CN114836290A - 食醋固态发酵设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及食醋发酵设备技术领域，特别涉及一种食醋固态发酵设备，包括以卧式布置的罐体、喷淋组件、筛板和第一卫生泵；所述喷淋组件嵌入所述罐体中；所述筛板设置在所述罐体内，并位于背离于所述喷淋组件的一侧；所述筛板具有至少一个呈横截面轮廓为梯形的通孔，所述通孔的小口端朝向所述喷淋组件；所述第一卫生泵分别与所述通孔的大口端及所述喷淋组件相连通。本发明所提供的食醋固态发酵设备可有效提高萃取效率、提升萃取液纯度以及降低水资源生产消耗。
Description
技术领域
本发明涉及食醋发酵设备技术领域，特别涉及一种食醋固态发酵设备。
背景技术
现有工艺通常采用固体发酵技术进行食醋生产。工业生产的设备主要为固体发酵罐，如专利CN105112282A所公开的全自动滚筒式固态醋发酵罐。虽然此种发酵罐可有效促进食醋产生，然而在其生产过程中存在大量的水资源浪费，在食醋萃取过程难以有效萃取，同时萃取液中存在大量的固体残渣，需要进一步过滤才可达到标准纯净度，而且固体残渣排空困难，在容器内存在大量残留，通常需要人工进行清理。同时，固体残渣在淋醋过程中容易堵塞筛板，无法有效过滤。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺陷，本发明所要解决的技术问题是：提供一种可有效提高萃取效率以及提升萃取液纯度的食醋固态发酵设备。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：食醋固态发酵设备，包括以卧式布置的罐体、喷淋组件、筛板和第一卫生泵；
所述喷淋组件嵌入所述罐体中；
所述筛板设置在所述罐体内，并位于背离于所述喷淋组件的一侧；
所述筛板具有至少一个横截面轮廓为梯形的通孔，所述通孔的小口端朝向所述喷淋组件；
所述第一卫生泵分别与所述通孔的大口端及所述喷淋组件相连通。
本发明的有益效果在于：在罐体内设置筛板，并通过其横截面轮廓为梯形通孔结构，以允许细小的固体杂质通过筛板而保证过滤流量的同时，可有效阻挡大颗粒物料混入萃取液中，并且萃取后的萃取液可通过第一卫生泵从喷淋组件中均匀喷洒在固体物料的表面，此时固体物料可作为过滤介质以过滤萃取液中的细小固体杂质，直至萃取液澄清时自动回收萃取液，从而提高萃取效率、保证萃取液纯净度的同时，可有效减少在萃取过程中的水资源浪费，节省生产成本以及提升原料利用率。
附图说明
图1所示为本发明在具体实施方式中食醋固态发酵设备的结构示意图；
图2所示为本发明在具体实施方式中筛板的局部剖视图。
标号说明：1、罐体；101、进料口；102、出料口；103、筛板；104、通孔；105、固体物料；
2、喷淋头；3、第一卫生泵；4、淋醋管；5、气动刀闸阀；6、可移动污泥泵；7、压榨机；8、槽箱；9、第二卫生泵；10、第一过滤器；11、储罐；12、成品罐；13、旋转接头；14、引风机；15、第一管路；16、第二管路；17、第二过滤器；18、第三管路；19、第四管路。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
食醋固态发酵设备，包括以卧式布置的罐体、喷淋组件、筛板和第一卫生泵；所述喷淋组件嵌入所述罐体中；所述筛板设置在所述罐体内，并位于背离于所述喷淋组件的一侧；所述筛板具有至少一个呈横截面轮廓为梯形的通孔，所述通孔的小口端朝向所述喷淋组件；所述第一卫生泵分别与所述通孔的大口端及所述喷淋组件相连通。
