白酒，也称烧酒或火酒，是中国特有的酒品之一，同时也是世界六大蒸馏酒之一，在中国乃至世界都深受消费者喜爱。白酒主要是由乙醇、水、酯、醛、酸、高级醇等组成，其中水和乙醇是白酒的主要成分，约占总体积的98%，其他成分约占2%。白酒微量成分含量少，但其种类繁多，对白酒的香型、口感等有重要影响。

凭借悠久的酿造历史与独特的风味，白酒在全球蒸馏酒领域占据重要地位。传统酿造工艺赋予了白酒典型的风格，但其对人工操作的过度依赖限制了行业的高质量发展。传统酿造过程中普遍存在着劳动强度大、生产效率低、工艺稳定性差等问题，难以满足现代消费市场对产品一致性的需求。此外，劳动力成本上升与老龄化加剧的双重压力，进一步凸显了传统酿造工艺的局限性，急需通过技术创新推动其转型升级。

根据白酒生产机械化程度的不同，可分为传统手工酿造、半机械化半手工酿造和机械化酿造。研究表明，机械化酿造可显著降低劳动强度、提高生产效率，并通过精准控制工艺参数提升产品品质稳定性。应用智能上甑机器人，使其出酒率相较于人工上甑提高了10%左右，尾酒度数降低了5%vol～7%vol，显著提升了蒸馏效率；使用自动晾摊机来减轻人工摊晾的劳动强度，发现经自动摊晾机的糟醅在温度、水分、糖化力和发酵力的分布上均匀性基本一致。同时，机械化技术还可通过数据采集与分析，实现酿造过程的智能化管理，为白酒行业的绿色制造和可持续发展提供技术支撑。

尽管白酒机械化技术已取得一定进展，但其在核心环节的应用仍面临诸多挑战。此外，分析不同香型白酒的机械化应用可以为白酒机械化、智能化酿造技术的发展提供理论依据和实践指导。因此，中国白酒科技大会主任武蕾认为系统梳理白酒机械化技术的研究进展，分析其关键技术突破与应用现状，对于推动行业高质量发展具有重要意义。

1 白酒不同酿造方式及发展历程

1.1 白酒酿造方式概述

1.1.1 传统手工酿造

传统手工酿造是白酒的传统酿造方式，主要是指在白酒生产过程中，起窖、拌料、上甑、摘酒、出甑、摊晾、入窖等工序全部由人工进行操作，需要肩扛人抬。该酿造方法具有人工劳动强度大、生产环境差、生产效率低且发酵过程不易控制等缺点。在酿酒过程中，许多工艺环节都是以酿酒师的感官作为评判标准，如原辅料质量的把控：高粱的色泽、产地等；配料参数的控制：润粮水重量、温度，润粮时间以及量水用量等；基础酒的分级：看花摘酒；理化指标的判断跟踪：酒糟的酸度、淀粉、水分含量等。不同的酿酒师对原辅料、糟醅以及基础酒的评判标准不一，易导致白酒产质量波动。

1.1.2 半机械化半手工酿造

半机械化酿造是指在传统手工酿造过程中，对部分生产工序用机械进行代替的酿造方式。如出窖入窖用行车抱斗、出入甑用移动甑桶、甑盖移动采用悬臂吊、地下鼓风摊晾等替代手工操作，从而降低劳动强度，并保持白酒原有品质。半机械化酿造主要是在硬件及软件方面将部分工序实现机械化，尚未实现设备间的联动，部分环节仍需大量劳动力。

1.1.3 机械化酿造

机械化酿造是将传统酿造的各个阶段：起窖、润粮、拌糟、上甑、摘酒、打量水、出甑、摊晾、入窖、理化检测等，均以机械化设备代替人工操作的酿造方式，能够大幅度降低员工劳动强度、提高生产效率，并保证酒源的稳定。

随着社会的快速发展，传统酿造的生产效率难以满足快速增长的消费需求。近年来，白酒行业也面临着生产成本、劳动力成本不断提高、能源土地资源日益紧张、生产环境要求越来越严格等问题。因此，白酒企业必须加快转型升级速度，提高白酒酿造的机械化发展程度，改善白酒酿造生产环境，以适应现代化生产的需要。这不仅符合企业的发展要求，也符合时代的发展趋势。

