蒸馏酒工艺学课件第五章 大曲白酒的蒸馏.ppt

第五章 大曲白酒的蒸馏,第一节 大曲白酒的蒸馏设备第二节 大曲白酒的蒸馏工艺,“造香靠发酵，提香靠蒸馏”，蒸馏是酿制白酒的一个重要操作阶段。 大曲酒的蒸馏，就是要把在发酵过程中形成的酒精成分加以浓缩并把它从酒醅中提取出来，使成品酒具有一定的酒度；同时把发酵过程中产生的香味物质挥发浓缩蒸入酒中，使成品酒形成独特的风格；通过蒸馏还要排除有害杂质，保证白酒符合卫生标准。,大曲白酒的固态蒸馏设备，主要有甑桶、过汽管、冷凝器。 自唐代出现蒸馏酒以来，蒸馏设备经过不断改进，我国大曲白酒的蒸馏效率仍不能达到令人满意的境地，还需要进一步加以研究和改造。,第一节 大曲白酒的蒸馏设备,目前，我国曲酒甑桶蒸馏效率还较低，酒精分蒸馏效率低于90%，正品酒蒸馏效率低于70%，总酯提取率仅为3040%，浓香型的主体香成分己酸乙酯的提取率低于10%，在长期发酵过程中形成的风味物质损失较多。,一、甑桶 白酒的固态甑桶蒸馏是我国的一种独特蒸馏方式，它是非常古老的，但也是很科学的，至今尚无取代设备。它的形状结构极其简单，但其机理至今仍在探索中。,甑是用来装填酒醅，浓缩酒精分，提取香味物质的设备。 甑底设蒸馏加热釜（底锅），内装加热蒸汽管，当水、酒尾倒进底锅后，由锅炉蒸汽加热，产生二次蒸汽，穿过篦子进入酒醅层。 顶部有甑盖（云盘），甑盖最好为锥形盖，这种盖下边的空间对酒蒸气会有很好的缓冲作用。 甑盖中央和冷凝器之间用过汽管连通，把甑桶的酒蒸气引入冷凝器中冷凝为液体。,甑桶为圆台形（或称花盆状）桶身，下部为甑篦。 甑桶上口直径比下口直径一般大15%-20%左右时，蒸汽在醅层中上升速度较同步，故蒸馏效率高。为了克服蒸酒过程中出现的蒸汽钻边现象，装甑时常装成凹心形，四周醅层比中间高24cm。,甑桶容积必须根据工艺要求与窖容匹配，一般浓香型酒的甑容积在1.21.5m3左右或稍大，由甑底篦子到上口的高度在0.81m左右，装甑高度在0.60.8m左右。,酒醅层高度对成品酒蒸馏效率有明显影响，随层高加厚蒸馏效率提高，醅层增高0.1m，蒸馏效率平均提高6%左右；己酸乙酯、乙酸乙酯、丁酸乙酯在馏液中的含量也将增加，而乳酸乙酯的含量将降低。 在不影响操作和保持酒醅疏松的前提下，增加酒醅层高，能使己酯、乙酯、丁酯的提取量增加，降低乳酯的含量，并使己酯和乳酯的比值更趋于合理。,不同企业的甑桶尺寸,双层保温节能甑锅甑盖,二、冷凝器 用于将酒精蒸气与冷却水交换而形成液体酒精的设备。 冷凝器一般为圆形罐，罐体上有酒精蒸气进出口及水进出口；内部含有多根立式小管，酒精蒸气在小管外，冷却水在管内，通过管壁进行热交换。 现在普遍采用不锈钢质的冷凝器。,密封式冷凝器,列管式冷凝器,单立式冷凝器,各种形式的冷凝器,如果俗称锡锅的冷凝器的锡质不纯而含铅，则铅与酒中的醋酸等有机酸会生成可溶性的盐类进入酒中，危害人体健康；铅还能与酒醅在高温下产生的硫化氢作用，生成黑色的硫化铅沉淀，导致人体的慢性中毒。 因此，蒸馏及贮酒等容器，不要采用含铅的金属。冷凝器可采用不锈钢、铝等，导管应用不锈钢管或无毒塑料管等。,一、白酒的甑桶蒸馏 1、甑桶蒸馏的基本原理 白酒在甑桶中的蒸馏是一种特殊的蒸馏方式，其蒸馏原理除包括一般的蒸馏原理外，还有恒沸蒸馏和水蒸气蒸馏的原理。 有关白酒甑桶蒸馏的原理还待进一步的探索。