CN102443531B - 密闭固体发酵食醋生产工艺及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种食品生产方法和设备,即一种密闭固体发酵食醋生产工艺及设备,其工艺是把大米或其他淀粉原料与水装入罐中,加水和糖化酶,密闭并进行机械搅拌,充入清洁空气,控制罐内温度,糖化完成后加入酵母大曲进行醇化,再加入麸皮稻壳玉米芯和醋酸菌进行醋化,当醋醅成熟后直接加水浸泡淋取醋液,或把罐内温度提高制取熏醋;所说的设备有一个中空的罐体(2),罐体(2)设有进料口(8)和出料口(15),还设有充气管(9)和排气管(6),并且设有物料翻搅装置和温度控制装置。其有益效果是:实现了翻料、供氧、控温机械化,场地和人工大幅减少,挥发气体完全回收,避免了环境污染,改善了劳动条件,生产效率显著提高,并为实现计算机程序控制提供了条件,使传统的固体制醋工艺发生了革命性的变化。
Description
技术领域
本发明涉及一种食品机械,即一种密闭固体发酵食醋生产工艺及设备。
背景技术
食醋是由淀粉原料经发酵转化而来,其发酵工艺分为液体发酵和固体发酵两种。液体发酵产品纯度高,但成分单一,味觉较差,且工艺复杂,设备昂贵,成本较高。因此,传统的固体发酵工艺仍然是食醋工业的主要工艺。固体发酵就是把原料置于容器中,加糖化酶、酵母、醋酸菌等发酵剂,在氧气参与下,在一定的水分和温度条件下,完成淀粉、糖、醇、醋的转化过程。在大规模生产企业,所用的容器是多个并排的发酵池。在生产规模较小的情况下,所用的容器是成排的陶缸。为了使物料均匀接触氧气,需要对容器中的物料进行多次翻转搅拌。受工艺条件限制,目前,物料的翻搅均靠人力,用锨、勺或简单的翻醅机来完成。由于翻搅的要求较高,所以须采用多个容器,连续翻倒,由工人把发酵的物料由一个容器倒到另一个容器中,称作“倒池”或“倒缸”。由于固体发酵所用的容器都是敞口容器,在翻倒过程中,物料散发出大量气体,虽然这些气体的成分多为醋酸,但扩散到空气中以后,即表现出强烈的腐蚀性和刺激性,成为破坏环境的污染源。受其影响,食醋生产场所气味难闻,作业条件十分恶劣,如果防护不当,就会对工人的身体造成伤害,对厂房、设备以及周围的环境亦有一定的负面影响。此外,由于发酵容器较多,占用的场地较大,温度控制比较困难。通过控制室温来调节温度,不仅空间大,浪费热能,而且还要考虑工人的耐受能力,不能太热,调节范围十分有限,因而直接影响到发酵的效率。特别是在制取熏醋时,还要把发酵的物料从发酵车间取出,移至温度更高的场所,加工过程非常繁琐。
发明内容
本发明的目的是提供一种不用人工翻倒物料,且供气充分,温度可控,避免空气污染,发酵效率高、质量好,占用场地小,生产成本低的密闭固体发酵食醋生产工艺设备。
上述目的是由以下技术方案实现的:提供一种密闭固体发酵食醋生产工艺,包括把物料进行发酵,制取食醋的过程,其特点是:所说的密闭固体发酵食醋生产工艺是,把大米或其他含淀粉物料装入密闭罐中,加水并进行机械搅拌,充入清洁空气,控制罐内温度,加入糖化酶糖化后,加入酵母大曲进行醇化,再加入麸皮稻壳玉米芯进行醋化,再把成熟的醋醅加水浸泡后淋取醋液,或把罐内醋醅加热制取熏醋。
一种密闭固体发酵食醋生产设备,其特点是:所说的食醋生产设备有一个中空的罐体,罐体设有进料口和出料口,进料口和出料口上都设有可开关的密封盖,出料口还设有淋醋管,罐体还设有充气管和排气管,排气管接入气体回收器,并且设有物料翻搅装置和温度控制装置。
所说的物料翻搅装置是在罐体上穿装一支转轴,转轴两端通过轴承支撑在机架上,转轴的一端通过传动部件与动力机相联系,罐体内的转轴周围装有外凸的板状搅拌齿。
所说的物料翻搅装置是:罐体两端分别与转轴相固连,转轴通过转动轴承支撑在机架上,罐体及转轴并通过传动部件与动力机相联系,可在动力机的带动下转动。
所说的温度控制装置是:罐体的大部分罐壁为双层,双层罐壁之间形成密闭的空腔,空腔设有进水管和出水管。
所说的温度控制装置是设在罐体内的温度传感器。
