作為具有千年歷史的傳統(tǒng)釀造酒，中國(guó)白酒顯著的感官特點(diǎn)就是極豐富的風(fēng)味及口感，這與白酒傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式息息相關(guān)。從制曲、原料處理到窖池發(fā)酵、固態(tài)蒸餾以及儲(chǔ)存，每個(gè)步驟對(duì)白酒最終的產(chǎn)品質(zhì)量特點(diǎn)都有影響。傳統(tǒng)的自然接種、混菌自然發(fā)酵過程中相對(duì)較少的人為操作起到了過程控制中的主要控制，在此控制條件下，雖然是一個(gè)復(fù)雜的自然發(fā)酵過程，其能夠保證相對(duì)穩(wěn)定的生產(chǎn)效率與產(chǎn)品質(zhì)量。

 

　　然而，傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式多少都會(huì)存在生產(chǎn)效率低，人工成本高，生產(chǎn)穩(wěn)定性差等問題。立足于國(guó)家加快輕工制造的智能化改造綠色制造的要求下，白酒產(chǎn)業(yè)機(jī)械化智能化改造已經(jīng)取得了一定的成果，但基本上都集中在發(fā)酵過程人工操作的機(jī)械代謝，或借鑒日本、歐洲的純菌種發(fā)酵過程控制技術(shù)，未有針對(duì)我國(guó)傳統(tǒng)混菌自然發(fā)酵，好氧厭氧并行的復(fù)雜發(fā)酵體系以及固態(tài)蒸餾體系針對(duì)性研究，缺乏基于工程學(xué)機(jī)理的高效過程控制技術(shù)，導(dǎo)致生產(chǎn)效率低、生產(chǎn)穩(wěn)定性差、未能徹底實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品品質(zhì)的可控化，過程的環(huán)?；?。

 

　　針對(duì)以上情況，江南大學(xué)靳光遠(yuǎn)博士等在前期白酒固態(tài)釀造體系工程學(xué)機(jī)理研究的基礎(chǔ)上，明確實(shí)際固態(tài)發(fā)酵和固態(tài)蒸餾過程工程學(xué)參數(shù)的定義與作用，基于過程控制原理科學(xué)理性設(shè)計(jì)釀造過程關(guān)鍵參數(shù)控制手段，建立高效可控的固態(tài)發(fā)酵和固態(tài)蒸餾過程控制理論機(jī)理，建立白酒發(fā)酵和固態(tài)蒸餾過程工程學(xué)研究與優(yōu)化的新思路與新方法，并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際操作手段建立以控溫為主，其他相關(guān)參數(shù)控制協(xié)同進(jìn)行的工程學(xué)技術(shù)手段，并優(yōu)化控制方案、提高生產(chǎn)效率及白酒的質(zhì)量與產(chǎn)量的穩(wěn)定性，為徹底實(shí)現(xiàn)白酒釀造機(jī)械化、智能化、可控化生產(chǎn)提供應(yīng)用層面的解決方案。

 

　　一方面，本研究在前期關(guān)于白酒固態(tài)發(fā)酵過程的研究基礎(chǔ)上，加入實(shí)時(shí)的參數(shù)檢測(cè)裝置檢測(cè)物理化學(xué)參數(shù)的變化，結(jié)合離線的檢測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)機(jī)械化發(fā)酵過程中的主要差異進(jìn)行工程學(xué)描述。在此基礎(chǔ)上，利用檢測(cè)到的數(shù)據(jù)，通過數(shù)學(xué)建模完成發(fā)酵過程動(dòng)力學(xué)描述并優(yōu)化，得到固態(tài)發(fā)酵過程工程學(xué)規(guī)律與關(guān)鍵問題。最后通過實(shí)驗(yàn)手段以及數(shù)學(xué)建模兩個(gè)方面對(duì)關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行定性以及優(yōu)化，嘗試進(jìn)行過程控制，得到控制與預(yù)測(cè)方案。目前主要完成了對(duì)實(shí)際生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)的采集及初步分析以及基于數(shù)據(jù)分析的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷慕?，正在進(jìn)行對(duì)于實(shí)際生產(chǎn)過程的放小模擬和機(jī)理模型建立，已經(jīng)建立一套基于實(shí)際生產(chǎn)過程模型放小的模擬生產(chǎn)體系，后續(xù)將進(jìn)行進(jìn)一步的基于實(shí)驗(yàn)室規(guī)模生產(chǎn)設(shè)備的過程控制與優(yōu)化。

 

　　另一方面，蒸汽蒸餾是一種重要的提取單元操作，可以從天然固態(tài)基質(zhì)中提取有價(jià)值的化合物。用蒸汽進(jìn)行固態(tài)蒸餾可以從發(fā)酵的固態(tài)基質(zhì)中提取香氣，如中國(guó)白酒發(fā)酵的谷物。然而，固態(tài)蒸餾工藝仍是依賴經(jīng)驗(yàn)技術(shù)來操作的，缺乏對(duì)蒸餾過程工程學(xué)認(rèn)識(shí)。蒸餾過程依賴熱環(huán)境的支持。因此，監(jiān)測(cè)整個(gè)蒸餾過程中甑桶內(nèi)熱環(huán)境的變化，對(duì)研究其蒸餾傳質(zhì)過程有重要意義。通過熱環(huán)境監(jiān)測(cè)可以發(fā)現(xiàn)，蒸餾過程中甑桶內(nèi)存在梯度溫差，這一發(fā)現(xiàn)為固態(tài)蒸餾的傳質(zhì)特征分析提供了基礎(chǔ)。

 

　　目前已發(fā)表英文專著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 / 江南大學(xué) 靳光遠(yuǎn)