本發(fā)明屬于食品加工設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及用于食醋固態(tài)發(fā)酵的智能化發(fā)酵、淋醋設(shè)備。

背景技術(shù)：

固體發(fā)酵的食醋參與微生物種類較多，產(chǎn)品風(fēng)味較好，因此越來越受到人們的青睞。

目前，食醋固態(tài)釀造行業(yè)主要生產(chǎn)方式仍然是發(fā)酵池，但也有部分發(fā)酵設(shè)備應(yīng)用于食醋發(fā)酵過程，其中最具代表性的發(fā)酵設(shè)備分別是臥式轉(zhuǎn)筒發(fā)酵罐和立式回流發(fā)酵罐，兩者都不同程度地提高了釀醋機械化水平和生產(chǎn)效率。但同時兩者又各有缺陷：臥式轉(zhuǎn)筒發(fā)酵罐以旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)翻醅，雖能進行食醋的固態(tài)發(fā)酵，但不能實現(xiàn)同一設(shè)備淋醋作業(yè)，需要轉(zhuǎn)移物料進行淋醋作業(yè)，存在設(shè)備利用率低等問題；立式回流發(fā)酵罐以醋鹵循環(huán)代替翻醅，達到降溫和增氧的目的，但是長時間的回流導(dǎo)致醋醅板結(jié)，使發(fā)酵不均勻，醋醅溶氧不足，造成發(fā)酵周期長和產(chǎn)品品質(zhì)較差等問題。

有些地方及目前固態(tài)發(fā)酵設(shè)備發(fā)酵過程中醋醅含酒量較多，一般高達70％以上，酒精含量過多會影響發(fā)酵溫度的提升，及醋醅的溶氧量，如何在低成本投入的前提下提高底部醋醅的發(fā)酵溫度以及整體醋醅的透氣疏松，保證醋的發(fā)酵和風(fēng)味，也是目前需要解決的問題。

食醋釀造過程包含一系列復(fù)雜生化反應(yīng)，如醋酸菌在氧氣參與下將酒精轉(zhuǎn)化成醋酸的醋酸發(fā)酵，乳酸菌在無氧條件下將糖類物質(zhì)轉(zhuǎn)化為乳酸的乳酸發(fā)酵，微生物降解利用麩皮等，生化反應(yīng)的順利進行對反應(yīng)環(huán)境和底物有嚴格要求，同時，部分反應(yīng)產(chǎn)物也會對其有影響；因此，溫度、氧氣濃度、酒精度和酸度等因素對食醋釀造的順利進行有重要影響。

現(xiàn)在的大多數(shù)開放式發(fā)酵的釀造環(huán)境，對影響食醋釀造的因素也大多依靠經(jīng)驗控制，口耳相傳，無法做到對影響因素的精確控制，生產(chǎn)效率低、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定、過程控制和安全管理差，與當前大工業(yè)、標準化生產(chǎn)和提高食品安全水平的大背景格格不入，對食醋固態(tài)釀造工藝的改進變得越來越緊迫。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種自動化、智能化的食醋固態(tài)釀造一體機，避免工藝轉(zhuǎn)場帶來的技術(shù)和經(jīng)濟問題，適應(yīng)固態(tài)發(fā)酵的翻醅、回流工藝要求，滿足固態(tài)發(fā)酵醋的風(fēng)味要求，對影響食醋釀造的因素進行綜合智能控制。

技術(shù)方案：一種智能化食醋固態(tài)釀造一體機，包括臥式轉(zhuǎn)筒狀的罐體，還包括螺旋翻料條、通長濾板、噴淋裝置、通氣管、出液管，所述罐體一端開設(shè)有進料口、另一端開設(shè)有出料口，所述螺旋翻料條設(shè)置于所述罐體內(nèi)壁上且在所述進料口和所述出料口之間，所述通氣管連入所述罐體內(nèi)；對于所述罐體的發(fā)酵位，所述通長濾板設(shè)置于所述罐體內(nèi)底部上方，與所述罐體底部之間形成空腔，所述噴淋裝置設(shè)置于所述罐體內(nèi)且位于醋醅上方，所述出液管設(shè)置于所述罐體底部；

還包括PLC自動控制系統(tǒng)、溫度監(jiān)測裝置、酒精度監(jiān)測裝置、酸度監(jiān)測裝置、氧氣濃度檢測裝置，所述PLC自動控制系統(tǒng)關(guān)聯(lián)操作罐體旋轉(zhuǎn)啟停、管路開閉、管路流量、溫度監(jiān)測、酒精度監(jiān)測、酸度監(jiān)測、氧氣濃度檢測等。

