CN115678736A - 一种山西陈醋酵、熏、淋一体化智能酿造设备及酿造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种山西陈醋酵、熏、淋一体化智能酿造设备及酿造方法，该酿造设备包括：罐体和罐体底架，罐体为卧式筒形；罐体筒壁外侧设有多圈托轮轨道，罐体底架上前后设有多排与托轮轨道相对应的托轮，罐体通过托轮轨道支撑于托轮上；罐体筒壁外侧还设有一圈大齿轮，罐体底架上还设有与大齿轮相对应的减速电机，大齿轮与减速电机的驱动齿轮啮合，罐体在减速电机带动与托轮的支撑下做旋转运动。酿造方法包括：原料粉碎、润料、液化、糖化、酒精发酵、拌醅、接火、醋酸发酵、熏醅、淋醋和陈酿，其中拌醅、醋酸发酵、熏醅、淋醋在同一设备中进行。本发明实现了山西陈醋酿造设备多功能化、一体化、智能化。本发明可显著提高山西陈醋不挥发酸含量，对提高山西陈醋的品质具有重要的作用。

Description

一种山西陈醋酵、熏、淋一体化智能酿造设备及酿造方法

技术领域

本发明涉及山西陈醋酿造技术领域，更具体地说是涉及一种山西陈醋酵、熏、淋一体化智能酿造设备及酿造方法。

背景技术

山西陈醋以高粱、麸皮为主要原料，以稻壳和谷壳为辅料，以麸曲为糖化剂、大曲为发酵剂，经低温浓醪酒精发酵后，采用高温固态醋酸发酵，再经熏醅、淋醋、陈酿等工艺酿制而成。产品色泽红棕，香气和谐，熏香、陈香、酯香复合，食而绵酸，口感醇厚，余香绵长，是调味养生的佳品。

目前，山西陈醋酿造工艺多已由传统手工转为机械化方式，但人力消耗依然较大，发酵过程中酸气与酒精挥发严重，卫生条件较差，后端熏醅、淋醋需分别在其他设备中进行，设备投资大、检修环节多、能耗高，易发生物料转场污染等问题。

针对上述山西陈醋固态酿造存在的问题，部分企业开发了相应的酿造设备。中国专利CN 205893225 U公开了一种食醋固态酿造一体机，其更适用于回流发酵工艺，无法满足山西陈醋熏醅阶段的工艺要求。中国专利CN 208104374U公开了一种外盘管式制醋一体机，其能实现食醋固态醋酸发酵、熏醅、淋醋在同一设备中进行，但存在蒸汽、空气、水等共用一条管道现象，无法实现蒸汽或水与空气同时通过的工艺要求，不利于PLC自动化控制；其机器内底部安装有淋醋板，当机器静止时，醋醅中的醋液会渗流入板下空腔内，造成醋醅板结，不利于醋酸发酵的进行。

发明内容

有鉴于此，本发明公开了一种山西陈醋酵、熏、淋一体化智能酿造设备，实现了山西陈醋酿造设备多功能化，即拌醅、醋酸发酵、熏醅、淋醋工序在同一设备中进行，提高了设备利用率；以及一种利用山西陈醋酵、熏、淋一体化智能酿造设备酿造山西陈醋的方法，包括原料粉碎、润料、液化、糖化、酒精发酵、拌醅、接火、醋酸发酵、熏醅、淋醋、陈酿等工序，生产出了高品质的山西陈醋，实现了山西陈醋的智能化、高效化及高性能化生产，为山西陈醋技术升级、品质提升奠定了良好开端。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种山西陈醋酵、熏、淋一体化智能酿造设备，包括罐体和罐体底架，所述罐体为卧式筒形；所述罐体筒壁外侧设有多圈托轮轨道，所述罐体底架上前后设有多排与所述托轮轨道相对应的托轮，所述罐体通过所述托轮轨道支撑于所述托轮上；

所述罐体筒壁外侧还设有一圈大齿轮，所述罐体底架上还设有与所述大齿轮相对应的减速电机，所述大齿轮与所述减速电机的驱动齿轮啮合，所述罐体在所述减速电机带动与所述托轮的支撑下做旋转运动。

进一步的，还包括PLC控制系统，所述PLC控制系统与所述减速电机连接。

进一步的，所述罐体外壁设有保温层，顶部设有人孔，侧壁顶部设有观察窗，内壁设有固定式搅拌叶；所述罐体外壁设有红外限位器，用于控制罐体在特定位置启停。

进一步的，所述罐体内底部沿轴线方向设有螺旋输送机，所述螺旋输送机与位于罐壁侧面的绞龙电机通过活动电接头连接，所述PLC控制系统与所述绞龙电机连接。

进一步的，所述罐体两侧面中心处转动安装有旋转接头，所述旋转接头固定安装有管道系统，所述管道系统从所述罐体一侧旋转接头进入，另一侧旋转接头接出，所述旋转接头和管道系统不随罐体转动而转动；

所述管道系统包括冷却水/蒸汽管道和空气管道，所述冷却水/蒸汽管道和空气管道为两条独立管道，所述冷却水/蒸汽管道连接所述罐体的外盘管；所述冷却水/蒸汽管道的入口分为冷却水进口和蒸汽进口，所述冷却水进口和蒸汽进口分别安装有冷却水进水阀门和蒸汽进汽阀门；所述PLC控制系统与所述冷却水进水阀门和蒸汽进汽阀门连接；

