CN101693867B - 一种白酒陈化工艺及其装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于白酒陈化的技术领域，具体是白酒陈化的工艺及其装置，解决了现有白酒陈化陈酿时间长、酒损耗大等问题。其装置包括陈化器，陈化器内设有旋转填料和导流筒，导流筒内设置有液体提升装置，壳体上设液、气出口和液、气进口，液体进口连接密闭罐，气体进口与氧化性气体来源连接，液体出口连接储酒罐。工艺步骤如下，新酒送入陈化器，通入氧化性气体，处理3～5min，然后将气体放空，然后再通入氧化性气体，处理10～60min，将陈化的白酒送往储酒罐。用本发明催陈的白酒，口味醇正，醇厚绵软，处理后的酒精度基本不变，白酒中的有效成分的含量与陈酿多年的白酒相当，处理10～60min可相当于自然陈酿1～3年的效果。
Description
技术领域
本发明属于白酒陈化的技术领域，具体涉及一种在超重力条件下用氧化法进行白酒陈化工艺及其装置。
背景技术
新蒸馏出来的酒一般比较辣、暴冲、有刺激性味。新酒需要经一定时间贮存，才能使杂味消失，香味增加，酒体醇和绵软，口味协调，这个变化一般称为老熟。白酒老熟过程中，酒体发生了物理变化和复杂的化学变化。白酒的自然老熟是一个极漫长的过程且需大量的陈酿容器，导致了生产周期长、陈酿车间占地面积多等问题，这样必然会造成资金积压，不利于企业的扩大再生产。为此，人们寻找各种方法，缩短陈酿周期。近些年来涌现了多种白酒陈化方法，例如：超声波法、微波法、紫外线法、电场催陈，但这些物理方法设施昂贵、操作困难、且有可能改变酒中分子结构，导致酒体香气的丧失和风格的改变，有研究者尝试向新酒中添加氧化剂等助剂，但国家规定优级酒中不允许添加非发酵添加剂，也使得各种陈化剂的应用受到限制。研究人员对综合法催陈白酒进行了试验，专利CN101200686A综合了超声波、助剂和吸附三种技术催陈白酒，专利CN87101743A采用磁场、助剂结合的方法催陈白酒，虽然这些方法都在不同程度上加快了白酒老熟速度，但也使得整个催陈工艺变得复杂，增加催陈成本。CN101250474A公开了利用超重力技术陈化白酒的方法，大量空气通过酒体，将使酒中呈香物质和乙醇挥发逸出，影响酒的质量和产量。因此，国内多数名优酒厂仍采用自然老熟方法，这严重制约着高档名优酒的生产规模与产量。
如何在保证白酒相同口感质量和风格的基础上，采用人工老熟的方法来缩短陈酿期，已经成为众多酿酒企业十分关注的一个技术问题。
发明内容
本发明为了解决现有白酒陈化存在的陈酿时间长、酒损耗大以及卫生方面不达标等问题，提供了一种新型的白酒陈化工艺及其装置。
本发明采用如下的技术方案实现：白酒陈化装置，包括陈化器，其特征在于所述的陈化器包括壳体，壳体内腔上部位置设有圆环柱体形的旋转填料，壳体内腔中下部位置设有圆筒形的导流筒，导流筒上端插入旋转填料的内环之中并与旋转填料的内环之间留有间隙，导流筒内设置有液体提升装置，液体提升装置包括转轴，转轴下端设置叶轮，转轴与旋转填料同心连接并且上端穿出壳体与旋转动力机构连接；所述的壳体顶部设置液体进口和气体出口以及压力表，壳体底部设置液体出口和气体进口，液体进口连接相对其高位的设有加热装置(常用水浴锅)的用于盛放新酒的密闭罐，气体进口经气体加热器与氧化性气体来源连接，液体出口连接储酒罐，气体出口排空。
陈化器的壳体外壁的中下部套设有连接加热结构的夹套，夹套的高度为壳体总高的1/2～2/3。
