CN103224857A

CN103224857A - 以甜高粱秆为原料的自动化酿酒设备

Info

Publication number: CN103224857A
Application number: CN2012100213263A
Authority: CN
Inventors: 艾铭晋
Original assignee: SHANXI DINGSHENG FINE CO Ltd
Current assignee: SHANXI DINGSHENG FINE CO Ltd
Priority date: 2012-01-31
Filing date: 2012-01-31
Publication date: 2013-07-31

Abstract

本发明涉及甜高粱秸秆制取酒精领域，具体为一种以甜高粱秆为原料的自动化酿酒设备及方法，解决现有技术存在原料露天粉碎、输送，粉尘大、除菌困难、无法连续生产、发酵时间长、酒精产量低等问题，甜高粱秸秆经原料输送机送入粉碎机，粉碎后经密闭管道进入灭菌集料罐；然后进入输送机，同时由接种喷淋管进行接种；配菌拌料后，封闭形式下送入旋桶式固态发酵罐中发酵；发酵后的物料在封闭形式下送入酒精蒸馏器中进行连续蒸馏，含酒精的蒸汽进入冷却塔分离即可。发酵时间缩短，各项指标易控，菌种混合度均匀，发酵料发酵均衡，杜绝了对环境的污染，使发酵更为纯净，提高了产品质量，可连续不间断进行，提高了生产效率。

Description

以甜高粱秆为原料的自动化酿酒设备

技术领域

本发明涉及一种采用农副产品制取酒精或酒的设备，具体为一种以甜高粱秆为原料制取酒精或酒的设备。

背景技术

现有技术的利用甜高粱进行发酵制取酒精的方法主要由液态发酵技术和固态发酵技术，液态发酵技术由于是先榨取甜高粱秸秆中的汁液，利用汁液进行液态发酵，在实际应用中存在在榨汁的过程中会有大量糖分损失，而且工艺复杂，成本较高的问题。而现有的固态发酵技术是先接种，然后在发酵池中发酵，结束后再将发酵料装入蒸馏釜中进行蒸馏，得到乙醇产品。上述过程中，发酵前需将甜高粱秸秆进行露天粉碎并露天输送，造成原材料粉碎粉尘大、原料堆积占地面积大，除菌困难，污染空气；此外从发酵到蒸馏过程中需要经过物料的几次转移，无法连续进行发酵操作，而且接种或发酵时，菌种与原料混合不均匀，致使发酵时间长，发酵料发酵不匀，酒精产量低，生产成本高。占地面积大、而且不适合自动化生产。中国专利200710126780公开了一种“甜高粱秆等秸秆连续发酵蒸馏乙醇生产工艺”，其整个生产过程为开放式，容易产生污染及温度损失。中国专利200820080140公开的一种“以生物质为原料的乙醇制备系统”。其设置一级、二级和三级螺旋输送机构，在二级输送机构上设置有输送连接管及给料装置。中国专利200810152465公开的一种“甜高粱秸秆固态连续发酵及蒸馏生产乙醇工艺及系统”。其采用连续固态发酵及自动化生产系统，原料经一至十层托料装置连续翻料及发酵处理，然后经预热、强化蒸馏及残蒸三个步骤得乙醇。

发明内容

本发明提供一种以甜高粱秆为原料的自动化酿酒设备。解决了现有甜高粱进行发酵制取酒精时采用固态发酵技术存在原材料露天粉碎、露天输送，粉尘大、除菌困难、污染空气以及无法连续生产、发酵时间长、酒精产量低等问题，

本发明是采用如下技术方案实现的：

一种以甜高粱秆为原料的自动化酿酒设备，包括原料输送机，与原料输送机相连的粉碎机，固态发酵罐和酒精蒸馏器，其特征是粉碎机的出料口通过密闭管道连接灭菌集料罐，在灭菌集料罐下方装有输送机，灭菌集料罐的出料口与输送机的进料斗密闭相连，输送机上方装有与酵母培养罐相连的接种喷淋管，输送机的出料端与固态发酵罐进料端密闭连接，固态发酵罐的出料端与酒精蒸馏器密闭连接，所述酒精蒸馏器的酒精蒸汽出口经管道与冷却塔连接。