還包括螺旋反向?qū)Я靼?，所述螺旋反向?qū)Я靼逶O(shè)置于所述罐體的徑向，與所述螺旋翻料條的螺向相反，所述螺旋反向?qū)Я靼宓臄?shù)量不少于所述螺旋翻料條數(shù)量的1/3。螺旋反向?qū)Я靼宸乐勾柞诠摅w內(nèi)隨罐體慢速旋轉(zhuǎn)而翻醅時產(chǎn)生軸向位移，使得醋醅軸向分布較為均衡。

所述通長濾板為沿所述罐體長度方向向上拱起的弧形板，在通長濾板寬度相同的情況下，增大了空腔的空間體積。

所述通長濾板與所述罐體底部之間的高度最大處的高度值為罐體直徑的1/10～1/4。

所述通長濾板上的濾孔其縱截面為正梯形，有利于醋鹵或醋液經(jīng)過濾流入空腔，同時也盡量減少醋醅從濾孔落入空腔里。

所述通氣管上開設(shè)有氣孔，所述通氣管連入至所述罐體內(nèi)的醋醅上方、醋醅內(nèi)部、以及所述空腔內(nèi)，所述通氣管上安裝有電磁閥開關(guān)，所述電磁閥開關(guān)通過所述PLC自動控制系統(tǒng)進行控制。對醋醅上下和內(nèi)部均可以供氧，并且可從空腔中對通長濾板上的堵塞濾孔進行疏通。

還包括定位機構(gòu)，所述定位機構(gòu)作用于所述罐體旋轉(zhuǎn)停止時處于發(fā)酵位，保證罐體旋轉(zhuǎn)停止后都回復(fù)到發(fā)酵位。

所述PLC自動控制系統(tǒng)中賦予了由試驗獲得的發(fā)酵進程與溫度、氧氣濃度、酒精度、酸度理化指標之間的關(guān)系而建立的數(shù)學(xué)模型，由溫度監(jiān)測裝置的實時溫度對應(yīng)的實時氧氣濃度、酒精度、酸度帶入數(shù)學(xué)模型，綜合分析發(fā)酵進程，所述PLC自動控制系統(tǒng)作出相關(guān)操作指令。如醋醅溫度上升到設(shè)定值，PLC自動控制系統(tǒng)需根據(jù)此時氧氣濃度、酒精度和酸度指標，判斷采取罐體轉(zhuǎn)動、噴淋醋鹵、停止通氣中的一種或幾種措施，降低醋醅溫度，確保食醋釀造順利進行的目的。

有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點是：

1、通過多種高精度監(jiān)測裝置，實時監(jiān)測食醋發(fā)酵的各種理化指標，掌握發(fā)酵進程；將溫度、氧氣濃度、酒精度和酸度等理化指標結(jié)合起來，綜合分析發(fā)酵進程，從而作出相應(yīng)的操作指令，提升了指令的正確性程度；

2、罐體內(nèi)形成了上部的醋醅發(fā)酵空間和下部收集醋鹵或淋醋醋液的過濾空腔，將淋澆發(fā)酵工藝與旋轉(zhuǎn)發(fā)酵工藝相結(jié)合，同時再與淋醋工藝相結(jié)合，實現(xiàn)三位一體，實現(xiàn)同一設(shè)備多功能化，最大限度的使用設(shè)備，提高了設(shè)備利用率；

3、實現(xiàn)食醋發(fā)酵過程的自動化、智能化操作，達到智能調(diào)控，確保食醋發(fā)酵順利進行；

4、降低勞動強度，提高生產(chǎn)效率，同時加強對發(fā)酵過程的控制，降低安全風(fēng)險。

附圖說明

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1的俯視圖；

圖3為圖1去掉罐體左側(cè)端蓋部分的端面視圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例，進一步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對本發(fā)明的各種等價形式的修改均落于本申請所附權(quán)利要求所限定的范圍。

一種智能化食醋固態(tài)釀造一體機，如附圖1-3所示，主要包括罐體1、螺旋翻料條2、通長濾板3、噴淋裝置4、通氣管、出液管5、螺旋反向?qū)Я靼?、PLC自動控制系統(tǒng)，以及溫度、氧氣濃度、酒精度、酸度監(jiān)測裝置等。PLC自動控制系統(tǒng)控制整個設(shè)備自動化運行，關(guān)聯(lián)操作罐體旋轉(zhuǎn)啟停、管路開閉、管路流量、溫度監(jiān)測、氧氣濃度監(jiān)測、酒精度監(jiān)測、酸度監(jiān)測等。溫度監(jiān)測裝置實時監(jiān)測醋醅發(fā)酵溫度，氧氣濃度監(jiān)測裝置實時監(jiān)測發(fā)酵過程中需氧量的變化，酒精度、酸度監(jiān)測裝置實時監(jiān)測醋醅發(fā)酵的酒精度和酸度值，以便掌握發(fā)酵進程，反饋信號給PLC自動控制系統(tǒng)適時作出相應(yīng)操作指令。

