CN106085814A - 一种固态发酵酿醋罐的换热系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种固态发酵酿醋罐的换热系统，涉及酿醋技术领域。该固态发酵酿醋罐的换热系统包括能够绕其轴线旋转的酿醋罐、换热件、旋转接头、进水管和出水管。本发明的换热系统在能够绕其轴心旋转的酿醋罐内设置换热件，该换热件分别连接进水管和出水管，利用进水管向换热件内引入冷却水或热水，以达到换热效果，而出水管则输送出与物料热交换后的水。进水管与出水管通过旋转接头连接于能够旋转的酿醋罐上。本发明提供的固态发酵酿醋罐的换热系统结构简单，制作成本低廉，解决了固态发酵酿醋罐的换热系统换热效率低，空气污染严重，产品生产率低，回收率小，资源消耗多等问题。

Description

一种固态发酵酿醋罐的换热系统

技术领域

本发明涉及酿醋技术领域，尤其涉及一种固态发酵酿醋罐的换热系统。

背景技术

食醋酿造方法分为液态发酵法和固态发酵法两大类，其中固态发酵法为中国独有。大多数固态发酵法以谷类或薯类、麸皮、稻壳和水为原料，在适宜的温度和通气、供氧的控制条件下，使多种微生物和酶类在物料中共生、增殖、代谢、消长、酶解，将原料中的淀粉和蛋白质分解转化为食醋中的成分。在固态发酵过程中，适宜的品温控制是能否顺利完成发酵过程的关键因素之一。当发酵初始品温过低或发酵旺盛期物料产热品温升高时，需要及时对物料进行加热或冷却，使品温控制在合适的范围。

在目前市场上，对于酿醋中的醋醅换热大多采用通入大量的空气进行表面交换换热，但这种方式仍存在以下技术缺陷：

1.换热效率低，且空气污染严重。空气热容量低，特别是高温、湿热天气时空气能够带走的热量不及醋醅散发的热量；同时大量的空气输出时带走部分挥发性物质，造成了空气污染，也加重了对厂房或设备的腐蚀。

2.生产效率低，且回收率小。加大空气流量虽能提高换热效果，但同时也加速了醋醅中水、酒精和醋酸的挥发，使产率进一步降低；同时大量空气会带走较多的挥发性物质，对酒精和醋酸等挥发性成分的回收率低。

3.资源消耗多。为了冷却醋醅，通入的空气量大于醋醅中酒精氧化为醋酸的需求量，因此增加了风机的负荷和耗电量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种固态发酵酿醋罐的换热系统，以解决现有技术中的固态发酵酿醋罐的换热系统换热效率低，空气污染严重，同时使得产品生产率低，回收率小，资源消耗大等问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供的一种固态发酵酿醋罐的换热系统，包括能够绕其轴线旋转的酿醋罐、换热件、旋转接头、进水管和出水管；所述换热件设置在所述酿醋罐的内壁，且通过水管依次连接；所述旋转接头连接于所述酿醋罐左端盖；所述进水管和所述出水管分别通过所述旋转接头连接所述换热件。

进一步，还包括冷却塔；所述冷却塔设置于所述酿醋罐的外部，且连接所述进水管和所述出水管。该技术方案的技术效果在于：与物料进行冷热交换后的水由出水管输送至冷却塔，由设置于冷却塔内的风机向冷却塔通入冷空气，冷却温度升高的水，以便再次利用。

进一步，还包括热交换水泵；所述热交换水泵连接于所述出水管和所述冷却塔，且位于所述酿醋罐的外部。该技术方案的技术效果在于：一方面，热交换水泵为循环水路提供驱动力。另一方面，热交换水泵与冷却塔连接，由冷却塔冷却后的水能够直接输送至热交换水泵中，以此实现换热系统中换热剂循环使用的目的，减小了资源浪费。

进一步，还包括热交换循环水罐；所述热交换循环水罐设置于所述冷却塔和所述热交换水泵之间，且分别连接所述冷却塔和所述热交换水泵。该技术方案的技术效果在于：一方面，设置于冷却塔与热交换水泵之间的热交换循环水罐储存水，为热交换水泵提供压力源，使得热交换水泵能够正常工作。另一方面，经冷却塔冷却的水直接输送至热交换循环水罐存放起来，节省了水资源。