所述的一种以甜高粱秆为原料的自动化酿酒设备，其特征是所述的灭菌集料罐包含罐体，罐体顶部设有维修口，底部设有集料口，罐体顶部开有进料口，罐体内沿内壁安装有环形高温蒸汽管道，罐体内上方安装有紫外线灭菌器。

所述的一种以甜高粱秆为原料的自动化酿酒设备，其特征是所述的固态发酵罐为旋桶式固态发酵罐。

所述的一种以甜高粱秆为原料的自动化酿酒设备，其特征是所述的酒精蒸馏器包括固定盘、一端活动安装在固定盘上的传动轴，以及安装在传动轴上、并由驱动装置控制的传动轮，传动轴上固定有定位盘，定位盘上装有甄锅，各甄锅下方分别连有与高温蒸汽源相通的高温蒸汽输送管，甄锅上方的活动甄锅盖分别连有酒精蒸汽输送管，各酒精蒸汽输送管末端与酒精蒸汽出口连通。

所述的以甜高粱秆为原料的自动化酿酒设备，其特征在于所述的定位盘上至少装有两个甄锅。

与现有技术相比，本发明侧重于环保构思，把原料粉碎同灭菌、原料输送、酵母配菌有机的结合起来，从原料输送、原料粉碎到原料灭菌、酵母配菌，形成在密闭环境中把配好菌的原料送入旋桶式固态发酵罐中进行发酵，然后通过酒精蒸馏器实现连续蒸馏，本发明所述设备与工艺有机结合，使得整个发酵时间缩短，各项指标易控，菌种混合度均匀，发酵料发酵均衡，排放废气易于收集控制，杜绝了对环境的污染，提高了发酵的性能，使发酵更为纯净，提高了产品质量，而且整个生产过程可连续不间断进行，自动化程度高，大大提高了生产效率，降低了生产成本。

附图说明

图1为本发明所述设备的结构示意图；

图2为图1中灭菌集料罐的结构示意图；

图3为图1中酒精蒸馏器的结构示意图；

图4为图3的俯视图；

图中：1-原料输送机；2-粉碎机；3-密闭管道；4-灭菌集料罐；5-输送机；6-进料斗；7-接种喷淋管；8-固态发酵罐；9-酒精蒸馏器；10-酒精蒸汽出口；11-管道；12-酒精出料口；13-冷却塔；

4.1-罐体；4.2-维修口；4.3-集料口；4.4-进料口；4.5-高温蒸汽管道；4.6-紫外线灭菌器；

9.1-固定盘；9.2-传动轴；9.3-传动轮；9.4-定位盘；9.5-甄锅；9.6-高温蒸汽输送管；9.7-活动甄锅盖；9.8-酒精蒸汽输送管，9.9-加料孔。

具体实施方式

上述原料输送机、粉碎机、输送机、固态发酵罐、冷却塔等设备均为现有公知产品，其结构和工作原理是本领域普通技术人员所熟知的。所述输送机又称螺旋输送机，旋转的螺旋叶片将物料推移而进行输送，输送的同时也能对物料起到进一步混合搅拌作用；所述粉碎机又称爪式粉碎机，进料斗的物料借自重和负压吸力而进入粉碎室的中央，受离心力和气流作用，自内圈向外圈运动，同时受到动、定齿爪和筛片的冲击，剪切和搓擦、摩擦作用而粉碎，合格的粉碎料通过筛孔而排出机外进入输送管道内；粗粒继续受到打击，直到通过筛孔为止。

所述的固态发酵罐为旋桶式固态发酵罐，为现有公知产品，由驱动装置控制转轴旋转，继而驱动整个桶式发酵罐旋转，与传统固定式发酵罐相比，可以通过罐体的间歇旋转运动，进一步混合原料，使其进行更好的发酵反应，使得发酵更彻底。

