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摘要:中国是一个产酒大国,盛产许多有名的酒,大曲酒是其中之一,这里对在浓香型大曲酒生产中使用风冷式冷却器的效果进行研究,通过风冷式、水冷列管式冷却器在浓香型大曲酒生产中的对比实验,得出风冷式冷却器所控制的流酒温度更低,冷却效果更好,且所产原酒的产量与质量更高,使其达到有助于提高浓香型大曲酒原酒的产量与质量的目的。
关键词:浓香白酒;大曲酒;冷却器
1大曲酒简介
大曲酒在我国有悠久的历史,其酿造方法是古代先贤一代一代传下来的,是人们智慧的结晶,其传统工艺和酿造设备都有许多独到之处,如混蒸续糟发酵、母糟润粮、探汽上甑、天锅冷却、缓火流酒、量质摘酒、低温入窖、缓慢发酵、泥封发酵等都是传世之作,内涵丰富,意义深远。然而,随着社会的进步,科技的创新与发展,在遵循传统白酒工艺方法原理的基础上,使得现代白酒蒸馏、冷却装置能够取代传统设备,并普遍应用于生产实践中。浓香型大曲酒的冷却装置是通过各厂生产任务(原酒的产量和质量)及工艺参数(上甑时间、蒸馏时间、流酒速度等)选取的,冷却装置的主要作用是在流酒速度等工艺参数一定的情况下,把蒸馏出的酒蒸汽转化成酒液流出,并使得流酒温度达到工艺要求,即越低越好,从而达到提高原酒产量和质量的目的。在浓香型大曲酒生产中,由于采用锅炉蒸汽蒸馏,所以普遍使用水冷列管式冷却器。然而,近几年来随着企业对清洁生产、节约水资源和利用新能源等理念的重视,使得风冷式冷却器进入了人们的视野。那么,风冷式冷却器在浓香型大曲酒生产中的使用效果如何呢?下面从冷却器的定义及在蒸馏酒生产中的工作原理、古今冷却器在蒸馏酒生产中的操作过程及特点以及风冷式、水冷列管式冷却器在浓香型大曲酒生产中的对比实验这几个方面作研究论述[1]。
2冷却器
2.1冷却器的定义
冷却器是换热设备的一类,用以冷却流体。通常用水或空气为冷却剂以除去热量。顾名思义,冷却器是一种使用液体或气体作为热交换的介质进行热量交换,热量通过热交换介质带走,即能起到冷凝的作用,快速使液体、气体降温的设备。
2.2冷却器在浓香型大曲酒生产中的工作原理
在上甑时间、蒸馏时间、流酒速度等工艺参数一定的情况下,从甑锅中蒸馏出的酒蒸汽通过连接器(俗称“拐头”)进入冷却器,酒蒸汽在通过冷却器时进行热交换,转变成酒液流出,并使得流酒温度达到工艺要求,保障酒液的产量和质量完成生产任务的过程[2]。
3古今冷却器的操作特点
3.1古代蒸酒冷却器
古代蒸馏酒的装置中,蒸馏冷却的装置称为天锅。天锅的设计,在当时的条件和科技水平下堪称巧妙。天锅的结构为浅底,锅底较尖。天锅架在甑桶上方,锅内装冷却水。巧妙的是还有一个酒液的引流装置,以竹管连接酒盘,伸到甑桶里面,正对天锅的锅底尖部。酒蒸汽上来后,遇天锅内壁,变成液体,顺天锅内壁流到尖底,然后滴到接酒盘中,连接的竹管呈内高外低,穿过甑桶孔,把酒液引流到接酒器中。这就是天锅冷却器的工作过程。
3.2水冷列管式冷却器
操作过程。水冷列管式冷却器与古代的天锅冷却器有异曲同工之妙,它是通过连接器将酒蒸汽引入冷却器中,以流动的自来水或用泵抽出地下水连续对流冷却,使酒蒸汽转变成酒液流出,自来水或地下水变成热水后从排水管道排出,从而达到热交换的目的[3]。
冷却器的特点。水冷列管式冷却器可以控制的流酒温度在30℃左右,水冷列管式冷却器具有体积小,冷却效率高,能用于高温、高湿、多尘的环境中的特点。然而,由于热交换介质是水,所以对地域和水资源有一定的要求。同时,虽然流出的热水可以再次循环使用,但是由于天气和环境等原因,有可能遭受污染,使企业的环保成本增加。
3.3风冷式冷却器
风冷式冷却器采用导热性能佳的铝合金为材料,流体通道和通风道为先进的板翅式结构,芯体采用真空钎焊而成,流体通道设置内翅片,从而较大提高了单位体积的热交换面积,其换热效率及散热效果均尤佳[4]。
