专家解析｜中国白酒工程规律的影响

　　作为具有千年历史的传统酿造酒，中国白酒显著的感官特点就是极丰富的风味及口感，这与白酒传统的生产方式息息相关。从制曲、原料处理到窖池发酵、固态蒸馏以及储存，每个步骤对白酒最终的产品质量特点都有影响。传统的自然接种、混菌自然发酵过程中相对较少的人为操作起到了过程控制中的主要控制，在此控制条件下，虽然是一个复杂的自然发酵过程，其能够保证相对稳定的生产效率与产品质量。

 

　　然而，传统的生产方式多少都会存在生产效率低，人工成本高，生产稳定性差等问题。立足于国家加快轻工制造的智能化改造绿色制造的要求下，白酒产业机械化智能化改造已经取得了一定的成果，但基本上都集中在发酵过程人工操作的机械代谢，或借鉴日本、欧洲的纯菌种发酵过程控制技术，未有针对我国传统混菌自然发酵，好氧厌氧并行的复杂发酵体系以及固态蒸馏体系针对性研究，缺乏基于工程学机理的高效过程控制技术，导致生产效率低、生产稳定性差、未能彻底实现产品品质的可控化，过程的环保化。

 

　　针对以上情况，江南大学靳光远博士等在前期白酒固态酿造体系工程学机理研究的基础上，明确实际固态发酵和固态蒸馏过程工程学参数的定义与作用，基于过程控制原理科学理性设计酿造过程关键参数控制手段，建立高效可控的固态发酵和固态蒸馏过程控制理论机理，建立白酒发酵和固态蒸馏过程工程学研究与优化的新思路与新方法，并结合生产实际操作手段建立以控温为主，其他相关参数控制协同进行的工程学技术手段，并优化控制方案、提高生产效率及白酒的质量与产量的稳定性，为彻底实现白酒酿造机械化、智能化、可控化生产提供应用层面的解决方案。

 

　　一方面，本研究在前期关于白酒固态发酵过程的研究基础上，加入实时的参数检测装置检测物理化学参数的变化，结合离线的检测数据，对机械化发酵过程中的主要差异进行工程学描述。在此基础上，利用检测到的数据，通过数学建模完成发酵过程动力学描述并优化，得到固态发酵过程工程学规律与关键问题。最后通过实验手段以及数学建模两个方面对关键参数进行定性以及优化，尝试进行过程控制，得到控制与预测方案。目前主要完成了对实际生产过程数据的采集及初步分析以及基于数据分析的经验模型的建立，正在进行对于实际生产过程的放小模拟和机理模型建立，已经建立一套基于实际生产过程模型放小的模拟生产体系，后续将进行进一步的基于实验室规模生产设备的过程控制与优化。

 

　　另一方面，蒸汽蒸馏是一种重要的提取单元操作，可以从天然固态基质中提取有价值的化合物。用蒸汽进行固态蒸馏可以从发酵的固态基质中提取香气，如中国白酒发酵的谷物。然而，固态蒸馏工艺仍是依赖经验技术来操作的，缺乏对蒸馏过程工程学认识。蒸馏过程依赖热环境的支持。因此，监测整个蒸馏过程中甑桶内热环境的变化，对研究其蒸馏传质过程有重要意义。通过热环境监测可以发现，蒸馏过程中甑桶内存在梯度温差，这一发现为固态蒸馏的传质特征分析提供了基础。

 

　　目前已发表英文专著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 / 江南大学 靳光远