夹套连接的加热结构可以是带有加热套的缓冲水槽，这样夹套上设进液口和出液口分别与带有加热套的缓冲水槽连接，进液口与缓冲水槽之间设置循环水泵。夹套连接的加热结构也可以是锅炉等热水来源。
旋转填料的轴向厚度为壳体内腔高度的1/4～1/3。导流筒插入旋转填料的长度是旋转填料轴向厚度的1/2～1/3，导流筒下端距壳体底部的距离为1～2倍的导流筒直径。叶轮在转轴上的安装位置距导流筒下端的距离为1/2～1倍叶轮直径，叶轮是螺旋桨或者涡轮。
氧化性气体来源为氧气罐或者臭氧发生器或者空气过滤机。旋转填料为不锈钢丝网或者散堆或规整的陶坛碎片；所述的导流筒为不锈钢或者陶坛材质。
白酒陈化工艺，在上述的白酒陈化装置中完成，步骤如下，
将1/3～1/2陈化器内腔体积的新酒预热到20～50℃后，送入陈化器，用氧化性气体清扫陈化器内腔后，控制氧化性气体使陈化器的压力在0.1～0.3Mpa，关闭出气阀门，开启转轴连接的旋转动力机构，将其转速调至1000～2000r/min，处理3～5min，(在此期间转轴带动旋转填料开始旋转，液体提升装置开始工作，在压力作用下，氧化性气体充满旋转填料的空隙，液体提升装置将新酒连续提升到旋转填料内侧，在旋转填料高速旋转的作用下，新酒从内侧沿径向通过旋转填料，与填料空隙中的氧化性气体进行接触和催熟反应，新酒得到陈化)，然后打开出气阀门，将气体放空，然后再次通入氧化性气体，控制压力在0.1～0.3MPa，关闭出气阀门，开启转轴连接的旋转动力机构，将其转速调至1000～2000r/min，处理10～60min后，将体系温度降温至20℃以下，打开出液阀门，将陈化的白酒送往储酒罐。所述的氧化性气体为空气、氧气或者臭氧。
白酒老熟过程中包括氧化、酯化、缩合等化学反应，这些化学反应会随着白酒中各种成分含量比例关系的不断变化而随之进行，直到反应达到平衡为止，而以上这些反应均与氧化反应有密切关系。因此，氧化反应的效果对白酒老熟有极大的影响。氧化性气体对酒的陈化过程实质上是气-液接触传质过程，本发明所述的白酒陈化装置可极大地强化气-液间的传质。陈化器上部设有的旋转填料，旋转填料是主要的气液接触区域，在压力作用下，氧化性气体充满填料的空隙，酒液会被高速旋转的填料撕成极薄的液膜、液丝及液滴，产生巨大的相界面；同时，液膜、液丝及液滴的更新速率也得到极大的提高。在旋转填料中微观混合过程和传递过程得到极大地强化，一方面，极大地增大氧化性气体在酒中的浓度；另一方面，加快了氧化性气体向酒中的扩散速度。
另外，白酒作为一种深受消费者喜爱的餐桌饮料，国家对其卫生标准有着严格的规定。白酒陈化器在导流筒内设置了液体提升装置，实现了新酒在陈化器内的循环处理，液体提升装置将新酒提升到导流筒的上端，然后送入旋转填料内侧，在旋转填料高速旋转的作用下，新酒从内侧沿径向通过旋转填料，并与旋转填料空隙中的氧化性气体进行接触和反应，之后流回陈化器底部，如此反复循环。陈化器的这种内循环结构，使得新酒直接在陈化器内做循环处理，避免了外部输送设备(如泵、管道)对酒体的污染，使得整个催陈过程更加卫生。
乙醇极易挥发，若将与新酒仅仅接触并反应一次的氧气排放，不但会造成氧气的巨大浪费，更会造成大量乙醇的挥发，而导致酒体淡薄，产量下降。本发明提出的催陈白酒的工艺中，氧气一次性通入陈化器，直至处理完成后排放，这样避免了新酒的挥发，使酒损耗基本为零；而且可在一定程度上提高老熟温度，增加分子内能，加快氧化、酯化反应以及缔合作用。