所述空气管道包括进气管道和出气管道，所述进气管道一端连接空压机或风机，另一端通过所述旋转接头进入罐体后向上弯折90°达罐体内顶部，顶部安装有锥形风帽，所述进气管道安装有进气阀门；所述罐体内另一侧设有对应出气管道，所述出气管道与进气管道结构相同，所述出气管道安装有出气阀门，所述PLC控制系统分别与所述进气阀门、出气阀门连接所述出气管道在罐体外一端连接醋醅/醋汁收集装置，所述醋醅/醋汁收集装置为可拆卸式结构，其中部设有不锈钢滤网，上部设有排风口，下部设有收集器。

进一步的，所述罐体侧面顶部设有潲管孔，所述潲管孔平时处于关闭状态，淋醋时打开，将潲管从所述潲管孔中穿过进入罐内，所述罐体内顶部偏离人孔位置沿罐体轴线方向设有多个潲管支架，所述潲管通过潲管支架支撑于所述罐体内顶部，所述潲管上设有多个旋转喷头，所述罐体底部位置设有多个淋醋口，所述淋醋口内设有滤网，所述滤网可拆卸。

进一步的，所述罐体内设置压力监测装置、氧气浓度监测装置、温湿度监测装置、酒精度监测装置和酸度监测装置，且分别与所述PLC控制系统连接。

本发明还公开了一种山西陈醋酵、熏、淋一体化智能酿造方法，包括以下步骤：(1)原料粉碎；(2)润料；(3)液化；(4)糖化；(5)酒精发酵；(6)拌醅；(7)接火；(8)醋酸发酵；(9)熏醅；(10)淋醋；(11) 陈酿；

其中，所述步骤(6)拌醅、(7)接火、(8)醋酸发酵、(9)熏醅、(10)淋醋在同一个权利要求1-7任一项所述的一种山西陈醋酵、熏、淋一体化智能酿造设备中进行操作。

进一步的，在上述一种山西陈醋酵、熏、淋一体化智能酿造方法中，包括如下步骤：

(1)原料粉碎；

(2)润料；

(3)液化；

(4)糖化；

(5)酒精发酵；

(6)拌醅：将权利要求1-7任一项所述山西陈醋酵、熏、淋一体化智能酿造设备旋转到人孔朝上方向，连接投料装置，将辅料通过投料装置倒入罐内，启动螺旋输送机，将辅料翻拌均匀；将步骤(5)得到的发酵完全的酒醪注入罐内，拆除投料装置，盖上人孔盖，启动减速电机，将物料翻拌均匀；新醅水分、酒精度分别控制在63％～65％，3.5％～4.0％；

(7)接火：

(7.1)火醅制作：采用权利要求1-7任一项所述山西陈醋酵、熏、淋一体化智能酿造设备作为火醅罐，将辅料倒入罐，启动螺旋输送机，将辅料翻拌均匀；将步骤(5)所得发酵完全的酒醪注入火醅罐内，启动减速电机，将物料翻拌均匀，得到火醅新醅；火醅新醅水分、酒精度分别控制在63％～65％，2.5％～3.5％，将发酵第二天的醋醅加入火醅罐并翻拌均匀；火醅发酵周期为2 天，期间使用PLC控制系统通过监测装置的数据结果关联罐体旋转启停、管路开闭，实现自动化控制；

(7.2)接火醅：启动火醅罐螺旋输送机，将发酵旺盛的火醅转移到不锈钢火醅周转车中，将周转车中的火醅加入步骤(6)中拌好的新醅中，启动罐体减速电机，将物料翻拌均匀；

(8)醋酸发酵：醋酸发酵周期13-15天，期间使用PLC控制系统通过监测装置的数据结果关联罐体旋转启停、管路开闭，实现自动化控制；

(9)熏醅：熏醅温度设定为90-95℃，压力≤0.1MPa，时间8-12h，期间使用PLC控制系统通过监测装置的数据结果关联罐体旋转启停、管路开闭，实现自动化控制；

(10)淋醋：熏醅结束后，将罐体淋醋口旋转到正下方，连接不锈钢波纹软管、不锈钢集醋盒、离心泵，打开潲管孔，将旋转喷头安装在潲管上，所述潲管从所述潲管孔中穿过，支撑于罐内潲管支架上，潲管外侧与醋潲总管路连接，进行淋醋；

(11)陈酿：将步骤(10)得到的半成品山西陈醋转入陈酿池中陈酿，酸度合格后，过滤、调配、灭菌、包装即得成品山西陈醋。

进一步的，在上述一种山西陈醋酵、熏、淋一体化智能酿造方法中，包括以下步骤：

(1)原料粉碎：选取优质、无杂质、无霉变的高粱，经除尘除杂后粉碎至40-60目；

(2)润料：在不锈钢糖化罐中加入高粱质量420％-480％的温水，水温 40-50℃，将粉碎后的高粱加入水中，润料2-4h；

(3)液化：润料结束后，加入高粱质量0.15％-0.25％的高温α-淀粉酶，搅拌均匀，升温至90-95℃，保温液化1-1.5h；

(4)糖化：液化结束后，降温至60℃，加入高粱质量20％-30％的麸曲，搅拌均匀，保温糖化0.5-1h；

(5)酒精发酵：糖化结束后，降温至28-30℃，加入高粱质量20％-30％的大曲，搅拌均匀，转入不锈钢酒精发酵罐中进行低温浓醪酒精发酵，前三天为敞口发酵，发酵温度28～32℃，设定每日通气搅拌两次，两次搅拌的时间间隔为6-8h，每次搅拌10-15min，使物料均匀，通入新鲜空气，排出发酵产生的二氧化碳，第四天封缸发酵，温度控制在15～25℃之间，总发酵周期8～10 天，酒精发酵结束后酒醪中酒精度达7％-8％；

