守正創新·集約環保·系統推進:國台“智釀三要素”是白酒業推進新型工業化的可鑑路徑

在以智能制造推進產業優化升級的今天,有着悠久歷史的醬香白酒產業如何轉型升級走向未來?貴州國台酒業集團(簡稱國台)先行智能化釀造探索展現了美好前景。

國台是天士力大健康產業投資集團歷經20多年精心打造、政府授牌的茅台鎮第二大釀酒企業,擁有酒業、酒莊、懷酒、茅源四個生產基地,規劃年產正宗大曲醬香型白酒5.6萬噸,年含稅銷售額達到百億元。

縱觀國台智能釀造產業化的探索與創新,迄今,實際上經歷了“先打基礎、再上水平” 的兩個十二年。

第一個十二年是從1999年國台立業算起,在這期間,深化學習、理解和實踐茅台鎮大曲醬香釀造技藝,持續積累各個主要工藝環節技術參數,歷經十余年的消化吸收和技術積澱,做到了正宗業實,爲探索創新智能化釀造奠定了堅實基礎。

第二個十二年是從國台酒莊於2011年探索智能釀造算起,國台酒莊在國台酒業前十余年探索的基礎上,堅定不移地按照“秉承傳統不泥古、科學創新不離宗”的理念,以智能化釀造提升傳統產業,探索醬香白酒產業的新型工業化。

業內人士稱,國台通過智能釀造和新型工業化探索,走出了一條以人爲本、人與自然和諧共生的發展道路,堪稱樣板和典範。國台智能釀造和新型工業化的探索,實質是國台新發展理念的探索,是國台高質量發展模式的探索。國台針對生態環境特性和醬酒釀造工藝因情施策,牢牢把握“智釀三要素”實踐新發展理念和高質量發展模式,是國台這個樣板之精髓典範之根本。

要素之一:以創新不離宗爲綱

白酒產業古老、厚重、傳統,實行智能化釀造會不會使之變味走樣?今年2月8日,貴州省白酒專家代表團一行12人到國台考察調研,專家們一致認爲,國台科學探索智能釀造,輪次酒特點明顯,質量不錯,智能化生產能夠達到傳統工藝要求,智能化生產是未來大曲醬香酒發展的重要方向。

“創新不離宗”之“宗”,系指釀造大曲醬香白酒的傳統工藝,其核心工藝是白酒業公認最復雜的“12987”,即:一年釀造周期、兩次投料、九次蒸煮、八次發酵、七次取酒。這些傳統工藝,是在茅台鎮這塊中國稀有特產醬酒資源之寶地,根據特定天時地理摸索總結、歷代工匠日臻完善的經驗科學。

以“創新不離宗”爲綱,簡言之,就是核心工藝不變,外圍科學創新。天士力集團董事局終身榮譽主席、國台酒業董事長閆希軍表示,國台的智能釀造,一是始終堅持產地、原料、工藝和品質“四大正宗”;二是持續开展基礎科研,釐清傳統工藝精髓,形成工藝和質量標准的數字化表徵,爲精細化、標准化控制打牢基礎;三是積極推進智能化生產裝備創新,依靠信息支撐、數字集成、智能分析,實現智能化生產裝備對傳統工藝的完美再現,最終達到基酒質量的優質、穩定和持續提升。

國台在第二個十二年的探索中,堅持守正創新,用科學手段探索醬酒生產未知領域,用數字化解祕傳統釀造技藝,打开過去做“糊塗酒”的“黑匣子”。

如制曲環節,通過對人工踩曲生產實踐觀察,選出公認的踩曲最佳者,優選此人一天中踩曲最佳時段,通過計算踩曲者在最佳時段內的體重、踩曲力度、踩曲頻次(細化到曲塊中間部位、四邊的次數以及不同位置的力度差異)等,將人工經驗和感覺轉化爲清晰的數據,以數字化解析傳統制曲工藝,提取出9個關鍵工序、26個環節、140項工藝指標標准,再將一系列復雜數據轉化成機器語言。相比人工踩曲,機械壓制曲塊的外形更加統一,品質保持了一致性,人均生產效率提升40%,而且省工省力。

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再如基酒質量評價,國台通過反復探索,將品酒師的品評經驗轉化爲數據模型,將紅外光譜與計算機結合研發智能品酒系統,將人工品酒與儀器品酒結合實現“智能品酒”新模式,使傳統的品酒技藝從憑經驗控制上升到數字化、標准化控制。該系統已成爲國台基酒、半成品酒、成品酒的企業內控標准。

