一種立式固態(tài)淡酒連續(xù)發(fā)酵設(shè)備及工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種立式固態(tài)淡酒連續(xù)發(fā)酵設(shè)備及工藝，屬于酒精生產(chǎn)【技術(shù)領(lǐng)域】。立式固態(tài)淡酒連續(xù)發(fā)酵設(shè)備，其包括立式發(fā)酵罐，所述立式發(fā)酵罐的上部設(shè)有布料裝置，下部設(shè)有出料口；出料口處設(shè)有出料上插板和出料下插板；出料上插板和出料下插板由齒輪機構(gòu)分別連接控制，交替拔出或插入所述立式發(fā)酵罐，控制酒醅不斷下沉出料。在進料口物料不斷送入發(fā)酵罐并被均勻分配，物料發(fā)酵為酒醅的同時，在重力作用下連續(xù)下降，并由出料上插板和出料下插板控制不斷出料，出料速度與進料速度配合，形成連續(xù)發(fā)酵。本發(fā)明實現(xiàn)立式連續(xù)發(fā)酵，降低設(shè)備和生產(chǎn)運行成本，并有利于提高產(chǎn)品質(zhì)量。
【專利說明】一種立式固態(tài)淡酒連續(xù)發(fā)酵設(shè)備及工藝

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種立式固態(tài)淡酒連續(xù)發(fā)酵設(shè)備及工藝，屬于酒精生產(chǎn)【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]固態(tài)法發(fā)酵生產(chǎn)酒精的工藝包括以下3種:
[0003]第一種是以地下池或半地下池為發(fā)酵容器，也用于生產(chǎn)食用醋，其特點是建造成本低。但這種工藝的設(shè)備占地面積大，控溫困難，產(chǎn)酸高，間歇生產(chǎn)成本高，上層發(fā)酵料醅易干燥，發(fā)酵時間長。
[0004]第二種方法采用滾筒臥式旋轉(zhuǎn)罐進行連續(xù)發(fā)酵，在一個旋轉(zhuǎn)的滾筒內(nèi)設(shè)置抄料板，在旋轉(zhuǎn)過程中實現(xiàn)翻拌發(fā)酵料醅的作用。滾筒一頭高，一頭低，高端進料，低端出料，連續(xù)生產(chǎn)。在滾筒的中間使用冷水噴淋，達到降溫冷卻的目的。該法的最大缺點是滾筒轉(zhuǎn)動耗能聞，設(shè)備占地面積大。
[0005]第三種是利用其他領(lǐng)域的小型立式液態(tài)發(fā)酵罐進行發(fā)酵生產(chǎn)，受進料和出料的限制，只能完成批次發(fā)酵，工藝不能連續(xù)，難以實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為實現(xiàn)低成本、高品質(zhì)的酒精生產(chǎn)，本發(fā)明的提供一種立式固態(tài)淡酒連續(xù)發(fā)酵設(shè)備及工藝。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
[0007]—種立式固態(tài)淡酒連續(xù)發(fā)酵設(shè)備，包括立式發(fā)酵罐和蒸酒機，所述的立式發(fā)酵罐的頂部為料斗，所述料斗的頸部設(shè)有進料攪龍。所述料斗的正下方設(shè)有布料裝置，其包括分料帽，所述分料帽上布有孔眼；所述分料帽的正下方設(shè)有篩板，所述篩板的正下方設(shè)有勻料耙；所述篩板上設(shè)有刮刀。
[0008]所述的立式發(fā)酵罐的下部設(shè)有淋漿板，罐底與所述淋漿板之間留有漿水收集層；所述淋漿板的上方還設(shè)有出料上插板和出料下插板；所述出料上插板和所述出料下插板的大小均與所述立式發(fā)酵罐的徑向大小相匹配，并由齒輪機構(gòu)分別連接控制，交替拔出或插入所述立式發(fā)酵罐；所述出料上插板和所述出料下插板上均布有孔眼；在所述淋漿板和所述出料下插板之間設(shè)有出料口。
[0009]進一步的，立式固態(tài)淡酒連續(xù)發(fā)酵設(shè)備還包括進料系統(tǒng)；所述進料系統(tǒng)包括破碎機，其出料處連接傳送攪龍；所述傳送攪龍的傳送末端設(shè)有螺帶混合器；所述螺帶混合器的出料處正對所述立式發(fā)酵罐的料斗。