所说的进水管通过阀门分别与热水源和冷水源相接。
所说的食醋生产设备设有计算机自动控制装置。
本发明的有益效果是:采用密闭罐体代替多个敞口的容器,实现了翻料、供氧、控温机械化,场地和人工大幅减少,挥发气体完全回收,避免了环境污染,改善了劳动条件,生产效率显著提高,并为实现计算机程序控制提供了条件,使传统的固体制醋工艺发生了革命性的变化。
附图说明
图1是第一种实施例的主视图;
图2是第二种实施例的主视图;
图3是第三种实施例的框图。
图中可见:机架1,罐体2,空腔3,转轴4,气体回收器5,排气管6,搅拌齿7,进料口8,充气管9,进水管10,传动齿轮11,变速箱12,动力机13,回水管14,出料口15,琳醋管16。
具体实施方式
第一种实施例:如图1所示,这种食醋生产设备是在机架(1)上支撑一个平置的罐体(2),罐体(2)上方设有进料口(8),下面设有出料口(15),进料口(8)和出料口(15)上都设有可开关的密封盖。在出料口(15)里面装有可拆卸的淋醋装置,并接出淋醋管(16)。罐体(2)内还接出进气管(9)和排气管(6),进气管(9)通过气泵连通清洁空气源。排气管(6)接入气体回收器(5)。罐体(2)的外围除了上侧以外都是双层罐壁,形成一个可以盛装水等流体介质的空腔(3)。空腔(3)分别接有进水管(10)和出水管(14)。在罐体(2)中间装有一支转轴(4),转轴(4)与罐体(2)为密封滑动配合,罐体(2)内的转轴(4)周围装有外凸的板状搅拌齿(7),转轴(4)两端通过轴承支撑在机架(1)上,一端通过传动齿轮以及变速箱(12)与动力机(13)组成传动副。这里的动力机(13)可以是电动机,也可以是柴油机、汽油机、畜力机等等,图中推荐的是电动机。
工作时,把大米或其他含淀粉物料从进料口(8)装入罐体(2),加水并进行机械搅拌,充入清洁空气,控制罐内温度,加入糖化酶糖化后,加入酵母大曲进行醇化,再加入麸皮稻壳玉米芯进行醋化,再把成熟的醋醅加水浸泡后淋取醋液,或把罐内醋醅加热制取熏醋。期间,可根据需要,开动电动机,带动转轴(4)及搅拌齿(7)转动,翻搅罐内的物料,以便使物料与空气均匀的接触,有利于好气菌类生长,促使发酵向着既定方向进行。如果罐内空气不足,即可打开气泵,通过充气管(9)向罐内输送清洁空气。在罐内压力超标时可打开排气管(6),将罐内挥发气体排入气体回收器(5)回收利用。如果需要降低罐内温度,即可通过进水管(10)向双层罐壁的空腔(3)内打入冷水,也可以打开回水管(14)排出空腔(3)里面的水。当然,这里的冷水也可以是冷气或其他流体制冷介质。排出的水可以通过冷凝再次循环,也可以作为温水另作他用。当罐内需要升温时,可以先排出冷水,再使进水管(10)接热水源,使热水进入空腔(3)。当然,这里所说的热水源,方式很多,也可以是在进水管(10)上装设加热器,把通过的水加热。当物料发酵成熟后,打开淋醋管(16),醋液即可排出。当一罐物料加工过程结束时,打开出料口(15),卸下淋醋的过滤器,即可放出废渣。
通过两年多的实验证明,这种设备及其工艺和传统的敞口发酵相比,优势非常明显。首先,以机械作业代替了人力作业,降低了劳动强度和人力成本。密闭发酵杜绝了挥发气体的泄露,挥发的醋酸得到回收,提高了产品得率,避免了空气污染,改善了劳动条件。密闭罐体便于控制供氧量,防止缺氧或过氧,既可保证有益菌种的活动,又能避免醋酸在过量氧气中分解还原。密闭罐体便于控制温度,可根据需要随时升温或降温,使产量和质量同步增长。据测算:每kg主料生产3.5%的醋酸由12kg增加到14.1kg,转酸率提高17.5%。从制麯、糖化、醇化到醋化,生产周期由原来的30天减少到20天。以加工500kg主料的单台机计算,占地12m2,而用缸制醋则需要40个缸,占地42m2,用酵池需要占地26m2,分别节约38m2和14m2。供热体积本机仅为罐内体积约3m3,而用缸则需要整个室内供热126m3,用发酵池需要78m3。采用本机加工10000kg主料用工人1名,而用缸则需要工人20名,酵池需要工人5名,分别减少了19名和4名。可见,经济效益和环境效益都非常显著。