(6)拌醅：将山西陈醋酵、熏、淋一体化智能酿造设备旋转到人孔朝上方向，连接投料装置，将备好的麸皮、谷糠、稻壳辅料通过投料装置倒入醋酸发酵罐内，麸皮、谷糠、稻壳比例分别为高粱质量的80％～100％，60％～80％， 40％～60％，启动螺旋输送机，将辅料翻拌均匀；将步骤(5)所得75-85wt％发酵完全的酒醪注入醋酸发酵罐内，拆除投料装置，盖上人孔盖并拧紧螺栓，启动罐体减速电机，正转10-15min，反转10-15min，将物料翻拌均匀，新醅水分、酒精度分别控制在63％～65％，3.5％～4.0％；

(7)接火

(7.1)火醅制作：选取山西陈醋酵、熏、淋一体化智能酿造设备为火醅罐，将备好的麸皮、谷糠、稻壳辅料倒入罐内并翻拌均匀；将步骤(5)所得 15-25wt％发酵完全的酒醪注入火醅罐内，并翻拌均匀，得到火醅新醅，火醅新醅水分、酒精度分别控制在63％～65％，2.5％～3.5％，将发酵第二天的醋醅加入火醅罐并翻拌均匀，添加量为火醅体积的10％-15％，以上操作方法及辅料添加比例与步骤(6)相同；

火醅发酵周期为2天，期间每隔4-6h在PLC系统控制下自动转罐一次，每次正转10min、反转10min，转时自动通空气，排出罐内发酵产生的二氧化碳，补充新鲜空气；罐体静止时，PLC控制系统通过氧气浓度监测装置实时监测罐内氧气含量变化，当氧气含量下降到17％以下时，进气阀门自动打开，向罐内输送空气，当监测到氧气含量达到20％-21％时，进气阀门自动关闭，停止向罐内输送空气；发酵温度设定为小于37℃，降温温度差设定为0.5℃，当罐体正转10-15min后，PLC控制系统通过温湿度监测装置监测醋醅温度，当检测到温度高于37℃，PLC系统控制冷却水进水阀门开启，对罐内醋醅进行降温，当温度低于36.5℃时，关闭冷却水进水阀门，停止降温；

两天后，火醅发酵结束，火醅中醋酸菌含量达到104-106(cfu/g)；

(7.2)接火醅：启动火醅罐螺旋输送机，将发酵旺盛的火醅转移到不锈钢火醅周转车中，将周转车中的火醅加入步骤(6)中拌好的新醅中，启动罐体减速电机，正转10-15min，反转10-15min，将物料翻拌均匀，火醅添加量为醋醅体积的10％-15％；

(8)醋酸发酵：

醋酸发酵周期13-15天，氧气控制操作方法与步骤(7.1)中火醅发酵相同；

醋酸发酵前六天温度控制操作方法与步骤(7.1)中火醅发酵相同；

醋酸发酵第七天，补加高粱质量50％-70％的麸皮，发酵温度设定为小于 40℃，降温温度差设定为0.5℃；

醋酸发酵结束指标设定为总酸≥4.0g/100mL，酒精≤0.4％，当PLC控制系统监测到醋酸发酵终点信号时，自动结束通气、降温操作，操作人员将醋醅/ 醋汁收集装置拆下，安装密封盖和安全阀，拧紧人孔螺栓，进入熏醅流程；

(9)熏醅：熏醅温度设定为90-95℃，压力≤0.1MPa，时间8-12h，PLC 系统自动打开蒸汽进汽阀门，控制罐体正转，进行熏醅操作，当醋醅温度达到95℃时，蒸汽进汽阀门自动关闭，罐体停转；当醋醅温度低于90℃时，蒸汽进汽阀门自动打开，罐体正转，如此保温熏醅8-12h；

(10)淋醋：熏醅结束后，将罐内醋醅转平，罐体淋醋口旋转到正下方，连接不锈钢波纹软管、不锈钢集醋盒、离心泵，打开潲管孔，将旋转喷头安装在潲管上，所述潲管从所述潲管孔中穿过，支撑于罐内潲管支架上，潲管外侧与醋潲总管路连接，淋醋采用三淋法，将头潲加热到95℃以上通过潲管打入罐内，当罐内液面高于醋醅表面5-10cm时，停止打潲，将醋醅浸泡4-6h，打开淋醋池底部阀门，收集得到半成品山西陈醋，将二潲打入罐内，淋得头潲，三潲打入罐内淋得二潲，水打入罐内淋得三潲，如此循环往复；

(11)陈酿：将步骤(10)所得半成品山西陈醋转入太阳能不锈钢陈酿池中陈酿5-6个月，酸度达到5.0g/100mL以上，过滤、调配、灭菌、包装即得成品山西陈醋。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种山西陈醋酵、熏、淋一体化智能酿造设备及酿造方法，具有以下优点：

1、将醋酸发酵、熏醅及淋醋工序相结合，实现了同一设备多功能化，即在同一设备中完成拌醅、接种、熏醅、淋醋等山西陈醋酿造工序，提高了设备利用率，减少工序转场带来的二次污染、占用厂房面积过大的问题。

2、设备密闭性较高，有效减少酒精和醋酸挥发，提高原料利用率和出醋率的，节省人力，改善作业环境，提高工作效率和产品品质。

3、蒸汽、空气、降温水、醋潲等管道系统相互独立，可在通空气的同时实现通降温水，管道设计更加合理，便于PLC自动化控制。

4、取消了淋醋板结构，可避免醋液流入板下空腔，防止醋醅板结；取而代之在罐体底部设置多个淋醋口，安装滤网和活节，使用时外接管道即可进行淋醋操作。

5、本发明中风帽设计可实现弥漫式通空气，利于罐内气体的充分交换，实现醋醅整体均匀发酵，缩短发酵周期，保证产品品质；出气口连接过滤网和醋汁收集器，可实现少量醋醅和醋汁的收集，便于日常管理。