进一步，还包括蒸汽进口管；所述蒸汽进口管连接所述热交换循环水罐，用以为所述热交换循环水罐输送热源。该技术方案的技术效果在于：蒸汽进口管连接热交换循环水罐，为水罐输送热蒸汽，加热水罐内的水。

进一步，所述换热件为多个横截面是等腰三角形的空心水管。该技术方案的技术效果在于：一方面，横截面为等腰三角形的空心水管作为通道为流经的冷、热水提供了必要的换热面积。另一方面，横截面为等腰三角形的空心水管可以作为酿醋罐的抄板，使物料混合均匀。

进一步，相邻的两个所述空心水管之间由水管连通。该技术方案的技术效果在于：通过空心水管之间的水管将多个空心水管依次连接，形成一个循环管路，达到换热系统的换热目的。

进一步，还包括多个垫板；多个所述垫板设置于所述酿醋罐的内壁；所述空心水管通过所述垫板固定于所述酿醋罐内。该技术方案的技术效果在于：一方面，垫板使得空心水管与罐壁之间形成一个长条状的缝隙，避免了在浸出醋液时此位置处形成存留醋液的死角。另一方面，垫板也起到补强的作用，改善了因焊接应力造成罐体与空心水管形状和尺寸的变化。

进一步，还包括温度计；所述温度计设置于所述酿醋罐的内壁。该技术方案的技术效果在于：操作人员可以通过观察温度计的度数确定酿醋罐内的温度，进而确定何时进行换热，何时停止换热。

进一步，所述温度计为双金属温度计。该技术方案的技术效果在于：双金属温度计现场显示温度，直观方便，且安全可靠，使用寿命长。

本发明的有益效果是：在能够绕其轴心旋转的酿醋罐内设置换热件，该换热件分别连接进水管和出水管，利用进水管向换热件内引入冷却水或热水，以达到换热效果，而出水管则输送出与物料热交换后的水。进水管与出水管通过旋转接头连接于能够旋转的酿醋罐上。整个换热系统结构简单，制作成本低廉，提高了酿醋罐的换热效率，且减小了对空气、环境的污染；同时利用水作为换热介质，提高了产品的生产率，进而提高了对酒精、醋酸等挥发性气体的回收率；并且利用冷却水进行换热时，涉及到的设备少，减小了对资源的消耗。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的固态发酵酿醋罐的换热系统的主视图；

图2为本发明提供的固态发酵酿醋罐的换热系统的侧视图；

图3为本发明提供的固态发酵酿醋罐的换热系统的工艺流程图。

附图标记：

10-酿醋罐； 20-旋转接头； 30-冷却塔；

40-热交换水泵； 50-热交换循环水罐；

60-空心水管；

101-左端盖；

201-进水管； 202-出水管；

501-蒸汽进口管；

601-垫板。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本实施例提供了一种固态发酵酿醋罐的换热系统，其中：图1为本发明提供的固态发酵酿醋罐的换热系统的主视图；图2为本发明提供的固态发酵酿醋罐的换热系统的侧视图；图3为本发明提供的固态发酵酿醋罐的换热系统的工艺流程图。如图1～3所示，固态发酵酿醋罐的换热系统的主要结构包括能够绕其轴线旋转的酿醋罐10、换热件、旋转接头20、进水管201和出水管202。具体地，换热件设置在酿醋罐10的内壁，且通过水管依次连接；旋转接头20连接于酿醋罐10左端盖101；进水管201和出水管202分别通过旋转接头20连接换热件。

在现有技术中，通常采用冷空气来达到换热效果，利用风机向酿醋罐内通入大量冷空气，物料与与冷空气直接接触，从而完成换热。但是，空气热容量低，特别是高温、湿热天气时空气能够带走的热量远不及醋醅散发的热量；而且大量的空气输出会带走部分挥发性物质，造成空气污染，也加重了对厂房或设备的腐蚀。同时，加大空气流量虽能提高换热效果，但也加速了醋醅中水、酒精和醋酸的挥发，使产率进一步降低。再次，大量空气带走较多的挥发性物质，对酒精和醋酸等挥发性成分的回收率低。另外，为了冷却醋醅，通入的空气量大于醋醅中酒精氧化为醋酸的需求量，因此增加了风机的负荷和耗电量，进而增加了资源的消耗。