其中，所述筛板成条状，并设置在所述罐体中并背离于所述喷淋组件的一侧，因此当所述罐体旋转静止后，所述固体物料均匀铺在筛板上。此时，参见图2所示，由于所述筛板103上通孔104的小口端朝向所述固体物料105，因此可有效限制固体物料中大颗粒杂质随萃取液的流出而流入通孔，并进入萃取液的循环。同时，萃取效率是工业生产中最重要的一项指标之一，因此筛板的小口端的直径不应当过小而限制萃取液流量。因此，本申请为了保证流量，以允许小口端中通过细小的固体杂质，并允许该细小的固体杂质随萃取液进入萃取液循环。优选地，所述通孔为条形通孔，其横截面轮廓优选为梯形，即形成其大口端和小口端，更优选地，所述通孔的长度为50mm，所述小口端的宽度为8mm。
然而，细小的固体杂质依然严重降低萃取液的纯净度，导致产品品质的下降。因此，本申请通过萃取液循环以进一步降低萃取液中细小固体杂质的含量。具体而言，参见图1所示，萃取液通过第一卫生泵3而泵入喷淋组件中，并通过喷淋组件重新喷洒在固体物料的表面，此时固体物料可作为一种过滤介质而对萃取液进行过滤，从而使细小固体杂质重新吸附在固体物料中。通过这种多次循环，直至萃取液澄清，以收集萃取液。
所述卧式布置的罐体1可通过现有的任一种转动结构以实现沿其周向转动，如专利CN105112282A，因此以引用的方式将其转动相关的结构并入本申请中。在罐体1的转动过程中存在一定的管路干扰问题，因此优选采用便于快捷转换的跨接管路设计，即在罐体1转动前先将干扰罐体1转动的管路解除对接，并在罐体1结束转动即开始萃取时重新对接管路。同时，所述罐体1内设置有翻料结构，以通过翻料结构配合罐体1的转动，从而提高醋醅与空气的接触面积和时长。所述翻料结构如专利CN213012766U，因此以引用的方式将其全文并入本申请中。
在一种实施方式中，所述第一卫生泵3与所述筛板103所连接的管路上还设置有淋醋管4，所述淋醋管4上设置有手动球阀，以便于在实际的生产过程中通过该手动球阀控制萃取液流出筛板103的流量。
在一种实施方式中，所述喷淋组件包括至少两个喷淋头2，所述喷淋头2沿所述罐体1的轴向等间距设置，所述喷淋头2的喷嘴位于所述罐体1内。所述喷淋组件配有多级分水进水管，因此可有效保证每个喷淋头2水压一致。所述喷淋头2之间的间距设置应当根据所述罐体1的长度以及喷嘴的最大喷洒半径所决定，因此可有效保证萃取液或发酵相关的淋液能够均匀喷洒在固体物料的表面。优选地，所述喷嘴采用雾化喷嘴。
在一种实施方式中，所述食醋固态发酵设备还包括依次通过管路相连通的压榨机7、第二卫生泵9、第一过滤器10和储罐11；所述罐体1具有出料口102，所述压榨机7通过管路与所述出料口102相连通；所述储罐11具有出水口和供外部水源流入的进水口，所述出水口通过管路与所述第一卫生泵3相连通。
其中，萃取完成的固体物料(其内还含有一定量的萃取液或发酵菌)通过出料口102被排入压榨机7中进行压榨，以使混合有萃取液和发酵菌的混合液从固体物料中压榨出，并通过第二卫生泵9泵入第一过滤器10中进行过滤，以滤去细小固体杂质，并最终将混合液送入储罐11中进行存储以备下次循环使用。具体而言，当储罐11内的混合液未达到预设水位线时，或储罐11内混合液浓度过高时，通过其进水口向其内部补充外部水源。在发酵的初期，此时可通过第一卫生泵3将混合液从储罐11内抽出并通过喷淋组件喷洒在固体物料的表面。在发酵的后期，即萃取液的收集工序已完成，此时可通过继续从储罐11中抽水并通过喷淋组件将水喷洒在固体物料的表面，从而提高固体物料的流动性，使固体物料能够通过出料口102排出并进入压榨机7中。通过此种水资源循环使用，可有效提高原料利用率的同时，降低生产过程中的水源消耗。
在一种优选的实施方式中，所述出料口102与所述压榨机7所连接的管路上还包括气动刀闸阀5和可移动污泥泵6，所述气动刀闸阀5设置在所述出料口102上，所述可移动污泥泵6位于所述气动刀闸阀5与所述压榨机7所连接的管路上。即通过气动刀闸阀5控制罐体1出料口102的启闭，以及通过可移动污泥泵6提供固体物料通过管路流入压榨机7的动力源。
