在古代,形容一个人豪爽能饮可以用“大碗喝酒,大口吃肉”,“千杯不醉”等词汇来形容,哪怕是文人墨客,也能“斗酒诗百篇”,“新丰美酒斗十千”,还有著名的打虎英雄武松,提到他的相关描述也是“三碗不过岗”。

那么,问题来了,为什么古代的人都那么能喝,描述酒的量词很多都是碗、斗、坛 ,而武松打虎喝的酒也不叫“三杯不过岗”呢?这是因为在元代以前,出现的酒都是发酵酒,一般度数比较低,不超过二十度,不像现在意义上的白酒。

打开网易新闻 查看精彩图片

而现在的高度白酒,其出现就离不开下面我们要说的这项技术——白酒蒸馏。有了蒸馏技术,人们才能生产出蒸馏酒,从而使得高浓度酒的出现成为可能。

白酒行业蒸馏概述

蒸馏酒的出现时间较多人认可为元代,最早提出此观点的是明代医学家李时珍。他在《本草纲目》中写道“烧酒非古法也,自元时始创。其法用浓酒和糟,蒸令汽上,用器承取滴露,凡酸坏之酒,皆可蒸。”元代文献中已有蒸馏酒及蒸馏器的记载。如《饮膳正要》作于1331年,故14世纪初,我国已有蒸馏酒。

白酒酿造生产过程中,生香靠发酵,提香靠蒸馏。其中蒸馏是指在白酒生产中将酒精和其伴生的香味成分从固态发酵酒醅或液态发酵醪中分离浓缩,得到白酒所需要的含有众多微量香味成分及酒精度的单元。

由于各种成分自身的挥发性能不同,同时挥发性能还会受到乙醇浓度的影响,因此不同成分在蒸酒过程中被蒸馏出来的时间是不一样的。蒸馏过程中,乙醇浓度不断变化,馏出物的乙醇度随着母糟中乙醇的减少而不断降低。

酒头中含有较多的酯、高级醇、醛、酸、甲醇等,使得酒头香,辣味大;酒身比较协调;酒尾中的酸特别是乳酸较多,酒尾甜,但杂味大。所以蒸酒时,应注意除头去尾,酒头、酒尾应分别贮存,有时可作勾兑酒用。一些沸点较高的难挥发组分主要是通过雾沫夹带而被拖带而出,如乳酸及其乙酯、甘油等,因此,它们多集中于酒尾。

打开网易新闻 查看精彩图片

传统白酒蒸馏

白酒蒸馏原理

中国白酒是世界六大蒸馏酒之一。发酵好的母糟,乙醇含量约5%,另还含有数量众多但含量甚微的香味成分,需经过蒸馏,才能将其中所含的乙醇及香味成分提取出来。

所谓蒸馏,就是利用母糟中各液体组分挥发性的不同,用加热、汽化及冷凝的方法,将母糟中所含的乙醇及香味成分提取出来,并排除有害杂质的操作,俗称:“烤酒”。符合以下基本原理和定律。

1、蒸馏原理定律

(1)拉乌尔定律

拉乌尔定律指出:混合溶液中,蒸汽压高(沸点低)的组分,汽相中的含量,总是比液相中高;反之,蒸汽压低(沸点高)的组分,在液相中的含量,总是比气相中高。

打开网易新闻 查看精彩图片

(2)挥发系数与精馏系数

以A%表示乙醇—水蒸汽中乙醇含量,以α%表示乙醇—水溶液中乙醇含量,则两者之比值称为乙醇的挥发系数,通常用KA表示,即:A/α=KA 。

2、蒸酒过程

蒸酒的主要过程是:在甑内蒸汽上升时,工人手工将母糟轻缓装入甑内,边上汽,边装料,直至满甑。甑内蒸汽与母糟充分接触,汽体与液体进行冷热交换,乙醇和其它香味物质不断汽化,不断冷凝,层层浓缩,最后将母糟中5%左右的乙醇浓缩为65-70%vol的风格特殊的白酒。

蒸馏技术在白酒行业的应用

从目前的主流甑桶蒸馏技术来看,主要有三种甑桶蒸馏技术,分别为人工甑桶蒸馏技术、机械化甑桶蒸馏技术和自动化甑桶蒸馏技术。

人工甑桶蒸馏技术是比较传统的蒸馏技术,采用活动酒甑进行蒸馏。蒸馏时依靠人工上甑,蒸馏结束后,先利用辅助开盖设备或人工打开甑盖,后将桶身提升到一定高度,最后推动插销,将桶身底部的合页填料支撑板打开,将蒸馏后的物料卸出。

打开网易新闻 查看精彩图片

这种酒甑具有结构简单、投入小、便于人工操作的优点,但需要挖坑预埋锅底,蒸馏时需要人工搬运甑桶,劳动强度较大,生产效率不高,适用于小规模生产。

中国的酿酒机械化历程经历了5个阶段,在机械化甑桶蒸馏技术中较为典型的代表是三联转动甑锅蒸馏技术。三联转动甑锅的组成部件主要包括圆形转盘结构、甑盖、锅体、支撑结构等部分。