,第二节 大曲白酒的蒸馏工艺,甑桶相当于一个填料蒸馏塔，物质（水与酒）和热量的传递均在酒醅中进行，酒醅既是含有酒精成分的物料，又是蒸馏塔的填充料（甑桶似酒精蒸馏塔）。 在蒸馏前，酒醅中已均匀地分布着各种被蒸馏的成分，这使蒸馏过程中各组分的分布情况变得十分复杂。 酒醅的每个细小的固体颗粒相当于无数个细小的塔板，它比表面积大，无数个塔板形成了极大的汽液接触界面，使固态蒸馏的传质、传热大大增强。,在白酒的成熟酒醅中，其所含的各种香味组分可分为醇水互溶、醇溶水不（难）溶和水溶醇不溶这三类物质。 前两类不同的香味组分在蒸馏过程中表现一定的规律，后者则多数残留于酒醅中。,（1）醇水互溶的物质 这类物质，在蒸馏时基本上符合拉乌尔定律，可通过计算得知相应的挥发度和相对挥发度。 这些组分在低酒精浓度的酒精-水混合液中蒸馏时，各组分在气相中浓度的大小，主要受分子吸引力大小的影响。,（A）倾向于醇溶性的物质，根据氢键作用的原理，除甲醇和有机酸外，如丙醇、异丙醇等多数低碳链的高级醇、乙醛和其他醛类，蒸馏时在馏分的含量为：酒头酒身酒尾。 （B）倾向于水溶性的乳酸等有机酸、高级脂肪酸，由于其酸根与水中氢键具有十分紧密的缔合力，难于挥发，因此在馏分的含量为 ：酒尾酒身酒头。,（2）醇溶水不（难）溶的物质 这类香味物质如酯类（乙酸乙酯、己酸乙酯、丁酸乙酯、亚油酸乙酯、油酸乙酯等）、高碳链的高级醇类（异戊醇等）等倾向于醇溶性的物质，在馏分的含量为：酒头酒身酒尾。 而其中例外的是乳酸乙酯，它更集中于酒精含量为50%以下的酒尾中。,（3）水溶醇不溶的物质 这类物质如各种矿质元素及其盐类，在水中呈阴阳离子状态，还有一些高沸点的水溶性有机酸（如乳酸）等，在蒸馏时主要受到水蒸气和雾沫夹带作用，特别是大汽追尾时，水蒸气的拖带作用更突出，所以多数有机酸和糠醛等高沸点物质，在馏分的含量为：酒尾酒身酒头。,（4）高级醇和甲醇的特殊规律 高级醇和甲醇均属醇水互溶的物质，甲醇可以任何比例与乙醇和水互溶，而高级醇可与乙醇互溶，在水中溶解度则较小。 各种高级醇的含量，在甑桶蒸馏时的变化规律为：酒头酒身酒尾。 在甑桶蒸馏时，甲醇比乙醇难以挥发，甲醇在各馏分中的变化规律为：酒尾酒身酒头。,影响各组分在蒸馏时分离效果的决定因素不是组分的沸点，而是组分间分子引力的大小所造成的挥发性能的强弱。 水分子对乙醇分子的缔合力强于某组分，该组分在蒸馏时，就比乙醇易于挥发；同理，水分子对某组分的缔合力大于对乙醇的缔合力，该组分就比乙醇更难挥发，则它就多数留于酒尾中。 在白酒固态蒸馏时，水分子对醇、酸、酯等各种成分的氢键作用力。表现为酸醇酯。,2、甑桶蒸馏的作用 （1）分离浓缩作用 酒醅蒸馏主要是提取酒精和香味物质，并蒸入一定量的水，也混入少量其它杂质；同时还排出了由固形物及高沸点物质与水组成的酒糟，并从气相中排出一些低沸点杂质，如二氧化碳、乙醛、硫化氢、游离氨等。,甑桶蒸馏是通过较矮的固体发酵酒醅进行水蒸汽蒸馏，随着加热水蒸汽和酒汽与酒醅相接触，对酒精和香味物质层层浓缩，将酒醅中4%6%的酒精浓缩到5070%（v/v），许多芳香成分也相应地增加了浓度，从而使白酒保持其应有的酒精浓度和特有的芬香。,（2）杀菌作用 白酒生成最大的特点是酒醅循环发酵。