第二种实施例:图2所介绍的密闭固体发酵食醋生产设备,其工作原理与前例相同,也是机架(1)上支撑一个平置的罐体(2),罐体(2)上方设有进料口(8),下面设有出料口(15),进料口(8)和出料口(15)上都设有可开关的密封盖,在出料口(15)里面装有可拆卸的淋醋装置,并接出淋醋管(16),罐体(2)内还接出进气管(9)和排气管(6),进气管(9)通过气泵连通清洁空气源,排气管(6)接入气体回收器(5),罐体(2)的外围有双层罐壁,形成一个可以盛装水等流体介质的空腔(3),空腔(3)分别接有进水管(10)和出水管(14)。所不同的是:前例的罐体(2)不动,转轴(4)转动,带动罐体(2)里面的搅拌齿(7)翻动物料。而本例则是在罐体(2)的两端固定装配同心的转轴(4),也就是通常所说的半轴。转轴(4)和罐体(2)在动力机的带动下一起转动,罐内的物料即可得到充分的搅拌和翻动。由于罐体(2)转动,进气管(9)、排气管(6)以及进水管(10)、回水管(14)都通过转轴(4)进入罐内。考虑到装料和卸料的方便,这里推荐采用如图所示的球形罐体(2)。当然,也可采用前例所介绍的筒状罐体。
第三种实施例:如图3所示,采用计算机程序控制装置,特别推荐采用单片机控制装置。由图可见,这种单片机一边与罐体(2)的温度探测器、溶氧探测器、压力传感器、水分探测器、糖化醇度醋酸指标测定仪相连,另一边与电动机(13)、水泵、电热器、放水阀、充气泵、排气阀、淋醋阀、除渣阀相连。通过采集罐内的各项数据,进行处理后发出指令,完成各项工艺步骤,使整个工艺过程处于更加合理的状态,其各项经济技术指标更加优化。
Claims (5)
1.一种密闭固体发酵食醋生产设备,其特征在于:在机架(1)上支撑一个平置的罐体(2),罐体(2)上方设有进料口(8),下面设有出料口(15),进料口(8)和出料口(15)上都设有可开关的密封盖,在出料口(15)里面装有可拆卸的淋醋装置,并接出淋醋管(16),罐体(2)内还接出进气管(9)和排气管(6),进气管(9)通过气泵连通清洁空气源,排气管(6)接入气体回收器(5),罐体(2)的外围除了上侧以外都是双层罐壁,形成一个盛装水的空腔(3),空腔(3)分别接有进水管(10)和出水管(14),在罐体(2)上穿装有一转轴(4),转轴(4)与罐体(2)为密封滑动配合,罐体(2)内的转轴(4)周围装有外凸的板状搅拌齿(7),转轴(4)两端通过轴承支撑在机架(1)上,一端通过传动齿轮以及变速箱(12)与动力机(13)组成传动副。
2.一种密闭固体发酵食醋生产设备,其特征在于:在机架(1)上支撑一个平置的罐体(2),罐体(2)上方设有进料口(8),下面设有出料口(15),进料口(8)和出料口(15)上都设有可开关的密封盖,在出料口(15)里面装有可拆卸的淋醋装置,并接出淋醋管(16),罐体(2)内还接出进气管(9)和排气管(6),进气管(9)通过气泵连通清洁空气源,排气管(6)接入气体回收器(5),罐体(2)的外围有双层罐壁,形成一个盛装水的空腔(3),空腔(3)分别接有进水管(10)和出水管(14),罐体(2)两端分别与同心的转轴(4)相固连,转轴(4)通过轴承支撑在机架(1)上,罐体(2)及转轴(4)通过传动部件与动力机相联系,可在动力机的带动下转动,进气管(9)、排气管(6)以及进水管(10)、回水管(14)都通过转轴(4)进入罐内。
3.根据权利要求1或2所述的密闭固体发酵食醋生产设备,其特征在于:所说的进水管(10)分别与冷热水源相接。
4.根据权利要求1或2所述的密闭固体发酵食醋生产设备,其特征在于:所说的罐体(2)内的设有温度传感器。
5.根据权利要求1或2所述的密闭固体发酵食醋生产设备,其特征在于:所说的食醋生产设备设有计算机自动控制装置。
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