其中，所述食醋固态发酵设备还包括槽箱8，所述压榨机7具有排料口，所述槽箱8与所述排料口相连通。将槽箱8连接压榨机7的排料口，以通过槽箱8收集压榨后的固体物料。
在一种实施方式中，所述食醋固态发酵设备还包括成品罐12，所述成品罐12与所述第一卫生泵3相连通。即在萃取液至澄清后，可通过关闭第一卫生泵3与喷淋组件相连管路上的阀门，并开启第一卫生泵3与成品罐12所连管路上的阀门，以实现将萃取液泵入成品罐12中。
在一种实施方式中，所述食醋固态发酵设备还包括旋转接头13和驱动设备，所述罐体1的轴向两端均设置有旋转接头13，所述驱动设备与所述旋转接头13传动连接。所述驱动设备可以为市售的任一种可与所述旋转接头13传动连接，并通过旋转接头13带动罐体1沿其周向转动的电机，如减速电机。
在一种实施方式中，所述食醋固态发酵设备还包括送风机和第二过滤器17；一端所述旋转接头13具有贯穿于所述罐体1侧壁的第一管路15，所述第一管路15的一端连接所述送风机，另一端与所述罐体1的内腔相连通；另一端所述旋转接头13具有贯穿于所述罐体1侧壁的第二管路16，所述第二管路16的一端与所述第二过滤器17相连接，另一端与所述罐体1的内腔相连通。即送风机通过第一管路15将新鲜空气送入罐体1内腔中，并通过第二管路16将不新鲜的空气排出。然而从第二管路16中所排出的不新鲜的空气存在一定的空气污染因素，因此优选在第二管路16的出气端连接第二过滤器17，以滤去空气中污染源，从而保证生产安全以及环境安全。
同时，之所以不采用鼓风机而采用送风机，主要原因在于引风机14的引风形式，风速低、风压小，能够有效保证罐体1内持续存在均匀地、缓慢的新鲜空气交换，从而保证罐体1内良好的气体更新的同时，避免流量过大，风速过快的空气进入罐体1中而带动大量酒精和醋酸气体，提高耗损，以及避免空气将固体物料中多余的水分带动，即降低固体物料表面的水含量而抑制发酵菌的繁殖。
在发酵过程中，发酵温度对于发酵产品的质量是至关重要的。因此，在所述第一管路15和所述第二管路16上均设置温度传感器，所述温度传感器位于所述罐体1的内腔中。以通过在进风部分和出风部分分别设置温度传感器，以实时检测罐体1内气相的温度。
在一种实施方式中，所述罐体1的表面包覆有换热夹套，一端所述旋转接头13具有第三管路18，所述第三管路18的一端为循环冷却水的进口端，另一端与所述换热夹套相连通；另一端所述旋转接头13具有第四管路19，所述第四管路19的一端与所述换热夹套相连通，另一端为循环冷却水的出口端。所述罐体1通过其表面包覆的换热夹套进行换热。其中，所述换热夹套为循环水式的。循环冷却水通过第三管路18的进口端进入第三管路18中，并通过第三管路18的另一端进入换热夹套中。通过循环冷却水在换热夹套内管路的流动以将罐体1内多余的热量吸收。最终吸收有多余热量的循环冷却水通过第四管路19与换热夹套所连接的一端排入第四管路19中，并最终通过第四管路19的出口端送入外部循环水冷却设备中。
优选地，所述第一卫生泵3和第二卫生泵9均采用变频卫生泵。
为了提高食醋固体发酵设备的自动化，优选通过控制器控制各组件的自动运行。比如通过温度传感器检测罐体1内温度，以通过控制器判断是否需要进行换热，以及比如在储罐11或成品罐12内设置液位传感器和空液位检测器，以通过控制器判断是否需要补水或排水。
在一种实施方式中，所述可移动污泥泵、压榨机、第二卫生泵、储罐以及成品罐组成水回收系统，其中可移动污泥泵、压榨机、第二卫生泵、储罐通过管路依次连通，所述可移动污泥泵通过管路连通所述罐体的出料口，所述储罐通过管路与所述第一卫生泵相连通，所述成品罐通过管路与所述第一卫生泵相连通。
实施例1
参见图1及图2，食醋固态发酵设备，包括以卧式布置的罐体1、喷淋组件、筛板103和第一卫生泵3；
所述喷淋组件嵌入所述罐体1中；
所述筛板103设置在所述罐体1内，并位于背离于所述喷淋组件的一侧；