综上，本发明具有如下有益效果：所述的工艺利用陈化器气液传质效率高、更新速率快，密闭、循环处理，体积小，结构简单，易操作等优点和以氧气或空气(或控制定量臭氧浓度)为氧化性气体不改变白酒风格特征的优点，解决了白酒陈酿时间长、酒损耗大以及卫生方面不达标等现有技术存在的问题。
本发明的工艺中所用的气体采用氧气、空气，不改变酒体分子结构，对人身体无害，不影响酒体风格。
本发明所述的陈化白酒的装置体积小、占地面积小，结构简单，操作简便，与现有技术相比，大大加快新酒老熟进程，减少酒损耗。
用本发明催陈的白酒，口味醇正，醇厚绵软，处理后的酒精度基本不变，白酒中的有效成分的含量与陈酿多年的白酒相当，处理10～60min可相当于自然陈酿1～3年的效果。
附图说明
图1为本发明白酒陈化的工艺流程图
图2是本发明白酒陈化器的结构示意图
图中：1-氧气罐，2-气体加热器，3-进气阀门，4-陈化器，5-压力表，6-水浴锅，7-密闭罐，8-储酒罐，9-循环水泵，10-缓冲水槽，11-壳体，12-旋转填料，13-导流筒，14-转轴，15-叶轮，16-液体进口，17-气体进口，18-液体出口，19-气体出口，20-夹套，21-出气阀门，22-进液阀门，23-出液阀门。
具体实施方式
结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。
如图1、图2所示，盛放新酒的密闭罐7放在高位台上，高位台略高于陈化器4的液体进口16，密闭罐7外有水浴锅6，陈化器4的液体进口18与密闭罐7的出液口相连，陈化器4顶端设有压力表5，陈化器外部设有夹套20，夹套20的高度为陈化器的壳体11总高的1/2～2/3，夹套20的入口和出口分别与循环水泵9和带加热套的缓冲水槽10相连，陈化器4的液体出口与储酒罐8相连，陈化器4的气体进口17经过一个气体加热器2与氧气罐1或臭氧发生器或过滤空气的空气过滤机相连，陈化器4的气体出口19直接排空。陈化器1包括壳体11，壳体11内腔上部位置设有圆环柱体形的旋转填料12，壳体11内腔中下部位置设有圆筒形的导流筒13，导流筒13上端插入旋转填料12的内环之中并与旋转填料12的内环之间留有间隙，不发生摩擦，即导流筒13的外径小于圆环柱体旋转填料12的内环直径。导流筒13插入旋转填料12的长度是旋转填料12轴向厚度的1/2～1/3，导流筒13下端距壳体11底部的距离为1～2倍的导流筒直径。导流筒13内设置有液体提升装置，液体提升装置包括转轴14，转轴14下端设置叶轮15，叶轮15在转轴14上的安装位置距导流筒13下端的距离为1/2～1倍叶轮直径，叶轮15是螺旋桨或者涡轮。转轴14与旋转填料12连接并且上端穿出壳体11与旋转动力机构连接。与旋转填料12固定连接的转轴14相连的电机为调速电机，由变速调节器控制。旋转填料12可以是不锈钢丝网、散堆或规整的陶坛碎片，导流筒13可以是不锈钢或陶坛材质。旋转填料12的轴向厚度为壳体11内腔高度的1/4～1/3。
工作时，开启与夹套20相连的缓冲水槽10的加热装置，调节其到一定温度，开启循环水泵9，使热水在夹套20中流动，同时，开启水浴锅6预热密闭罐7中的新酒到一定温度，打开密闭罐7排液阀，使新酒依靠重力流入陈化器4内。关闭陈化器液体进口16后，打开气体进口17、气体出口19，用氧化性气体清扫陈化器，待气体检测仪读数稳定后，关闭气体出口19，继续向陈化器充入氧化性气体，直至压力表显示压力在0.1～0.3MPa停止输送气体。开启旋转动力电机，调节变速调节器调整电机转速在1000～2000r/min之间。
