CN116042383A - 一种用于酿酒的海洋微生物的培养系统及培养方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于酿酒的海洋微生物的培养系统,涉及酿酒技术领域,本发明通过设置培养箱和与培养箱通过管道连接的微生物富集装置和提取液收集装置,从而对海洋微生物进行富集,本发明通过将海风中的微生物进行富集,并在培养箱内设置预设培养条件进行培养,通过在培养过程中,对培养条件和海洋中微生物生长情况进行监测,并在培养过程中培养环境不达标或者微生物生长不合格时,对对应的培养条件进行调整,提高了对微生物发酵过程的控制精度,从而进一步提高了用于白酒酿造的微生物的品质。

Description

一种用于酿酒的海洋微生物的培养系统及培养方法
技术领域
本发明涉及酿酒技术领域,尤其涉及一种用于酿酒的海洋微生物的培养系统及培养方法。
背景技术
酒曲是原辅料进行“糖化发酵”过程从而“酒化生香”所需要微生物的主要来源。使用的糖化发酵剂不同,能给发酵过程提供的微生物以及前驱香味物质也不同,因此香型也会不同。传统制曲工艺种类繁多,在各种香型白酒的酿造中发挥着关键作用。鉴于白酒的品质特性和文化内涵的市场需求日益多元化,通过强化网罗海风登陆过程中携带的微生物及利用富含营养素、矿物质的海泥提取液开发新型大曲制作工艺可为此提供技术支持,具有较大的经济效益和社会效益。
窖池是白酒生产的重要场所,生产白酒对窖池的地理位置和条件要求严苛。窖池中含有丰富的老窖泥,对浓香型白酒的质量影响很大。窖泥能够为白酒的发酵提供适宜的环境,窖泥中具有种类繁多、功能独特的有益发酵微生物。这些微生物种群在窖池中经过复杂的能量代谢过程,促进白酒的生产,对白酒的品质贡献突出。传统窖泥的质量很难满足多元化的白酒酿造需求,更不能满足消费者日益增长的生态健康理念。现有的人工窖泥主要采用黄泥和窖泥混合堆积而成,效果较差,用这种窖泥酿造的白酒品质低、口感差。使用富含营养素、矿物质的海泥提取液等成分制作人工窖泥,有助于生产品质差异化的浓香型白酒。
海泥属于矿物泥,是在海底缺氧的情况下,由于各种微生物的作用和复杂的理化、生物学的变化而产生的胶体物质、有机物质和其他分解产物混合生成的。现代研究表明,海泥因为含有丰富的矿物质、胶体成分、海洋特有的微生物及维生素、氨基酸、抗菌素等,具有独特的抗氧化、抗菌、保健治疗功效。
本发明包括海洋生态制曲技术、海洋生态人工窖泥制作技术和海洋生态混合大曲酿酒技术,在海风频率高且气温适合的沿海地区强化网罗海风携带的海洋微生物,利用海泥、海泥提取液强化窖泥营养特性和结构特性,利用含有海洋生态大曲的混合大曲粉和海洋生态强化人工窖泥建造的窖池进行浓香型白酒酿造,构建海洋生态酿造体系,满足消费者对产品品质和生态健康理念的双重诉求。
发明内容
为此,本发明提供一种用于酿酒的海洋微生物的培养系统及方法,用以克服现有技术中在培养制备用于白酒酿造的海洋微生物的过程对制备过程控制不精准的问题。
为实现上述目的,本发明一方面提供一种用于酿酒的海洋微生物的培养系统,包括:
培养箱,其用以在预设培养条件下对海洋微生物进行培养,该培养箱包括箱体,设置在箱体内用以放置基料的若干培养槽,设置在箱体内侧壁上的用以检测培养箱内温度的第一温度传感器和用以检测培养箱内湿度的第一湿度传感器,设置在各所述培养槽上用以检测基料温度的第二温度传感器、用以检测基料湿度的基料湿度传感器和设置在培养槽侧壁上的用以检测基料氧含量的氧气传感器,设置在箱体内上部的喷淋器,以及设置在箱体顶部的排风口;
其中所述预设培养条件为培养箱内温度为预设温度T0和预设湿度S0;
微生物富集装置,其与所述培养箱经第一管道连接,用以收集海风中微生物,该微生物富集装置包括圆柱形筒体,设置在圆柱形筒体内一端的用以将海风鼓入筒体内的第一鼓风机,设置在筒体内用以将海风进行加热的加热丝网,设置在筒体内靠近第一鼓风机的湿度检测仪,以及设置在筒体内远离第一鼓风机另一端的用以将海风鼓入培养箱内的第二鼓风机;