在蒸馏过程中，同时起到杀死酒醅中微生物的作用，为下一排保持正常发酵创造有利的条件，被杀死的菌体又是下一排功能菌的营养物质和香味的前体物质。,（3）糊化作用 老五甑混蒸法，既是蒸馏又是原料糊化，是白酒特有的方法。 在蒸酒过程中，原料又当作了填充料，利用蒸酒的热能又起到糊化作用，既节约劳动力又节约能源。酒醅中酸度也可增加糊化效果。,（4）加热变质作用 发酵酒醅中有浓郁的香气，但蒸馏之后，白酒与酒醅的香味则完全不同。 蒸馏中有微量香气成分损失，还有对热敏感物质受到破坏，其中一部分生成另一种香味物质。 当酒醅蒸馏时，因热破坏了一部分香味物质，同时，又重新组合了一部分香味物质，白酒的香味成分的组成比例也发生了变化。,3、甑桶蒸馏的特点 甑桶蒸馏的方式属于简单的间歇蒸馏。其蒸馏特点如下： （1）蒸馏界面大，没有稳定的回流比 甑桶是一个特殊的填料塔，醅料既是填料，又是被蒸馏的物料，醅料层有较大的蒸馏界面，能减少混合液汽化后的蒸馏阻力，使之容易汽化。,（2）传热速度快，传质效率高，达到多组分浓缩和分离的目的 甑桶蒸馏的醅料层是以固态颗粒吸附混合液的方式进行蒸馏。每个细小的物料颗粒相当于无数个细小的塔板，含有混合液的颗粒，受到水蒸气的加热，由于蒸馏界面大，而被迅速加热和汽化，汽化后的酒汽通过醅料层的微小空隙，使上层较冷的醅料颗粒也受热并部分汽化、冷凝和回流，被冷凝的回流液又回流至邻近下层的醅料中。如此反复不断。,甑桶蒸馏是由醅料层组成的“颗粒塔板”，为“颗粒蒸馏”或“微孔蒸馏”，通过汽带作用和毛细管上升，使被蒸馏的物料中可挥发性的组分尽可能被蒸馏出来，使混合液中多种可挥发性组分同时得到浓缩和分离。,（3）进料和蒸馏操作同步进行，酒精和香味成分提取同步。（4）蒸馏时醅料层的酒精浓度和各种微量组分的组成比例多变。（5）甑盖（云盘）与甑桶空间的相对压力降和水蒸气拖带蒸馏。,二、白酒的蒸馏工艺 1、装甑操作 上甑是固态蒸馏的关键操作，它涉及蒸馏效率、产品酒质量和能耗的高低。 装甑工具是用木锨或簸箕均可，关键是操作人员要责任心强、操作细致、技术过硬。,（1）装甑前的准备 底锅水要每天清换，若底锅水中有悬浮物或溶解较多的蛋白质等成份，蒸馏时会产生大量泡沫，串入酒醅内造成“淤锅”而影响出酒率及酒质。 底锅水位应与帘子保持5060cm的距离，若距离太近，也易产生“淤锅”现象。铺好底锅帘子后，撒上一薄层谷壳，再接上流酒管，放置接酒容器，并将冷却水调整好。,（2）装甑原则 要求以“松、轻、准、薄、匀、平”六字为原则。即物料要疏松，装甑动作要轻巧，盖料要准确，物料不宜一下铺太厚，撒料及上汽要均匀，物料从底至上要求平整。如果在装甑过程中偶尔造成物料不平而上汽不匀时，可在不上汽的部位扒成一个坑，待上汽后，再用辅料填平。装甑不应过满，以装平甑口为宜。,（3）装甑操作 为了使水蒸汽与酒醅充分接触，装甑时，桶内的酒醅必须疏松，加热用汽要缓、要探气装甑，轻倒匀撒，不压汽，不跑汽，四周压紧。装得太慢，低沸点物损失；太快，压得过紧，高沸点物少。 装甑时间大约3545min。,2、蒸馏操作 （1）蒸汽量的掌握 蒸馏时开汽的原则为“缓汽蒸馏，大汽追尾”。即蒸馏酒过程中用汽要缓，不宜开大汽；待馏出的酒液酒度较低时，可开大汽门，以追尽酒尾；待酒尾流尽后，可敞盖用大汽将醅中的不良气味驱散。 整个操作，汽压要稳定，以免破坏甑桶各层气液相的平衡。