近年来，众多的白酒酿造企业在继承传统工艺精华的前提下，努力探索白酒酿造的机械化生产，并都获得了不同程度的成功。国内针对白酒酿造行业的机械化生产研究也越来越多，该项目的总目标就是实现中国白酒的“自动化控制，机械化生产”。

目前中国白酒的十二大香型中，米香型、豉香型白酒因其酿造方式特点，较易实现机械化，以桂林三花酒和广西玉冰烧为代表。以泸州老窖和贵州茅台为代表的浓香型与酱香型白酒，在酿造过程中糟醅需要接触窖泥，且有些糟醅需要分层发酵、分层堆糟、分段摘酒，流程较为复杂，故其全程机械化难度较大。选取入选工信部“智能制造标杆企业(第九批)”的泸州老窖作为调研对象，酿酒头条记者通过实地走访、深度访谈等方式，考察其智能制造实践经验和供应链协同管理现状。泸州老窖通过一系列的酿酒装备自动化、智能化研究开发及示范应用工作，汇聚技术优势，建立了黄舣酿酒生态园，实现了智能化酿造生产线的规模化应用，在生产线创新性的应用了仿真技术、工业机器人、在线检测技术、大数据等先进科技，不仅替代了酿酒师的手工操作，也实现了与传统工艺精髓的无缝衔接。清香型白酒如山西汾酒基本都采用地缸发酵，不需要窖泥，机械化难度较低。此外，通过研究探索以及借鉴国内外优秀酒企智能化生产经验，基本实现了酿酒生产的全过程机械化、智能化。江苏今世缘酒业和广西丹泉酒业对白酒酿造过程中的环节进行了机械化改造，并公开了相应的酿制生产线。湖北稻花香酒业在继承传统酿制工艺精髓的前提下，完成了酿酒车间的机械化改造，既确保了各生产工艺环节及白酒品质的稳定性，又获得了经济效益与社会效益的双提升。

1.2白酒机械化的发展历程

20世纪80年代，传统酿造工艺完全依赖人工操作，其生产效率低、劳动强度大。但此时的工业基础薄弱，机械化设备匮乏，机械化技术的应用处于探索阶段。部分酒企尝试引入简单的机械设备用于原料的运输和初步处理，如南阳酒精厂（白酒车间）的桥式行车抓斗和平板提升机；无锡酶制剂（白酒车间）的地面斗式提升机；衡水酒厂北镇酒厂的拨料出池机等。白酒机械化的发展历程如图1所示。

20 世纪80-90年代，工业技术的快速发展为酿酒机械化提供了技术支撑。劳动力成本上升，企业开始重视机械化生产的效益。机械化设备逐渐应用于原料处理、发酵等核心工序，单机机械化设备（如圆盘制曲机、机械摊晾机等）开始投入生产。

2000 年至2018年左右，国家政策的支持推动了白酒行业的机械化转型。消费市场需求增长，对产品品质一致性提出了更高要求。生产线自动化水平得以提升，机械化设备覆盖原料处理、发酵、蒸馏等多个环节。劲牌公司打造了国内首条小曲固态白酒自动化酿造生产线，完成了年产7.5万吨白酒的全流程自动控制，不仅提升了产能和酒质，还将能耗降低了一半。

图1. 白酒酿造机械化进程

2018 年以后，物联网、大数据、人工智能等新兴技术快速发展，为酿酒机械化提供了新的技术支撑。国家“智能制造”战略推动白酒行业向智能化、数字化方向转型。贵州茅台、五粮液、泸州老窖、今世缘、劲牌等酒企率先引入了智能化酿造产线。

2 核心工序技术突破

中国白酒主要分为酱香、浓香、清香等12种香型，不同香型白酒的机械化应用各具特色。因此，探究不同香型白酒在原辅料制曲、起窖入窖拌料、上甑蒸馏、量质摘酒等核心工序的机械化技术突破对白酒机械化生产具有指导意义。