提取液收集装置,其与所述培养箱经第二管道连接,用以收集海泥中有助于微生物生长的提取液,该提取液收集装置包括用以盛放海泥的第一收集槽,与第一收集槽并排设置的用以盛放海泥中提取液的第二收集槽,设置在第一收集槽与第二收集槽之间的用以将海泥中提取液进行过滤的过滤膜,设置在第二收集槽底部的用以对海泥中提取液进行高温杀菌的加热装置,以及设置在第二管道上的水泵;其中,所述喷淋器还与第二管道连接;
控制器,其包括与第一温度传感器、第二温度传感器、第一湿度传感器、基料湿度传感器、氧气传感器和湿度检测仪连接的用以获取温度数据、湿度数据、氧含量的数据获取单元,与所述数据获取单元连接的用以对所述温度数据、湿度数据、氧含量进行分析的数据分析单元,以及分别与喷淋器、第一鼓风机、第二鼓风机、水泵和数据分析单元连接的用以控制喷淋器喷淋、第一鼓风机鼓风量、第二鼓风机鼓风量和水泵功率的控制执行单元。
进一步地,所述数据获取单元用以在所述海洋微生物培养过程中获取所述第二温度传感器的第二温度Tb,所述数据分析单元将该第二温度Tb和预设发酵温度范围条件进行比对,并根据比对结果确定是否对预设发酵温度范围条件进行调整,若Tb处于预设发酵温度范围条件,则所述数据分析单元确定发酵温度达标;若Tb未处于预设发酵温度范围条件,则所述数据分析单元确定发酵温度不达标;其中,所述预设发酵温度范围条件为Tmin~Tmax。
进一步地,所述数据分析单元确定Tb未处于预设发酵温度范围条件且Tb<Tmin,所述数据获取单元还用以获取湿度检测仪检测的海风湿度Q,所述数据分析单元将该海风湿度Q与预设海风湿度Q0进行比对,
若Q>Q0,所述数据分析单元确定对所述加热丝网的加热温度进行调节;
若Q≤Q0,所述数据分析单元确定对所述预设培养条件中预设温度T0进行调节。
进一步地,所述数据分析单元确定对所述加热丝网的加热温度进行调节,则所述数据分析单元计算第一发酵温度差值ΔTa,设定ΔTa=Tmin-Tb,并根据该第一发酵温度差值与预设发酵温度差值的比对结果确定对所述加热丝网的加热温度进行调节,
其中,所述数据分析单元中设有第一预设发酵温度差值ΔT1、第二预设发酵温度差值ΔT2、第一加热温度调节系数K1、第二加热温度调节系数K2和第三加热温度调节系数K3,设定ΔT1<ΔT2且1<K1<K2<K3<1.5,
若ΔTa≤ΔT1,则所述数据分析单元选用K1对所述加热温度进行调节;
若ΔT1<ΔTa≤ΔT2,则所述数据分析单元选用K2对所述加热温度进行调节;
若ΔTa>ΔT2,则所述数据分析单元选用K3对所述加热温度进行调节;
所述控制执行单元控制将所述加热丝网的温度调节至W×Ki,其中W为加热丝网的初始加热温度,i=1,2,3。
进一步地,所述数据分析单元确定对所述预设培养条件中预设温度T0进行调节,则所述数据分析单元根据第一发酵温度差值ΔTa和预设发酵温度差值的比对结果确定对所述预设温度进行调节,其中,所述数据分析单元还设有第一预设温度调节系数R1、第二预设温度调节系数R2和第三预设温度调节系数R3,设定1<R1<R2<R3<1.2,
若ΔTa≤ΔT1,则所述数据分析单元选用R1调节所述预设温度;
若ΔT1<ΔTa≤ΔT2,则所述数据分析单元选用R2调节所述预设温度;
若ΔTa>ΔT2,则所述数据分析单元选用R3调节所述预设温度;
所述控制执行单元控制将所述预设温度调节至T0×Rj,其中j=1,2,3。
进一步地,所述数据获取单元用以在所述海洋微生物培养过程中获取所述基料湿度传感器的基料湿度Sb,所述数据分析单元将该基料湿度Sb与预设湿度S0进行比对,根据比对结果确定所述发酵湿度是否达标,
若Sb≥S0,则所述数据分析单元确定所述发酵湿度达标;
若Sb<S0,则所述数据分析单元确定所述发酵湿度不达标。
进一步地,所述数据分析单元确定所述发酵湿度不达标,则所述数据分析单元计算第一湿度差值ΔS,设定ΔS=S0-Sb,并根据该第一湿度差值与预设湿度差值的比对结果确定对鼓风机的鼓风功率或对水泵功率进行调节,
其中,所述数据分析单元还设有第一预设湿度差值ΔS1、第二预设湿度差值ΔS2、第一鼓风功率调节系数Y1、第二鼓风功率调节系数Y2和水泵功率调节系数U,设定ΔS1<ΔS2,1<Y1<Y2<1.5,1<U<1.2,