機械制曲

國台在數字化解祕的探索中,採取如同制曲、品酒的數字化解祕方式逐一解祕傳統技藝, 將傳統釀造的“12987”工藝、30道工序、165個環節,細化爲30道工序、269個環節並提煉出1071項工藝指標標准,且根據重要程度細分爲A、B、C三類,分別予以精細化控制,貫徹到制曲、制酒、倉儲、勾調、包裝等生產全流程。

一直以來,國台依循這一系列工藝指標標准,生產釀造實行 “六個一切”的工作准則:一切模糊的清晰化,一切清晰的數字化,一切數字的標准化,一切標准的流程化,一切流程的體系化,一切體系的法規化,進而建立醬香白酒質量提升新模式,使智能釀造實現人工工匠在生產中達到的質量效果。

目前,國台酒莊歷經十余年六次技術迭代升級,已經把人工踩曲推進到機械制曲,把人工釀造推進到機械化、自動化、正全面實施智能化釀造,儲酒也一改傳統存儲方式推進到酒庫數字智能化。

要素之二: 築牢集約環保根基

相對其他香型白酒,醬香型白酒對產區有着更爲嚴苛的要求。茅台鎮氣候、水質、土壤、微生物構成的獨特釀造環境,是天造地設自然資源的稟賦,離开茅台鎮釀不出茅台酒,同樣,離开茅台鎮也造不出國台酒。然而,茅台鎮地方就這么大,資源就這么多,環境承載能力也有限。面對這種狀況醬酒業如何實現可持續發展?國台的經驗是:從頂層設計就堅持兩手抓,一手充分利用稀缺資源,一手極力保護稀缺資源,使智能化釀造沿着集約與環保的雙軌循序漸進。

——在集約方面

國台酒莊的規劃設計,實行立體布局,謀求空中發展,最大限度的放大稀有資源效應。

左圖示:傳統平鋪式制酒車間 右圖示:多層立體智能制酒車間

在廠房建設上,改變傳統釀造的平鋪式,創新爲立體車間。國台酒莊制酒一車間,主體地面1層是窖池區,2層是堆積發酵區,設備區從負1層到7層分別爲接酒區、配料區、潤糧區、攤晾加曲區等。

在醬酒領域,窖池的多少決定產能的大小,國台把車間一層傳統的攤晾區全部擴展爲窖池區,節約一半多用地,擴大一倍多產能。

在攤晾區,分爲8條生產线,每條生產线是8層,與傳統攤晾相比,智能攤晾加曲系統不僅節約一倍以上的土地面積,而且攤晾效率也大幅提高。

在整個生產鏈,大量長時間儲酒的酒庫佔地面積極大,傳統酒庫追求地面面積,國台酒庫追求空間體積。國台酒莊規劃建設數字智能化酒庫6棟,每一棟分爲5層,每層又設兩層鋼架,配置托盤、機械軌道、提升系統、四向智能車等硬件和WCS酒庫運行控制系統、WMS智能倉庫管理系統,實現萬噸裝壇酒體上下兩層立體存儲,各類酒體精細化分區、分類、分級和溯源管理。實行這一創新所收到的成效是,相同的用地面積,數字智能化酒庫的儲能則是傳統酒庫的兩倍以上。

據介紹,國台酒莊建設實行立體布局,整體佔地350畝,實現1萬噸的產能配套,而傳統釀造完成同樣的產能,則需要配套土地850畝至1000畝,節約土地60%。

——在環保方面

首先是環境優美。國台酒莊在建設之初,面對山高坡陡、溝壑縱橫、土地資源嚴重緊缺的情況,按照“堅持向山要地、發展工業梯田”的思路,前瞻規劃“工業梯田、花園企業”,打造了廠房與地貌互相融合的景觀,做到了酒好喝、廠好看、行爲雅,成爲貴州省發展“酒旅融合”的重要展示窗口,獲得“國家AAA級旅遊景區”認證。

國台酒莊工業梯田、花園企業

再就是生態環保。國台立業以來,嚴格實行綠色智能釀造發展战略,早在十幾年前就全面啓動了清潔生產審核工作,2008年通過了ISO14001環境管理體系認證,2013年通過了貴州省清潔生產審核及驗收。