6、本发明的螺旋输送机，可在投料时摊平辅料，辅助转罐时物料混匀，使物料翻拌更加均匀，实现均衡发酵；其还是出糟的主体设备，辅助罐体旋转，出糟效果更好。

7、取消潲管开缝打潲，增加旋转喷头，可实现淋醋时醋潲均匀喷洒。

8、罐体内部设置有温度、氧气浓度、酒精度和酸度传感器，可实现发酵温度、氧气浓度、酒精度和酸度的实时监测，偶联PLC控制系统，实现发酵的精确自动化控制，有效避免了人为操作的失误和不确定性。

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，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

附图1是本发明提供的一种山西陈醋酵、熏、淋一体化智能酿造设备结构示意图；

附图2是本发明提供的一种山西陈醋酵、熏、淋一体化智能酿造设备的侧视图；

图1-2中：1-罐体，2-托轮轨道，3-托轮，4-罐体底架，5-大齿轮，6-减速电机，7-人孔，8-固定式搅拌叶，9-螺旋输送机，10-旋转接头，11-锥形风帽， 12-醋醅/醋汁收集装置，13-观察窗，14-潲管支架，15-旋转喷头，16-淋醋口， 17-潲管孔，18-出糟口，19-进气管道，20-出气管道，21-蒸汽进口，22-蒸汽出口，23-外盘管，24-冷却水进口，25-冷却水出口，26-齿轮护罩。

具体实施方式

下面将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。

如图1-2所示，本发明实施例公开了一种山西陈醋酵、熏、淋一体化智能酿造设备，包括罐体1和罐体底架4，罐体1为卧式筒形，材质为304不锈钢，其外设有保温层，在发酵和熏醅时起到保温隔热的作用。

罐体1筒壁外侧正面左右对称设有两条托轮轨道2，罐体底架4上前后设有两排与托轮轨道2相对应的托轮3，罐体1通过托轮轨道2支撑于托轮3上，托轮3共4个，呈鞍形分布；罐体1中部设有一圈大齿轮5，罐体底架4上还设有与大齿轮5相对应的减速电机6，大齿轮5与减速电机6连接的驱动齿轮啮合，启动减速电机6，罐体在大齿轮5带动与托轮3的支撑下做旋转运动，实现对其内醋醅的翻醅操作。托轮3与大齿轮5外侧安装有不锈钢齿轮护罩26，防止罐体转动时不慎卷入工人衣袖等，造成安全事故。

在一个实施例中，还包括PLC控制系统，PLC控制系统与减速电机6连接。

罐体1顶部设有两个人孔7，投料时卸下人孔盖，连接配套投料装置(中国专利CN215627869 U)，酒醪和辅料(麸皮、谷糠、稻壳)等物料通过投料装置进入一体化智能酿造设备罐内，罐体1内壁设有固定式搅拌叶8，投料结束后，拆除投料装置，安装人孔盖，转动罐体1，可实现对物料的翻拌操作 (即拌醅)；罐体1外壁设有红外限位器，用于控制罐体1在特定位置启停，方便发酵，例如在加料使罐体1保持人孔7朝上，淋醋时使淋醋口16朝下。

在一个实施例中，罐体1与人孔7对应的底部延轴线方向设有螺旋输送机9，螺旋输送机9与绞龙电机通过活动电接头连接，PLC控制系统与绞龙电机连接；投辅料后启动螺旋输送机9，可先将辅料翻拌均匀，更有利于其后的拌醅操作；螺旋输送机9可在日常转罐时辅助醋醅混匀；螺旋输送机9是出糟的主体设备，与单独依靠罐体旋转出糟相比，具有出糟速度快、效率高、效果好等优点。

在一个实施例中，罐体1两侧面中心处安装有旋转接头10，旋转接头10 由外向内安装有管道系统，管道系统从罐体1右侧旋转接头进入，左侧旋转接头接出；旋转接头和管道系统不随罐体1转动而转动，即保持相对静止状态。管道系统包括冷却水/蒸汽管道、空气管道，冷却水/蒸汽管道、空气管道分别为两条独立管道，可实现在通空气的同时通降温水，管道设计更加合理，便于PLC自动化控制。

冷却水/蒸汽管道的入口分为冷却水进口24和蒸汽进口21，冷却水进口 24和蒸汽进口21分别安装有冷却水进水阀门和蒸汽进汽阀门；PLC控制系统与冷却水进水阀门和蒸汽进汽阀门连接；冷却水/蒸汽管道连接罐体外盘管23，可实现通水降温和通水蒸汽熏醅的作用；空气管道包括进气管道和出气管道，进气管道外部连接空压机或风机，内部通过右侧旋转接头进入罐体后向上弯折90°达罐体内顶部，顶部安装有锥形风帽11，进气管道安装有进气阀门。罐体1左侧设有对应出气管道，出气管道与进气管道结构相似，出气管道安装有出气阀门，PLC控制系统分别与进气阀门、出气阀门连接；出气管道在罐体1外设有醋醅/醋汁收集装置12，醋醅/醋汁收集装置12为可拆卸式结构，其内设有不锈钢滤网，当空气从罐体右侧进气管道进入罐体内部后，从锥形风帽11弥漫式散开，配合罐体1旋转将醋醅内与罐内空气进行充分置换，补充新鲜空气，为醋酸发酵提供良好的通气条件；二氧化碳等罐内旧空气从出气装置右侧风帽进入，通过管道进入醋醅/醋汁收集装置，在滤网的拦截下，少量被气体带出的醋醅和醋汁被截留落入收集器，废气从滤网上方排风口排出。

