CN104293595B - 水冷式高效糖化生产设备及糖化生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种水冷式高效糖化生产设备及糖化生产方法，包括糖化槽池、糖化槽池的冷却系统，其特点是：所述冷却系统包括所述糖化槽池内设置的冷却架及冷却架上竖直安装的若干根冷却水管，在糖化槽池的外围设置有一框架，框架包括设置在糖化槽池两侧的两块竖板和连接两根竖板上端的横梁，横梁上安装有倒置的X-Y工作台，X-Y工作台中水平移动的下托板与其下方所述冷却架连接，各冷却水管活套有上下移动用于刮除其表面附着物的垂直刮套装置。在糖化槽池的下方设置一冷却槽，其中设置水平冷却水管及刮除其表面附着物的水平刮套装置。糖化生产方法采用两步法，冷却效果好，生产效率高，能耗低，噪音小，自动化程度高，可实现封闭化生产。

Description

水冷式高效糖化生产设备及糖化生产方法

技术领域

本发明属于黄酒生产设备技术领域，涉及黄酒生产过程中的糖化工序生产设备及生产工艺，具体说是一种水冷式高效糖化生产设备及糖化生产方法。

背景技术

以大黄米为原料的黄酒酿造工艺基本分为三个工序：蒸煮—糖化—发酵。“蒸煮”工序是将大黄米加水蒸煮形成黏度极高的糊状物，称之为糖化糜。“糖化”工序是将95℃左右的糖化糜降温至60℃，然后加入酒曲搅拌均匀，并保温10分钟以后使糖化糜继续降温至20℃左右。发酵工序是将20℃左右的糖化糜导入发酵罐中，在常温下密封一段时间使发酵。

糖化工序的初始阶段，95℃左右的的糖化糜是黏度极高的糊状物，流动性与热传导性极差，在60℃加曲搅拌均匀，保温10分钟后则黏度消失，流动性类似于清水。因此，如何将黏度极高、流动性与热传导性极差的糖化糜在尽可能短的时间内搅拌均匀并冷却至60℃是糖化设备的关键。

目前，常用的糖化设备是直径约2000mm，深度约300mm左右的圆盘状浅槽池，槽池底部留有循环冷却水的夹层，池内有一根搅拌轴，轴上焊接多根与轴垂直的短柱，搅拌轴在电机带动下转动，搅动糖化糜。

糖化过程中与槽池接触的糖化糜表层温度可以达到冷却水温度，但由于高黏度糊状糖化糜无法形成热传导，其内部热量无法散发，因此，目前每台糖化设备还要配置两台大功率风扇，在搅拌轴搅动的同时，采用风冷方式降温。

现有糖化设备存在以下诸多问题：

1、大功率风扇的噪音大，生产规模越大，噪音越严重，车间噪音通常都在100分贝以上，劳动条件极其恶劣。

2、为了保证空气流通，车间门窗必须全部开放，无法达到食品生产所要求的卫生条件。

3、无法提高产量、质量，生产效率低，劳动强度大。

4、降温速度受气温影响，形成“靠天吃饭”的局面。

如何设计一种水冷式高效糖化生产设备及糖化生产方法，使冷却效果好，生产效率高，能耗低，噪音小，自动化程度高，并可实现封闭化生产，这是本技术领域目前亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明为解决现有技术存在的上述问题，提供一种水冷式高效糖化生产设备及糖化生产方法，冷却效果好，生产效率高，能耗低，噪音小，自动化程度高，可实现封闭化生产。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种水冷式高效糖化生产设备，包括:糖化槽池、糖化槽池的冷却系统，其特征在于，所述冷却系统包括所述糖化槽池内设置的冷却架及冷却架上竖直安装的若干根冷却水管,在糖化槽池的外围设置有一框架，所述框架包括设置在糖化槽池两侧的两块竖板和连接两根竖板上端的横梁，所述横梁上安装有倒置的X—Y工作台，所述X—Y工作台包括水平移动的下托板，所述下托板与其下方所述冷却架连接，所述各冷却水管活套有上下移动用于刮除其表面附着物的垂直刮套装置。