國台結合智能化釀造的前瞻性思考積極探索智能環保,在數字標准、在线監測、自動預警、循環使用等方面全面變革提升,把變革提升措施從一开始就系統的納入廠房、產线設計中。

赤水河有美酒河之譽,國台把赤水河看作母親河,在嚴格保護赤水河流域生態環境方面積極作爲。據悉,醬酒產業影響環保的主要是“水、固、液、氣”,其中水的處理、排放最爲重要。國台對鍋底水、窖底水、生活污水施行明管、分類收集,對制酒車間窖底水收集井和十字溝採用C30 高強度混凝土澆築或S316不鏽鋼改造,窖底四周採用紫紅泥夯實並保持一定坡度對窖底水進行高效收集。對制酒車間用水量最大的冷卻水實施“冷卻水循環利用系統”技改,實現了冷卻水零排放,首批通過仁懷市“四改一提升”驗收。

國台由於環境友好、生態環保出色,先後被評爲貴州省首屆“4A生態釀酒企業”、貴州省“履行社會責任五星級企業”、“全國安全文明建設示範企業”,入選工信部發布的“2021年度綠色工廠”,是當年全國入選的6家白酒企業之一。

國台酒業集團總經理張春新表示,國台的努力目標是:加快形成以智能釀造引領的高質量發展新模式,推動傳統食品釀造產業走向現代生物產業,由重體力、高耗能、一定程度資源浪費型的傳統工業,走向以人爲本、資源集約、環境友好的高質量發展新型工業。

要素之三:致力於系統創新

目前,醬香白酒業不少企業也在進行智能化釀造的探索,國台與衆不同的是,起步早、持續化、融合深,所开創的智能化釀造,不是幾個點幾個部位的技術突破,而是按照系統工程原理推進,以科研爲先導,貫穿從建設高粱種植基地--機械制曲--智能釀造--直到數字營銷269個環節的全產鏈系統創新。

在系統創新中,國台基於長期开展醬酒釀造機理基礎研究,在堅持傳統釀造工藝的同時融合自動化、信息化、數字化、智能化新技術,建設了農業信息管理系統、機械化制曲生產线、智能化制酒車間及數字化生產管理系統、自動化全封閉基酒管道輸送系統、數字智能化酒庫、智能品酒機器人系統、自動化包裝車間、國台酒鑑真溯源系統、國台數字營銷平台與大健康產品數智體驗服務共享平台等九大系統,打造了國際領先的醬香型白酒智能化釀造平台,產業化應用規模達到基酒年產能10000噸。

在中國白酒品類江湖中,醬酒生產工藝稱得上是白酒工藝的活化石,醬酒釀造工藝的復雜程度注定了醬酒智能化釀造探索與創新的艱難。值得一提的是,國台科研人員迎難而上,勇攀高峰,突破了許多技術難點和瓶頸。國台主導帶動設備廠商,所研制的智能化生產多單元系列化先進工藝裝備多爲國內首創,填補了醬酒釀造先進成套設備稀缺的技術空白;國台整合SCADA、SAP、鑑真溯源、數字營銷等信息化系統,持續提升標准化、規範化,开創了醬香白酒智能釀造新模式;國台結合釀酒微生態等基礎科研攻關和大數據技術,持續开展幹物質物料平衡、堆積溫度場、酒體品質一致性等算法研究,不斷完善工藝、質量數字化體系,使傳統的釀酒技藝從憑經驗控制上升到數字化、標准化控制,攻克醬酒生產過程數字化質量控制技術障礙取得了重要突破。

國台在突破技術瓶頸和技術障礙的攻關中創出了一批科研成果。2019年12月,由中國工程院院士、行業頂尖專家組成的鑑定委員會,對國台“紅外光譜技術在醬香型白酒質量控制方面的應用”成果進行了鑑定,一致認爲,該項目對用現代高新技術提升傳統產業有示範作用,整體技術達到國際領先水平。國台與江南大學合作开展的“茅台鎮核心產區醬香國台酒風味特徵及生物活性組分研究及應用”項目,首次採用Chemo-sensory技術從香氣輪廓特徵和揮發性風味組分特徵兩個角度,解析了茅台鎮核心產區醬香型白酒與其他產區醬香型白酒的差異特徵,從科學層面解釋了爲什么茅台鎮核心產區醬酒與衆不同,爲什么國台酒風味獨樹一幟,對整個醬香酒品類發展都有很好的啓示作用。

據悉,國台依托天士力多年積累的智能制造技術能量开展自主創新,在此基礎上,於2022年初,聯合行業內頂尖科研力量成立了“國台研究院”,設立產業技術研究中心,下設檢測技術研究、微生物與酶代謝研究、風味組學研究、酒體設計研究、數字化標准研究、固態發酵工程技術研究、白酒食品安全與體內代謝研究、重大項目攻關與基礎研究等8個分中心,組建了國台科研大平台體系。