滤网堵塞或收集的醋醅、醋汁过多时，可将醋醅/醋汁收集装置12拆下清洗后再安装使用；熏醅时将醋醅/醋汁收集装置12拆下，安装密封盖和安全阀，拧紧人孔螺栓，即可进行熏醅操作。

在一个实施例中，罐体1右侧面上方设有观察窗13，观察窗13可开合，方便清洁，材质为透明钢化玻璃，可用于观察罐内醋醅发酵状态和淋醋时醋液高度。

在一个实施例中，罐体1右侧面顶部设有潲管孔17，所述潲管孔17平时处于关闭状态，淋醋时打开，将潲管从所述潲管孔17中穿过进入罐内，罐体 1内顶部偏离人孔位置延罐体轴线方向设有多个潲管支架14，所述潲管通过潲管支架14支撑于所述罐体1内顶部，潲管上设有多个旋转喷头15，可实现淋醋时醋潲均匀喷洒，潲管在罐内对应的罐体底部位置设有多个淋醋口16，淋醋口16内设有滤网，所述滤网堵塞可拆卸清洗。

在一个实施例中，罐体1内设有压力监测装置、氧气浓度监测装置、温湿度监测装置、酒精度监测装置、酸度监测装置；各监测装置通过PLC控制柜连接PLC控制系统，PLC控制系统通过各监测装置的数据结果关联罐体旋转启停、管路开闭，实现自动化控制。

实施例1

一种通过上述山西陈醋酵、熏、淋一体化智能酿造设备酿造山西陈醋的方法，包括以下步骤：

(1)原料粉碎：选取优质、无杂质、无霉变的高粱1000kg，经除尘除杂后粉碎至40目；

(2)润料：在不锈钢糖化罐中加入4800kg水，升温到40℃，将粉碎后的高粱加入水中，润料2h；

(3)液化：润料结束后，加入1.5kg高温α-淀粉酶，搅拌均匀，升温至 90℃，保温液化1h；

(4)糖化：液化结束后，降温至60℃，加入200kg麸曲，搅拌均匀，保温糖化0.5h；

(5)酒精发酵：糖化结束后，降温至28-30℃，加入200kg大曲，搅拌均匀，转入不锈钢酒精发酵罐中进行低温浓醪酒精发酵。前三天为敞口发酵，发酵温度28～32℃，每日通气搅拌两次，两次搅拌的时间间隔为6h，每次搅拌10min，使物料均匀，通入新鲜空气，排出发酵产生的二氧化碳，利于菌种繁殖，保证发酵的持续稳定进行，第四天封缸发酵，温度控制在15～25℃之间，总发酵周期8天，酒精发酵结束后酒精度达7％-8％；

(6)拌醅：将山西陈醋酵、熏、淋一体化智能酿造设备旋转到人孔朝上方向，连接配套投料装置(中国专利CN 215627869 U)，将800kg麸皮、600kg 谷糠、400kg稻壳通过投料装置倒入醋酸发酵罐内，启动螺旋输送机，将辅料翻拌均匀；将步骤(5)所得发酵完全的酒醪80wt％注入醋酸发酵罐内，拆除配套投料装置，盖上人孔盖并拧紧螺栓，启动罐体减速阀门，正转10min，反转10min，将物料翻拌均匀，新醅水分、酒精度分别控制在63％～65％vol，3.5％～4.0％vol；

(7)接火

(7.1)火醅制作：将120kg麸皮、90kg谷糠、60kg稻壳倒入火醅罐中并翻拌均匀；将步骤(5)所得发酵完全的酒醪20wt％注入火醅罐内，并翻拌均匀，得到火醅新醅，火醅新醅水分、酒精度分别控制在63％～65％vol， 2.5％～3.5％vol。将发酵第二天的醋醅加入火醅罐并翻拌均匀，添加量为火醅体积的10％-15％；

火醅发酵周期为2天，期间每隔4h在PLC系统控制下自动转罐一次，每次正转10min、反转10min，转时自动通空气，排出罐内发酵产生的二氧化碳，补充新鲜空气；罐体静止时，PLC控制系统通过氧气浓度监测装置监测探头实时监测罐内氧气含量变化，当氧气含量下降到17％以下时，进气阀门自动打开，向罐内输送空气，当监测到氧气含量达到20％-21％时，进气阀门自动关闭，停止向罐内输送空气；发酵温度设定为小于37℃，降温温度差设定为 0.5℃，当罐体正转10min后，醋醅基本混匀，温度达到均匀一致，此时PLC 控制系统连接罐内温湿度监测装置探头进行一次醋醅温度探测，当检测到温度高于37℃，PLC系统控制冷却水进水阀门开启，对罐内醋醅进行降温，当温度低于36.5℃时，关闭冷却水进水阀门，停止降温；

两天后，火醅发酵结束，火醅中醋酸菌含量达104-106(cfu/g)，醋酸菌含量丰富；

(7.2)接火醅：启动火醅罐螺旋输送机，将发酵旺盛的火醅转移到不锈钢火醅周转车中，将周转车中的火醅加入步骤(6)中拌好的新醅中，启动罐体减速阀门，正转10min，反转10min，将物料翻拌均匀；