对上述技术方案的改进：所述糖化槽池为八边形盘状槽池，糖化槽池的侧壁及底部均设有循环冷却水的冷却水夹层，所述的冷却架为一水平设置的环形架，所述环形架上均匀分布有数量与冷却水管相同的安装孔，所述各冷却水管的上端分别固定在环形架对应的安装孔内，所述环形架通过一筒状支架与所述下托板连接，所述垂直刮套装置包括一环形刮片、星形支架及垂直驱动装置，所述环形刮片周边也呈八边形，在环形刮片周边设置有八边形弹性边条，在环形刮片上设置数量冷却水管相同的与刮孔，所述刮孔的直径略大于冷却水管的直径，所述刮孔内置弹性体圆环，环形刮片的内沿上设置上述星形支架，在星形支架的中心设置一连接孔，将环形刮片的各刮孔活套在对应的各冷却水管上，所述垂直驱动装置置于所述筒状支架中并安装在所述下托板底面上,所述垂直驱动装置的上下驱动件连接所述星形支架的连接孔。

对上述技术方案的进一步改进：所述糖化槽池的下方设置一冷却槽，冷却槽侧面及底部均设有循环冷却水的冷却槽夹层，冷却槽内设置有若干根水平冷却水管，所述水平冷却水管配置有用于刮除其表面附着物的水平刮套装置，所述水平刮套装置由一驱动电机通过驱动部件驱动往复移动。

对上述技术方案的进一步改进：所述框架两块竖版中间各设置一支撑台，所述糖化槽池设置在所述支撑台上，所述的冷却槽为矩形，所述水平刮套装置包括矩形刮板,矩形刮板上开有与水平冷却水管相同数量的矩形刮板刮孔，所述矩形刮板刮孔内置弹性体圆环，矩形刮板垂直设置在冷却槽中且使各矩形刮板刮孔活套在各水平冷却水管上，所述驱动电机的驱动部件包括对称设置在冷却槽两外壁上的两条直线导轨，所述矩形刮板的两端与两条直线导轨滑动连接。

对上述技术方案的进一步改进：所述垂直驱动装置为一气缸，所述气缸的活塞杆竖直设置且下端与所述星形支架的连接孔相连；所述上述X—Y工作台包括横向移动装置和纵向移动装置，横向移动装置包括上托板、上托板导轨、横向丝杠、横向丝杠上的横向移动螺母及驱动横向丝杠的横向驱动伺服电机，所述上托板导轨设置在横梁上，横向移动螺母沿上托板导轨滑动，上托板与横向移动螺母连接，横向丝杠两端通过两轴承座安装在横梁上，横向驱动伺服电机通过联轴器与横向丝杠一端连接，横向驱动伺服电机固定在横梁上;纵向移动装置包括与上述下托板连接的纵向移动螺母、纵向丝杠、下托板导轨、纵向驱动伺服电机，下托板导轨安装在上托板上，纵向移动螺母套在纵向丝杠上并沿下托板导轨滑动，纵向丝杠两端通过两轴承座安装在上托板上，纵向驱动伺服电机通过联轴器与纵向丝杠一端连接，横向驱动伺服电机及纵向驱动伺服电机的控制信号端连接到一可编程控制器。

对上述技术方案的进一步改进：所述糖化槽池的底部和冷却槽的底部各设置有泄料管，各泄料管上均设置有电动开关阀，所述电动开关阀的控制端连接到所述可编程控制器；所述糖化槽池和冷却槽中分别设置有温度传感器，所述温度传感器的信号输出端连接到所述可编程控制器。

一种采用上述水冷式高效糖化生产设备的糖化生产方法，其特征在于，所述糖化生产方法包括高温和低温两个阶段：

第一阶段：糖化槽池内93-97℃的糖化糜降温至58-62℃，然后加入酒曲搅拌均匀，保温8-12分钟，由X-Y工作台驱动冷却水管移动,使冷却水管与糖化糜的各部位全接触完成热传导，以达到糖化糜降温之目的，同时起到搅拌作用，垂直刮套装置上下移动刮除冷却水管的表面附着物，保证冷却水管冷却效果，经过此阶段后，糖化糜黏度基本消失，流动性类似于清水；

第二阶段：糖化之后的糖化糜黏度基本消失，工作阻力极小，通过糖化槽池底的泻料管，让流动性极佳的糖化糜流入位于糖化槽池下方的一个冷却槽内，冷却槽内的水平冷却水管起到降温的作用，通过水平刮套装置刮除水平冷却水管表面的附着物，以利于热传导持续进行。