罐體1為臥式轉(zhuǎn)筒結(jié)構(gòu)，罐體通過支撐轉(zhuǎn)輪與機架固定，通過減速電機帶動罐體旋轉(zhuǎn)。罐體1一端設(shè)有圓板，圓板左側(cè)設(shè)有斗狀的進料口6，圓板右側(cè)設(shè)有進料組件，進料組件為進料溜槽，罐體1另一端設(shè)有出料組件，出料組件為出料溜槽，出料組件上設(shè)有出料口7。罐體1內(nèi)壁上在進料口6至出料口7之間設(shè)置有若干螺旋翻料條2。罐體外壁上還可設(shè)置帶燈視鏡、人孔等。

醋醅發(fā)酵過程中，臥式轉(zhuǎn)筒發(fā)酵罐的罐體1絕大部分時間處于停止狀態(tài)，停止時的位置是固定的，以罐體該停止位置為發(fā)酵位，來安裝通長濾板，通長濾板3設(shè)置于罐體1內(nèi)底部上方且與罐體固定，從而使通長濾板下表面與罐體底部空間之間形成了空腔8，用于收集醋鹵或淋醋醋液，通長濾板上表面與罐體上部空間形成了醋醅發(fā)酵空間。通長濾板可以是平板型，也可以是沿罐體長度方向向上拱起的弧形板型，空腔高度最大處的高度值為罐體直徑的1/10～1/4，通長濾板上的濾孔其縱截面最好是上小下大的正梯形，有利于醋鹵或醋液經(jīng)過濾流入空腔，同時也盡量減少醋醅從濾孔落入空腔里。噴淋裝置4設(shè)置于罐體1內(nèi)且相對位于醋醅上方，噴淋裝置具有多根噴淋管，噴淋管為通長管，保證醋醅表面能夠被液體全部淋到，最好有噴淋管噴出的液體可以淋到罐體內(nèi)壁上。出液管5設(shè)置于罐體1底部，出液管的出口安裝有濾網(wǎng)，出液管上安裝有閥門，閥門可手動控制或自動控制，噴淋結(jié)束關(guān)閉閥門后罐體可以開始旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)結(jié)束時打開閥門，出液管下設(shè)接液槽，根據(jù)接液槽內(nèi)液位高度變化，可將醋鹵泵出至貯存罐中，對貯存罐進行保溫處理，防止回淋醋鹵溫度過低降低品溫，影響發(fā)酵速度。

通氣管為通長管，連入罐體1內(nèi)，通氣管上開設(shè)有氣孔，還可設(shè)置氣量調(diào)節(jié)閥。通氣管主要設(shè)置于醋醅上方，向罐體內(nèi)通入壓縮空氣提供發(fā)酵所需的氧氣，另外，應(yīng)設(shè)置至少一根通氣管處于發(fā)酵位的醋醅內(nèi)部，應(yīng)設(shè)置至少一根通氣管處于空腔8內(nèi)，可通過通長濾板上的濾孔向上部醋醅中供氣，在關(guān)閉出液管5后，由該通氣管通入壓縮空氣，可將通長濾板濾孔中堵塞的細小物料壓出，恢復(fù)暢通的過濾效果。通氣管上安裝有電磁閥開關(guān)，電磁閥開關(guān)通過PLC自動控制系統(tǒng)進行控制。

螺旋反向?qū)Я靼?設(shè)置于罐體1內(nèi)部基本沿徑向方向，由螺旋翻料條2向罐體中心方向布置，可與螺旋翻料條固定。螺旋反向?qū)Я靼迮c螺旋翻料條的螺向相反，數(shù)量不少于螺旋翻料條數(shù)量的1/3。醋醅在罐體內(nèi)隨罐體慢速旋轉(zhuǎn)而翻醅時，螺旋反向?qū)Я靼蹇删S持醋醅不產(chǎn)生軸向位移，使醋醅軸向分布較為均衡。

機架上設(shè)有定位機構(gòu)，用于作用于罐體1在旋轉(zhuǎn)停止時處于發(fā)酵位，保持空腔位于最下方。定位機構(gòu)可以是限位行程開關(guān)或光電眼組。

