CN105273973B - 一种高效连续膜筛分自吸式液态醋发酵设备及工艺 - Google Patents

Abstract

一种高效连续膜筛分自吸式液态醋发酵设备及工艺，属于酿造装置领域，包括罐体、凉水池、母液筛分循环管路和酒液补料装置，其特征在于：罐体内设置螺旋冷却管，螺旋冷却管一端联通罐体下部进入的冷却水管，螺旋冷却管的另一端联通罐体上部进入的冷却水管；冷却水管联通凉水池，形成冷却水管路；在冷却水管路上设置循环泵带动冷却水循环；罐体下部设置母液筛分循环管路联通罐体内部；罐体上端设置进气管，进气管中设置酒液补料装置；罐体下端设置电机带动罐体内的定子和转子旋转。设备结构合理，操作简单，保持连续出醋和醋酸菌强壮菌体的连续筛选，减少了分割间歇的电能浪费。

Description

一种高效连续膜筛分自吸式液态醋发酵设备及工艺

技术领域

本发明属于醋酿造领域，具体涉及一种高效连续膜筛分自吸式液态醋发酵设备及工艺。

背景技术

70年代以后，液态发酵法制醋逐渐采用深层发酵法，淀粉质原料经液化、糖化及酒精发酵后，酒醪送入发酵罐内，接入纯粹培养逐级扩大的醋酸菌液，控制品温及通风量，加速乙醇的氧化，生成醋酸，缩短生产周期。发酵罐类型较多，现已使用自吸式发酵罐，它于50年代初期被联邦德国首先用于食醋生产，称为弗林斯醋酸发酵罐，并在1969年取得专利。日本、欧洲诸国相继采用，我国70年代开始使用。

在液态深层发酵制醋生产过程中，多采用3/4—1/2的分割法，每次醋酸上升至生产要求酸度时，分割3/4—1/2的醋液，剩余当做下批生产种子，补入3/4—1/2的酒液，继续进行发酵生产，此为半连续式生产方式，为国内多数企业采取，但是此种方法也存在缺陷：第一、刚分割完4小时内由于醋酸菌要增值，产酸速率只有正常的50％，造成能源浪费；第二、菌种使用时间长容易出现老化现象，造成产酸速率降低。

为了克服现有技术的不足，我公司在生产实践中，把高新膜过滤技术应用到液态深层醋酸发酵过程中，自行设计制作出一套高效连续膜筛分自吸式液态醋发酵系统。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种高效连续膜筛分自吸式液态醋发酵设备及工艺，达到液态醋高效连续发酵的目的。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种高效连续膜筛分自吸式液态醋发酵设备及工艺，包括罐体、凉水池、母液筛分循环管路和酒液补料装置，其特征在于：罐体内设置螺旋冷却管，螺旋冷却管一端联通罐体下部进入的冷却水管，螺旋冷却管的另一端联通罐体上部进入的冷却水管；冷却水管联通凉水池，形成冷却水管路；在冷却水管路上设置循环泵带动冷却水循环；罐体下部设置母液筛分循环管路联通罐体内部；罐体上端设置进气管，进气管中设置酒液补料装置；罐体下端设置电机带动罐体内的定子和转子旋转。

母液筛分循环管路包括循环泵和过滤仓，母液筛分循环管路通过循环泵带动，将罐体内的液体通引出，经过过滤仓过滤后重新注入罐体内；过滤仓内设置滤物出口，将滤除的液体脱出。

过滤仓包括筛分膜组、感测器安装层、滑道和提升块，过滤仓两侧的内壁上开设滑道，滑道内设置提升块，筛分膜组嵌装在滑道内，筛分膜组被提升块带动进行升降；筛分膜组下方设置感测器安装层；感测器安装层内设置压力感测器。