本实施例中的固态发酵酿醋罐的换热系统，在能够绕其轴心旋转的酿醋罐10内设置换热件，该换热件分别连接进水管201和出水管202，利用进水管201向换热件内引入冷却水或热水，以达到换热效果，而出水管202则输送出与物料热交换后的水。进水管201与出水管202通过旋转接头20连接于能够旋转的酿醋罐10上，实现了换热时酿醋罐10旋转，而进水管201与出水管202静止的效果。这种在换热的过程中，酿醋罐10持续旋转，使得罐内的物料与换热件充分接触，换热效果良好，换热率高。而且冷却水或热水装在一个密闭的系统内循环流动，与罐内物料无需直接接触，故减少了通入大量空气造成的空气污染、对厂房或设备的腐蚀，同时也增加了产品生产率和挥发性成分的回收率。

在本实施例的可选方案中，如图1～3所示，进一步地，还包括冷却塔30；冷却塔30设置于酿醋罐10的外部，且连接进水管201和出水管202。具体的，冷却塔30是用水作为循环冷却剂，从一系统中吸收热量排放于大气中，以降低水温的装置。其冷却原理是利用水与空气流动接触后进行冷热交换产生蒸汽，蒸汽挥发带走热量实现蒸发散热、对流传热和辐射传热等。在本实施例中，与热物料进行冷热交换后的水由出水管202输送至冷却塔30，由设置于冷却塔30内的风机向冷却塔30通入冷空气，冷却温度升高的水，以便再次使用。

在本实施例的可选方案中，如图1～3所示，进一步地，还包括热交换水泵40；热交换水泵40连接于出水管202和冷却塔30，且位于酿醋罐10的外部。具体的，水泵是一种用以增加液体或气体压力，使之输送流动的机械。在本实施例中，一方面，热交换水泵40为循环水路提供驱动力。另一方面，热交换水泵40与冷却塔30连接，由冷却塔30冷却后的水能够直接输送至热交换水泵40中，以此实现换热系统中换热剂循环使用的目的，减小了资源浪费。

在本实施例的可选方案中，如图1～3所示，进一步地，还包括热交换循环水罐50；热交换循环水罐50设置于冷却塔30和热交换水泵40之间，且分别连接冷却塔30和热交换水泵40。具体的，热交换循环水罐50作为储存水的容器。在本实施例中，一方面，设置于冷却塔30与热交换水泵40之间的热交换循环水罐50储存水，作为热交换水泵40的压力源，使得热交换水泵40能够正常工作。另一方面，经冷却塔30冷却的水直接输送至热交换循环水罐50存放起来，节省了水资源。

在本实施例的可选方案中，如图1～3所示，进一步地，还包括蒸汽进口管501；蒸汽进口管501连接热交换循环水罐50，用以为热交换循环水罐50提供热源。在本实施例中，蒸汽进口管501连接热交换循环水罐50，加热水罐内的水。因为该换热系统不仅可以为酿醋罐10提供冷源，而且也能够通过该换热系统为酿醋罐10提供热源。例如，在冬天酿醋时，初始醋醅温度过低，造成发酵周期延长，降低了酿醋效率。所以在热交换循环水罐50上设置一个蒸汽进口管501，通过热蒸汽加热罐内的水。加热后的水再通过热交换水泵40和进水管201输送至换热件内，可以加热罐内物料，使物料温度上升，加速发酵。

在本实施例的可选方案中，如图1～3所示，进一步地，换热件为多个横截面是等腰三角形的空心水管60。具体的，等腰三角形的底边连接酿醋罐10的罐壁，顶角沿酿醋罐10横截面的径向方向。在本实施例中，一方面，横截面为等腰三角形的空心水管60作为通道为流经的冷、热水提供了必要的换热面积。另一方面，横截面为等腰三角形的空心水管60可以作为酿醋罐10的抄板，在酿醋罐10旋转的过程中，作为抄板的空心水管60能够翻拌醋醅，使物料混合均匀。