2.1 制曲等原辅料

白酒酿造的原料有高粱、玉米、小麦、大米、青稞、糯米等，其中以高粱酿造的白酒占比最多，辅料主要有稻壳、曲粉等。在浓香型等香型的白酒酿造过程中，高粱需要进行粉碎和润粮操作；酿酒使用的曲粉较多为大曲，制备的主要原料为小麦，将小麦经磨碎及其他工艺处理后，压制成体积较大的包包曲或平板曲等。为了便于微生物的接种及生长，曲块在使用前需磨碎成颗粒状以增加与糟醅的接触面积和实现均匀下曲；稻壳在使用前需要进行清蒸操作，去除其中的糠醛味。

白酒的酿造过程中，大曲充当着糖化、发酵和生香的关键角色，其质量优劣关乎着白酒的风味呈现与品质水平。通过机械化技术的创新应用，制曲工艺正逐步实现从传统经验型向现代机械化转型升级。

将机械制曲技术应用于米香型白酒生产，通过对比人工酒曲与机械酒曲的酒质及出酒率，证实机械酒曲在酒体综合品质上优于传统手工酒曲；基于TRIZ理论优化了压曲机的设计，解决了因单点单次压制而导致的曲块质量不均和提浆效果差的问题，改进后的曲块含水率约12%，提浆面积比约82%，曲皮厚度约0.96 cm，且曲块中间疏松、边缘紧实、断面平整；孟遥志等设计了一种多工位回转复合型压曲机，集成了机械、液压、气动及PLC电气控制系统，该设备通过多次多点踩压机构与喷水系统协同工作，模拟人工踩曲工艺，所制浓香型大曲外形完整、透气性佳，培养后皮张厚度小于2 mm，色泽以灰白和黑褐为主，风味与品质均达到较高水平；张明松等针对传统机械冲压式压曲机曲块厚薄不均、松紧度不一致的问题，优化了其传动机构设计，经优化后压曲力与曲料压缩量精准匹配，非工作阶段运动时间减少75.09%，工作阶段运动时间增加192.60%，压曲效果得以提升。贾湖酒业基于机电一体化技术与西门子可编程控制器，构建了SCADA数据采集与监视控制系统，实现了从原料入仓到大曲出库的全程数字化控制与在线监测，可全天候自动监控曲块生长过程中的温度、湿度等关键指标。

目前，在白酒原辅料处理方面，已基本实现机械化。其中生产物料的粉碎，如小麦粉碎、高粱粉碎、成品曲粉碎等，可以通过锤式粉碎和辊式粉碎机实现机械化生产。粮食粉碎之后通过自动进料、自动控温、自动加水等设备，实现智能化润麦、润粮等。稻壳通过蒸汽设备进行清蒸除杂等也基本实现了自动化。泸州老窖公司黄志久等发明了适用于大规模酿酒生产的一种粮食连续蒸煮设备及工艺，大幅度提高了蒸煮效率，有效缩短了工艺周期。

原辅料输送是白酒酿造过程的重要环节之一，主要包括粮食输送、稻壳输送、糟醅输送等。酒类企业目前使用的物料输送设备主要有：带式输送机，主要用于输送颗粒状原辅料，如高粱、小麦等，能够实现倾斜输送和水平输送，其效率在连续输送设备中最高；链条式输送机，主要用于将物料运送到指定位置进行进一步处理；螺旋输送机，主要用于拌和以及推进物料，如制曲前小麦的润麦、粉碎后润粮等；斗式提升机，主要用于将拌和后的糟醅输送至高处，便于上甑；刮板输送机，主要有上甑输送机等；也有采用气流输送，如在管道中输送粮食、稻壳等。上述输送设备在实际生产过程中存在改进空间，如部分原辅料在输送过程中存在打滑、输送管道较长不易清洁、颗粒大小不一导致送料不均等问题，此外，原辅料在连续生产过程中精准计量问题也需进一步改进。

2.2 起窖入窖拌料

白酒的发酵过程由堆积发酵和窖池(地缸)发酵组成，通过富集环境中有益微生物及其代谢酶，驱动美拉德反应，生成酒体中的香味物质及其前体，是白酒风味形成的关键工艺之一。因此，加强发酵过程的机械化技术，有望提升生产效率、稳定产品质量。

