浅析我国白酒酿造智能化

黎 冉，陈大龙，薛 钢

（中国轻工业成都设计工程有限公司，四川成都 610000）

智能制造是我国制造强国建设的主要方向，其发展水平关系到我国在制造业未来的全球地位，对于构建新发展格局，建设数字中国具有重要作用[1]。为贯彻落实《“十四五”制造业高质量发展规划》，加快推动智能制造发展，2021年12月28日，工业和信息化部等八部门联合提出了我国智能制造需要分“两步走”的基本战略目标，并要求到2035年规模以上制造业企业全面数字化、网络化，重点行业企业基本实现智能化[1-2]。在智能制造快速发展的背景下，数字化转型已成为制造业的“必修课”，事关生存和长远发展[3]。面对新一轮信息科技变革，传统企业在积极应用人工智能等新技术驱动智能化转型，掀起产业智能化浪潮。

在我国，大部分酿酒企业都是传统手工生产，以依靠人工为主。科研能力薄弱、生产线机械化智能化不足、行业内信息交流少及资源优化配置能力较弱等是制约行业发展的瓶颈问题[4]。现如今，面对智能化转型，如何在相关政策的指引下，促进白酒行业信息化、数字化、智能化发展，发掘并创造更多社会效益、经济价值，是值得白酒行业相关人士进行研究的问题。

1 我国传统酿酒工艺

我国白酒酿制历史悠久，一般有3种生产方法：液态法、固态法、固液法，其中固态法发酵较为常见[5]。在传统工艺中，拌料、上甑、出甑、加曲、入池、出窖和蒸馏等工序全都需要人工完成[6]。传统白酒酿造需依靠大量的人工作业，白酒企业的工人往往因为劳动强度较大，生产效率低下。一些白酒企业还存在环境卫生不达标、工人生产环境欠佳、卫生清洁困难等问题。

现如今，随着人力成本的不断上涨，基层制造岗位越来越难招人，尤其是像酒企这种劳动强度大的企业，用工难已成为酒企面临的重要问题，人力问题也严重限制了我国白酒行业的发展[7]。机械化、智能化的生产有助于传统白酒生产企业规范生产、改善生产卫生环境，大大提高工作效率[8]。

2 现阶段的智能化酿造

相较我国的传统酿酒工艺需要相适宜的气候条件受天气和时间的影响较大、劳动强度大、产生污染物多、生产效率不高以及产品质量难以稳定等问题，智能化酿造能很好地控温糖化、机器人上阵、稳定蒸馏等。实现机械和信息化的融合还可以降低劳动强度，减少客观因素对产品质量的影响。

2.1 发酵智能化应用

目前，酒企实现机械化生产有两种途径：①设计新的发酵容器，从而实现固态发酵机械化生产；②在遵循传统固态发酵工艺的前提下继续采用传统的发酵容器，重新设计机械装置以取代手动操作，减少人工投入，实现传统固态发酵机械化生产[8]。目前采用多为第二种方式。

2010年，劲酒枫林酒厂利用发酵槽车完成了清香型白酒的发酵作业，这在国内尚属首例，即充分发挥自动罐加料装置的作用，在槽车中置入酒醅，借助罐车将其转移至发酵仓库[9]。发酵操作完成后，罐车在叉车的帮助下被运送至蒸馏过程，以实施酒醅上甄操作，这种发酵过程基本达到了完全机械化的水平[10]。

2.2 上甑智能化应用

“上甑”是白酒制作工艺中一个重要环节，“上甑”质量的好坏会直接决定该甑的出酒率和酒品质[11]。中国科学院自动化研究所（洛阳）在2017年研发了酒醅上甑机器人，可实时获取醅桶中的热量分布，并通过计算机控制机械臂，实现酒醅的“轻撒匀铺”和“探气上甑”[9]。田万春等[12]针对白酒“探汽上甑”的探汽准确率低的问题，提出了一种向量机的探汽方法，该方法的探汽准确率高达96%。

2.3 输送智能化应用

白酒酿造过程不仅涉及成品白酒的运输，还涉及酿酒原材料的运输，这些原材料的质量和体积往往较大。在传统的酿造过程中，这些都是大量的人工运输完成的，这是导致白酒企业人员劳动强度过大的重要原因。目前，部分白酒企业开始使用行车、斗式提升机、输送皮带等进行转运，能有效降低员工的劳动强度，防止物料在车间四处飞散，从而保证酿造车间的卫生条件。在成品白酒的输送过程中，余航等[13]鉴于处理输酒管道中残留液体困难的问题，对库区的罐区布局和工艺管道进行了特殊设计，解决了输送白酒过程中管道内残留液处理不当而造成的“交叉污染”，实现了白酒的无损运输。

