CN110305762A - 一种固态发酵用蒸酒器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种固态发酵用蒸酒器，包括甑桶、篦子和甑盖，甑桶的上口直径大于甑桶的下口直径，甑桶至少设置有两个，上下相邻的甑桶通过机械密封连接，每个甑桶的下口均设置一篦子，篦子上设置有透气孔和泡罩，顶层甑桶的上口与甑盖相匹配，甑盖的顶部通过管道与冷凝器连接。本发明采用多层篦子将酒醅的重量进行分散，使酒醅更加疏松，也使上升蒸汽在整个甑桶的浓度均匀化，减缓由甑边效应所导致的物料和蒸汽的径向温度与浓度的分布不均，白酒蒸馏效率会提高8％以上，同时白酒品质也将提升。甑桶的桶体之间的密封均为机械密封，密封性能远高于水封，可以保证甑桶在蒸馏过程中蒸汽不外泄，提高产品质量和经济效益。

Description

一种固态发酵用蒸酒器

技术领域

本发明涉及蒸酒器的技术领域，特别是涉及一种固态发酵用蒸酒器。

背景技术

白酒按照酿造方法分为固态法白酒、半固态法白酒和液态法白酒三种。长期以来，固态法白酒是最受人们欢迎，也是在名优白酒中占主要比例的白酒类型。固态法白酒也称为固态发酵法白酒，采用完全传统的酿酒工艺生产，一般指以高粱、玉米等谷物颗粒作为原料，将其粉碎之后经过蒸煮、加入酒曲和辅料等过程，再入窖池发酵一段时间后，然后依次经过蒸馏、摘酒、分级、贮存陈酿、勾兑等过程形成的白酒。固态发酵法白酒，从配料、蒸粮、糖化、发酵到蒸酒等所有操作环节都在固体状态下进行，其酿造流程较为严格。

发酵好的酒醅中含有一定量的酒精以及种类丰富的微量香味成分，这是白酒形成的物质基础，但能否将这些酒精以及香味成分有效地提取出来，后续的蒸馏过程则十分关键。自有白酒问世以来，历代人们均采用甑桶进行白酒的蒸馏，同时总结出了很多宝贵经验，诸如缓慢蒸馏、探气上甑等。白酒被蒸馏出来之后，熟练的操作人员还会通过馏酒时酒花的形状、大小来进行判断，量质摘酒。白酒蒸馏时，篦子上方是发酵好的酒醅，还会将黄水、酒尾倒入底锅中同时进行蒸馏。其中，黄水是在发酵过程中形成的，一般位于窖池底部，也含有一定量的酒精以及香味成分。目前大部分的白酒生产厂家一般采用瓷坛和不锈钢容器贮藏蒸馏出来的白酒，贮藏过程有助于白酒自然老熟，使得白酒口味更加浓郁丰富。白酒行业一直以来都有“生香靠发酵，提香靠蒸馏”的说法。可见，白酒蒸馏是白酒生产过程中非常重要的一个步骤，这决定了发酵物中丰富的香味和独特的味道能否被有效地提取出来。

固态法白酒生产中，一般都采用甑桶将发酵成熟的酒醅进行蒸馏而得到白酒。甑桶是一种独特的蒸馏设备，根据酒醅固态发酵的特性特别设计而成。甑桶蒸馏的主要作用是将发酵酒醅中含量较低的酒精(4％)分离浓缩成酒精含量高的高度白酒(55％～65％)。另外，甑桶蒸馏过程中，数量众多的微量香气成分，包括原料、辅料本身携带的各种有机物，以及发酵酒醅中存在的各种微生物代谢副产物，同时也被有效地浓缩提取到白酒中。这些微量成分对白酒的风味和品质具有决定性的影响。

目前白酒企业所采用的甑桶一般为分体式的，分为桶身、甑盖及底锅三部分，目前广泛使用的甑桶桶身呈圆台状，甑桶与底锅之间由一篦子分隔开来，篦子一般为筛孔直径6-8mm的金属筛板，支撑着酒醅。蒸汽由篦子下方向上流动，在穿过金属篦子和酒醅的过程中将酒醅中的乙醇和微量挥发性成分汽提进入蒸汽中，而蒸汽则最终经过甑盖上方的管路通向冷凝器，被冷凝下来得到液态馏出物，即白酒。