利用上述设备完成甜高粱秸秆连续式密闭配料自动化固态发酵的方法，包括以下步骤：

（1）原料粉碎灭菌处理：甜高粱秸秆经原料输送机送入粉碎机粉碎至直径≤1mm，长度≤10mm，然后经密闭管道后由进料口进入灭菌集料罐，在原料下落过程中，紫外线灭菌器发出的紫外线作用于原料表面，进行一次灭菌，同时控制高温蒸汽管道内的高温蒸汽在120~150℃，对原料进行15~20分钟蒸烤，进行二次灭菌；

（2）酵母接种混合配料：经灭菌后的原料由灭菌集料罐的集料口进入输送机的进料斗，在进入的同时经由接种喷淋管进行接种，接种重量为原料总重量的0.8~1.2‰；

（3）固态发酵：经输送机配菌拌料后，在封闭形式下送入旋桶式固态发酵罐中进行发酵，发酵温度为26~32℃，发酵时间为24~40小时；

（4）连续蒸馏：发酵后的物料在封闭形式下送入酒精蒸馏器中进行连续蒸馏，经过15~20分钟的蒸馏后，所含酒精的蒸汽经酒精蒸汽出口进入冷却塔；

（5）酒精分离：酒精蒸汽在冷却塔内冷凝过滤后，经下部的酒精出料口进入储酒罐进行储藏。

上述灭菌集料罐中紫外线灭菌器发出的紫外线波长为260nm。公知波长为200~300nm的紫外线都有杀菌能力，本发明经过多次试验及经验总结确定当紫外线波长为260nm时，杀菌力最强，紫外线杀菌机理主要是因为它诱导了胸腺嘧啶二聚体的形成和DNA链的交联，从而抑制了DNA的复制。另一方面，由于辐射能使空气中的氧电离成[O]，再使O₂氧化生成臭氧（O₃）或使水（H₂O）氧化生成过氧化氢（H₂O₂）。O₃和H₂O₂均有杀菌作用。

参照附图，本发明的以甜高粱秆为原料的自动化酿酒设备，包括固态发酵罐8、酒精蒸馏器9，所述的固态发酵罐8为旋桶式固态发酵罐，还包括原料输送机1、与原料输送机下料端相连的粉碎机2，粉碎机的出料口通过密闭管道3连有灭菌集料罐4，灭菌集料罐4下方装有输送机5，灭菌集料罐4的集料口与输送机5的进料斗6密闭相连，输送机5上方装有与酵母培养罐相连的接种喷淋管7，输送机5的出料端与固态发酵罐8进料端密闭连接，固态发酵罐的出料端与酒精蒸馏器9密闭连接，酒精蒸馏器9的酒精蒸汽出口10经管道11与其上开有酒精出料口12的冷却塔13连接。

如图2所示，灭菌集料罐4的结构为，包含罐体4.1，罐体顶部设有维修口4.2，底部设有集料口4.3，罐体顶部开有进料口4.4，罐体内沿其内壁环向安装有高温蒸汽管道4.5，罐体内上方安装有紫外线灭菌器4.6。

如图3、4所示，酒精蒸馏器9包括固定盘9.1、一端活动安装在固定盘上的传动轴9.2以及安装在传动轴上、并由驱动装置控制的传动轮9.3，传动轴上固定有定位盘9.4，定位盘上装有至少两个甄锅9.5，其数量可根据生产规模及生产能力确定，本发明采用6台甄锅，各甄锅下方分别连有与高温蒸汽源相通的高温蒸汽输送管9.6，甄锅上方的甄锅盖9.7分别连有酒精蒸汽输送管9.8，各酒精蒸汽输送管末端与酒精蒸汽出口10连通。固定发酵罐8通过加料孔9.9轮流向甄锅9.5供料，所述的加料孔9.9采用翻板式密封盖体，发酵罐的出料端插入加料孔后将翻板打开，出料孔开启进行加料，加料完成后出料端提起，加料孔自动关闭。