在國台酒莊制酒一車間,有一塊4米長、2米高的超大顯示屏,這是一車間的中央控制室,具有控制中心、監控中心、數字收集中心三大功能。實時呈現相關生產數據和設備運行情況,蒸煮時間、接酒溫度、抓鬥運行速度等一系列數據被監測和集成,收堆、攤晾、撒曲等生產動作均由此發出指令。

相關人士介紹,中央控制室包括MES系統和SCADA系統:MES系統負責接收工藝人員下發的生產指令、批次信息等,按照相關數據及指令進行流程管控,減少人爲幹預帶來的風險及誤差;SCADA系統則實時收集、監控在线數據,最大限度減小人爲誤差,提升產品質量控制水平和穩定性。

國台酒莊制酒一車間中央控制室

在上甑區,一排排機械手臂模擬傳統人工上甑工藝的標准布料。據介紹,“見汽壓醅”現象中出現汽的地方溫度會升高,國台自主研發了熱源探測識別系統,通過紅外线探頭檢測酒醅表層溫度變化,實現探溫上甑、對“見汽壓醅”的數據化模擬。在上甑環節,自主研發的工作面形態監測系統,可以有效監測酒醅的鋪撒均勻度,同時將所“看”到的信息反饋給機器人,出料口自動跟隨貼近料面布料,保證酒醅松散、均勻。

在窖池區,空中高速智能機器人通過程序邏輯控制及激光定位防撞,以每分鐘120米的水平速度沿車間上方軌道行進,行至窖池取糟,送至投料區混入谷殼打散,再到上甑區蒸酒,水平運行速度是傳統作業最高速度的2倍以上。

在接酒區,國台研發的智能接酒系統取代了傳統人工“看花摘酒”,實時反饋和智能控制摘酒的時間、酒精度、溫度,導引不同酒體經過不同出酒管道分別流向不同的酒罐儲存。

智能上甑機器人及酒甑區

十多年來,國台以科研帶動智能化釀造系統創新收到顯著成效,按單位產品計,智能釀造車間耗水量降低78%,耗天然氣量降低17%,綜合能耗(水、電、天然氣)優於《貴州省釀酒行業生態標准評價體系》單位產品綜合能耗的高分指標(降低16%),基酒人均年產能提高60%,生產千噸用工比傳統釀造車間減少39%,人的勞動強度大幅降低,工人綜合素質顯著提高,安全生產水平明顯提升,產品質量更加穩定可控。

2021年,貴州省工信廳遴選了29個工業企業智能化改造應用案例,國台是入選的唯一釀酒企業。國台酒獲得“比利時布魯塞爾國際烈性酒大獎賽金獎”、“中國馳名商標”、“全國質量檢驗信得過產品”、“中國醬香白酒核心產區十大名酒”、“貴州十大名酒金獎”等上百項殊榮,國台品牌價值達1515.5億元,位列中國白酒第十名、貴州白酒第三名。

國台“智釀三要素”對行業全面提升具有可借鑑的意義

中國酒業協會理事長宋書玉在《中國酒類產業發展分析及2023 年發展報告》中稱,創新是酒類產業發展的永恆動力,隨着以5G、工業互聯網、人工智能、大數據、生物技術等爲代表的智能化技術與產業相融合,智能化釀造正在成爲不可逆轉的發展趨勢。

那么,醬酒業如何順此大勢實現全面提升呢?國台通過實踐所歷練的“智釀三要素”,概稱“一綱”“二基”“三系統”,不失爲可借鑑的一條路徑。

“智釀三要素”是可鑑路徑主要在兩點:

一是科學性。業內專家對國台智能釀造的評價是科學探索,科學探索就體現在“三個要素”上,其科學內涵:“一綱”是創新路徑數字化,“二基” 是發展方略可持續化,“三系統”是智能釀造鏈合化,“三化”合一實現了經驗科學與現代科學的有機結合。

二是必然性。智能化釀造對醬酒業是一個新生事物,國台先行持續的探索, 爲一個傳統產業如何以智能化釀造帶動轉型升級揭示了應遵循的客觀規律。國台酒業以智能釀造產業化探索醬酒產業新型工業化之典型,代表了行業轉型升級的發展方向。

國台立足當下何以走向未來,閆希軍榮譽主席表示,國台要力爭用10年時間,建立中國新名酒內涵體系,再用20年接續奮鬥,進入中國名酒之林,爲中國酒業、民族品牌和經濟社會發展作出新的更大貢獻。這其中,智能釀造是構建“中國新名酒”內涵體系的重要舉措,通過深化實施舉措,形成以智能釀造引領的高質量發展新模式。

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