[0010]進一步的，立式固態(tài)淡酒連續(xù)發(fā)酵設(shè)備還包括循環(huán)淋漿系統(tǒng)；所述循環(huán)淋漿系統(tǒng)包括漿水貯罐，其連接所述漿水收集層；所述漿水貯罐還分別連接加酸槽和離心泵；所述離心泵分兩路泵出，其中一路連接用于蒸餾淡酒的蒸酒機；另一路連接設(shè)置于所述立式發(fā)酵罐內(nèi)的淋漿裝置。淋漿裝置由管道自發(fā)酵罐外延伸至罐中，并分成多個沿所述立式發(fā)酵罐橫截面均勻分布的噴口。淋漿裝置共設(shè)有2-4層，最頂層設(shè)置在所述勻料耙的上側(cè)，其余各層沿縱向均勻分布于所述立式發(fā)酵罐酒醅內(nèi)。分段均勻回噴避免漿水在下降過程中走短路所導(dǎo)致部分酒醅不能完全接觸到漿水。
[0011]進一步的，立式固態(tài)淡酒連續(xù)發(fā)酵設(shè)備還包括C02循環(huán)降溫系統(tǒng)；所述C02循環(huán)降溫系統(tǒng)包括C02冷凍機和C02噴射裝置。所述C02冷凍機，其進氣口連接所述立式發(fā)酵罐的頂部；其出氣口連接C02噴射裝置；其冷凝水出口連接至淡酒收集罐，淡酒收集罐再連接蒸酒機。所述C02噴射裝置由管道自所述立式發(fā)酵罐外延伸至罐中，并分成多個沿所述立式發(fā)酵罐橫截面均勻分布的噴口 ；所述淋漿裝置設(shè)有2-4層，各層沿縱向均勻分布于所述立式發(fā)酵罐酒醅內(nèi)。
[0012]利用立式固態(tài)淡酒連續(xù)發(fā)酵設(shè)備進行酒精發(fā)酵，包括以下各步驟:
[0013](I)將纖維素物料破碎成5-10mm小段的物料A ；
[0014](2)成熟酒母醪或干酵母，與糖化醪或廢糖蜜攪拌混合，得到物料B ;酒母醪或干酵母醪比例為10-15% ；
[0015](3)將A與B加入攪拌混合器混合均勻，得到混合物料C ；
[0016](4)混合物料C被連續(xù)送入料斗，由進料攪龍進料至立式發(fā)酵罐內(nèi)，并被分料帽分配到篩板上，由刮刀刮落并由勻料耙整平；
[0017](5)混合物料C在發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵為酒醅，并在重力作用下不斷下移；發(fā)酵罐底部的出料上插板和出料下插板交替插入和抽出，控制酒醅從出料口出料；控制進料速度以及出料上插板和出料下插板的動作頻率，使出料速度與進料速度配合，并使物料發(fā)酵時間為30-36h。
[0018]進一步的，發(fā)酵中的漿水匯集于漿水貯罐中，由加酸槽加入液酸調(diào)整pH至
4.0-5.0 ;漿水?dāng)嚢杈鶆蚝螅呻x心機打入噴淋裝置，分段均勻淋入發(fā)酵罐中繼續(xù)參與發(fā)酵。
[0019]進一步的，漿水循環(huán)5-10次后，將漿水打入蒸酒機中蒸餾淡酒；并使用成熟酒母醪替代漿水進行噴淋。
[0020]進一步的，發(fā)酵產(chǎn)生的C02氣體被C02冷凍機吸入，經(jīng)過冷卻后，通過C02氣體噴射裝置均勻釋放在酒醅中，控制發(fā)酵溫度為20-36°C;多余的C02由排氣口排出；C02氣流在冷凍過程中的凝結(jié)水由淡酒罐接收后送入蒸酒機中蒸餾淡酒。
[0021]進一步的，所述的含纖維素秸桿包括，包括高粱秸桿、玉米秸桿、水稻秸桿、小麥秸桿、甘蔗渣中的一種或多種。
[0022]進一步的，所用液酸為濃度為60-98%硫酸溶液，或濃度88-99%乳酸。
[0023]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0024]1.立式發(fā)酵罐適應(yīng)大規(guī)模的酒精或白酒生產(chǎn)，從發(fā)酵效果看，立式發(fā)酵罐實現(xiàn)連續(xù)發(fā)酵，并有利于控制和提高發(fā)酵質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本；