上述糖化生产方法的具体实施工艺如下：

（1）所述第一阶段的高温工序：糖化糜温度由95℃降至60℃，加曲搅拌均匀，保温10分钟。

冷却水管参数调整：随糖化糜温度由95℃降至60℃加曲之前，通过可编程控制器控制使冷却水管的移动速度在100mm/s至60mm/s之间自动调整，糖化糜温度降至62℃时，通过可编程控制器控制关闭各冷却水管的进水，以保持糖化糜在60±2℃范围内保温糖化，当糖化糜黏度基本消失，流动性类似于清水，可编程控制器自动将糖化槽池底部的电动开关阀打开，黏度基本消失的糖化糜经泄料管直接流入糖化槽池下方的冷却槽中；

垂直刮套装置参数调整：随糖化糜温度由95℃降至60℃加曲之前，通过可编程控制器控制使垂直刮套装置上下移动速度在100mm/s至60mm/s之间自动调整；

60℃加曲搅拌及10分钟保温：60℃加曲搅拌之后，糖化糜阻力达到最大值，此时改变各冷却水管及上下运动的垂直刮套装置同时运动的工作模式，即糖化糜加曲之后，各冷却水管首先静止不动，而垂直刮套装置则连续上下搅拌10个循环，然后停止在各冷却水管的上位保持静止，此时垂直刮套装置已经高于糖化糜液面；随后，通过可编程控制器控制各冷却水管组开始向移动，各冷却水管运动到预定位置后停下，垂直刮套装置又开始连续上下搅拌10个循环，然后停止在各冷却水管的上位保持静止，如此循环，最终迅速达到糖化糜完全糖化如清水，糖化完毕；

（2）所述第二阶段的低温工序：糖化糜温度由60℃降至20℃

糖化完毕，糖化糜经泄料管直接流入糖化槽池下方的冷却槽中，冷却槽配置的驱动电机功率为高温阶段驱动电机功率20%-25%，水平刮套装置的运动速度为120-150mm/s；

冷却槽中的糖化糜在冷却槽侧面与底部的循环冷却水的冷却槽夹层和槽内布置的水平冷却水管作用下进一步冷却，水平刮套装置在驱动电机的带动下沿导轨往复移动，将粘在水平冷却水管外壁上和冷却槽内壁上的糖化糜刮净，加速糖化糜降温，水平刮套装置的运动速度为120-150mm/s，当冷却槽中的温度传感器检测到糖化糜的温度冷却到℃时，可编程控制器自动将冷却槽底部的电动开关阀打开，将糖化糜通过泄料管导出到发酵槽中。

本发明与现有技术相比具有以下优点和积极效果：

1、本发明在糖化槽池内设置的冷却架，在冷却架上竖直安装的若干根冷却水管,在糖化槽池的外围设置有一框架，框架横梁上安装有倒置的X—Y工作台，X—Y工作台中水平移动的下托板与其下方冷却架连接，糖化槽池中的各冷却水管活套有上下移动用于刮除其表面附着物的垂直刮套装置。95℃左右的糖化糜降温至60℃的高粘阶段在设置有冷却装置和垂直刮套装置的糖化槽池中进行。移动冷却装置迫使冷却水管与高粘糖化糜的各部位全接触完成热传导，以达到糖化糜快速降温之目的。在盛满糖化糜的糖化槽池中，控制一组通入循环冷却水的冷却水管在糖化糜中移动，使冷却水管与糖化糜的各部位全接触完成热传导，以达到糖化糜降温之目的。由于高黏度的糖化糜极易粘附在冷却水管外壁，垂直刮套装置一方面将粘在冷却水管外壁上的糖化糜刮净，以使热传导得以持续进行，并同时兼具搅拌功能。使糖化工序高效、卫生，环保，能耗低，噪音小，可实现封闭化生产。

2、本发明在糖化槽池下方设置一冷却槽，冷却槽侧面及底部均设有循环冷却水的夹层，冷却槽设置有若干根水平冷却水管，水平冷却水管配置有用于刮除其表面附着物的水平刮套装置，水平刮套装置由一驱动电机通过驱动部件驱动横向往复移动。60℃加入酒曲搅拌并保温后降温至20℃左右的低粘阶段在设置有固定冷却装置和水平刮套装置的冷却槽中进行。水平刮套装置可以将粘附在水平冷却水管外壁的糖化糜刮净，以利于热传导持续进行。