采用空气作为氧化性气体时，需要经过空气过滤机过滤、除菌，再经过气体加热器加热后输入陈化器，采用臭氧和纯氧作为氧化性气体时，直接经过气体加热器加热后即可输入陈化器。
实施例一：
催陈市售散白酒，调节水浴锅将散酒预热到20℃，调节缓冲水槽温度并开启循环水泵，维持陈化器温度在20℃，将新酒注入陈化器，打开进气、出气阀门，通入臭氧，待陈化器内臭氧浓度达到10mg/L左右，关闭排气阀后继续通臭氧至臭氧压力为0.3MPa，开启陈化器，通过变速调节器调节旋转填料转速为1500r/min，处理3min，气体放空，然后再次通臭氧至臭氧压力为0.3MPa，开启陈化器，转速为1500r/min，处理40min，将体系温度降温至20℃以下，打开液体出口阀门，将陈化的白酒送往储酒罐。经催陈的散酒，基本无酒损耗，总醛明显下降，酒体透明，辛辣味减少，有余香，陈酒感明显增强，且饮后无上头现象，口感品评相当于于自然储存半年的白酒，总酸、总酯、总醛含量及酒精度见表1。
表1 总酸、总酯、总醛含量及酒精度
| 新酒 | 例1 | 新酒自然储存半年 | |
| 总酸(g/L) | 0.0365 | 0.0192 | 0.0254 |
| 总酯(g/L) | 0.1762 | 0.3696 | 0.3128 |
| 总醛(g/L) | 0.6813 | 0.3425 | 0.5493 |
| 酒精度 | 70 | 68.2 | 69.8 |
实例二
催陈汾阳王新酒，调节水浴锅将散酒预热到30℃左右，调节缓冲水槽温度并开启循环水泵，维持陈化器温度在30℃左右，将新酒注入陈化器，打开排气阀，通入氧气，待陈化器内氧气浓度大于95％vol后，关闭排气阀后继续通氧气至氧气压力为0.1MPa，开启陈化器，通过变速调节器调节旋转填料转速为1000r/min，处理5min，气体放空，然后再次通氧气至氧气压力为0.1MPa，开启陈化器，转速为1000r/min，处理60min，将体系温度降温至20℃以下，打开液体出口阀门，将陈化的白酒送往储酒罐。经氧气催陈的散酒，基本无酒损耗，总醛明显下降，冲辣味减少，酒质有明显提高，突出了绵甜醇和的风格，酒质柔和，效果明显。口感品评相当于于自然储存3年的白酒，总酸、总酯、总醛含量及酒精度见表2。
表1 总酸、总酯、总醛含量及酒精度
| 新酒 | 例2 | 新酒自然储存3年 | |
| 总酸(g/L) | 0.6072 | 0.9662 | 0.8057 |
| 总酯(g/L) | 1.2672 | 3.642 | 1.5729 |
| 总醛(g/L) | 0.5752 | 0.3546 | 0.3952 |
| 酒精度 | 70 | 68.7 | 68.7 |
实例三
催陈汾阳王新酒，调节水浴锅将散酒预热到50℃左右，调节缓冲水槽温度并开启循环水泵，维持陈化器温度在50℃左右，将新酒注入陈化器，关闭排气阀，通入无菌空气至空气压力为0.2MPa，开启陈化器，通过变速调节器调节旋转填料转速为2000r/min，处理处理4min，气体放空，然后再次通无菌空气至空气压力为0.2MPa，开启陈化器，转速为2000r/min，处理10min，将体系温度降温至20℃以下，打开液体出口阀门，将陈化的白酒送往储酒罐。经空气催陈的散酒，基本无酒损耗，总醛明显下降，新酒味明显减轻，具有清香型白酒的典型香味，香气平衡协调，香味浓郁。口感品评相当于于自然储存一年的白酒，总酸、总酯、总醛含量及酒精度见表3。
表3 总酸、总酯、总醛含量及酒精度
| 新酒 | 例3 | 新酒自然储存1年 | |