[0025]2.將下滲的含有大量酵母菌種和糖化酶的漿水收集后重新返回發(fā)酵罐中不同層次位置均勻噴淋，即可解決傳統(tǒng)立式發(fā)酵罐容器上部酒醅含水不足的問題，又能及時補充無雜菌的新鮮酒母醪，使發(fā)酵旺盛，減少殘?zhí)呛浚部梢栽诰颇铬仓刑砑犹腔?，克服酒醅中糖化力不足，將立式罐固態(tài)發(fā)酵的不可行變?yōu)楹侠砜尚校?br> [0026]3.本發(fā)明酒醅發(fā)酵過程中產(chǎn)生的C02經(jīng)冷凍循環(huán)實現(xiàn)酒醅降溫，不僅可調(diào)節(jié)溫度，解決發(fā)酵的冷卻問題，而且能夠回收氣流中的淡酒蒸汽，提高產(chǎn)率。
[0027]4.在發(fā)酵階段，冷卻循環(huán)系統(tǒng)中供02而不是C02時，本發(fā)明也適用于食用醋的發(fā)

酵生產(chǎn)。【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1為本發(fā)明的立式固態(tài)淡酒連續(xù)發(fā)酵設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0029]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步說明:
[0030]本發(fā)明的立式固態(tài)淡酒連續(xù)發(fā)酵設(shè)備的結(jié)構(gòu)參照附圖1中所示，整套設(shè)備主要包括進料系統(tǒng)、立式發(fā)酵罐、淋漿系統(tǒng)、C02循環(huán)冷卻系統(tǒng)以及蒸酒裝置，各裝置通過管路和泵體等相互連接。
[0031]其中，進料系統(tǒng)包括粉碎機(I)以及下方的傳送攪龍(2)和螺帶混合器(3)。螺帶混合器(3)的出口正對立式發(fā)酵罐的料斗(4);料斗(4)中設(shè)有進料攪龍(5)，其下方為分料帽(6)、篩板(8)、勻料耙(10)構(gòu)成的布料裝置；分料帽上布有孔眼，篩板上設(shè)有刮刀
(7)。立式發(fā)酵罐的下部設(shè)有淋漿板(18)，罐底與淋漿板之間留有漿水收集層；淋漿板的上方設(shè)有出料上插板(15)和出料下插板(16)，兩者大小均與發(fā)酵罐的內(nèi)腔徑向大小相匹配，并由齒輪機構(gòu)控制,使能夠交替地從發(fā)酵罐拔出或插入發(fā)酵罐內(nèi)；出料上插板(15)和出料下插板(16)上均布有孔眼。淋漿板(18)和所述出料下插板(16)之間設(shè)有出料口 (17)。
[0032]淋漿系統(tǒng)的構(gòu)成包括連接發(fā)酵罐底部漿水收集層的漿水貯罐(19)和從漿水貯罐
(19)中泵出漿水的離心泵(21)。漿水貯罐(19)內(nèi)置攪拌槳，并還連接有加酸槽(20)。離心泵(21)分兩路泵出，其中一路連接用于蒸餾淡酒的蒸酒機(14)，另一路連接設(shè)置在發(fā)酵罐內(nèi)的淋漿裝置(9)。淋漿裝置(9)由管道自發(fā)酵罐外延伸至罐中，并分成多個沿發(fā)酵罐橫截面均勻分布的噴口 ；其共設(shè)有2層，一層設(shè)置在勻料耙(10)的上側(cè)，另一層設(shè)在發(fā)酵罐中間。
[0033]另外，漿水貯罐(19)由管道連接酒母醪貯罐(22)，用以補充成熟酒母醪；酒母醪貯罐(22)經(jīng)同樣帶有加酸槽的混合罐(23)連接至傳送攪龍(2)的進料口。
[0034]C02循環(huán)冷卻系統(tǒng)包括C02冷凍機(12)和C02噴射裝置(I I)。C02冷凍機的進氣口連接發(fā)酵罐頂部，出氣口連接C02噴射裝置，冷凝水出口連接淡酒收集罐(13)，再由淡酒罐(13)連接至蒸酒機(14)。C02噴射裝置(11)同樣由管道自發(fā)酵罐外延伸至罐中，并分成多個沿發(fā)酵罐橫截面均勻分布的噴口 ；其共設(shè)有2層，一層設(shè)在出料上插板(15)上側(cè)，另一層設(shè)在發(fā)酵罐中間。
[0035]利用立式固態(tài)淡酒連續(xù)發(fā)酵設(shè)備進行食用酒精生產(chǎn)，其工藝包括下面步驟:
[0036]1.選用含纖維素的作物秸桿，包括高粱秸桿、玉米秸桿、水稻秸桿、小麥秸桿、甘蔗渣中的一種或多種均可，碎成約8mm的小段物料A ；