3、本发明高粘和低粘两个阶段的糖化工序可以交替进行，提高了设备利用率，适合大批量生产。此外，高温阶段可用井水或者自来水作为冷却介质即可，仅在低温阶段使用冷水机降温，在冬季，全生产过程均可以采用井水或者自来水作为冷却介质，降低了能耗，提高了生产效率。

4、本发明采用机电一体化技术，X—Y工作台中的两个分别驱动下托板纵向和横向移动的伺服电机连接到一可编程控制器，冷却水管在糖化糜中移动是通过下托板的水平运动实现的，下托板的运动轨迹由X—Y工作台的两个伺服电机通过可编程控制器控制，因此，其移动速度与运动轨迹均可以按照工作要求实现智能控制，与此同时，也就实现了对冷却水管的智能控制。

5、本发明在糖化槽池的底部和冷却槽的底部各设置有泄料管，泄料管上设置有电动开关阀，电动开关阀的控制端连接到可编程控制器；在糖化槽池和冷却槽中分别设置有温度传感器，温度传感器的信号输出端连接到可编程控制器，整个设备可以实现全自动封闭化生产，自动化程度高。

附图说明

图1为本发明水冷式高效糖化生产设备的整体结构示意图；

图2为图1的局部剖面俯视图；

图3为图1的局部剖面侧视图；

图4为本发明中垂直刮套装置的示意图；

图5为本发明中冷却架的俯视图；

图6为本发明中垂直刮套装置的俯视图；

图7为本发明水冷式高效糖化生产设备中冷却槽的局部剖面主视图；

图8为本发明水冷式高效糖化生产设备中冷却槽的俯视图；

图9为图8的A向视图。

图中标号为：1、糖化槽池；2、冷却水夹层；3、冷却架；3.1、环形架；3.2、安装孔；4、冷却水管；5、垂直刮套装置；5.1、环形刮片；5.2、刮孔；5.3、星形支架；5.4、连接孔；6、门型框架；7、横梁；8、X—Y工作台；8.1、横向驱动伺服电机；8.2、轴承座；8.3、横向丝杠；8.4、下托板；8.5、横向移动螺母；8.6、上托板；8.7、上托板导轨；8.8、下托板导轨；8.9、纵向移动螺母；8.10、纵向丝杠；8.11、纵向驱动伺服电机；9、气缸；10、支架；11、冷却槽；12、冷却槽夹层；13、水平冷却水管；14、水平刮套装置；14.1、矩形刮板；14.2、矩形刮板刮孔；14.3、直线导轨；15、八边形弹性边条；16、驱动电机。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述：

参见图1-图9，本发明一种水冷式高效糖化生产设备的实施例，包括:糖化槽池1、糖化槽池1的冷却系统，所述冷却系统包括糖化槽池1内设置的冷却架3及冷却架3上竖直安装的若干根冷却水管4,在糖化槽池1的外围设置有一框架6，框架6包括设置在糖化槽池1两侧的两块竖板和连接两根竖板上端的横梁7，在横梁7上安装有倒置的X—Y工作台8，X—Y工作台8包括水平移动的下托板8.4，下托板8.4与其下方的冷却架3连接，各冷却水管4活套有上下移动用于刮除其表面附着物的垂直刮套装置5。

具体而言，上述糖化槽池1为八边形盘状槽池，糖化槽池1的侧壁及底部均设有循环冷却水的冷却水夹层2，所述环形刮片5.1周边也呈八边形，环形刮片5.1周边设置有八边形弹性边条15；所述的冷却架3为一水平设置的环形架3.1，所述环形架3.1上均匀分布有数量与冷却水管4相同的安装孔3.2，所述各冷却水管4的上端分别固定在环形架3.1对应的安装孔3.2内，所述环形架3.1通过一筒状支架10与所述下托板8-4连接，所述垂直刮套装置5包括一环形刮片5.1，所述环形刮片5.1上设置数量冷却水管4相同的与刮孔5.2，所述刮孔5.2的直径略大于冷却水管4的直径，所述刮孔5.2内置弹性体圆环，环形刮片5.1的内沿上设置有星形支架5.3，所述星形支架5.3的中心设置一连接孔5.4，所述环形刮片5.1的各刮孔5.2活套在对应的各冷却水管4上，所述筒状支架10中有一垂直驱动装置安装在所述下托板8.4底面上,所述垂直驱动装置的上下驱动件连接所述星形支架5.3的连接孔5.4。