若ΔS≤ΔS1,则所述数据分析单元选用Y1对所述鼓风功率进行调节;
若ΔS1<ΔS≤ΔS2,则所述数据分析单元选用Y2对所述鼓风功率进行调节;
若ΔS>ΔS2,则所述数据分析单元选用U对所述水泵功率进行调节;
所述控制执行单元控制将所述鼓风机的鼓风功率调节至Pa×Yn,或所述控制执行单元控制将所述水泵的水泵功率调节至Pb×U,其中Pa为鼓风机的初始功率,Pb为水泵的初始功率,n=1,2。
进一步地,所述数据获取单元用以在所述海洋微生物培养过程中获取所述氧气传感器的氧含量H,所述数据分析单元将所述氧含量H与预设氧含量H0进行比对,并根据比对结果确定所述基料发酵氧含量是否达标,
若H≥H0,则所述数据分析模块确定所述基料的发酵氧含量达标;
若H<H0,则所述数据分析模块确定所述基料的发酵氧含量不达标。
进一步地,所述数据分析模块确定所述基料的发酵氧含量不达标,则所述数据分析单元计算氧含量差ΔH,设定ΔH=H0-H,并根据氧含量差和预设氧含量差ΔH1的比对结果确定对所述发酵过程的调整方式,
若ΔH≤ΔH1,则所述数据分析单元判定需对所述水泵功率进行补偿,并确定对水泵功率的补偿系数为Bt,设定Bt=1.5;
若ΔH>ΔH1,则所述数据分析单元判定需对所述鼓风功率进行补偿,并确定对鼓风功率的补偿系数为Bp,设定Bp=1.6。
本发明另一方面提供用于酿酒的海洋微生物培养系统的培养方法,包括:
步骤S1、将预处理完成的基料平铺在培养槽中;
步骤S2、控制器控制微生物富集装置将海洋微生物经第一管道输送至培养箱内以使海风和基料充分接触和控制提取液收集装置将海泥中的提取液经第二管道输送至培养箱内以将海泥中的提取液喷淋在基料上;
步骤S3、控制器在海洋微生物与基料充分接触过程中控制培养箱内保持预设培养条件培养海洋微生物;
步骤S4、控制器的数据分析单元在培养预设天数后根据数据获取单元获取的第二温度传感器的第二温度Tb、基料湿度传感器的基料湿度Sb和氧气传感器的氧含量H分别达标时确定所述微生物完成培养;
进一步地,在步骤S1中,所述基料为小麦、大麦、豌豆、玉米其中至少两种与辅料的混合料,其中辅料包括陈曲粉、酯化红曲和丟糟;
进一步地,在所述步骤S1中,所述基料的预处理包括:
步骤S11、将小麦、大麦、豌豆和玉米在热水中进行混合蒸煮得到主料;
步骤S12、将主料和辅料按照预设比例混合成基料。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于,本发明通过将海风中的微生物进行富集,并在培养箱内设置预设培养条件进行培养,以及将海泥中的提取液在培养过程中喷淋至基料上以辅助从海风中富集的微生物在培养箱内的生长,通过在培养过程中,对培养条件和海洋中微生物生长情况进行监测,并在培养过程中培养环境不达标或者微生物生长不合格时,对对应的培养条件进行调整,提高了对微生物发酵过程的控制精度,从而进一步提高了用于白酒酿造的微生物的品质。
进一步地,本发明通过设置控制器,并在控制器的数据分析单元中设置预设发酵温度范围条件,根据培养过程中实时检测的培养箱和培养槽的发酵温度条件确定对微生物富集装置的富集过程进行调整或对培养环境中的参数进行调整,进一步提高了对微生物发酵过程的控制精度,从而进一步提高了用于白酒酿造的微生物的品质。
附图说明
图1为本发明实施例用于酿酒的海洋微生物的培养系统的结构示意图;
图2为本发明实施例用于酿酒的海洋微生物的培养系统的控制器的逻辑框图;
图3为本发明实施例用于酿酒的海洋微生物培养方法的流程图;
图4为本发明实施例用于酿酒的海洋微生物培养方法进一步的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的和优点更加清楚明白,下面结合实施例对本发明作进一步描述;应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,并不用于限定本发明。