为降低人工出缸的劳动强度与安全隐患，减少酒醅污染风险，安徽金种子酒业研发了一种清香型白酒地缸固态发酵出醅装置。该装置通过与主梁液压系统的协同作用，实现了地缸上方运动及酒醅分层挖掘的自动化操作，提升了出缸效率与工艺稳定性。程伟等开发了一种粮醅堆积糖化床自动化系统，实现了小曲清香型、酱香型及芝麻香型等酿酒粮醅的控温通风堆积糖化，过程不仅有效避免了杂菌污染风险，提升了糖化效率，还减轻了人工操作强度。贵州茅台酒采用无线传感器网络技术，对酱香型基酒生产中的堆积发酵和窖期发酵等关键环节进行实时监控，实现了工艺操作的规范化、管理的信息化及生产指导的数字化。

目前，大多数酒企使用行车抱斗配合起窖工进行糟醅的起窖和入窖操作，可提高生产效率、降低劳动强度，但因发酵场地、窖池限制等因素，大部分酒企尚未实现全自动化起入窖。

图2.固态发酵起窖装置的结构示意图

程伟等设计制造了一种将机械出窖与传统手推车相结合使用的起窖装置（如图2），适用于传统的老式酿酒车间厂房空间布局。该装置采用了液压装置、滚轮驱动挖料刮板槽等设备，可以自动从窖池中分层提取出糟醅，解决了传统酿造车间厂房布局不合理，不能使用吊装机器的问题，同时减轻了人工起窖的劳动强度。但是该装置针对部分有斜度的窖壁清理难度较大，仍需人工协助起窖；设备结构复杂，在连续生产过程中不便于清洗；设备整体较大，在不规则窖池中移动不便等，后期仍需进一步改进。

图3.二维拌合机

润粮之后需要将润好的粮食与出窖糟醅及清蒸后的稻壳混匀，以便进行下一步工序操作，拌和须达到粮食、稻壳不能滚槽的标准。2015 年江苏某酒厂引入4台自动拌料机，并开展试验生产。从使用效果看，自动拌料机可以显著降低操作时间及劳动强度，且拌料均匀程度基本满足酿酒生产要求，生产出来的基酒酒体绵甜爽净，基本符合酒体需求，且产质稳定。拌和过程通过二维拌和机基本可以实现拌料的自动化，如图3所示，通过罐体的自转和公转，将物料拌和均匀。该设备在使用过程中主要存在灰尘较大、物料分层等情况，后期有进一步的改进空间。

2.3 上甑蒸馏

蒸馏工序的核心源于其对物质转化的承接作用，既是对前期发酵成果的“验收”，更是最终产品品质的“雕刻刀”。正如沈怡方院士指出：“白酒风味密码的最终破译者，当属火候精妙的蒸馏艺术。”减轻蒸馏工序的劳动强度，提高自动化程度，应着重从上甑和摘酒环节切入。

杏花村汾酒厂研发的通用装甑机器人在装甑效率与提香效果方面都优于人工操作。该机器人在处理疏松物料时，出酒率高于人工装甑；但对于高含水量及高黏性物料，其出酒率相对较低，基于此，提出了针对不同物料特性开发不同模式的应对措施。通过对六轴机器人结构的分析，使用DH参数法建立机器人的运动学模型，得出上甑机器人在指定工作空间范围内能够满足上甑铺料的需求；贾军全等设计了一种酿酒用酒醅上甑布料机器人，采用多甑锅协同作业，降低了上甑系统的整体成本，其丝杆结构的升降装置能减轻设备重量，提升承载能力与运行稳定性，确保了物料均匀地逐层平铺；通过对比机器人上甑与人工上甑的工艺参数，发现机器人操作可将基酒产量提升6.5%，且对基酒质量无显著影响；泸州老窖通过对比机械上甑与手工上甑在浓香型白酒蒸馏中的效果，发现机械上甑的平均上甑时间缩短10 min，基酒总产量略有提升，中段酒比例提高1.7%，优级及以上中段酒比例提升26.8%；余锴鑫等利用卷积神经网络应用于酒花图像识别，构建了自动摘酒系统，基酒分级准确率达到了97%；习酒股份有限公司将音叉式液体密度传感器应用于自动摘酒系统，该系统可实现自动摘酒、自动分流、自动称量，精准度与稳定性完全满足酱香型白酒的工艺要求。