[0037]2.成熟酒母醪或干酵母，與糖化醪或廢糖蜜在混合器內(nèi)充分?jǐn)嚢杌旌?，調(diào)整pH為
5.0-5.5，得到物料B。其中，成熟酵母醪比例為12%左右，殘?zhí)遣坏陀?%，細胞數(shù)約為1.0億個/mL ;糖化醪經(jīng)過酸化處理后含還原糖15-30%，可由纖維素經(jīng)過纖維素酶分解得到。此時,物料B中的還原糖含量約為20% ；
[0038]3.將物料A與物料B加入攪拌混合器混合均勻，轉(zhuǎn)移至螺帶混合器，進一步混合，得到混合物C ;混合物C被連續(xù)送入料斗，由進料攪龍進至發(fā)酵罐內(nèi)，并被分料帽初分配到篩板上，繼而由刮刀刮入篩板，在篩板下又被勻料耙耙平整，均勻布料；
[0039]4.酒醅在發(fā)酵罐內(nèi)滿至勻料耙工作位置時，在繼續(xù)進料的同時，發(fā)酵罐底部的出料上插板在動力驅(qū)動下插入發(fā)酵罐內(nèi)，穿透并截住酒醅，然后出料下插板抽出發(fā)酵罐體，兩個插板間的酒醅下落于淋漿篩板上，并從出料口被排出；重新將出料下插板插入發(fā)酵罐，抽出出料上插板，在重力作用下，發(fā)酵罐內(nèi)酒醅即會整體下落至出料下插板。酒醅在發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵，并同時不斷下移?？刂七M料速度和出料速度，使發(fā)酵時間約為36h ;pH控制為5.0-5.5，酒醅出料時的殘?zhí)呛康陀?.5% ；
[0040]5.出料上插板和出料下插板上都鉆有孔眼，使?jié){水可以下滲，并收集于漿水貯罐。在漿水貯罐中漿水被來自加酸槽中的濃度為90%的乳酸調(diào)整pH至4.0-5.0，攪拌均勻后被離心機打入噴淋裝置，分段分層次均勻回噴到酒醅中。漿水中含有大料酵母菌和糖化酶，繼續(xù)參與酒醅發(fā)酵；
[0041]6.由于漿水多次循環(huán)后會感染產(chǎn)酸菌，影響酒精發(fā)酵和出酒率，因此在循環(huán)10次后，將漿水打入蒸酒機中，蒸餾淡酒；然后繼續(xù)加入成熟酒母醪，以補充新鮮有活力的酵母參與發(fā)酵；
[0042]7.酒精發(fā)酵是密封厭氧發(fā)酵，發(fā)酵過程產(chǎn)生大量C02氣體，并不能直接排出。由C02冷凍機將C02吸入后，經(jīng)冷卻，再通過C02氣體噴射裝置均勻地釋放在酒醅中，使酒醅降溫，控制發(fā)酵溫度為32°C ;多余的C02通過排氣口排出；C02氣流在冷凍過程中冷凝出的淡酒由淡酒罐接收后送入蒸酒機蒸餾回收。該降溫方案可提高約0.4%的產(chǎn)率。
[0043]以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例，并不限定本發(fā)明的專利范圍，其他運用本發(fā)明專利精神的等效變化，均應(yīng)俱屬本發(fā)明的專利范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種立式固態(tài)淡酒連續(xù)發(fā)酵設(shè)備，包括立式發(fā)酵罐和蒸酒機，其特征在于:所述的立式發(fā)酵罐的頂部為料斗，所述料斗的頸部設(shè)有進料攪龍； 所述料斗的正下方設(shè)有布料裝置，其包括分料帽，所述分料帽上布有孔眼；所述分料帽的正下方設(shè)有篩板，所述篩板的正下方設(shè)有勻料耙；所述篩板上設(shè)有刮刀； 所述的立式發(fā)酵罐的下部設(shè)有淋漿板，罐底與所述淋漿板之間留有漿水收集層；所述淋漿板的上方還設(shè)有出料上插板和出料下插板；所述出料上插板和所述出料下插板的大小均與所述立式發(fā)酵罐的內(nèi)腔徑向大小相匹配，并由齒輪機構(gòu)分別連接控制，交替拔出或插入所述立式發(fā)酵罐；所述出料上插板和所述出料下插板上均布有孔眼；在所述淋漿板和所述出料下插板之間設(shè)有出料口。
2.如權(quán)利要求1所述的立式固態(tài)淡酒連續(xù)發(fā)酵設(shè)備，其特征在于，還包括進料系統(tǒng)；所述進料系統(tǒng)包括破碎機，其出料處連接傳送攪龍；所述傳送攪龍的傳送末端設(shè)有螺帶混合器；所述螺帶混合器的出料處正對所述立式發(fā)酵罐的料斗。