(8)醋酸发酵：

醋酸发酵周期13-15天，期间每隔4h在PLC系统控制下自动转罐一次，每次正转10min、反转10min，转时自动通空气，排出罐内发酵产生的二氧化碳，补充新鲜空气，有利于醋酸菌增殖；罐体静止时，PLC控制系统通过氧气监测探头实时监测罐内氧气含量变化，当氧气含量下降到17％以下时，进气阀门自动打开，向罐内输送空气，当监测到氧气含量达到20％-21％时，进气阀门自动关闭，停止向罐内输送空气，保证醋酸菌生长代谢所需的充足的氧气供应；

醋酸发酵前六天设置发酵温度小于37℃，降温温度差设定为0.5℃，当罐体正转10min后，醋醅基本混匀，温度达到均匀一致，此时PLC控制系统连接罐内温度探头进行一次醋醅温度探测，当检测到温度高于37℃，PLC系统控制冷却水阀门开启，对罐内醋醅进行降温，当温度低于36.5℃时，关闭冷却水阀门，停止降温；

醋酸发酵第七天，补加500kg麸皮，发酵温度设定为小于40℃，降温温度差设定为0.5℃，且仅保留转罐时通风，醋酸发酵结束指标设定为总酸≥4.0g/100mL，酒精≤0.4％，当PLC控制系统监测到醋酸发酵终点信号时，自动结束通气、降温操作，进入熏醅流程；

(9)熏醅：熏醅温度设定为90℃，压力≤0.1MPa，时间8h，当PLC控制系统监测到醋酸发酵终点信号时，自动结束通气、降温操作，发出报警提示音，操作人员将醋醅、醋汁收集装置拆下，安装密封盖和安全阀，拧紧人孔螺栓，在PLC控制面板中启动熏醅程序，PLC系统自动打开蒸汽阀门，罐体正转，进行熏醅操作，当醋醅温度达到95℃时，蒸汽阀门自动关闭，罐体停转；当醋醅温度低于90℃时，蒸汽阀门自动打开，罐体正转，如此保温熏醅8h；

(10)淋醋：熏醅结束后，将罐内醋醅转平，罐体淋醋口旋转到正下方，连接不锈钢波纹软管、不锈钢集醋盒、离心泵，打开潲管开孔，将旋转喷头安装在潲管上，所述潲管从所述开孔中穿过，支撑于罐内潲管支架上，潲管外侧与醋潲总管路连接。淋醋采用三淋法，将头潲加热到95℃以上通过管道打入罐内，当罐内液面高于醋醅表面10cm左右时，停止打潲，将醋醅浸泡 4h，打开淋醋池底部阀门，收集得到半成品山西陈醋，将二潲打入罐内，淋得头潲，三潲打入罐内淋得二潲，水打入罐内淋得三潲，如此循环往复；

(11)陈酿：将步骤(9)所得半成品山西陈醋转入太阳能不锈钢陈酿池中陈酿5-6个月，酸度达到5.0g/100mL以上，过滤、调配、灭菌、包装，得到成品山西陈醋。

本发明实施例1得到的山西陈醋与机械化设备酿造出的山西陈醋进行理化指标与感官品质比较，见表1。由表1可知，本发明酿造的山西陈醋不挥发酸含量达3.46g·100mL^-1，是机械化工艺的196％，极显著高于机械化工艺，其余理化指标及感官品质与机械化设备酿造的山西陈醋无明显差异。此结果表明，本发明有利于生产高不挥发酸含量的山西陈醋，对提高山西陈醋的品质具有重要的作用。本发明酿造山西陈醋的工艺是可行的、优良的、可推广复制的。

机械化设备酿造山西陈醋的方法为业内目前通用的酿醋方法，即采用不锈钢酒精发酵罐进行液态浓醪酒精发酵，采用不锈钢条形池进行醋酸发酵，翻醅机进行翻醅操作，不锈钢蒸汽熏醅罐进行蒸汽熏醅，不锈钢淋醋池进行循环套淋，太阳能陈酿房不锈钢晒醋池进行陈酿的酿醋方法(详见中国专利 CN201711378586.5《基于HACCP体系山西老陈醋机械化生产的标准化工艺》)。

表1本发明和机械化工艺酿造山西陈醋结果比较

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种山西陈醋酵、熏、淋一体化智能酿造设备，其特征在于，包括：罐体和罐体底架，所述罐体为卧式筒形；所述罐体筒壁外侧设有多圈托轮轨道，所述罐体底架上前后设有多排与所述托轮轨道相对应的托轮，所述罐体通过所述托轮轨道支撑于所述托轮上；

所述罐体筒壁外侧还设有一圈大齿轮，所述罐体底架上还设有与所述大齿轮相对应的减速电机，所述大齿轮与所述减速电机的驱动齿轮啮合，所述罐体在所述减速电机带动与所述托轮的支撑下做旋转运动。

2.根据权利要求1所述的一种山西陈醋酵、熏、淋一体化智能酿造设备，其特征在于，还包括PLC控制系统，所述PLC控制系统与所述减速电机连接。

3.根据权利要求1所述的一种山西陈醋酵、熏、淋一体化智能酿造设备，其特征在于，所述罐体外壁设有保温层，顶部设有人孔，侧壁顶部设有观察窗，内壁设有固定式搅拌叶，大齿轮外侧设有齿轮护罩；所述罐体外壁设有红外限位器，用于控制罐体在特定位置启停。

4.根据权利要求1所述的一种山西陈醋酵、熏、淋一体化智能酿造设备，其特征在于，所述罐体内底部沿轴线方向设有螺旋输送机，所述螺旋输送机与位于罐壁侧面的绞龙电机通过活动电接头连接，所述PLC控制系统与所述绞龙电机连接。

5.根据权利要求1所述的一种山西陈醋酵、熏、淋一体化智能酿造设备，其特征在于，所述罐体两侧面中心处转动安装有旋转接头，所述旋转接头固定安装有管道系统，所述管道系统从所述罐体一侧旋转接头进入，另一侧旋转接头接出，所述旋转接头和管道系统不随罐体转动而转动；