筛分膜组包括滤膜管、滤孔和滤液出口，筛分膜内设置两条以上的滤膜管，滤膜管上阵列分布滤孔；滤膜管通过滤孔联通滤液出口。

滤孔的孔径为0.4-0.45微米。

酒液补料装置包括酒液补料管和雾化喷淋头，酒液补料管一端伸入进气管中，在端口设置雾化喷淋头，酒液补料管的另一端连接酒液补料罐。

罐体设置温控探头和酒精探头。

本发明所述的一种高效连续膜筛分自吸式液态醋发酵工艺，包括醋酸发酵步骤、膜筛分步骤和补料步骤，其特征在于：

醋酸发酵步骤时，将酒液配制成标准酒液7-10％，泵入自吸式发酵罐中，加入10％种子罐菌种，发酵罐总装料系数70-80％。开始醋酸发酵阶段，操作温度控制在29至31摄氏度，等待总酸逐渐上升，用酒精探头可检测发酵液残余酒精含量，待残酒达到0.1％时，同时开启母液筛分循环管路和酒液补料装置；

膜筛分步骤时，发酵母液泵入过滤仓，筛分膜组采用0.4-0.45微米孔径的微滤膜，采用错流过滤法，发酵母液通过筛分膜组进行筛分，醋液、醋酸菌畸形菌体、死菌体及其他颗粒大小小于0.4-0.45微米成分可以通过膜孔从滤液出口脱出，醋酸菌强壮菌体大小在0.6×2～3微米，不能通过膜孔，通过母液筛分循环管路回流入罐体；

补料步骤时，通过酒精检测，调整补料阀门开启的大小，控制酒精度始终保持在0.1±0.02％范围内，即单位时间内加入酒精的量和醋酸菌转化酒精变成醋酸的量相等，酒液通过雾化喷头雾化后通过进气管吸入发酵罐转子处，通过转子、定子的高速分散，迅速和发酵液混合均匀。

本发明的有益效果是：

1、本发明所述的液态醋发酵系统，罐体内设置螺旋冷却管，用于降低罐体内发酵过程产生的热能。螺旋冷却管一端自罐体下部进入，另一端自罐体上部穿出，贯穿整个罐体，使得散热效果更加高效和稳定。螺旋冷却管将罐体内的热能吸收后排到罐体外的凉水池，进行降温冷却，再由螺旋冷却管的另一端进入，通过循环泵注入到罐体内的螺旋冷却管，形成冷却水管路。罐体下部设置了母液筛分循环管路，对母液进行过滤脱出。罐体上端设置了进气管，使空气可以参与到液态醋发酵过程，并且将酒液补料装置同管设置。设备结构合理，操作简单，保持连续出醋和醋酸菌强壮菌体的连续筛选，减少了分割间歇的电能浪费。

2、母液筛分循环管路通过循环泵带动，将罐体内的液态醋母液引出，经过过滤仓筛分脱出醋液、醋酸菌畸形菌体、死菌体等物质，强壮的醋酸菌菌体随母液重新注入罐体内，参与发酵。可以时刻保持母液高效的发酵效率。

3、设备中的过滤仓两侧的内壁上开设滑道，筛分膜组嵌装在滑道内，筛分膜组下方设置感测器安装层，通过感测器安装层内设置压力感测器，感测筛分膜组的重量。当筛分膜组在工作过程中，出现损坏或老化后，筛分膜组的重量会发生变化，通过压力感测器感知后，启动滑道内的提升块，将筛分膜组从过滤仓中提升脱出，方便及时发现和更换。一方面体现了设备的自动化，另一方面时刻保持了产品的质量稳定。

4、所述的酒液补料装置，通过直接酒液补料管伸入进气管中，在端口设置雾化喷淋头。酒液通过雾化喷头雾化后由进气管进入发酵罐，并经过转子、定子高速分散在发酵液中，保证了酒液可以瞬间和原发酵液混合均匀。

5、本发明所述的液态醋发酵工艺，包括三个工艺步骤，依次经过醋酸发酵步骤、膜筛分步骤和补料步骤，首先在罐内配置好所需的液态醋发酵液，然后同时打开母液筛分循环管路和酒液补料装置，同步进行膜筛分步骤和补料步骤，膜筛分步骤中从母液里脱出醋液、醋酸菌畸形菌体、死菌体等，同步启动的酒液补料装置可以及时的补充缺失的母液，保持了液态醋发酵工作的连续性。