但是，当前所采用的甑桶在结构设计上存在以下不足：

提馏区内的热力分布畸形，蒸馏过程中甑桶内不同区域的酒精及风味物质馏出速度不同，仅部分区域提香结果较好，优质酒产量较低。李海龙等指出，固态发酵酒醅在甑桶中蒸馏时会存在甑边效应，即甑边酒醅中的物质先于中心区酒醅流出并流完酒气。这会导致最终甑边区蒸出的水蒸气及杂质会与此时中心区酒醅蒸出的头等酒气相混合，大大降低优质酒的产量。

目前广泛使用的甑桶均采用单层篦子，酒醅总重较大，下层的酒醅承担了更高的物料重量，导致中下层物料被压实，空隙率降低，进而影响蒸馏过程中的酒精蒸汽和热量传输。

目前普遍使用的甑桶和甑盖之间为水层密封，连接处有水封槽。水封的密封方式不能很好地防止酒蒸汽外泄，酒精蒸汽的损耗，降低蒸馏效率，同时也损耗了一定的香味物质。

发明内容

本发明的目的是提供一种固态发酵用的蒸酒器，以解决上述现有技术存在的问题，使上升蒸汽的浓度均匀化分布在整个甑桶内，降低酒精蒸汽的损耗，提高蒸馏效率和优质酒率。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供了一种固态发酵用的蒸酒器，包括甑桶、篦子和甑盖，所述甑桶的上口直径大于所述甑桶的下口直径，所述甑桶至少设置有两个，上下相邻的所述甑桶通过机械密封连接，每个所述甑桶的下口均设置一所述篦子，所述篦子上设置有透气孔和泡罩，顶层的所述甑桶的上口与所述甑盖相匹配，所述甑盖的顶部通过管道与冷凝器连接。

优选的，所述篦子设置有三层且直径由下至上依次变大，所述篦子之间的间距为0.4m，顶层的所述篦子距离所述甑桶的上口0.3m。

优选的，所述篦子上的透气孔的直径为6mm，中间区域向边缘区域的所述透气孔密度依次减小，每个区域内的任意三个不共线的所述透气孔呈正三角排布。

优选的，距离所述篦子的中心0.91-0.98m的环形区域上设置有所述泡罩，所述泡罩为圆锥形，所述泡罩的中心设置有一升气管，所述泡罩的侧壁上设置有若干个尺缝。

优选的，所述篦子的下侧均设置有宽度为27.5mm的密封垫，所述密封垫为四氟密封垫。

优选的，所述甑桶之间通过法兰和螺栓连接。

优选的，所述甑桶的桶壁倾斜度tanθ＝10。

优选的，每个所述甑桶的桶壁上均匀设置有四个吊耳，所述吊耳包括固定环和旋转吊环，所述固定环焊接于所述甑桶上，所述固定环上设置有一能够旋转的金属钉，所述旋转吊环穿设于所述金属钉的通孔中。

优选的，所述甑盖为倒圆锥体，且所述甑盖的高度为0.4m。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明采用多层篦子将酒醅的重量进行分散，解决了传统甑桶中所有酒醅均堆积于一层篦子之上，酒醅疏松程度上下不一致的问题，也使上升蒸汽在整个甑桶的各层酒醅层之间有机会进行再分布，使蒸汽的浓度均匀化，减缓由甑边效应所导致的物料和蒸汽的径向温度与浓度的分布不均，白酒蒸馏效率会提高8％以上，同时白酒优质酒产率将提升。甑桶的桶体之间的密封均为机械密封，密封性能远高于水封，可以保证甑内蒸汽不外泄，提高产品质量和经济效益。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为本发明固态发酵用蒸酒器的结构示意图；

图2为本发明固态发酵用蒸酒器中篦子的结构示意图；

图3为本发明固态发酵用蒸酒器中透气孔的结构布局示意图；

图4为本发明固态发酵用蒸酒器中泡罩的结构示意图；

其中：1-甑桶，2-吊耳，3-甑盖，4-篦子，5-酒醅，6-透气孔，7-泡罩，8-升气管，9-尺缝，10-中心区，11-中环区，12-外环区，13-周边区，14-固定环，15-旋转吊环。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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付出创造性劳动的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。

本发明的目的是提供一种固态发酵用蒸酒器，以解决现有技术存在的问题，使上升蒸汽的浓度均匀化分布在整个甑桶内，降低酒精蒸汽的损耗，提高蒸馏效率和优质酒率。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1至图4所示：本实施例提供了一种固态发酵用蒸酒器，包括甑桶1、篦子4和甑盖3，甑桶1的上口直径大于甑桶1的下口直径，甑桶1至少设置有两个，上下相邻的甑桶1通过机械密封连接，每个甑桶1的下口均设置一篦子4，篦子4上设置有透气孔6和泡罩7，顶层的甑桶1的上口与甑盖3相匹配，甑盖3的顶部通过管道与冷凝器连接。