（1）原料粉碎灭菌处理：甜高粱秸秆经粉碎至直径≤1mm，长度≤10mm，粉碎后经密闭管道后由进料口进入灭菌集料罐，杜绝了粉尘的污染，在原料下落过程中，紫外线灭菌器发出的紫外线作用于原料表面1~5秒内杀灭细菌，紫外线波长为260nm，进行一次灭菌，同时控制高温蒸汽管道内的高温蒸汽在120~150℃，对原料进行15~20分钟蒸烤，进行二次灭菌；

（3）固态发酵：经输送机配菌拌料后，在封闭形式下送入旋桶式固态发酵罐中进行发酵，封闭原料入口、出料口，经过罐的间歇旋转运动进一步混合原料，使其进行更好的发酵反应，罐内发酵温度为26~32℃，因原料前期经过灭菌处理，使得菌种单一化，促使发酵时间缩短，一般经过24~40小时即可完成发酵；

（4）连续蒸馏：发酵后的物料在封闭形式下送入酒精蒸馏器中进行连续蒸馏，即在驱动装置的作用下，定位盘间歇转动，盘上甄锅的活动甄锅盖与固态发酵罐的出料口密闭对接受料，每个甄锅受料时间为5分钟，排渣时间5分钟，经过80-110℃蒸馏温度；15~20分钟的蒸馏后，所含酒精的蒸汽经酒精蒸汽输送管进入冷却塔；

（5）酒精分离：酒精蒸汽在冷却塔内冷凝过滤得乙醇含量为75%的医用酒精，经下部的酒精出料口进入储酒罐进行储藏，经进一步提纯可得燃料酒精或经勾兑可得任意度数的白酒。酒糟出完酒后分离出来再加工成牲畜饲料，整个工艺完成。

上述各部件之间的连接均采用密封连接结构。保持物料由粉碎机出料后进入一个封闭的运行环境。

Claims

1.一种以甜高粱秆为原料的自动化酿酒设备，包括原料输送机（1），与原料输送机相连的粉碎机（2），固态发酵罐（8）和酒精蒸馏器（9），其特征是粉碎机（2）的出料口通过密闭管道（3）连接灭菌集料罐（4），在灭菌集料罐（4）下方装有输送机（5），灭菌集料罐（4）的出料口与输送机（5）的进料斗（6）密闭相连，输送机（5）上方装有与酵母培养罐相连的接种喷淋管（7），输送机（5）的出料端与固态发酵罐（8）进料端密闭连接，固态发酵罐的出料端与酒精蒸馏器（9）密闭连接，所述酒精蒸馏器（9）的酒精蒸汽出口（10）经管道（11）与冷却塔（13）连接。

2.根据权利要求1所述的以甜高粱秆为原料的自动化酿酒设备，其特征是所述的灭菌集料罐（4）包含罐体（4.1），罐体顶部设有维修口（4.2），底部设有集料口（4.3），罐体顶部开有进料口（4.4），罐体内沿内壁安装有环形高温蒸汽管道（4.5），罐体内上方安装有紫外线灭菌器（4.6）。

3.根据权利要求1或2所述的以甜高粱秆为原料的自动化酿酒设备，其特征是所述的固态发酵罐（8）为旋桶式固态发酵罐。

4.根据权利要求1或2所述的以甜高粱秆为原料的自动化酿酒设备，其特征是所述的酒精蒸馏器（9）包括固定盘（9.1）、一端活动安装在固定盘上的传动轴（9.2），以及安装在传动轴上、并由驱动装置控制的传动轮（9.3），传动轴上固定有定位盘（9.4），定位盘上装有甄锅（9.5），各甄锅下方分别连有与高温蒸汽源相通的高温蒸汽输送管（9.6），甄锅上方的活动甄锅盖（9.7）分别连有酒精蒸汽输送管（9.8），各酒精蒸汽输送管末端与酒精蒸汽出口（10）连通。

5.根据权利要求4的以甜高粱秆为原料的自动化酿酒设备，其特征在于所述的定位盘（9.4）上至少装有两个甄锅（9.5）。