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是,这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理,并非在限制本发明的保护范围。
需要说明的是,在本发明的描述中,术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系,这仅仅是为了便于描述,而不是指示或暗示所述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,还需要说明的是,在本发明的描述中,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。对于本领域技术人员而言,可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1和图2所示,图1为本发明实施例用于酿酒的海洋微生物的培养系统的结构示意图;图2为本发明实施例用于酿酒的海洋微生物的培养系统的控制器的逻辑框图。
本发明实施例用于酿酒的海洋微生物的培养系统,包括:
培养箱1,其用以在预设培养条件下对海洋微生物进行培养,该培养箱1包括箱体,设置在箱体内用以放置基料的若干培养槽11,设置在箱体内侧壁上的用以检测培养箱1内温度的第一温度传感器12和用以检测培养箱内湿度的第一湿度传感器13,设置在各所述培养槽11上用以检测发酵温度的第二温度传感器14、用以检测发酵湿度的基料湿度传感器15和设置在培养槽侧壁上的用以检测基料发酵氧含量的氧气传感器16,设置在箱体内上部的喷淋器17,以及设置在箱体顶部的排风口18;
微生物富集装置2,其与所述培养箱1经第一管道4连接,用以收集海风中微生物,该微生物富集装置2包括圆柱形筒体21,设置在圆柱形筒体21内一端的用以将海风鼓入筒体21内的第一鼓风机22,设置在筒体21内用以将海风进行加热的加热丝网23,设置在筒体21内靠近第一鼓风机22的湿度检测仪24,以及设置在筒体21内远离第一鼓风机22另一端的用以将海风鼓入培养箱1内的第二鼓风机25;
提取液收集装置3,其与所述培养箱1经第二管道5连接,用以收集海泥中有助于微生物生长的提取液,该提取液收集装置3包括用以盛放海泥的第一收集槽31,与第一收集槽31并排设置的用以盛放海泥中提取液的第二收集槽32,设置在第一收集槽31与第二收集槽32之间的用以将海泥中提取液进行过滤的过滤膜33,设置在第二收集槽32底部的用以对海泥中提取液进行高温杀菌的加热装置35,以及设置在第二管道5上的水泵34;喷淋器17还与第二管道5连接;
控制器,其包括与第一温度传感器、第二温度传感器、第一湿度传感器、基料湿度传感器、氧气传感器和湿度检测仪连接的用以获取温度数据、湿度数据、氧含量的数据获取单元,与所述数据获取单元连接的用以对所述温度数据、湿度数据、氧含量进行分析的数据分析单元,以及分别与喷淋器、第一鼓风机、第二鼓风机、水泵和数据分析单元连接的用以控制喷淋器喷淋、第一鼓风机鼓风量、第二鼓风机鼓风量和水泵功率的控制执行单元。
本发明实施例中,本领域技术人员可以理解的是,微生物富集装置的圆柱形筒体在收集海风时应延伸至海域范围对海风进行收集以富集海洋微生物,且该圆柱形筒体延伸至海域范围的管道口为喇叭形状的敞口以便于收集更多的海风。
本发明实施例中,所述预设培养条件为培养箱内温度为预设温度T0和预设湿度S0,其中T0=50℃,S0=50%。
本发明实施例中,所述第二收集槽收集的海泥中的提取液经高温杀菌后,降低至室温保存。
本领域技术人员可以理解的是,本发明实施例中,用于对提取液进行高温杀菌的加热装置可为加热丝或加热管,但不限于加热丝或加热管。
本发明实施例用于酿酒的海洋微生物的培养系统,所述数据获取单元用以在所述海洋微生物培养过程中获取所述第二温度传感器的第二温度Tb,所述数据分析单元将该第二温度Tb和预设发酵温度范围条件进行比对,并根据比对结果确定是否对预设发酵温度范围条件进行调整,若Tb处于预设发酵温度范围条件,则所述数据分析单元确定发酵温度达标;若Tb未处于预设发酵温度范围条件,则所述数据分析单元确定发酵温度不达标;其中,所述预设发酵温度范围条件为Tmin~Tmax。