具体的，甑桶1的桶壁倾斜度tanθ＝10。每个甑桶1的桶壁上均匀设置有四个吊耳2，吊耳2包括固定环14和旋转吊环15，固定环14焊接于甑桶1上，固定环14上设置有一能够旋转的金属钉，旋转吊环15穿设于金属钉的通孔中。顶层的甑桶1上口直径2.02m，下层的甑桶1下口直径1.8m，甑桶1高1.1m，甑盖3高0.45m，甑桶1体积3.15m³，三个篦子4的半径由上至下依次是0.98m、0.94m、0.90m。酒醅5表面距离上层篦子4的间隔距离为5cm，加设两层篦子4后甑桶1内部存在两处空隙。因为甑桶1的倾斜度较小，可将这两部分空隙近似视为圆柱状，计算可得两处空隙体积分别为0.14m³和0.15m³。因此加设两层篦子4后，甑桶1内部可放置酒醅5的有效体积为2.86m³，略大于现在使用的单层篦子4的甑桶1体积2.84m³，因此并不会改变上甑的酒醅5质量。

篦子4设置有三层，三个篦子4和三个甑桶1的直径由下至上均依次变大，篦子4之间的间距为0.4m，顶层的篦子4距离甑桶1的上口0.3m。本实施例的甑桶1整体结构分为甑盖3、篦子4和甑桶1，甑桶1结构由传统的一层篦子4改为多层分体可拆卸式篦子，篦子4层数为3-5，以3层为最佳。篦子4上的透气孔6的直径为6mm，中间区域向边缘区域的透气孔6密度依次减小，每个区域内的任意三个不共线的透气孔6呈正三角排布。距离篦子4的中心0.91-0.98m的环形区域上设置有泡罩7，泡罩7为圆锥形，泡罩7的中心设置有一升气管8，泡罩7的侧壁上设置有若干个尺缝9。蒸汽从圆锥形泡罩的升气管8上升，到圆锥尖顶遇到阻力后会向下流动，并从泡罩7侧壁上开的尺缝9中挤出，增大了蒸汽上升的阻力，减慢了篦子4周边区的蒸汽流速，缓解了边壁效应，并且由于泡罩7为圆锥形结构，泡罩7周边的物料均可以充分接触到蒸汽，没有死体积。其中，本实施例中升气管8孔径6mm，高度为4cm，整个泡罩7高5cm；泡罩7侧壁开有约十个尺缝9，尺缝9长5cm，宽5cm，均匀布满圆锥泡罩7的侧壁上；圆锥高5cm，底部直径为6cm，底部直径不大于周边区的环隙宽度，泡罩7均匀分布于周边区一周，相邻泡罩7中心间距10cm。

各个篦子4分为中心区10、中环区11、外环区12、周边区13，前三个区从依次从篦子4中心向外，开孔率逐渐降低，以增加上升蒸汽的阻力，减缓径向的温度和速度的分布不均；但是随着开孔率的减小，将造成篦子4部分物料可能接触不到蒸汽，死体积较多，因此在篦子4的周边区，没有设计更低的开孔率，而是采用泡罩7的结构使通过蒸汽的阻力增大，来确保物料可以充分接触蒸汽。具体参见下表各个篦子4的设置参数：

表1 本实施例下层篦子的区域划分及开孔设计参数

下层篦子的半径为0.9m，按照面积比为1：3：4：1.2的比例分配到中心区10、中环区11、外环区12、周边区13。所有的篦子4结构都近似，只有分区的轴心距有所不同，所有透气孔6直径均设定为6mm，每个区域均采用正三角形排列的排列方式。

表2 本实施例中层篦子的区域划分及开孔设计参数

中层篦子的半径为0.94m，面积为2.77m²，按照面积比为1：3：4：1.2的比例计算得到中心区10、中环区11、外环区12、周边区13四个区域的面积分别为0.30m²、0.90m²、1.21m²、0.36m²。

表3 本实施例上层篦子的区域划分及开孔设计参数

上层篦子的半径为0.98m，面积为3.01m²，按照面积比为1：3：4：1.2的比例计算得到中心区10、中环区11、外环区12、周边区13四个区域的面积分别为0.33m²、0.98m²、1.31m²、0.39m²。