风冷式冷却器的操作过程。风冷式冷却器,是通过连接器将酒蒸汽引入冷却器中,以风机抽取的冷空气连续对流冷却,使酒蒸汽转变成酒液流出,冷空气变成热空气后可以直接从排气管道排入大气中,从而达到热交换的目的。风冷式冷却器的特点。风冷式冷却器可以控制的流酒温度在20℃以下,风冷式冷却器具有结构简单、体积小、重量轻、热阻小、换热面积大、使用方便、安装方便、运行费用低的特点。并且由于风冷式冷却器热交换介质是空气,所以在水资源不足的情况也可使用[5]。
以上论述表明,风冷式冷却器与水冷列管式冷却器相比较,前者可以控制的流酒温度更低,冷却效果更好;且不受地域和资源的限制,使用的条件更为宽松;从企业资本投入考虑,前者也优于后者。那么,风冷式冷却器与水冷列管式冷却器在浓香型大曲酒生产中的使用效果如何呢?对两种冷却方式进行了对比实验。
4风冷式、水冷列管式冷却器的比较
实验步骤:在本次实验中,选取了两个生产班组,分别使用风冷式冷却器和水冷列管式冷却器,将两个生产班组同一次的酒醅均匀混合、等分,上甑时间控制在35~40min之间,蒸馏时间控制在40~45min之间,使流酒速度为2kg/min;按照量质摘酒的原则得出原酒的产量和质量:要求摘取并称量出第一馏分、第二馏分原酒和酒尾的重量,然后用量筒取各馏分原酒及酒尾进行酒温和酒精度的测量,并计算出原酒在20℃时的酒精度和折63%vol酒精度时的重量,最后取一定量第二馏分的原酒样品做色谱分析,从而对酒质进行综合评定。
实验结果:在本次实验过程中,观察比较风冷式、水冷列两种不同冷却其所产酒数量。先来看一下风冷式,第一馏分为12.5千克,第二馏分为27.3千克,酒尾为48.5千克;在酒精度方面来看,第一馏分为73.8%vol,第二馏分为63.4%vol,酒尾为19%vol;在流酒温度方面,第一馏分为17摄氏度,第二馏分为16摄氏度,酒尾为18摄氏度。再来看一下水冷式,第一馏分为12千克,第二馏分为29千克,酒尾为48千克;在酒精度方面来看,第一馏分为77.9%vol,第二馏分为66%vol,酒尾为16.4%vol;在流酒温度方面,第一馏分为30摄氏度,第二馏分为33摄氏度,酒尾为34.4摄氏度。从这些数据可以看出,风冷式冷却器所生产原酒的总量比水冷列管式冷却器所生产原酒的总量多出6.22 kg,见表1、表2。
表1 水冷列管式冷却器所生产原酒量
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表2 风冷式冷却器所生产原酒量
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在本次研究中,还对两个生产班组生产的原酒酒质进行了比较,发现水冷列管式冷却器所生产的原酒中,其总酸为0.58g/L,总酯为5.23g/L;风冷式冷却器所生产的原酒中,其总酸为0.64g/L,总酯为6.77g/L。
讨论:总酸由0.58g/L增至0.64g/L,总酯由5.23g/L增至6.77g/L。通过风冷式冷却器所产原酒与水冷列管式冷却器所产原酒的数据分析与感官品尝,前者所产的原酒更具有以己酸乙酯为主体香气成分的风格,所以酒质窖香更浓郁,酒体更协调,口感更醇甜、净爽,具有典型的浓香型白酒风格。
5结论
总体来说,风冷式冷却器具有较为明显的优越性,将其用于浓香型大曲酒生产中,其控制的流酒温度低,冷却效果好,并且所产原酒的产量与质量均优于水冷列管式冷却器。证明风冷式冷却器在浓香型大曲酒生产中可以推广使用,有助于提高原酒的产量与质量。这是此项实验在生产实践中的结果,愿与同仁们共同探讨。
参考文献:
[1]沈怡方.白酒生产技术全书[M].北京:中国轻工业出版社,2018.
[2]余乾伟.传统白酒酿造技术[M].北京:中国轻工业出版社,2018.
[3]肖冬光.白酒生产技术[M].北京:化学工业出版社,2015.
[4]李大和.浓香型大曲酒生产技术(修订版)[M].北京:中国轻工业出版社,2018.
[5]康明官.白酒工业手册[M].北京:中国轻工业出版社,2019.