本发明实施例中,预设发酵温度条件中,Tmin=35℃,Tmax=50℃。
具体而言,所述数据分析单元确定Tb未处于预设发酵温度范围条件且Tb<Tmin,所述数据获取单元还用以获取湿度检测仪检测的海风湿度Q,所述数据分析单元将该海风湿度Q与预设海风湿度Q0进行比对,
若Q>Q0,所述数据分析单元确定对所述加热丝网的加热温度进行调节;
若Q≤Q0,所述数据分析单元确定对所述预设培养条件中预设温度T0进行调节。
具体而言,所述数据分析单元确定对所述加热丝网的加热温度进行调节,则所述数据分析单元计算第一发酵温度差值ΔTa,设定ΔTa=Tmin-Tb,并根据该第一发酵温度差值与预设发酵温度差值的比对结果确定对所述加热丝网的加热温度进行调节,
其中,所述数据分析单元中设有第一预设发酵温度差值ΔT1、第二预设发酵温度差值ΔT2、第一加热温度调节系数K1、第二加热温度调节系数K2和第三加热温度调节系数K3,设定ΔT1<ΔT2且1<K1<K2<K3<1.5,
若ΔTa≤ΔT1,则所述数据分析单元选用K1对所述加热温度进行调节;
若ΔT1<ΔTa≤ΔT2,则所述数据分析单元选用K2对所述加热温度进行调节;
若ΔTa>ΔT2,则所述数据分析单元选用K3对所述加热温度进行调节;
所述控制执行单元控制将所述加热丝网的温度调节至W×Ki,其中W为加热丝网的初始加热温度,i=1,2,3。
具体而言,所述数据分析单元确定对所述预设培养条件中预设温度T0进行调节,则所述数据分析单元根据第一发酵温度差值ΔTa和预设发酵温度差值的比对结果确定对所述预设温度进行调节,其中,所述数据分析单元还设有第一预设温度调节系数R1、第二预设温度调节系数R2和第三预设温度调节系数R3,设定1<R1<R2<R3<1.2,
若ΔTa≤ΔT1,则所述数据分析单元选用R1调节所述预设温度;
若ΔT1<ΔTa≤ΔT2,则所述数据分析单元选用R2调节所述预设温度;
若ΔTa>ΔT2,则所述数据分析单元选用R3调节所述预设温度;
所述控制执行单元控制将所述预设温度调节至T0×Rj,其中j=1,2,3。
本发明实施例用于酿酒的海洋微生物的培养系统,所述数据获取单元用以在所述海洋微生物培养过程中获取所述基料湿度传感器的基料湿度Sb,所述数据分析单元将该基料湿度Sb与预设湿度S0进行比对,根据比对结果确定所述发酵湿度是否达标,
若Sb≥S0,则所述数据分析单元确定所述发酵湿度达标;
若Sb<S0,则所述数据分析单元确定所述发酵湿度不达标。
具体而言,所述数据分析单元确定所述发酵湿度不达标,则所述数据分析单元计算第一湿度差值ΔS,设定ΔS=S0-Sb,并根据该第一湿度差值与预设湿度差值的比对结果确定对鼓风机的鼓风功率或对水泵功率进行调节,
其中,所述数据分析单元还设有第一预设湿度差值ΔS1、第二预设湿度差值ΔS2、第一鼓风功率调节系数Y1、第二鼓风功率调节系数Y2和水泵功率调节系数U,设定ΔS1<ΔS2,1<Y1<Y2<1.5,1<U<1.2,
若ΔS≤ΔS1,则所述数据分析单元选用Y1对所述鼓风功率进行调节;
若ΔS1<ΔS≤ΔS2,则所述数据分析单元选用Y2对所述鼓风功率进行调节;
若ΔS>ΔS2,则所述数据分析单元选用U对所述水泵功率进行调节;
所述控制执行单元控制将所述鼓风机的鼓风功率调节至Pa×Yn,或所述控制执行单元控制将所述水泵的水泵功率调节至Pb×U,其中Pa为鼓风机的初始功率,Pb为水泵的初始功率,n=1,2。
本发明实施例用于酿酒的海洋微生物的培养系统,所述数据获取单元用以在所述海洋微生物培养过程中获取所述氧气传感器的氧含量H,所述数据分析单元将所述氧含量H与预设氧含量H0进行比对,并根据比对结果确定所述基料发酵氧含量是否达标,
若H≥H0,则所述数据分析模块确定所述基料的发酵氧含量达标;
若H<H0,则所述数据分析模块确定所述基料的发酵氧含量不达标。
具体而言,所述数据分析模块确定所述基料的发酵氧含量不达标,则所述数据分析单元计算氧含量差ΔH,设定ΔH=H0-H,并根据氧含量差和预设氧含量差ΔH1的比对结果确定对所述发酵过程的调整方式,