上述框架6两块竖版中间各设置一支撑台，所述糖化槽池1设置在所述支撑台上，所述糖化槽池1的下方设置一冷却槽11，冷却槽11侧面及底部均设有循环冷却水的冷却槽夹层12，冷却槽11内设置有若干根水平冷却水管13，所述水平冷却水管13配置有用于刮除其表面附着物的水平刮套装置14，所述水平刮套装置14由一驱动电机16通过驱动部件驱动往复移动。冷却槽11为矩形，所述水平刮套装置14包括矩形刮板14.1,矩形刮板14.1上开有与水平冷却水管13相同数量的矩形刮板刮孔14.2，所述矩形刮板刮孔14.2内置弹性体圆环，矩形刮板14.1设置在冷却槽11中且使各矩形刮板刮孔14.2活套在各水平冷却水管13上，驱动电机15的驱动部件包括对称设置在冷却槽11两外壁上的两条直线导轨14.3，矩形刮板14.1的两端与两条直线导轨14.3连接。

上述的垂直驱动装置为一气缸9，所述气缸9的活塞杆竖直设置且下端与所述星形支架5.3的连接孔5.4相连，上述垂直驱动装置也可以通过步进电机与螺旋传动配合实现，也可以采用液压传动等方式实现。

上述X—Y工作台8包括横向移动装置和纵向移动装置，横向移动装置包括上托板8.6、上托板导轨8.7、横向丝杠8.3、横向丝杠8.3上的横向移动螺母8.5及驱动横向丝杠8.3的横向驱动伺服电机8.1，所述上托板导轨8.7设置在横梁7上，横向移动螺母8.5沿上托板导轨8.7滑动，上托板8.6与横向移动螺母8.5连接，横向丝杠8.3两端通过两轴承座8.2安装在横梁7上，横向驱动伺服电机8.1通过联轴器与横向丝杠8.3一端连接，横向驱动伺服电机8-1固定在横梁7上。纵向移动装置包括与上述下托板8.4连接的纵向移动螺母8.9、纵向丝杠8.10、下托板导轨8.8、纵向驱动伺服电机8.11，下托板导轨8.8安装在上托板8.6上，纵向移动螺母8.9套在纵向丝杠8.10上并沿下托板导轨8.8滑动，纵向丝杠8.10两端通过两轴承座8.2安装在上托板8.6上，纵向驱动伺服电机8.11通过联轴器与纵向丝杠8.10一端连接，横向驱动伺服电机8.1及纵向驱动伺服电机8.11的控制信号端连接到一可编程控制器。

在糖化槽池1的底部和冷却槽11的底部各设置有泄料管，各泄料管上均设置有电动开关阀，所述电动开关阀的控制端连接到所述可编程控制器；所述糖化槽池1和冷却槽11中分别设置有温度传感器，所述温度传感器的信号输出端连接到所述可编程控制器。

上述糖化槽池1为八边形盘状槽池，有利于增加糖化糜与空气的接触面，加速冷却，便于简化控制冷却架3及冷却水管4的移动轨迹。垂直刮套装置5的环形刮片5.1也呈八边形，最外边设置有八边形弹性边条15。在垂直刮套装置5上下运动时，与八边形盘状糖化槽池1的内侧面保持有一定压紧力的八边形弹性边条15，可以刮净粘在八边形盘状糖化槽池1的内侧面上的糖化糜，以使糖化糜与八边形盘状糖化槽池1的内侧面之间的热传导得以持续进行。

本发明一种采用上述水冷式高效糖化生产设备的糖化生产方法的具体实施例，糖化生产方法包括高温和低温两个阶段：

第一阶段：糖化槽池1内93-97℃的糖化糜降温至58-62℃，然后加入酒曲搅拌均匀，保温8-12分钟；由X-Y工作台8驱动冷却水管4移动,使冷却水管4与糖化糜的各部位全接触完成热传导，以达到糖化糜降温之目的，同时起到搅拌作用，垂直刮套装置5上下移动刮除冷却水管4的表面附着物，保证冷却水管4冷却效果，经过此阶段后，糖化糜黏度基本消失，流动性类似于清水；