,（2）接酒温度 接酒温度不宜太高或太低，以30左右为宜。若温度较高时，虽然可挥发掉硫化氢及乙醛等杂质，但同时也会散失所需的香味成份。 在装甑过程中，下层酒醅中的酒精不断蒸发，同时又不断被新装入的酒醅 冷凝，这样循环不息，当物料快满甑时，下层的酒醅中酒分已很少了，酒精集积于上层酒醅中。因此，上盖后，酒气会很快冲出。 如果冷凝器的效能不足，会产生憋气现象。因此，应保证足够的冷却面积，并合理控制冷却的温度。,（3）取酒操作 流酒开始接酒头0.5kg左右，馏出酒液的酒度，主要以经验观察，即所谓看花取酒。让馏出的酒流入一个小的盛酒器内，激起的泡沫称为酒花。,开始馏出的酒泡沫较多、较大、持久，称为“大清花”；酒度略低时，泡沫较小，逐渐细碎，但仍较持久，称为“二清花”；再往后称为“小清花”或“绒花”，各地叫法不统一。在“小清花”以后的一瞬间就没有酒花，称为“过花”。 此后所摘的酒均为酒尾。“过花”以后的酒尾，先呈现大泡沫的“水花”，酒度约为2835度。,若装甑效果好，则“大清花”和“小清花”较明显，“过花”酒液的酒度也较低，并很快出现“小水花”，或称第二次“绒花”，这时仍有58度的酒度，直至看不到泡沫而酒表面布满油珠，即可停止摘酒。 有的厂还采取“量质接酒”工艺。,（4）蒸馏时间 蒸馏从流酒开始算一般6070分钟，蒸完酒（断尾）后，用大火来蒸料，加大蒸汽使原料糊化。,（5）蒸馏过程分析 在酒头中，主要是一些比酒精更易挥发的低沸点物质，如乙醛、乙酸乙酯、甲酸乙酯（甲醇）等。 但杂醇油等高级醇也存在于酒头，由于酒精浓度低时，杂醇油（异戊醇、异丁醇、异丙醇等）的挥发系数大，气化后到了酒醅上层，经过气管冷凝流出，故新酒头邪味大（高级醇多），长期贮存后，香气大增，可勾酒，过多头痛。,酒尾中有大量的香味物质，乳酸乙酯白酒中不可缺少，又不可太多，过多酒味发涩。 酒尾可用于勾兑白酒。亚油酸乙酯、油酸乙酯、棕榈酸乙酯等高级脂肪酸酯类，分子量大，不溶和难溶于水，在酒中的溶解度随酒度升高而升高。这些高级脂肪酸乙脂和乳酸乙酯构成了酒尾的主要酯类，是呈口味极好的物质。 所以，蒸馏时必须正确掌握好去头去尾操作，避免去尾过早，大量香味物质损失。,三、接酒过程中馏分的物质变化 在大曲酒蒸馏过程中，酒精浓度不断变化，馏液中酒度随酒醅中酒精分的减少而降低，酒醅温度逐步上升，馏分中挥发性有机酸和高沸点物质的含量逐步增加。 酒精分主要在蒸馏开始时的一段时间里浓缩得较快，并主要集中在酒醅上层，接着很快下降。,大曲酒的风味物质达一百余种，在蒸馏接酒过程中的含量变化如下： （1）酯类物质在馏分中的变化 乙酸乙酯、丁酸乙酯、己酸乙酯都随着馏分酒度的下降而含量降低，其中乙酯、丁酯的降低较迅速。 乳酸乙酯在酒度650以后，开始在馏分中馏出，并随着馏分酒度的下降而含量逐渐增加，断花前后增加速度最快。,乙酸乙酯、丁酸乙酯、己酸乙酯难溶于水，易溶于乙醇，它们随乙醇的馏出而馏出，其馏出量与酒精浓度成正比，故要缓慢蒸馏，乙醇溶解它们就多。 乳酸乙酯由于亲水羟基的作用，与水分子缔合力较大，易溶于水蒸气，酒精浓度高时，馏出较少；酒精度降低，其馏出量则增加。,（2）酸类物质在馏分中的变化 在蒸馏过程中，乙酸、丁酸、乳酸、己酸、戊酸等有机酸，在流酒开始的一段时间，随着酒度的改变而渐降，以后又渐增，断花前后增速加快。 在酒液中，己酸、乳酸含量较高，其