| 总酸(g/L) | 0.6072 | 0.8374 | 0.8464 |
| 总酯(g/L) | 1.2672 | 1.5542 | 1.5391 |
| 总醛(g/L) | 0.5752 | 0.3971 | 0.4268 |
| 酒精度 | 70 | 69.5 | 69.1 |
Claims (9)
1.一种白酒陈化装置，包括陈化器(4)，其特征在于所述的陈化器(4)包括壳体(11)，壳体(11)内腔上部位置设有圆环柱体形的旋转填料(12)，壳体(11)内腔中下部位置设有圆筒形的导流筒(13)，导流筒(13)上端插入旋转填料(12)的内环之中并与旋转填料(12)的内环之间留有间隙，导流筒(13)内设置有液体提升装置，液体提升装置包括转轴(14)，转轴(14)下端设置叶轮(15)，转轴(14)与旋转填料(12)同心连接并且上端穿出壳体(11)与旋转动力机构连接；所述的壳体(11)顶部设置液体进口(16)和气体出口(19)以及压力表(5)，壳体(11)底部设置液体出口(18)和气体进口(17)，液体进口(16)连接相对其高位的设有加热装置的用于盛放新酒的密闭罐(7)，气体进口(17)经气体加热器(2)与氧化性气体来源连接，液体出口(18)连接储酒罐(8)，气体出口(19)排空。
2.根据权利要求1所述的白酒陈化装置，其特征在于陈化器的壳体(11)外壁的中下部套设有连接加热结构的夹套(20)，夹套(20)的高度为壳体(11)总高的1/2～2/3。
3.根据权利要求1所述的白酒陈化装置，其特征在于夹套(20)上设进液口和出液口分别与带有加热套的缓冲水槽(10)连接，进液口与缓冲水槽之间设置循环水泵(9)。
4.根据权利要求1所述的白酒陈化装置，其特征在于所述的旋转填料(12)的轴向厚度为壳体(11)内腔高度的1/4～1/3。
5.根据权利要求1所述的白酒陈化装置，其特征在于导流筒(13)插入旋转填料(12)的长度是旋转填料(12)轴向厚度的1/2～1/3，导流筒(13)下端距壳体(11)底部的距离为1～2倍的导流筒直径。
6.根据权利要求1所述的白酒陈化装置，其特征在于所述的氧化性气体来源为氧气罐或者臭氧发生器或者空气过滤机。
7.根据权利要求1所述的白酒陈化装置，其特征在于所述的旋转填料(12)为不锈钢丝网或者散堆或规整的陶坛碎片；所述的导流筒(13)为不锈钢或者陶坛材质。
8.根据权利要求1所述的白酒陈化装置，其特征在于所述的叶轮(15)在转轴(14)上的安装位置距导流筒(13)下端的距离为1/2～1倍叶轮直径，叶轮(15)是螺旋桨或者涡轮。
9.一种白酒陈化工艺，所述的工艺在权利要求1至8之一所述的白酒陈化装置中完成，其特征在于：步骤如下，
将1/3～1/2陈化器内腔体积的新酒预热到20～50℃后，送入陈化器，用氧气清扫陈化器内腔，待陈化器内氧气浓度达到95％vol以上后，关闭出气阀门，控制氧化性气体使陈化器的压力在0.1～0.3Mpa，开启转轴连接的旋转动力机构，将其转速调至1000～2000r/min，处理3～5min，然后打开出气阀门，将气体放空然后再次通入氧化性气体，控制压力在0.1～0.3MPa，关闭出气阀门，开启转轴连接的旋转动力机构，将其转速调至1000～2000r/min，处理10～60min后，将体系温度降温至20℃以下，打开出液阀门，将陈化的白酒送往储酒罐。
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