若ΔH≤ΔH1,则所述数据分析单元判定需对所述水泵功率进行补偿,并确定对水泵功率的补偿系数为Bt,设定Bt=1.5;
若ΔH>ΔH1,则所述数据分析单元判定需对所述鼓风功率进行补偿,并确定对鼓风功率的补偿系数为Bp,设定Bp=1.6。
本发明实施例中,所述数据分析单元判定需对水泵功率进行补偿时,还用以实时将基料湿度Sb和预设湿度S0进行比对,若Sb<S0,则对水泵功率进行补偿以增加喷淋量,且同时将补偿系数进行调节,其中所述数据分析单元还设有补偿系数调节百分比,其中,所述调节百分比包括第一百分比Z1,第二百分比Z2和第三百分比Z3,Z1<Z2<Z3,
若ΔS≤ΔS1,所述数据分析单元确定补偿系数的调节百分比为Z1;
若ΔS1<ΔS≤ΔS2,所述数据分析单元确定补偿系数的调节百分比为Z2;
若ΔS>ΔS2,所述数据分析单元确定补偿系数的调节百分比为Z3;
所述数据分析单元将调节后补偿系数设置为Bt+Bt×Ze,设定e=1,2,3。
本发明实施例中,所述调节百分比可根据本领域技术人员经验进行设置,优选地,Z1、Z2和Z3分别可选10%,20%,30%。
本发明实施例用于酿酒的海洋微生物的培养系统的工作原理如下:
首先将预处理完成的基料平铺在培养槽,通过微生物富集装置中的第一鼓风机和第二鼓风机将富集的海风中的微生物从底部以气态的方式送入培养箱中,带有海风中微生物的蒸汽经过各个培养槽,附着在基料上,保持预设培养条件进行培养,进一步地,为了保持培养箱内的温度和湿度,通过加热丝网将海风进行加热,一方面可以保证培养温度,另一方面可持续不断的让海风中微生物附着在基料上,保证培养过程的效率。另外通过将提取液收集装置收集的海水提取液通过喷淋装置喷淋至基料上,一方面能够在培养温度过高时,喷淋至基料上对基料进行降温,另一方面,经高温杀菌后降温的海泥提取液可以保留海洋本身的盐度,为从海风中富集的微生物提供适宜的生长环境,提高培养的效率。
请参阅图3和图4所示,图3为本发明实施例用于酿酒的海洋微生物培养方法的流程图;图4为本发明实施例用于酿酒的海洋微生物培养方法进一步的流程图。
本发明实施例用于酿酒的海洋微生物培养方法,包括:
步骤S1、将预处理完成的基料平铺在培养槽中;
步骤S2、控制器控制微生物富集装置将海洋微生物经第一管道输送至培养箱内以使海风和基料充分接触和控制提取液收集装置将海泥中的提取液经第二管道输送至培养箱内以将海泥中的提取液喷淋在基料上;
步骤S3、控制器在海洋微生物与基料充分接触过程中控制培养箱内保持预设培养条件培养海洋微生物;
步骤S4、控制器的数据分析单元在培养预设天数后根据数据获取单元获取的第二温度传感器的第二温度Tb、基料湿度传感器的基料湿度Sb和氧气传感器的氧含量H分别达标时确定所述微生物完成培养。
具体而言,在步骤S1中,所述基料为小麦、大麦、豌豆、玉米其中至少两种与辅料的混合料,其中辅料包括陈曲粉、酯化红曲和丟糟。
具体而言,在所述步骤S1中,所述基料的预处理包括:
步骤S11、将小麦、大麦、豌豆和玉米在热水中进行混合蒸煮得到主料;
步骤S12、将主料和辅料按照预设比例混合成基料;
本发明实施例中,按质量比选取原料,小麦50%、大麦35%、豌豆8%,玉米7%,陈曲粉为主料质量的3%、酯化红曲为主料质量的1.0%、丟糟为主料质量的2.5%。
至此,已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案,但是,本领域技术人员容易理解的是,本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下,本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换,这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。
以上所述仅为本发明的优选实施例,并不用于限制本发明;对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于酿酒的海洋微生物的培养系统,其特征在于,包括:
培养箱,其用以在预设培养条件下对海洋微生物进行培养,该培养箱包括箱体,设置在箱体内用以放置基料的若干培养槽,设置在箱体内侧壁上的用以检测培养箱内温度的第一温度传感器和用以检测培养箱内湿度的第一湿度传感器,设置在各所述培养槽上用以检测基料温度的第二温度传感器、用以检测基料湿度的基料湿度传感器和设置在培养槽侧壁上的用以检测基料氧含量的氧气传感器,设置在箱体内上部的喷淋器,以及设置在箱体顶部的排风口;
其中所述预设培养条件为培养箱内温度为预设温度T0和预设湿度S0;
微生物富集装置,其与所述培养箱经第一管道连接,用以收集海风中微生物,该微生物富集装置包括圆柱形筒体,设置在圆柱形筒体内一端的用以将海风鼓入筒体内的第一鼓风机,设置在筒体内用以将海风进行加热的加热丝网,设置在筒体内靠近第一鼓风机的湿度检测仪,以及设置在筒体内远离第一鼓风机另一端的用以将海风鼓入培养箱内的第二鼓风机;
提取液收集装置,其与所述培养箱经第二管道连接,用以收集海泥中有助于微生物生长的提取液,该提取液收集装置包括用以盛放海泥的第一收集槽,与第一收集槽并排设置的用以盛放海泥中提取液的第二收集槽,设置在第一收集槽与第二收集槽之间的用以将海泥中提取液进行过滤的过滤膜,设置在第二收集槽底部的用以对海泥中提取液进行高温杀菌的加热装置,以及设置在第二管道上的水泵;其中,所述喷淋器还与第二管道连接;
控制器,其包括与第一温度传感器、第二温度传感器、第一湿度传感器、基料湿度传感器、氧气传感器和湿度检测仪连接的用以获取温度数据、湿度数据、氧含量的数据获取单元,与所述数据获取单元连接的用以对所述温度数据、湿度数据、氧含量进行分析的数据分析单元,以及分别与喷淋器、第一鼓风机、第二鼓风机、水泵和数据分析单元连接的用以控制喷淋器喷淋、第一鼓风机鼓风量、第二鼓风机鼓风量和水泵功率的控制执行单元。
2.根据权利要求1所述的用于酿酒的海洋微生物的培养系统,其特征在于,所述数据获取单元用以在所述海洋微生物培养过程中获取所述第二温度传感器的第二温度Tb,所述数据分析单元将该第二温度Tb和预设发酵温度范围条件进行比对,并根据比对结果确定是否对预设发酵温度范围条件进行调整,若Tb处于预设发酵温度范围条件,则所述数据分析单元确定发酵温度达标;若Tb未处于预设发酵温度范围条件,则所述数据分析单元确定发酵温度不达标;其中,所述预设发酵温度范围条件为Tmin~Tmax。
3.根据权利要求2所述的用于酿酒的海洋微生物的培养系统,其特征在于,所述数据分析单元确定Tb未处于预设发酵温度范围条件且Tb<Tmin,所述数据获取单元还用以获取湿度检测仪检测的海风湿度Q,所述数据分析单元将该海风湿度Q与预设海风湿度Q0进行比对,
若Q>Q0,所述数据分析单元确定对所述加热丝网的加热温度进行调节;
若Q≤Q0,所述数据分析单元确定对所述预设培养条件中预设温度T0进行调节。
4.根据权利要求3所述的用于酿酒的海洋微生物的培养系统,其特征在于,所述数据分析单元确定对所述加热丝网的加热温度进行调节,则所述数据分析单元计算第一发酵温度差值ΔTa,设定ΔTa=Tmin-Tb,并根据该第一发酵温度差值与预设发酵温度差值的比对结果确定对所述加热丝网的加热温度进行调节,
其中,所述数据分析单元中设有第一预设发酵温度差值ΔT1、第二预设发酵温度差值ΔT2、第一加热温度调节系数K1、第二加热温度调节系数K2和第三加热温度调节系数K3,设定ΔT1<ΔT2且1<K1<K2<K3<1.5,
若ΔTa≤ΔT1,则所述数据分析单元选用K1对所述加热温度进行调节;
若ΔT1<ΔTa≤ΔT2,则所述数据分析单元选用K2对所述加热温度进行调节;
若ΔTa>ΔT2,则所述数据分析单元选用K3对所述加热温度进行调节;
所述控制执行单元控制将所述加热丝网的温度调节至W×Ki,其中W为加热丝网的初始加热温度,i=1,2,3。
5.根据权利要求4所述的用于酿酒的海洋微生物的培养系统,其特征在于,所述数据分析单元确定对所述预设培养条件中预设温度T0进行调节,则所述数据分析单元根据第一发酵温度差值ΔTa和预设发酵温度差值的比对结果确定对所述预设温度进行调节,其中,所述数据分析单元还设有第一预设温度调节系数R1、第二预设温度调节系数R2和第三预设温度调节系数R3,设定1<R1<R2<R3<1.2,