6、本发明适于实用，生产成本较低，适宜在业界推广普及。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1中过滤仓的A向结构示意图；

图3是酒液补料装置的放大图,即图1的B部局部放大图；

图4是过滤仓的工作原理示意图；

图中：1、罐体；2、冷却水管；3、凉水池；4、循环泵；5、电机；6.母液循环管路；7、循环泵；8、过滤仓；9、滤液出口；10、螺旋冷却管；11、进气管；12、酒液补料装置；13、酒液补料管；14、感测器安装层；15、压力感测器；16、提升块；17、筛分膜组；18、雾化喷头；19、滤膜管；20、滤孔；21、滤液出口。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

如图1所示，罐体1内设置螺旋冷却管10，用于降低罐体内发酵过程产生的热能。螺旋冷却管10在罐体1内自上而下贯穿整个罐体，使得散热效果更加高效和稳定。螺旋冷却管10一端联通罐体1下部进入的冷却水管2，螺旋冷却管10的另一端联通罐体1上部进入的冷却水管2；冷却水管2联通凉水池3，形成冷却水管路。螺旋冷却管10通过冷却水管2，将罐1内的热能吸收后，排到凉水池3进行降温冷却，再由冷却水管2的另一端进入，通过循环泵4注入到罐体1内的螺旋冷却管10。罐体1下部设置了母液筛分循环管路6，对母液进行过滤脱出。

如图2所示，母液筛分循环管路6通过循环泵7带动，将罐体1内的液体引出，经过过滤仓8过滤后重新注入罐体1内。过滤仓8两侧的内壁上开设滑道，滑道内设置提升块16，筛分膜组17嵌装在滑道内，筛分膜组17下方设置感测器安装层14，通过感测器安装层14内设置压力感测器15，感测筛分膜组17的重量。当筛分膜组17在工作过程中，出现损坏或老化后，筛分膜组17的重量会发生变化，通过压力感测器15感知后，启动滑道内的提升块16，将筛分膜组17从过滤仓8中提升脱出。过滤仓8内设置滤物出口9，将滤除的液体脱出。

罐体1上端设置了进气管11，使空气可以参与到液态醋发酵过程，并且将酒液补料装置12同管设置。如图3所示，酒液补料管13一端伸入进气管11中，在端口设置雾化喷淋头18，酒液补料管13的另一端连接酒液补料罐。酒液通过雾化喷头18雾化后由进气管11进入发酵罐，并经过转子、定子高速分散在发酵液中，保证了酒液可以瞬间和原发酵液混合均匀。

如图4所示，母液流经筛分膜组17时，母液沿输液管道进入滤膜管19，通过滤孔20来过滤醋液、醋酸菌畸形菌体、死菌体等，滤出的液体由滤液出口21脱出。

本发明的工作全程如下：

将酒液配制成标准酒液7-10％，通过酒液补料管13输送至雾化喷头18，雾化喷头18将酒液雾化喷入进气管11中，通过进气管11进入罐体1。开启冷却循坏管路，螺旋冷却管10通过冷却水管2，将罐1内的热能吸收后，排到凉水池3进行降温冷却，再由冷却水管2的另一端进入，通过循环泵4注入到罐体1内的螺旋冷却管10。加入10％种子罐菌种，发酵罐总装料系数70-80％。开始醋酸发酵阶段，操作温度控制在29至31摄氏度。总酸逐渐上升，用酒精探头可检测发酵液残余酒精含量，待残酒达到0.1％时，同时开启母液筛分循环管路6和酒液补料装置12。母液筛分循环管路6通过循环泵7带动，将罐体1内的液体引出，经过过滤仓8，母液沿输液管道进入滤膜管19，通过滤孔20时，采用0.4-0.45微米孔径的微滤膜，采用错流过滤法，过滤醋液、醋酸菌畸形菌体、死菌体及其他颗粒大小小于0.4-0.45微米成分，滤出的液体由滤液出口21进入滤液出口9脱出，醋酸菌强壮菌体大小在0.6×2～3微米，不能通过膜孔，通过母液循环管路6流回罐体1。