篦子4的下侧均设置有宽度为27.5mm的密封垫，密封垫为四氟密封垫。甑桶1之间通过法兰和螺栓连接，密封垫也设置在法兰端口处，进一步起到密封作用，还可以采用活套密封。吊耳2的设置方便卸料，每个篦子4与甑桶1之间以插销固定连接，拔开插销则篦子4与甑桶1分离，即三个甑桶1与三个篦子4之间均为可拆卸结构。甑盖3为倒圆锥体，甑桶1与甑盖3之间也为机械密封，且甑盖3的高度为0.4m。本实施例采用机械密封的方式避免潽甑现象，机械密封的密封性能较好，可以确保蒸汽不会从甑桶1内流出。

本实施例的具体操作使用过程如下：

操作时，先将三个篦子4与相应的甑桶1连接装配好，从下到上逐层装甑，放入酒醅5，酒醅5表面距离上层的篦子4有5cm的间距，最后盖好甑盖3开始蒸馏。待蒸馏结束时，将甑盖3移开，将上层的甑桶1吊起，使其桶壁(连篦子4)倾斜，将酒醅5倒出，再将甑桶1与篦子4之间的插销打开，将剩余少量物料卸下。同理，实现其余的中层、下层甑桶1的卸料。

本实施例将传统的一体式甑桶改造为三个甑桶1和三层篦子4的结构，同时不改变上甑酒醅5的重量，醅层高度增加10cm，并且酒醅5的疏松度有更加明显的改善，相对于传统的单层篦子甑桶，加设两层篦子4后的白酒蒸馏效率会提高8％以上，同时白酒品质也将提升。同时气体通过每层酒醅5后将有机会重新进行浓度的均匀化。同时将篦子4分为中环区、外环区、周边区四个区域，中间区域开孔密度大，向边缘方向孔密度依次减小，周边设计一圈泡罩7结构，既起到了增加阻力减缓甑边效应的作用，同时尖顶的泡罩设计保证酒醅5在空间范围内能够尽量充分接触蒸汽。甑桶1与甑盖3以及各层甑桶1之间的密封均为机械密封，密封性能远高于水封，可以保证甑桶1内蒸汽不外泄，提高产品质量和经济效益。

本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种固态发酵用蒸酒器，其特征在于：包括甑桶、篦子和甑盖，所述甑桶的上口直径大于所述甑桶的下口直径，所述甑桶至少设置有两个，上下相邻的所述甑桶通过机械密封连接，每个所述甑桶的下口均设置一个所述篦子，所述篦子上设置有透气孔和泡罩，顶层的所述甑桶的上口与所述甑盖相匹配，所述甑盖的顶部通过管道与冷凝器连接。

2.根据权利要求1所述的固态发酵用蒸酒器，其特征在于：所述篦子设置有三层且直径由下至上依次变大，所述篦子之间的间距为0.4m，顶层的所述篦子距离所述甑桶的上口0.3m。

3.根据权利要求1所述的固态发酵用蒸酒器，其特征在于：所述篦子上的透气孔的直径为6mm，中间区域向边缘区域的所述透气孔密度依次减小，每个区域内的任意三个不共线的所述透气孔呈正三角排布。

4.根据权利要求1所述的固态发酵用蒸酒器，其特征在于：距离所述篦子的中心0.91-0.98m的环形区域上设置有所述泡罩，所述泡罩为圆锥形，所述泡罩的中心设置有一升气管，所述泡罩的侧壁上设置有若干个尺缝。

5.根据权利要求1所述的固态发酵用蒸酒器，其特征在于：所述篦子的下侧均设置有宽度为27.5mm的密封垫，所述密封垫为四氟密封垫。

6.根据权利要求1所述的固态发酵用蒸酒器，其特征在于：所述甑桶之间通过法兰和螺栓连接。

7.根据权利要求1所述的固态发酵用蒸酒器，其特征在于：所述甑桶的桶壁倾斜度tanθ＝10。

8.根据权利要求1所述的固态发酵用蒸酒器，其特征在于：每个所述甑桶的桶壁上均匀设置有四个吊耳，所述吊耳包括固定环和旋转吊环，所述固定环焊接于所述甑桶上，所述固定环上设置有一能够旋转的金属钉，所述旋转吊环穿设于所述金属钉的通孔中。

9.根据权利要求1所述的固态发酵用蒸酒器，其特征在于：所述甑盖为倒圆锥体，且所述甑盖的高度为0.4m。