所述筛板103具有至少一个呈横截面轮廓为梯形的通孔104，所述通孔104的小口端朝向所述喷淋组件；
所述第一卫生泵3分别与所述通孔104的大口端及所述喷淋组件相连通；
所述喷淋组件包括至少两个喷淋头2，所述喷淋头2沿所述罐体1的轴向等间距设置，所述喷淋头2的喷嘴位于所述罐体1内；
还包括依次通过管路相连通的压榨机7、第二卫生泵9、第一过滤器10和储罐11；
所述罐体1具有出料口102，所述压榨机7通过管路与所述出料口102相连通；
所述储罐11具有出水口和供外部水源流入的进水口，所述出水口通过管路与所述第一卫生泵3相连通；
所述出料口102与所述压榨机7所连接的管路上还包括气动刀闸阀5和可移动污泥泵6，所述气动刀闸阀5设置在所述出料口102上，所述可移动污泥泵6位于所述气动刀闸阀5与所述压榨机7所连接的管路上；
所述食醋固态发酵设备还包括槽箱8，所述压榨机7具有排料口，所述槽箱8与所述排料口相连通；
所述食醋固态发酵设备还包括成品罐12，所述成品罐12与所述第一卫生泵3相连通；
所述食醋固态发酵设备还包括旋转接头13和驱动设备，所述罐体1的轴向两端均设置有旋转接头13，所述驱动设备与所述旋转接头13传动连接；
所述食醋固态发酵设备还包括送风机和第二过滤器17；
罐体一端的所述旋转接头13具有贯穿于所述罐体1侧壁的第一管路15，所述第一管路15的一端连接所述送风机，另一端与所述罐体1的内腔相连通；
罐体另一端的所述旋转接头13具有贯穿于所述罐体1侧壁的第二管路16，所述第二管路16的一端与所述第二过滤器17相连接，另一端与所述罐体1的内腔相连通；
所述第一管路15和所述第二管路16上均设置有温度传感器，所述温度传感器位于所述罐体1的内腔中；
所述罐体1的表面包覆有换热夹套，罐体一端的所述旋转接头13具有第三管路18，所述第三管路18的一端为循环冷却水的进口端，另一端与所述换热夹套相连通；
罐体另一端的所述旋转接头13具有第四管路19，所述第四管路19的一端与所述换热夹套相连通，另一端为循环冷却水的出口端。
具体的，参见图1及图2所示，固体物料通过进料口101送入罐体1中，此时第一卫生泵3将储罐11中的混合液通过喷淋嘴均匀喷洒在固体物料的表面，待固体物料湿度达到预设值或所喷淋的混合液的体积达到预设的固液比，此时停止喷液并通过旋转罐体1以及配合罐体1内的翻料结构对固体物料进行翻动，开始进入发酵阶段。在发酵过程中，引风机14通过第一管路15将新鲜空气送入罐体1内腔中，并通过第二管路16将交换的不新鲜空气排入第二过滤器17中，最终排入环境中。同时，循环冷却水通过第三管路18进入包覆在罐体1表面的换热夹套中，对罐体1进行换热，并最终通过第四管路19重新流入外部的循环冷却水冷却设备中重新冷却并进入循环。
待发酵结束后，罐体1停止转动，此时物料均匀地铺在筛板103上，此时开启手动球阀以促进固体物料中的萃取液通过筛板103上的通孔104被第一卫生泵3泵入喷淋组件中，并最终均匀喷洒在固体物料的表面。不断循环该过程至萃取液澄清，此时通过第一卫生泵3将萃取液泵入成品罐12中，以实现对萃取液的收集。
待萃取液收集过程结束后，第一卫生泵3重新将储罐11中的混合液泵入喷淋组件中，最终通过喷淋组件均匀喷洒在固体物料的表面，以提高固体物料的流动性，使固体物料能够通过罐体1的出料口102并通过可移动污泥泵6泵入压榨机7中。在压榨过程中固体物料中的混合液从固体物料中压榨出，并通过第二卫生泵9泵入第一过滤器10中进行细小固体杂质过滤，最终过滤后的混合液重新流回储罐11中，而压榨后的固体物料被送入槽箱8中进行收集。