其工作原理是:在圆形转盘轨道下方安有托轮,将3个锅体按120°错位布置于圆形转盘轨道上,工作时随着圆形转盘运动,甑锅围绕其中心作圆周运动,达到不同的工作位置,以完成上甑、蒸酒和出甑。

自动化甑桶蒸馏技术,根据白酒酿造生产过程中蒸馏设备的选型,提出了采用自动上甑、带压蒸馏、自动控制进排汽和水、三级安全保护以及机械式翻转酒甑,节约上下甑时间,提高了蒸馏设备机械化自动化的程度。

现在大部分中小酒企业仍然处于人工甑桶蒸馏技术的过程,在走向机械化甑桶蒸馏技术转型的过程,只有少数大型酒企业完成了自动化甑桶蒸馏技术的使用。

打开网易新闻 查看精彩图片

自动化白酒蒸馏

蒸馏技术在其他行业的应用

蒸馏技术还广泛运用于石化行业,当把原油加热使它的温度逐渐升高时,原油中所含的馏分就会按着它的沸点由低到高蒸出,变成气体,随后再把气体冷凝冷却成液体从蒸馏塔里分割出来。这样人们便可以按照沸点的高低把原油分离成若干组分,得到一系列具有不同沸点范围的产物。

因为这些产物大多还不能符合对石油成品油所规定的要求,所以通常只能叫做“馏分或馏分油”,需要进一步的加工,才成为满足规定的石油产品,如汽油、煤油、柴油等。

打开网易新闻 查看精彩图片

蒸馏技术也可用于海水淡化,蒸馏法是通过加热海水使之沸腾汽化,再把蒸汽冷凝成淡水的方法。蒸馏法海水淡化技术是最早投入工业化应用的淡化技术,特点是即使在污染严重、高生物活性的海水环境中也适用,产水纯度高。

与膜法海水淡化技术相比,蒸馏法具有可利用电厂和其他工厂的低品位热、对原料海水水质要求低、装置的生产能力大,是当前海水淡化的主流技术之一。

白酒蒸馏的行业发展

目前白酒行业企业众多,随着市场对各白酒企业提出了新要求,以及白酒企业面临着诸多问题,如人力成本增加、土地资源紧张、能耗日益严重、环保问题等,白酒行业已进入一个转型发展期。因此,现有的甑桶蒸馏技术已不能满足新的生产需求,推动甑桶蒸馏技术的发展已成为未来白酒行业发展的一个重要方向。

打开网易新闻 查看精彩图片

因为在长期的白酒酿造生产过程中,虽然我国固态白酒蒸馏工艺及设备已有很大的进步和发展,但仍然存在着很多缺陷,所以推动甑桶蒸馏技术如何发展已成为白酒生产的研究热点。

根据前面对现有的甑桶蒸馏技术特点进行分析,甑桶蒸馏技术的发展主要在以下几个方向:

第一,提高全行业甑桶蒸馏的机械化自动化水平。由于我国的白酒行业机械化自动化水平参差不齐,阻滞了行业的发展,因此借助我国从制造大国到制造强国的关键转变时期,利用较强制造业基础完成对白酒酿造各环节的机械化自动化改造,以提高上下甑技术和生产效率,减轻劳动强度,降低生产成本,全面实现机械化自动化生产。

第二,基于物联网的甑桶蒸馏技术发展。利用互联网技术实现对甑桶蒸馏过程的实时控制,对甑桶蒸馏全过程进行实时监控,能保持较好的流酒速度,有效地提高蒸馏效率和保证白酒的品质。

打开网易新闻 查看精彩图片

第三,智能化发展。构建一套甑桶蒸馏自动化控制处理系统,利用传感器技术对甑桶蒸馏技术的上下甑及蒸馏全过程中的各环节重要参数实现实时监测,并由控制系统自主决策地及时处理出现的蒸馏问题,实现甑桶蒸馏智能化发展。

最后,多学科交叉发展白酒蒸馏生产虽属生物工程,但未来的发展必须同机械工程、化学工程、电子工程相结合,在保证品质和提高生产效率的前提下,将这些工程的先进设备和仪器移植过来,以促进白酒生产的发展。

因此甑桶蒸馏技术不再是单一的学科技术,而应该和其它学科交叉融合发展。甑桶蒸馏是一个过程控制综合技术,涉及到生物、机械以及计算机技术等学科,只有将这些学科的优势集中发挥,才能推动了白酒酿造甑桶蒸馏技术的发展,提高企业的竞争力,带来较好的社会效益和经济效益。

作者丨邹江鹏,四川大学工学博士、法国南特大学理学博士、泸州老窖集团与江南大学博士后