上甑是指将酒醅一层一层装入甑桶的过程，传统工艺要求在上甑过程中要满足“轻撒匀铺，探汽上甑”，实现基础酒产量与质量有效保证。传统上甑方式，员工劳动强度大、不同人的操作水平不一，导致出酒率及出酒质量波动较大。因此，近年来许多酒企在继承传统技艺的同时，通过智能设备代替人工进行上甑操作。在上甑蒸馏方面，使用的机械设备主要包括上甑喂料机、蒸汽装置、冷凝装置、云盘、出甑机等。

蒸馏所使用的甑桶主要分为传统甑桶、多工位转盘甑或者活底甑三种甑桶，其中传统甑桶和多工位转盘甑为固定式甑桶，活底甑为活动式甑桶。

图4.抖动式上甑机器人

图5.旋转式上甑机器人

上甑机器人使用比较广泛的主要有抖动式上甑机器人（图3）和旋转式上甑机器人（图4）两种。抖动式上甑机器人基于六自由度工业机器人的设计，是一种通用型机器人，其机械臂末端的铺料斗通过料斗抖动实现上甑铺料；旋转式机器人是针对上甑工艺而专门设计的一种机器人，主要是通过旋转机构、升降机构、叶片等实现在甑桶内均匀铺料。在两种机器人上加装红外热成像仪及温度感应探头，检测甑桶内的温度分布情况，并根据温度检测情况，控制料斗上料速度和时间，以进一步增强其智能化程度。目前两种上甑机器人均采用红外热成像探测糟醅的上层温度，但尚不能直接反映蒸汽在糟醅中的位置信息，达不到准确探汽上甑的目的。

2.4 量质摘酒

摘酒，是指将从甑桶蒸馏出来的酒按标准进行分段的过程。传统工艺中，白酒主要是通过“看花摘酒”进行分段，这是一个主观人为的操作过程，不同人对同一白酒的感官不一，分段摘酒结果往往因人而异。由于白酒风格各异，目前没有严格、统一的标准对酒的风味物质成分及感官指标进行评判，因此严重阻碍了摘酒的机械化、智能化进程。

图6.智能摘酒拓扑结构

郑志华等报道了一种用于白酒分段的智能摘酒机器人，如图6所示，其核心为在线式酒度检测技术。该摘酒机器人作为自动分拣类机器人的一种，通过控制馏出白酒的流量范围、白酒的分段流量、分拣响应时间、酒度检测频率、酒度显示刷新频率、酒度测量静态精度、动态测量精度、显示精度等条件，使装置能够将酒进行分级，消除人为因素干扰，可得到质量稳定的基酒。

3 机械化智酿的挑战

我国酿酒机械自动化技术经历了从人工作坊到半机械化，再到全自动化的跨越式发展，但在工艺适配性、成本效益及环保性能等方面仍面临着一些挑战。白酒企业应更加重视数字化基础设施的投入。中国白酒科技大会主任武蕾认为借助物联网与人工智能等技术构建信息化网络、数据存储中心以及生产控制系统，数字化管理供应链全流程，使白酒从生产到运输再到销售的各个环节全程可追溯。企业还需定期开展技术培训，帮助员工掌握系统操作，确保新技术能够真正落地实施。

3.1 工艺适配度

白酒酿造工艺复杂多样，不同香型的白酒工艺特征各有特色，因此对机械化设备的通用性和适应性提出了更高的要求。普通的机械化设备难以精确复刻人工操作的工艺，所得酒样在理化性质、感官状态、微生物群落分布上都有明显差异。

杏花村汾酒厂对比了人工酿造和机械酿造对清香型白酒微生物的群落结构差异，从传统手工酿造变为机械化酿造，出缸酒醅的微生物相对丰度和微生物种类都表现出明显差异。系统性比较了酱香型白酒窖池发酵过程中机械化发酵与传统发酵对糟醅理化参数、微生物种群结构和香气化合物组成的影响，结果表明，两种发酵方式糟醅理化参数差异较大，发酵过程中两种操作方式主要功能微生物种群分布不同，在两种糟醅中共检测到87种挥发性化合物，其中56种化合物的含量表现出差异性。

因此，白酒酿造工艺的香型特异性与微生物-风味耦合机制，对未来机械化设备的工艺适配度提出了双重挑战，既需满足跨香型的柔性调控能力，又需精准复刻人工操作时所得到的微生物群落分布。

