲架盖板、套孔等部分组成。多层组合式麸曲培曲中试装置底架下端由四个支腿进行支撑稳定,底架的下部为相对封闭底架仓,底架仓留有底架仓门,内部下端设有底架篦板。

通风除菌装置设置在底架仓的送风口内,加湿装置安装在底架仓的中上端。底架的上端设有曲架槽,曲架槽内放置橡胶垫片条并与培曲架相紧密连接,培曲架是由多个曲架篦板组成,曲架篦板放置在曲架槽内组成单层培曲架,然后单层培曲架四个角的套柱放置在另一个组成好的单层培曲架四个角的套孔内。在由卡环、卡钩固定,然后叠加组成培曲架,培曲架上端设有曲架盖板,曲架盖板一侧设有排风口。

图1 多层组合式麸曲培曲中试装置的主视图与侧视图

2.2 结构特点

如图2所示,培曲架的下端设有蒸汽盘管,可以为培曲架培养的麸曲提供保温保湿的培养条件,有益于麸曲的成熟,可以提高麸曲的品质。培曲架与曲架槽的尺寸相适应以配套使用,橡胶垫片条置于培曲架与底架曲架槽的嵌合空隙处,起到相对密封保温保湿作用,同时也防止外界空气中可能带来杂菌的感染。

如图3所示,卡钩、卡环与套柱、套孔配套使用,套柱设置在单层培曲架四角的顶端并稍高于培曲架上部平面,单层培曲架的四角设置有套孔与培曲架的套柱配合使用,卡环设置在套柱的上端并与单层培曲架下部平面相持平,卡钩置在单层培曲架四角套孔的外侧与卡环配套使用,以实现多层培曲架的相对封闭,减少漏风与杂菌污染;同时,该设计还有利于根据生产需求增加或者减少改变培曲架的层数,以达到节省资源、方便设备的清洗等目的。

图2 多层组合式麸曲培曲中试装置的俯视图

图3 多层组合式麸曲培曲中试装置组合结构的局部图

2.3 应用分析

如图4所示,其为多层组合式麸曲培曲中试装置的单层实物图,可以看出培曲架的整体所占场地不大,结构简单,操作起来也比较的方便,适用于小规模的麸曲生产及菌种制备麸曲的中试试验。

图4 多层组合式麸曲培曲中试装置的实物图

根据麸曲培养工艺要求,该装置配套有通风除菌装置、蒸汽盘管等,以实现对曲料的培养温度、通风等条件的控制;配套使用的加湿装置置于送风口的后段,并采用无菌加湿的方式,以实现对曲料的培养湿度等的控制。底架与培曲架的篦板均采用不锈钢纱网板,底架篦板的材质相对较厚并可以拆卸,曲架篦板的材质相对较薄,必要的情况下篦板的下部可以设置有加强梁以防止篦板受力过大而变形。

如图5(a)所示,用培曲装置培养的酯化红曲麸曲,从外观可以看出其生长旺盛、菌丝饱满,成淡红色;其理化指标检测表明,该麸曲的酯化力为72 u,糖化力为810 u。图5(b)为用培曲装置培养的酯化红曲米曲,从外观可以看出其菌丝生长旺盛、菌丝饱满并深入到米粒内部,呈现淡红色、深红色,局部有橙红色或黄色[3];其理化指标检测表明,该米曲的酯化力为69 u,糖化力为830 u。应用该装置生产的酯化红曲麸曲及米曲在感官评价及酯化力、糖化力等方面的理化指标优于传统草帘子制曲方式制备的酯化红曲麸曲及米曲,表明该培曲装置的生产实践效果较好。

图5 应用多层组合式麸曲培曲中试装置培养酯化红曲

3 讨论与总结

白酒麸曲种类较多[4],培曲前期升温慢容易酸败,培曲中期升温快极易烧曲,培曲过程中曲料整体的水分也不易掌握,自动化控制难度较大。如果自动控制过程不能与微生物生长规律相吻合,强行控温,将造成极大的能源浪费。麸曲培养过程不易控制,操作要求较大曲要高很多。文中结合生产实践,分析与探讨了多层组合式麸曲培曲中试装置,该装置适用于麸曲种曲的制备、小规模生产用麸曲的制备、纯种微生物麸曲中试实验的制曲培养等。该装置能够较好的实现对麸曲培养过程中温度、通风、湿度等条件的控制;同时,该装置便于拆卸清理,能够有效节约麸曲培曲场地、避免杂菌污染、提高培曲效率等,并有利于保证成品麸曲的品质,满足了麸曲菌种的中试实验工艺需求。

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