第二阶段：糖化之后的糖化糜黏度基本消失，工作阻力极小，通过糖化槽池1底部的泻料管，让流动性极佳的糖化糜流入位于糖化槽池1下方的冷却槽11内，冷却槽11内的水平冷却水管13起到降温的作用，通过水平刮套装置14刮除水平冷却水管13表面的附着物，以利于热传导持续进行。

通过工艺试验数据表明，高温阶段糖化糜（约95℃至60℃之间，尚未加曲糖化），其阻尼系数随温度降低呈上升趋势，即随着糖化糜温度降低，各冷却水管4及上下运动的垂直刮套装置5受到的阻力逐渐加大。在糖化糜温度降至60℃左右加曲保温阶段，由于加入了干粉状的曲粉，阻尼系数达到60℃糖化糜的两倍，是阻力的最大值。而经过加曲保温糖化之后，则糖化糜黏度消失，流动性类似于清水，阻尼系数仅为95℃糖化糜五分之一左右。据此，本发明以60℃左右加曲保温为界，将糖化工序分为高温与低温阶段两个工序，并针对各自特点设置工艺参数，以最大限度提高设备利用率，提高生产效率，可极大降低能耗。

具体实施的工艺如下：

（1）高温阶段工序：糖化糜温度由95℃降至60℃，加曲搅拌均匀，保温10分钟。

通过实验测定，高温糖化糜对各冷却水管4及上下运动的垂直刮套装置5的工作阻力与其运动速度的平方成正比，符合黏体力学规律。因此，各冷却水管4及上下运动的垂直刮套装置5的运动速度应该在一定范围内选取，在工作要求与动力消耗之间取最优值，也就是在达到冷却与搅拌目的后，消耗最低的电力。

冷却水管参数调整：随糖化糜温度由95℃降至60℃加曲之前，通过控制程序使冷却水管4移动速度自动在100mm/s至60mm/s之间相应调整。糖化糜温度降至62℃时，通过可编程控制器控制关闭各冷却水管4的进水，以保持糖化糜在60±2℃范围内保温糖化。当糖化糜黏度基本消失，流动性类似于清水，可编程控制器自动将糖化槽池1底部的电动开关阀打开，可以经泄料管直接流入糖化槽池1下方的冷却槽11中。

垂直刮套装置参数调整：随糖化糜温度由95℃降至60℃加曲之前，通过可编程控制器控制垂直刮套装置5的移动速度自动在100mm/s至60mm/s之间相应调整。

60℃加曲搅拌及10分钟保温：60℃加曲搅拌之后，糖化糜阻力达到最大值，此时改变各冷却水管4及上下运动的垂直刮套装置5同时运动的工作模式，即糖化糜加曲之后，各冷却水管4首先静止不动，而垂直刮套装置5则连续上下搅拌10个循环，然后停止在各冷却水管4的上位保持静止，此时垂直刮套装置5已经高于糖化糜液面。随后，通过可编程控制器控制各冷却水管4开始移动，由于垂直刮套装置5不在糖化糜内部，工作阻力极大降低，动力消耗也低，各冷却水管4运动到某一设定位置后停下，垂直刮套装置5又开始连续上下搅拌10个循环，然后停止在各冷却水管4的上位保持静止，如此循环，最终迅速达到糖化糜完全糖化如清水，糖化完毕。

（2）低温阶段工序：糖化糜温度由60℃降至20℃

糖化完毕，由于糖化糜黏度消失，流动性类似于清水，阻尼系数仅为95℃糖化糜五分之一左右，如果仍然在高温的糖化槽池1中冷却，对于动力系统而言，属于“大马拉小车”，系统功率因子低，效率低。因此，本发明设计有针对糖化完毕黏度消失糖化糜降温用的冷却11，以形成低温阶段工序，以较小动力驱动完成降温工作。实际设计驱动电机16的功率约为高温阶段的横向驱动伺服电机8.1或纵向驱动伺服电机8.11功率的20%，水平刮套装置14的运动速度可以达到120-150mm/s，并且由于水平冷却水管13以水平方向布置，使有效冷却面积增大5倍，两项因素综合作用，极大提高了水平冷却水管13的冷却效率。