3.2 成本效益

机械化设备的研发、引进和维护成本较高，尤其是智能化设备的投入更为巨大。对于中小型白酒企业而言，高昂的设备投资可能超出其承受能力，导致机械化技术难以普及。劲牌有限公司的固态小曲白酒机械自动化酿造车间虽实现了7.5万t/年的生产能力，但其初期投资高达数亿元，中小型企业难以复制。此外，部分机械化设备在实际应用中未能显著提升生产效率或降低能耗，反而增加了运营成本。基于白酒机械化推广的经济性困境，未来可通过开发模块化快检设备、建立设备共享平台、完善财政补贴政策等，逐步形成梯度化技术推广模式。

3.3 环保与可持续发展

尽管机械化技术有助于降低能耗和减少废弃物排放，但部分设备在运行过程中仍存在能源利用率低、废弃物处理不彻底等问题。蒸馏环节的余热回收技术尚未完全成熟，导致能源浪费；丢糟的资源化利用尚未开发，造成环境污染。此外，机械化设备的制造过程中可能产生新的环境污染问题。未来应着力构建“节能-治污-降碳”三位一体技术体系，引导行业向循环经济模式转型，最终实现机械化与绿色化和谐共进的局面。

4 结论和展望

随着“数字中国”战略的深入推进，智能制造已成为驱动产业转型升级的核心引擎。中国白酒科技大会主任武蕾表示早在2011年8月18召开的第二届中国白酒科技大会上就已提出“白酒数智酿造”。白酒作为承载深厚文化底蕴的传统产业，酿造工艺复杂生产周期长，供应链复杂，在面临数字化浪潮时，使得供应链协同效率与市场响应速度成为制约其高质量发展的关键瓶颈。“十五五”规划强调发展数字经济，推动制造业智能化，提升产业链供应链韧性。在此背景下，以大数据、人工智能为代表的智能制造技术，凭借其在信息融合与资源优化方面的强大能力，为破解白酒产业供应链协同困境提供了可行路径。因此，系统性地识别智能制造赋能下影响白酒产业供应链协同创新的关键因素，并探究其内在作用机理，已成为推动该产业高质量发展的核心议题 。

中国白酒的机械化技术突破在制曲、发酵和蒸馏等核心工序中取得了一定进展，为提升生产效率、稳定产品质量和优化风味特征提供了重要技术支撑。在制曲环节，机械制曲技术、压曲机优化设计及数字化监控系统的应用，实现了曲块质量的精准控制与工艺效率的提升；在发酵环节，地缸发酵出醅装置、粮醅堆积糖化床自动化系统及无线传感器网络技术的引入，推动了发酵过程的精准调控与信息化管理；在蒸馏环节，装甑机器人、上甑布料机器人、自动摘酒系统等技术的应用，显著降低了劳动强度，并提高了基酒产量与品质。然而，工艺适配、成本效益和环保问题仍是亟待解决的关键挑战。

泸州老窖等头部企业在深入解析传统工艺精髓的基础上，已将先进的自动化、大数据、物联网和人工智能等技术运用于白酒酿造过程，并取得较为显著的成效，但白酒行业大部分企业还在起步和探索阶段。通过将传统工艺与前沿先进生产技术深度融合，对酿酒装备不断进行技术升级改造，实现全生产过程的自动化、信息化、智能化，是白酒产业高质量发展的必由之路。相信在以泸州老窖为代表的白酒企业的示范与引领下，整个白酒产业必将围绕“智能、绿色”的发展主题，通过工艺机理深入研究、智能装备应用研发、数字化系统开发集成与应用等方式，助力白酒产业在新时代焕发新的活力。

未来，白酒行业应聚焦智能化技术的创新应用，推动酿造设备向快检技术、数字化酿造、柔性化、模块化的方向发展，满足不同香型白酒的工艺需求。同时，企业应加强成本控制，探索中小型酒企的机械化解决方案，推动全行业的技术普及。此外，引入绿色制造技术将进一步提升资源利用效率，助力白酒行业实现可持续发展。

文|袁仲纯 何发军 叶灿 赵浪 郑兴 陈跃 蔡勇