若ΔTa≤ΔT1,则所述数据分析单元选用R1调节所述预设温度;
若ΔT1<ΔTa≤ΔT2,则所述数据分析单元选用R2调节所述预设温度;
若ΔTa>ΔT2,则所述数据分析单元选用R3调节所述预设温度;
所述控制执行单元控制将所述预设温度调节至T0×Rj,其中j=1,2,3。
6.根据权利要求5所述的用于酿酒的海洋微生物的培养系统,其特征在于,所述数据获取单元用以在所述海洋微生物培养过程中获取所述基料湿度传感器的基料湿度Sb,所述数据分析单元将该基料湿度Sb与预设湿度S0进行比对,根据比对结果确定所述发酵湿度是否达标,
若Sb≥S0,则所述数据分析单元确定所述发酵湿度达标;
若Sb<S0,则所述数据分析单元确定所述发酵湿度不达标。
7.根据权利要求6所述的用于酿酒的海洋微生物的培养系统,其特征在于,所述数据分析单元确定所述发酵湿度不达标,则所述数据分析单元计算第一湿度差值ΔS,设定ΔS=S0-Sb,并根据该第一湿度差值与预设湿度差值的比对结果确定对鼓风机的鼓风功率或对水泵功率进行调节,
其中,所述数据分析单元还设有第一预设湿度差值ΔS1、第二预设湿度差值ΔS2、第一鼓风功率调节系数Y1、第二鼓风功率调节系数Y2和水泵功率调节系数U,设定ΔS1<ΔS2,1<Y1<Y2<1.5,1<U<1.2,
若ΔS≤ΔS1,则所述数据分析单元选用Y1对所述鼓风功率进行调节;
若ΔS1<ΔS≤ΔS2,则所述数据分析单元选用Y2对所述鼓风功率进行调节;
若ΔS>ΔS2,则所述数据分析单元选用U对所述水泵功率进行调节;
所述控制执行单元控制将所述鼓风机的鼓风功率调节至Pa×Yn,或所述控制执行单元控制将所述水泵的水泵功率调节至Pb×U,其中Pa为鼓风机的初始功率,Pb为水泵的初始功率,n=1,2。
8.根据权利要求7所述的用于酿酒的海洋微生物的培养系统,其特征在于,所述数据获取单元用以在所述海洋微生物培养过程中获取所述氧气传感器的氧含量H,所述数据分析单元将所述氧含量H与预设氧含量H0进行比对,并根据比对结果确定所述基料发酵氧含量是否达标,
若H≥H0,则所述数据分析模块确定所述基料的发酵氧含量达标;
若H<H0,则所述数据分析模块确定所述基料的发酵氧含量不达标。
9.根据权利要求7所述的用于酿酒的海洋微生物的培养系统,其特征在于,所述数据分析模块确定所述基料的发酵氧含量不达标,则所述数据分析单元计算氧含量差ΔH,设定ΔH=H0-H,并根据氧含量差和预设氧含量差ΔH1的比对结果确定对所述发酵过程的调整方式,
若ΔH≤ΔH1,则所述数据分析单元判定需对所述水泵功率进行补偿,并确定对水泵功率的补偿系数为Bt,设定Bt=1.5;
若ΔH>ΔH1,则所述数据分析单元判定需对所述鼓风功率进行补偿,并确定对鼓风功率的补偿系数为Bp,设定Bp=1.6。
10.根据权利要求1-9任一项所述的用于酿酒的海洋微生物培养系统的培养方法,其特征在于,包括:
步骤S1、将预处理完成的基料平铺在培养槽中;
步骤S2、控制器控制微生物富集装置将海洋微生物经第一管道输送至培养箱内以使海风和基料充分接触和控制提取液收集装置将海泥中的提取液经第二管道输送至培养箱内以将海泥中的提取液喷淋在基料上;
步骤S3、控制器在海洋微生物与基料充分接触过程中控制培养箱内保持预设培养条件培养海洋微生物;
步骤S4、控制器的数据分析单元在培养预设天数后根据数据获取单元获取的第二温度传感器的第二温度Tb、基料湿度传感器的基料湿度Sb和氧气传感器的氧含量H分别达标时确定所述微生物完成培养;
在步骤S1中,所述基料为小麦、大麦、豌豆、玉米其中至少两种与辅料的混合料,其中辅料包括陈曲粉、酯化红曲和丟糟;
在所述步骤S1中,所述基料的预处理包括:
步骤S11、将小麦、大麦、豌豆和玉米在热水中进行混合蒸煮得到主料;
步骤S12、将主料和辅料按照预设比例混合成基料。
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