冷却槽11中的糖化糜在冷却槽11侧面与底部的循环冷却水的冷却槽夹层12和冷却槽11内布置的水平冷却水管13作用下进一步冷却，水平刮套装置14在驱动电机16的带动下沿导轨14.3往复移动，将粘在水平冷却水管13外壁上和冷却槽11内壁上的糖化糜刮净，加速糖化糜降温，水平刮套装置14的运动速度为120-150mm/s，当冷却槽11中的温度传感器检测到糖化糜的温度冷却到20℃时，可编程控制器自动将冷却槽11底部的电动开关阀打开，将糖化糜通过泄料管导出到发酵槽中。

上述高温和低温两个阶段的糖化工序可以交替进行，提高设备利用率，提高生产效率。

当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不限于上述举例，本技术领域的普通技术人员，在本发明的实质范围内，所作出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种水冷式高效糖化生产设备，包括:糖化槽池、糖化槽池的冷却系统，其特征在于，所述冷却系统包括所述糖化槽池内设置的冷却架及冷却架上竖直安装的若干根冷却水管,在糖化槽池的外围设置有一框架，所述框架包括设置在糖化槽池两侧的两块竖板和连接两根竖板上端的横梁，所述横梁上安装有倒置的X—Y工作台，所述X—Y工作台包括水平移动的下托板，所述下托板与其下方所述冷却架连接，所述各冷却水管活套有上下移动用于刮除其表面附着物的垂直刮套装置；所述糖化槽池为八边形盘状槽池，糖化槽池的侧壁及底部均设有循环冷却水的冷却水夹层，所述的冷却架为一水平设置的环形架，所述环形架上均匀分布有数量与冷却水管相同的安装孔，所述各冷却水管的上端分别固定在环形架对应的安装孔内，所述环形架通过一筒状支架与所述下托板连接，所述垂直刮套装置包括一环形刮片、星形支架及垂直驱动装置，所述环形刮片周边也呈八边形，在环形刮片周边设置有八边形弹性边条，在环形刮片上设置数量与冷却水管相同的刮孔，所述刮孔的直径略大于冷却水管的直径，所述刮孔内置弹性体圆环，环形刮片的内沿上设置上述星形支架，在星形支架的中心设置一连接孔，将环形刮片的各刮孔活套在对应的各冷却水管上，所述垂直驱动装置置于所述筒状支架中并安装在所述下托板底面上,所述垂直驱动装置的上下驱动件连接所述星形支架的连接孔；所述垂直驱动装置为一气缸，所述气缸的活塞杆竖直设置且下端与所述星形支架的连接孔相连；所述X—Y工作台包括横向移动装置和纵向移动装置，横向移动装置包括上托板、上托板导轨、横向丝杠、横向丝杠上的横向移动螺母及驱动横向丝杠的横向驱动伺服电机，所述上托板导轨设置在横梁上，横向移动螺母沿上托板导轨滑动，上托板与横向移动螺母连接，横向丝杠两端通过两轴承座安装在横梁上，横向驱动伺服电机通过联轴器与横向丝杠一端连接，横向驱动伺服电机固定在横梁上;纵向移动装置包括与上述下托板连接的纵向移动螺母、纵向丝杠、下托板导轨、纵向驱动伺服电机，下托板导轨安装在上托板上，纵向移动螺母套在纵向丝杠上并沿下托板导轨滑动，纵向丝杠两端通过两轴承座安装在上托板上，纵向驱动伺服电机通过联轴器与纵向丝杠一端连接，横向驱动伺服电机及纵向驱动伺服电机的控制信号端连接到一可编程控制器。

2.按照权利要求1所述的水冷式高效糖化生产设备，其特征在于，所述糖化槽池的下方设置一冷却槽，冷却槽侧面及底部均设有循环冷却水的冷却槽夹层，冷却槽内设置有若干根水平冷却水管，所述水平冷却水管配置有用于刮除其表面附着物的水平刮套装置，所述水平刮套装置由一驱动电机通过驱动部件驱动往复移动。

3.按照权利要求2所述的水冷式高效糖化生产设备，其特征在于，所述框架两块竖版中间各设置一支撑台，所述糖化槽池设置在所述支撑台上，所述的冷却槽为矩形，所述水平刮套装置包括矩形刮板,矩形刮板上开有与水平冷却水管相同数量的矩形刮板刮孔，所述矩形刮板刮孔内置弹性体圆环，矩形刮板垂直设置在冷却槽中且使各矩形刮板刮孔活套在各水平冷却水管上，所述驱动电机的驱动部件包括对称设置在冷却槽两外壁上的两条直线导轨，所述矩形刮板的两端与两条直线导轨滑动连接。