所述管道系统包括冷却水/蒸汽管道和空气管道，所述冷却水/蒸汽管道和空气管道为两条独立管道，所述冷却水/蒸汽管道连接所述罐体的外盘管；所述冷却水/蒸汽管道的进/出口分为冷却水进/出口和蒸汽进/出口，所述冷却水进口和蒸汽进口分别安装有冷却水进水阀门和蒸汽进汽阀门；所述PLC控制系统与所述冷却水进水阀门和蒸汽进汽阀门连接；

所述空气管道包括进气管道和出气管道，所述进气管道一端连接空压机或风机，另一端通过所述旋转接头进入罐体后向上弯折90°达罐体内顶部，顶部安装有锥形风帽，所述进气管道安装有进气阀门；所述罐体内另一侧设有对应出气管道，所述出气管道与进气管道结构相同，所述出气管道安装有出气阀门，所述PLC控制系统分别与所述进气阀门、出气阀门连接；所述出气管道在罐体外一端连接醋醅/醋汁收集装置，所述醋醅/醋汁收集装置为可拆卸式结构，其中部设有不锈钢滤网，上部设有排风口，下部设有收集器。

6.根据权利要求1所述的一种山西陈醋酵、熏、淋一体化智能酿造设备，其特征在于，所述罐体侧面顶部设有潲管孔，所述潲管孔平时处于关闭状态，淋醋时打开，将潲管从所述潲管孔中穿过进入罐内，所述罐体内顶部偏离人孔位置沿罐体轴线方向设有多个潲管支架，所述潲管通过潲管支架支撑于所述罐体内顶部，所述潲管上设有多个旋转喷头，所述罐体底部位置设有多个淋醋口，所述淋醋口内设有滤网，所述滤网可拆卸。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种山西陈醋酵、熏、淋一体化智能酿造设备，其特征在于，所述罐体内设置压力监测装置、氧气浓度监测装置、温湿度监测装置、酒精度监测装置和酸度监测装置，且分别与所述PLC控制系统连接。

8.一种山西陈醋酵、熏、淋一体化智能酿造方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)原料粉碎；(2)润料；(3)液化；(4)糖化；(5)酒精发酵；(6)拌醅；(7)接火；(8)醋酸发酵；(9)熏醅；(10)淋醋；(11)陈酿；

其中，所述步骤(6)拌醅、(7)接火、(8)醋酸发酵、(9)熏醅、(10)淋醋在同一个权利要求1-7任一项所述的一种山西陈醋酵、熏、淋一体化智能酿造设备中进行操作。

9.根据权利要求8所述的一种山西陈醋酵、熏、淋一体化智能酿造方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)原料粉碎；

(2)润料；

(3)液化；

(4)糖化；

(5)酒精发酵；

(6)拌醅：将权利要求1-7任一项所述山西陈醋酵、熏、淋一体化智能酿造设备旋转到人孔朝上方向，连接投料装置，将辅料通过投料装置倒入罐内，启动螺旋输送机，将辅料翻拌均匀；将步骤(5)得到的发酵完全的酒醪注入罐内，拆除投料装置，盖上人孔盖，启动减速电机，将物料翻拌均匀；新醅水分、酒精度分别控制在63％～65％，3.5％～4.0％；

(7)接火：

(7.1)火醅制作：采用权利要求1-7任一项所述山西陈醋酵、熏、淋一体化智能酿造设备作为火醅罐，将辅料倒入罐，启动螺旋输送机，将辅料翻拌均匀；将步骤(5)所得发酵完全的酒醪注入火醅罐内，启动减速电机，将物料翻拌均匀，得到火醅新醅；火醅新醅水分、酒精度分别控制在63％～65％，2.5％～3.5％，将发酵第二天的醋醅加入火醅罐并翻拌均匀；火醅发酵周期为2天，期间使用PLC控制系统通过监测装置的数据结果关联罐体旋转启停、管路开闭，实现自动化控制；

(7.2)接火醅：启动火醅罐螺旋输送机，将发酵旺盛的火醅转移到不锈钢火醅周转车中，将周转车中的火醅加入步骤(6)中拌好的新醅中，启动罐体减速电机，将物料翻拌均匀；

(8)醋酸发酵：醋酸发酵周期13-15天，期间使用PLC控制系统通过监测装置的数据结果关联罐体旋转启停、管路开闭，实现自动化控制；

(9)熏醅：熏醅温度设定为90-95℃，压力≤0.1MPa，时间8-12h，期间使用PLC控制系统通过监测装置的数据结果关联罐体旋转启停、管路开闭，实现自动化控制；

(10)淋醋：熏醅结束后，将罐体淋醋口旋转到正下方，连接不锈钢波纹软管、不锈钢集醋盒、离心泵，打开潲管孔，将旋转喷头安装在潲管上，所述潲管从所述潲管孔中穿过，支撑于罐内潲管支架上，潲管外侧与醋潲总管路连接，进行淋醋；

(11)陈酿：将步骤(10)得到的半成品山西陈醋转入陈酿池中陈酿，酸度合格后，过滤、调配、灭菌、包装即得成品山西陈醋。

10.根据权利要求9所述的一种山西陈醋酵、熏、淋一体化智能酿造方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)原料粉碎：选取优质、无杂质、无霉变的高粱，经除尘除杂后粉碎至40-60目；