3.如權(quán)利要求1所述的立式固態(tài)淡酒連續(xù)發(fā)酵設(shè)備，其特征在于，還包括循環(huán)淋漿系統(tǒng)；所述循環(huán)淋漿系統(tǒng)包括漿水貯罐，其連接所述漿水收集層；所述漿水貯罐還分別連接加酸槽和離心泵；所述離心泵分兩路泵出，其中一路連接用于蒸餾淡酒的蒸酒機；另一路連接設(shè)置于所述立式發(fā)酵罐內(nèi)的淋漿裝置； 所述淋漿裝置，其由管道自所述立式發(fā)酵罐外延伸至罐中，并分成多個沿所述立式發(fā)酵罐橫截面均勻分布的噴口 ；所述淋漿裝置設(shè)有2-4層，最頂層設(shè)置在所述勻料耙的上側(cè)，其余各層沿縱向均勻分布于所述立式發(fā)酵罐酒醅內(nèi)。
4.如權(quán)利要求1所述的立式固態(tài)淡酒連續(xù)發(fā)酵設(shè)備，其特征在于，還包括C02循環(huán)降溫系統(tǒng)；所述C02循環(huán)降溫系統(tǒng)包括C02冷凍機和C02噴射裝置； 所述C02冷凍機，其進氣口連接所述立式發(fā)酵罐的頂部，其出氣口連接C02噴射裝置，其冷凝水出口連接至淡酒收集罐；所述淡酒收集罐連接蒸酒機； 所述C02噴射裝置，其由管道自所述立式發(fā)酵罐外延伸至罐中，并分成多個沿所述立式發(fā)酵罐橫截面均勻分布的噴口 ；所述淋漿裝置設(shè)有2-4層，各層沿縱向均勻分布于所述立式發(fā)酵罐內(nèi)。
5.利用所述的立式固態(tài)淡酒連續(xù)發(fā)酵設(shè)備進行酒精發(fā)酵的工藝，其特征在于，包括以下步驟: (1)將纖維素物料破碎成5-10mm小段的物料A； (2)將成熟酒母醪或干酵母醪，與糖化醪或廢糖蜜攪拌混合，得到物料B;酒母醪或干酵母醪所占比例為10-15% ； (3)將A與B加入攪拌混合器混合均勻，得到混合物料C； (4)混合物料C被連續(xù)送入料斗，由進料攪龍進料至立式發(fā)酵罐內(nèi)，并被分料帽分配到篩板上，由刮刀刮落并由勻料耙整平； (5)混合物料C在發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵為酒醅，并在重力作用下不斷下移；發(fā)酵罐底部的出料上插板和出料下插板交替插入和抽出，控制酒醅從出料口出料；控制進料速度以及出料上插板和出料下插板的動作頻率，使出料速度與進料速度配合，并使物料發(fā)酵時間為30-36h。
6.如權(quán)利要求5所述的酒精發(fā)酵的工藝，其特征在于，發(fā)酵中的漿水匯集于漿水貯罐中，由加酸槽加入液酸調(diào)整PH至4.0-5.0 ;漿水?dāng)嚢杈鶆蚝?，由離心機打入噴淋裝置，分段均勻淋入發(fā)酵罐中繼續(xù)參與發(fā)酵。
7.權(quán)利要求6所述的酒精發(fā)酵工藝，其特征在于，漿水循環(huán)5-10次后，再打入蒸酒機中蒸餾淡酒；并使用成熟酒母醪替代漿水進行噴淋。
8.權(quán)利要求5所述的酒精發(fā)酵的工藝，其特征在于，發(fā)酵產(chǎn)生的C02氣體被C02冷凍機吸入，經(jīng)過冷卻后，通過C02氣體噴射裝置均勻釋放在酒醅中，控制發(fā)酵溫度為20-36°C ； 多余的C02由排氣口排出； C02氣流在冷凍過程中的凝結(jié)水由淡酒罐接收后送入蒸酒機中蒸餾淡酒。
9.權(quán)利要求5所述的酒精發(fā)酵工藝，其特征在于，所述的含纖維素秸桿包括，包括高粱稻桿、玉米稻桿、水稻稻桿、小麥稻桿、甘鹿洛中的一種或多種。
10.權(quán)利要求5所述的酒精發(fā)酵工藝，其特征在于，所述的液酸為濃度為60-98%的硫酸溶液，或濃度88-99%的乳酸。
【文檔編號】C12M1/02GK104357315SQ201410552660
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年10月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月17日
【發(fā)明者】梁利和, 姜蓉生 申請人:姜蓉生, 梁利和