4.按照权利要求3所述的水冷式高效糖化生产设备，其特征在于，所述糖化槽池的底部和冷却槽的底部各设置有泄料管，各泄料管上均设置有电动开关阀，所述电动开关阀的控制端连接到所述可编程控制器；所述糖化槽池和冷却槽中分别设置有温度传感器，所述温度传感器的信号输出端连接到所述可编程控制器。

5.一种采用权利要求4所述水冷式高效糖化生产设备的糖化生产方法，其特征在于，所述糖化生产方法包括高温和低温两个阶段：

第一阶段：糖化槽池内93-97℃的糖化糜降温至58-62℃，然后加入酒曲搅拌均匀，保温8-12分钟，由X-Y工作台驱动冷却水管移动,使冷却水管与糖化糜的各部位全接触完成热传导，以达到糖化糜降温之目的，同时起到搅拌作用，垂直刮套装置上下移动刮除冷却水管的表面附着物，保证冷却水管冷却效果，经过此阶段后，糖化糜黏度基本消失，流动性类似于清水；

第二阶段：糖化之后的糖化糜黏度基本消失，工作阻力极小，通过糖化槽池底的泄料管，让流动性极佳的糖化糜流入位于糖化槽池下方的一个冷却槽内，冷却槽内的水平冷却水管起到降温的作用，通过水平刮套装置刮除水平冷却水管表面的附着物，以利于热传导持续进行。

6.按照权利要求5所述的水冷式高效糖化生产设备的糖化生产方法，其特征在于，具体工艺如下：

（1）所述第一阶段的高温工序：糖化糜温度由95℃降至60℃，加曲搅拌均匀，保温10分钟；

冷却水管参数调整：随糖化糜温度由95℃降至60℃加曲之前，通过可编程控制器控制使冷却水管的移动速度在60mm/s至100mm/s之间自动调整，糖化糜温度降至62℃时，通过可编程控制器控制关闭各冷却水管的进水，以保持糖化糜在60±2℃范围内保温糖化，当糖化糜黏度基本消失，流动性类似于清水，可编程控制器自动将糖化槽池底部的电动开关阀打开，黏度基本消失的糖化糜经泄料管直接流入糖化槽池下方的冷却槽中；

垂直刮套装置参数调整：随糖化糜温度由95℃降至60℃加曲之前，通过可编程控制器控制使垂直刮套装置上下移动速度在60mm/s至100mm/s之间自动调整；

60℃加曲搅拌及10分钟保温：60℃加曲搅拌之后，糖化糜阻力达到最大值，此时改变各冷却水管及上下运动的垂直刮套装置同时运动的工作模式，即糖化糜加曲之后，各冷却水管首先静止不动，而垂直刮套装置则连续上下搅拌10个循环，然后停止在各冷却水管的上位保持静止，此时垂直刮套装置已经高于糖化糜液面；随后，通过可编程控制器控制各冷却水管组开始移动，各冷却水管运动到预定位置后停下，垂直刮套装置又开始连续上下搅拌10个循环，然后停止在各冷却水管的上位保持静止，如此循环，最终迅速达到糖化糜完全糖化如清水，糖化完毕；

（2）所述第二阶段的低温工序：糖化糜温度由60℃降至20℃

糖化完毕，糖化糜经泄料管直接流入糖化槽池下方的冷却槽中，冷却槽配置的驱动电机功率为高温阶段驱动电机功率20%-25%，水平刮套装置的运动速度为120-150mm/s；

冷却槽中的糖化糜在冷却槽侧面与底部的循环冷却水的冷却槽夹层和槽内布置的水平冷却水管作用下进一步冷却，水平刮套装置在驱动电机的带动下沿导轨往复移动，将粘在水平冷却水管外壁上和冷却槽内壁上的糖化糜刮净，加速糖化糜降温，水平刮套装置的运动速度为120-150mm/s，当冷却槽中的温度传感器检测到糖化糜的温度冷却到20℃时，可编程控制器自动将冷却槽底部的电动开关阀打开，将糖化糜通过泄料管导出到发酵槽中。