2.4 泡粮蒸粮智能化应用

在白酒的酿造过程中会涉及泡粮、初蒸以及焖水等环节。在传统的酿造操作中，往往手动完成，既耗时又低效。目前，劲酒枫林酒厂已研发出泡粮蒸粮一体机，该设备的应用可有效节省时间，提高酿造效率[9]。泸州老窖集团研发的粮食连续蒸煮设备解决了原始酿酒蒸粮设备问题，提高了蒸煮效率，有效缩短了泡粮蒸粮工艺周期。该设备利用粮食蒸煮过程的余热，充分利用了能源，减少了能耗；单班生产过程中焖粮水无需排放，污水排放量降低了70%以上，适合于规模大的生产。然而，目前的蒸煮泡粮设备出现的时间较短，其应用效果需在生产过程中进行进一步的验证，针对生产中存在的问题对其进行不断的优化与改良。

2.5 摘酒智能化应用

摘酒就是按照企业的分级标准对蒸馏酒进行分级的工艺过程[14]。摘酒的好坏直接关系到白酒的质量。在传统的酿酒操作中，大多酒厂以人工摘酒方式进行摘酒，该方式依赖人工经验，易出现基酒质量不稳定等问题，无法充分保障白酒的质量。陈林等[15]以音叉密度计监测基酒密度，通过模型转换为酒精度后，设计了一种分段摘酒装置，该装置无显著波动性差异，稳定性良好。杨静娴等[16]提出一种基于酒花视觉图像的多特征智能分类识别方法，实现了酒花的智能化分类。虽然智能化摘酒系统可根据温度、压力、酒精度甚至风味物质含量等相关数据进行比对判断，但由于白酒风格各异，其风味物质成分及感官指标并没有严格的、统一的对应标准[17]。

2.6 制曲智能化应用

目前，自动化生产线的主体圆盘制曲机已在白酒行业制曲和堆积工序取得了广泛的应用[18]。景芝酒业利用圆盘制曲机进行芝麻香曲制备。与传统制曲方式相比，酵母数量增加了1倍，制曲效率提高了5倍，白曲酶活力提高20%以上[19]。劲酒公司利用圆盘制曲机制备根霉曲，成品曲糖化力为33.2 g/100 g，比原始的浅盘培养根霉曲糖化力高1.4 g/100 g[20]。当前，白酒酿造领域机械化、智能化程度相对较高的是固态小曲清香型白酒，在浓香、酱香等其他香型白酒的生产过程中智能化程度相对较低，人工劳动强度依然较大[4]。

3 智能化酿造的优势

与传统酿造方式相比，智能化酿造可以更精准地控制好酿造的各个环节，避免因人为、天气等原因带来的原料浪费和损耗，提高生产效率。传统的白酒酿造需要的人工较多，目前一线工人的平均年龄偏大，年轻一代不愿参与繁重体力劳动，酒企用人成本激增，人工成本上涨也迫使企业走机械化自动化的道路。

谢永文等[21]通过对稻花香浓香型白酒酿造工艺智能化升级后的研究，酿酒车间技术改造后，对过去一年每车间的白酒产量和质量进行跟踪分析，发现酿造车间所需的工人总数小于原数量的1/3，年产量1 000 t白酒酿造车间劳动工资等费用可节省近65万元；在改造升级后的10个窖池均未发生“倒窖”质量事故，工作效率显著提高。很多环节升级为自动化运行，特别是高风险环节被机械化设备取代，避免工业事故，为白酒的安全生产创造了良好的基础条件，为提升白酒产品的品质提供了强有力的安全保障。

位于仁怀市的贵州国台酒业股份有限公司智能车间安装了中央控制室系统、自动润粮系统、自动起入窖系统、机器人自动上甑系统等八大系统，所有生产作业都可通过按钮或中控室完成操作，极大降低了人工操作量和劳动强度，提高了白酒生产效率和质量。

虽然目前行业内对智能酿造的看法还未实现统一，但整个行业的智能化水平正在逐年提升。通过国台酒业、劲酒、五粮液和古井贡酒等酒业龙头企业纷纷加大在智能化方面的投入，可以看出智能化转型在白酒行业的趋势不可逆转。

4 完全智能化的难点

虽然各个酒企都在进行智能化改造，现代酿酒工艺在设备的使用方面有了重大改进，但目前仍没有一家白酒企业能实现“从原料到成品”全智能化，这主要在于一些难题无法攻克[22]。例如，在勾调环节，白酒含有上千种成分，计算机技术与优秀的勾调师的水平相差较远，窖池中微生物的变化情况和微生物的多样性也很难通过数据量化呈现。这也正是酒企中“顶尖勾调人才”以及酒企老窖池的价值所在。因此，完美再现传统酿造工艺技术中的价值点正是白酒智能酿造中最大的难点。

5 智能化酿造的意义及展望

白酒行业是典型的传统产业，经过多年的快速发展，在机械化、自动化和信息化方面取得了长足的进步和突破，但总体而言，生产技术仍相对落后，实现智能化生产还有很长的路要走[23]。中国传统白酒的智能升级并不是一个简单、高度自动化的生产过程，而是要实现现代生物技术和风味化学技术的有机结合，进行工艺技术创新和智能升级，从而生产出安全、健康、优质的白酒产品[24]。