在本实施例的可选方案中，如图1～3所示，进一步地，相邻的两个空心水管60之间由水管连通。具体的，进水管201连接第一个空心水管左端面，其右端面设置一个出水管道，该出水管道另一端连接第二个空心水管的右端面，作为第二个空心水管的进水管道；该第二个空心水管左端面在设置一个出水管道，该出水管道另一端连接第三个空心水管的左端面，作为该空心水管的进水管道；依次类推，成S形连接。在本实施例中，通过空心水管60之间的水管将多个空心水管60依次连接，形成一个流畅的管路，达到换热系统的换热目的。

在本实施例的可选方案中，如图1～3所示，进一步地，还包括多个垫板601；多个垫板601设置于酿醋罐10的内壁；空心水管60通过垫板601固定于酿醋罐10内。具体的，垫板601焊接于酿醋罐10的罐壁，横截面为等腰三角形的空心水管60的短边焊接于垫板601上。垫板601的宽度小于空心水管60焊接于垫板601一面的宽度。在本实施例中，一方面，垫板601使得空心水管60与罐壁之间形成一个长条状的缝隙，避免了在浸出醋液时此位置处形成存留醋液的死角。另一方面，垫板601也起到补强的作用，改善了酿醋罐10与空心水管60因焊接应力造成罐体与空心水管60形状和尺寸的变化。

在本实施例的可选方案中，如图1～3所示，进一步地，还包括温度计；温度计设置于酿醋罐10的内壁。在本实施例中，操作人员可以通过观察温度计的度数确定酿醋罐10内的温度，进而确定何时进行换热，何时停止换热。

在本实施例的可选方案中，如图1～3所示，进一步地，温度计为双金属温度计。具体的，罐壁上焊有螺纹连接件，温度计感温部件通过螺纹连接伸入罐内，随酿醋罐10一起旋转，表盘留在罐外，用以观察温度。在本实施例中，双金属温度计主要的元件是一个用两种或多种金属片叠压在一起组成的多层金属片，利用两种不同金属在温度改变时膨胀程度不同的原理工作，基于绕支撑环形弯曲状的双金属片组成，一端受热膨胀时，带动指针旋转，工作仪表便显示出热电势所对应的温度值。。双金属温度计现场显示温度，直观方便，且安全可靠，使用寿命长。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种固态发酵酿醋罐的换热系统，其特征在于，包括能够绕其轴线旋转的酿醋罐、换热件、旋转接头、进水管和出水管；

所述换热件设置在所述酿醋罐的内壁，且通过水管依次连接；所述旋转接头连接于所述酿醋罐左端盖；所述进水管和所述出水管分别通过所述旋转接头连接所述换热件。

2.根据权利要求1所述的固态发酵酿醋罐的换热系统，其特征在于，还包括冷却塔；

所述冷却塔设置于所述酿醋罐的外部，且连接所述进水管和所述出水管。

3.根据权利要求2所述的固态发酵酿醋罐的换热系统，其特征在于，还包括热交换水泵；

所述热交换水泵连接于所述出水管和所述冷却塔，且位于所述酿醋罐的外部。

4.根据权利要求3所述的固态发酵酿醋罐的换热系统，其特征在于，还包括热交换循环水罐；

所述热交换循环水罐设置于所述冷却塔和所述热交换水泵之间，且分别连接所述冷却塔和所述热交换水泵。

5.根据权利要求4所述的固态发酵酿醋罐的换热系统，其特征在于，还包括蒸汽进口管；

所述蒸汽进口管连接所述热交换循环水罐，用以为所述热交换循环水罐提供热源。

6.根据权利要求1所述的固态发酵酿醋罐的换热系统，其特征在于，所述换热件为多个横截面是等腰三角形的空心水管。

7.根据权利要求6所述的固态发酵酿醋罐的换热系统，其特征在于，相邻的两个所述空心水管之间由水管连通。

8.根据权利要求6所述的固态发酵酿醋罐的换热系统，其特征在于，还包括多个垫板；

多个所述垫板设置于所述酿醋罐的内壁；所述空心水管通过所述垫板固定于所述酿醋罐内。

9.根据权利要求1～8任一项所述的固态发酵酿醋罐的换热系统，其特征在于，还包括温度计；所述温度计设置于所述酿醋罐的内壁。

10.根据权利要求9所述的固态发酵酿醋罐的换热系统，其特征在于，所述温度计为双金属温度计。