综上所述，在罐体内设置筛板，并通过其横截面轮廓为梯形通孔结构，以允许细小的固体杂质通过筛板而保证过滤流量的同时，可有效阻挡大颗粒物料混入萃取液中，并且萃取后的萃取液可通过第一卫生泵从喷淋组件中均匀喷洒在固体物料的表面，此时固体物料可作为过滤介质以过滤萃取液中的细小固体杂质，直至萃取液澄清时回收萃取液，从而提高萃取效率、保证萃取液纯净度的同时，可有效减少在萃取过程中的水资源浪费，节省生产成本以及提升原料利用率。同时，在卸料过程中，通过将储罐内的混合液重新喷淋在固体物料的表面，可有效促进固体物料的完全排空，同时可实现对罐体内腔的同步清洗，从而降低设备的清洗难度。由于储罐内的混合液中还含有一部分萃取物，因此其可作为罐体第二次发酵生产的原料水，也可作为萃取过程中的补水，从而提高生产用水的使用率，以及提高固体物料中萃取物的回收利用率，经检测回收利用率可提高20％以上，特别是当多台发酵罐并列设置的时候，效果最为显著。而对于卫生泵、可移动污泥泵等，由于其与罐体通过跨接管路相连，因此其可用于多台发酵罐的连续使用。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.食醋固态发酵设备，其特征在于，包括以卧式布置的罐体、喷淋组件、筛板和第一卫生泵；
所述喷淋组件嵌入所述罐体中；
所述筛板设置在所述罐体内，并位于背离于所述喷淋组件的一侧；
所述筛板具有至少一个呈横截面轮廓为梯形的通孔，所述通孔的小口端朝向所述喷淋组件；
所述第一卫生泵分别与所述通孔的大口端及所述喷淋组件相连通。
2.根据权利要求1所述食醋固态发酵设备，其特征在于，所述喷淋组件包括至少两个喷淋头，所述喷淋头沿所述罐体的轴向等间距设置，所述喷淋头的喷嘴位于所述罐体内。
3.根据权利要求1所述食醋固态发酵设备，其特征在于，还包括依次通过管路相连通的压榨机、第二卫生泵、第一过滤器和储罐；
所述罐体具有出料口，所述压榨机通过管路与所述出料口相连通；
所述储罐具有出水口和供外部水源流入的进水口，所述出水口通过管路与所述第一卫生泵相连通。
4.根据权利要求3所述食醋固态发酵设备，其特征在于，所述出料口与所述压榨机所连接的管路上还包括气动刀闸阀和可移动污泥泵，所述气动刀闸阀设置在所述出料口上，所述可移动污泥泵位于所述气动刀闸阀与所述压榨机所连接的管路上。
5.根据权利要求3所述食醋固态发酵设备，其特征在于，还包括槽箱，所述压榨机具有排料口，所述槽箱与所述排料口相连通。
6.根据权利要求1所述食醋固态发酵设备，其特征在于，还包括成品罐，所述成品罐与所述第一卫生泵相连通。
7.根据权利要求1所述食醋固态发酵设备，其特征在于，还包括旋转接头和驱动设备，所述罐体的轴向两端均设置有旋转接头，所述驱动设备与所述旋转接头传动连接。
8.根据权利要求7所述食醋固态发酵设备，其特征在于，还包括送风机和第二过滤器；
罐体一端的所述旋转接头具有贯穿于所述罐体侧壁的第一管路，所述第一管路的一端连接所述送风机，另一端与所述罐体的内腔相连通；
罐体另一端的所述旋转接头具有贯穿于所述罐体侧壁的第二管路，所述第二管路的一端与所述第二过滤器相连接，另一端与所述罐体的内腔相连通；
所述第一管路和所述第二管路上均设置有温度传感器，所述温度传感器位于所述罐体的内腔中。
9.根据权利要求7所述食醋固态发酵设备，其特征在于，所述罐体的表面包覆有换热夹套，罐体一端的所述旋转接头具有第三管路，所述第三管路的一端为循环冷却水的进口端，另一端与所述换热夹套相连通；
罐体另一端的所述旋转接头具有第四管路，所述第四管路的一端与所述换热夹套相连通，另一端为循环冷却水的出口端。
10.根据权利要求1所述食醋固态发酵设备，其特征在于，还包括水回收系统，所述水回收系统包括依次通过管路相连通的可移动污泥泵、压榨机、第二卫生泵、储罐；以及成品罐；
所述可移动污泥泵通过管路连通所述罐体的出料口，所述储罐通过管路与所述第一卫生泵相连通，所述成品罐通过管路与所述第一卫生泵相连通。
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