(2)润料：在不锈钢糖化罐中加入高粱质量420％-480％的温水，水温40-50℃，将粉碎后的高粱加入水中，润料2-4h；

(3)液化：润料结束后，加入高粱质量0.15％-0.25％的高温α-淀粉酶，搅拌均匀，升温至90-95℃，保温液化1-1.5h；

(4)糖化：液化结束后，降温至60℃，加入高粱质量20％-30％的麸曲，搅拌均匀，保温糖化0.5-1h；

(5)酒精发酵：糖化结束后，降温至28-30℃，加入高粱质量20％-30％的大曲，搅拌均匀，转入不锈钢酒精发酵罐中进行低温浓醪酒精发酵，前三天为敞口发酵，发酵温度28～32℃，设定每日通气搅拌两次，两次搅拌的时间间隔为6-8h，每次搅拌10-15min，使物料均匀，通入新鲜空气，排出发酵产生的二氧化碳，第四天封缸发酵，温度控制在15～25℃之间，总发酵周期8～10天，酒精发酵结束后酒醪中酒精度达7％-8％；

(6)拌醅：将山西陈醋酵、熏、淋一体化智能酿造设备旋转到人孔朝上方向，连接投料装置，将备好的麸皮、谷糠、稻壳辅料通过投料装置倒入醋酸发酵罐内，麸皮、谷糠、稻壳比例分别为高粱质量的80％～100％，60％～80％，40％～60％，启动螺旋输送机，将辅料翻拌均匀；将步骤(5)所得75-85wt％发酵完全的酒醪注入醋酸发酵罐内，拆除投料装置，盖上人孔盖并拧紧螺栓，启动罐体减速电机，正转10-15min，反转10-15min，将物料翻拌均匀，新醅水分、酒精度分别控制在63％～65％，3.5％～4.0％；

(7)接火

(7.1)火醅制作：选取山西陈醋酵、熏、淋一体化智能酿造设备为火醅罐，将备好的麸皮、谷糠、稻壳辅料倒入罐内并翻拌均匀；将步骤(5)所得15-25wt％发酵完全的酒醪注入火醅罐内，并翻拌均匀，得到火醅新醅，火醅新醅水分、酒精度分别控制在63％～65％，2.5％～3.5％，将发酵第二天的醋醅加入火醅罐并翻拌均匀，添加量为火醅体积的10％-15％，以上操作方法及辅料添加比例与步骤(6)相同；

火醅发酵周期为2天，期间每隔4-6h在PLC系统控制下自动转罐一次，每次正转10-15min、反转10-15min，转时自动通空气，排出罐内发酵产生的二氧化碳，补充新鲜空气；罐体静止时，PLC控制系统通过氧气浓度监测装置实时监测罐内氧气含量变化，当氧气含量下降到17％以下时，进气阀门自动打开，向罐内输送空气，当监测到氧气含量达到20％-21％时，进气阀门自动关闭，停止向罐内输送空气；发酵温度设定为小于37℃，降温温度差设定为0.5℃，当罐体正转10-15min后，PLC控制系统通过温湿度监测装置监测醋醅温度，当检测到温度高于37℃，PLC系统控制冷却水进水阀门开启，对罐内醋醅进行降温，当温度低于36.5℃时，关闭冷却水进水阀门，停止降温；

两天后，火醅发酵结束，火醅中醋酸菌含量达到104-106cfu/g；

(7.2)接火醅：启动火醅罐螺旋输送机，将发酵旺盛的火醅转移到不锈钢火醅周转车中，将周转车中的火醅加入步骤(6)中拌好的新醅中，启动罐体减速电机，正转10-15min，反转10-15min，将物料翻拌均匀，火醅添加量为醋醅体积的10％-15％；

(8)醋酸发酵：

醋酸发酵周期13-15天，氧气控制操作方法与步骤(7.1)中火醅发酵相同；

醋酸发酵前六天温度控制操作方法与步骤(7.1)中火醅发酵相同；

醋酸发酵第七天，补加高粱质量50％-70％的麸皮，发酵温度设定为小于40℃，降温温度差设定为0.5℃；

醋酸发酵结束指标设定为总酸≥4.0g/100mL，酒精≤0.4％，当PLC控制系统监测到醋酸发酵终点信号时，自动结束通气、降温操作，操作人员将醋醅/醋汁收集装置拆下，安装密封盖和安全阀，拧紧人孔螺栓，进入熏醅流程；

(9)熏醅：熏醅温度设定为90-95℃，压力≤0.1MPa，时间8-12h，PLC系统自动打开蒸汽进汽阀门，控制罐体正转，进行熏醅操作，当醋醅温度达到95℃时，蒸汽进汽阀门自动关闭，罐体停转；当醋醅温度低于90℃时，蒸汽进汽阀门自动打开，罐体正转，如此保温熏醅8-12h；

(10)淋醋：熏醅结束后，将罐内醋醅转平，罐体淋醋口旋转到正下方，连接不锈钢波纹软管、不锈钢集醋盒、离心泵，打开潲管孔，将旋转喷头安装在潲管上，所述潲管从所述潲管孔中穿过，支撑于罐内潲管支架上，潲管外侧与醋潲总管路连接，淋醋采用三淋法，将头潲加热到95℃以上通过潲管打入罐内，当罐内液面高于醋醅表面5-10cm时，停止打潲，将醋醅浸泡4-6h，打开淋醋池底部阀门，收集得到半成品山西陈醋，将二潲打入罐内，淋得头潲，三潲打入罐内淋得二潲，水打入罐内淋得三潲，如此循环往复；

(11)陈酿：将步骤(10)所得半成品山西陈醋转入太阳能不锈钢陈酿池中陈酿5-6个月，酸度达到5.0g/100mL以上，过滤、调配、灭菌、包装即得成品山西陈醋。

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