母液脱出的部分，通过自动补酒液系统补充，通过酒精探头感测，控制酒精度始终保持在0.1±0.02％范围内，即单位时间内加入酒精的量和醋酸菌转化酒精变成醋酸的量相等。酒液通过酒液补料管13输送至雾化喷头18，雾化喷头18将酒液雾化喷入进气管11中，通过进气管11进入罐体1，给罐体1内损失的母液给予及时的补充，便于连续的完成液态醋的发酵工作。

需要指出的是，上述实施方式仅是本发明优选的实施例，对于本技术领域的普通技术人员来说，在符合本发明工作原理的前提下，任何等同或相似的替换均落入本发明的保护范围内。

Claims (2)

1.一种高效连续膜筛分自吸式液态醋发酵设备，包括罐体、凉水池、母液筛分循环管路和酒液补料装置，其特征在于：罐体内设置螺旋冷却管，螺旋冷却管一端联通罐体下部进入的冷却水管，螺旋冷却管的另一端联通罐体上部进入的冷却水管；冷却水管联通凉水池，形成冷却水管路；在冷却水管路上设置循环泵带动冷却水循环；罐体下部设置母液筛分循环管路联通罐体内部；罐体上端设置进气管，进气管中设置酒液补料装置；罐体下端设置电机带动罐体内的定子和转子旋转；

母液筛分循环管路包括循环泵和过滤仓，母液筛分循环管路通过循环泵带动，将罐体内的液体引出，经过过滤仓过滤后重新注入罐体内；过滤仓内设置滤物出口，将滤除的液体脱出；过滤仓包括筛分膜组、感测器安装层、滑道和提升块，过滤仓两侧的内壁上开设滑道，滑道内设置提升块，筛分膜组嵌装在滑道内，筛分膜组被提升块带动进行升降；筛分膜组下方设置感测器安装层；感测器安装层内设置压力感测器；

筛分膜组包括滤膜管、滤孔和滤液出口，筛分膜内设置两条以上的滤膜管，滤膜管上阵列分布滤孔；滤膜管通过滤孔联通滤液出口；

滤孔的孔径为0.4-0.45微米；

酒液补料装置包括酒液补料管和雾化喷淋头，酒液补料管一端伸入进气管中，在端口设置雾化喷淋头，酒液补料管的另一端连接酒液补料罐；

罐体设置温控探头和酒精探头。

2.一种应用权利要求1所述设备的一种高效连续膜筛分自吸式液态醋发酵工艺，其特征在于：

包括醋酸发酵步骤、膜筛分步骤和补料步骤，醋酸发酵步骤时，将酒液配制成标准酒液7-10％，泵入自吸式发酵罐中，加入10％种子罐菌种，发酵罐总装料系数70-80％；

开始醋酸发酵阶段，操作温度控制在29至31摄氏度，等待总酸逐渐上升，用酒精探头可检测发酵液残余酒精含量，待残酒达到0.1％时，同时开启母液筛分循环管路和酒液补料装置；

膜筛分步骤时，发酵母液泵入过滤仓，筛分膜组采用0.4-0.45微米孔径的微滤膜，采用错流过滤法，发酵母液通过筛分膜组进行筛分，醋液、醋酸菌畸形菌体、死菌体及其他颗粒大小小于0.4-0.45微米成分可以通过膜孔从滤液出口脱出，醋酸菌强壮菌体大小在0.6×2～3微米，不能通过膜孔，通过母液筛分循环管路回流入罐体；

补料步骤时，通过酒精检测，调整补料阀门开启的大小，控制酒精度始终保持在0.1±0.02％范围内，即单位时间内加入酒精的量和醋酸菌转化酒精变成醋酸的量相等，酒液通过雾化喷头雾化后通过进气管吸入发酵罐转子处，通过转子、定子的高速分散，迅速和发酵液混合均匀。