罐體由定位機構(gòu)止于發(fā)酵位，醋醅入料至罐體內(nèi)，溫度監(jiān)測裝置監(jiān)測發(fā)酵溫度達到要求，PLC自動控制系統(tǒng)發(fā)出操作指令，由噴淋裝置向醋醅噴淋醋鹵，完成噴淋后罐體自行旋轉(zhuǎn)進行翻醅拌和，罐體旋轉(zhuǎn)幾圈后翻醅結(jié)束，罐體由定位機構(gòu)止于發(fā)酵位，發(fā)酵結(jié)束后，由噴淋裝置向醋醅噴淋淋醋水進行淋醋，利用通長濾板和醋醅形成過濾層，成品醋從出液管排出，完成淋醋操作。二淋到四淋的醋原液同樣按上述工藝淋出。

本發(fā)明將固態(tài)發(fā)酵、淋醋一體，實現(xiàn)同一設(shè)備多功能化，主體為固態(tài)發(fā)酵，具有固態(tài)發(fā)酵、淋澆發(fā)酵兩種工藝優(yōu)勢。在淋醋操作之前，根據(jù)設(shè)定溫度值，全自動、智能進行發(fā)酵控制，包括測溫、醋鹵收集、噴淋、翻料、自動開啟和關(guān)閉相關(guān)管道閥門等，無需人工操作。使用本設(shè)備，在維持全醅體相對一致的溫度發(fā)酵(36～45度)時，首試12天成熟，大大縮短了發(fā)酵周期。

溫度監(jiān)測裝置包括多個溫度傳感器，對于罐體發(fā)酵位，安裝在醋醅的上中下區(qū)域。將由前期試驗獲得的發(fā)酵進程與溫度、氧氣濃度、酒精度、酸度理化指標之間的關(guān)系而建立的數(shù)學(xué)模型，賦予給PLC自動控制系統(tǒng)中，由溫度監(jiān)測裝置的實時溫度對應(yīng)的實時氧氣濃度、酒精度、酸度帶入數(shù)學(xué)模型，綜合分析發(fā)酵進程，所述PLC控制器作出相關(guān)操作指令。

例如：對溫度監(jiān)測裝置設(shè)定上限溫度為45℃下限溫度為35℃，對氧氣濃度監(jiān)測裝置設(shè)定上限氧氣濃度為21％、下限氧氣濃度為18％，酒精度、酸度實時顯示，當多個溫度傳感器中有一個超過上限溫度45℃，PLC自動控制系統(tǒng)將同一時間獲得的氧氣濃度、酒精度和酸度指標代入該數(shù)學(xué)模型，綜合分析發(fā)酵進程，智能調(diào)控，判斷采取罐體轉(zhuǎn)動、噴淋醋鹵、停止通氣中的一種或幾種措施，降低醋醅溫度；另外，根據(jù)發(fā)酵進程可以智能調(diào)整上下限溫度值和上下限氧氣濃度值，如當酒精度降到2.0以下，酸度增加到6.0以上時，上限溫度值調(diào)整為42℃，下限溫度值調(diào)整為33℃，上限氧氣濃度值調(diào)整為20％，下限氧氣濃度值調(diào)整為17％。根據(jù)發(fā)酵進程中各種影響因素的變化而智能調(diào)控，確保食醋固態(tài)發(fā)酵順利進行。

例如：對溫度監(jiān)測裝置設(shè)定上限溫度為42℃下限溫度為32℃，對氧氣濃度監(jiān)測裝置設(shè)定上限氧氣濃度為20％、下限氧氣濃度為17％，酒精度、酸度實時顯示，當多個溫度傳感器中有一個超過上限溫度42℃，PLC自動控制系統(tǒng)將同一時間獲得的氧氣濃度、酒精度和酸度指標代入該數(shù)學(xué)模型，綜合分析發(fā)酵進程，智能調(diào)控，判斷采取罐體轉(zhuǎn)動、噴淋醋鹵、停止通氣中的一種或幾種措施，降低醋醅溫度；另外，根據(jù)發(fā)酵進程可以智能調(diào)整上下限溫度值和上下限氧氣濃度值，如當酒精度降到1.5以下，酸度增加到6.5以上時，上限溫度值調(diào)整為40℃，下限溫度值調(diào)整為32℃，上限氧氣濃度值調(diào)整為19％，下限氧氣濃度值調(diào)整為16％。根據(jù)發(fā)酵進程中各種影響因素的變化而智能調(diào)控，確保食醋固態(tài)發(fā)酵順利進行。

相對于傳統(tǒng)醋酸陶缸發(fā)酵工藝，極大的提高了效率及產(chǎn)量，并且將發(fā)酵過程中的多種影響因素綜合調(diào)控，大大降低了勞動強度，是醋酸發(fā)酵行業(yè)革命性的產(chǎn)品，帶來了巨大的經(jīng)濟及社會效益，該設(shè)備同樣適用于白酒、醬油等食品類的固態(tài)發(fā)酵。