CN116716150A - 刘氏密闭潮汐交替厌氧好氧发酵设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种刘氏密闭潮汐交替厌氧好氧发酵设备及方法，涉及食品加工技术领域，发酵设备包括罐体和控制管组，罐体内分为发酵腔和收集腔，发酵腔位于收集腔的上方；控制管组包括上升管路和下降管路，上升管路和下降管路可以控制潮汐，以实现好氧、厌氧发酵工艺。本发明采用密闭罐体和外围组件进行有效的组合完成传统黄酒、果酒、米酒、山兰酒等发酵酿造或者其他米醋、酱油等发酵食品的发酵工艺，且可实现隔除杂菌、灭菌、交替进行好氧发酵和厌氧发酵、有组织管控微氧源进入发酵醅料内部供氧和有组织管控醅料发酵过程中内部产生的二氧化碳排出、免搅动免开耙且不破坏酵母菌菌丝发酵床、在发酵的中后期通过补充灌注营养液维持发酵菌的活力。

Description

刘氏密闭潮汐交替厌氧好氧发酵设备及方法

技术领域

本发明涉及食品加工技术领域，涉及一种刘氏密闭潮汐交替厌氧好氧发酵设备及方法。

背景技术

酿酒是通过将各类粮食原料经过浸渍、蒸煮、淋冷、加拌各类霉菌酵母制成醅料，或者将水果原料经过破碎、榨汁、成分调整、灭菌、加拌各类霉菌酵母菌制成醅料。然后将做好的醅料落缸密封封存发酵，在醅料落缸密封后，当内部表面出现表面酒帽覆盖时，打开密封缸盖进行多次开耙破坏表面酒帽排出发酵后的二氧化碳气体和搅拌醅料排温降温，才能酿出好酒。

传统的发酵工艺具有如下诸多问题：

一、在传统的发酵工艺中，很容易造成由于容器消毒不彻底或因要打开盖子进行搅动开耙降温和破坏表面酒帽盖排出二氧化碳气体的同时把空气中的杂菌带入发酵醅料中，造成醅料被污染酸败问题；

二、在传统的酿酒发酵过程中很难营造发酵菌在不同时间段，既要微好氧环境发酵又要厌氧环境发酵且要交叉进行的发酵环境问题；

三、在传统的酿酒发酵过程中很难营造发酵菌不同时间段，既要进行消化好氧环境发酵又要进行反消化厌氧环境发酵且要交替进行的发酵环境问题；

四、在传统的酿酒发酵过程中发酵菌易产生二氧化碳气体在发酵醅料表面形成酒帽覆盖排不出，需要开耙搅动来破坏醅料表面酒盖帽排出二氧化碳气体和搅动醅料排温降温；

五、在传统酿酒发酵过程中需要对发酵醅料整体进行开耙搅动，造成发酵酵母菌丝丝线断裂大量死亡的问题；

六、根据酵母菌不同时间段的影响需求，无法实现新醅料或者营养液快速灌注且快速扩散的问题。

有鉴于此，本领域技术人员设计了一种刘氏密闭潮汐交替厌氧好氧发酵设备及方法，以克服上述技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中发酵环境单一，无法满足不同时间段交叉进行的发酵环境的缺陷，提供一种刘氏密闭潮汐交替厌氧好氧发酵设备及方法。

本发明提供一种刘氏密闭潮汐交替厌氧好氧发酵设备，包括：

罐体，内分为发酵腔和收集腔，所述发酵腔位于所述收集腔的上方；

控制管组，包括上升管路和下降管路，所述上升管路的相对两端分别连通所述发酵腔和所述收集腔，所述上升管路上设有第一控制件，所述第一控制件用于将所述收集腔内的液体输送至所述发酵腔，以用于排出所述发酵腔内的气体；所述下降管路的相对两端分别连通所述发酵腔和所述收集腔，所述下降管路上设有第二控制件，所述第二控制件用于控制所述下降管路的通断。

在一个实施方式中，所述上升管路和所述下降管路的一端汇流并形成汇流管，所述上升管路和所述下降管路的另一端分别与所述收集腔连通；

所述汇流管的一端与所述发酵腔连通，所述汇流管的另一端经所述上升管路或所述下降管路与所述收集腔连通。

在一个实施方式中，所述第一控制件为上升泵，所述上升管路上还设有第一旁通阀；

所述第二控制件为第二旁通阀。

在一个实施方式中，所述发酵腔内设有至少一根通气插管，所述通气插管由所述罐体顶部延伸至所述发酵腔底部；

每一根所述通气插管上靠近所述罐体顶部的一端设有至少一个第一倒刺。

在一个实施方式中，所述通气插管的轴向与所述罐体的轴向一致。

在一个实施方式中，多个所述第一倒刺构成至少一组分布单元，每一组所述分布单元环绕所述通气插管轴向排布。

在一个实施方式中，所述罐体在所述发酵罐内还设有渗液组件，所述渗液组件包括进液管和与所述进液管连接的至少一根渗液插管，所述进液管由所述罐体外部延伸至所述发酵腔内，所述渗液插管与所述进液管连通并位于所述发酵腔内；

每一所述渗液插管上设有至少一个第二倒刺，所述第一倒刺和所述第二倒刺用于限制盖帽上浮，以挤压排出发酵废气，且使得所述盖帽组成发酵后期酵母维持营养源系统。

在一个实施方式中，所述渗液插管和所述通气插管均为多孔管，以用于在排气时将发酵废气和醅料发酵中产生的多余热量从孔隙中排出，以使醅料处于厌氧发酵环境，而在进气时用于将新鲜空气从管内均匀渗入醅料中，以使醅料处于好氧发酵环境；

所述渗液插管靠近所述发酵腔顶部位置，且所述渗液插管的长度小于所述通气插管的长度。

在一个实施方式中，所述刘氏密闭潮汐交替厌氧好氧发酵设备还包括进气机构和臭氧消毒机构，所述进气机构包括依次连接的分子过滤单元、紫外线消毒单元以及两个第一连接管，两个所述第一连接管的一端与所述紫外线消毒单元连通，另一端分别连通至所述发酵腔和所述收集腔；

外界气体依次经所述分子过滤单元和所述紫外线消毒单元以及对应的所述第一连接管分别进入所述发酵腔和/或所述收集腔；

所述臭氧消毒机构通过两个第二连接管分别与所述发酵腔和所述收集腔连通。

在一个实施方式中，所述罐体上还设有调温层，所述调温层套设于所述罐体外部且与所述罐体之间具有一容纳空间，所述调温层上设有与所述容纳空间连通的进液导管，通过所述进液导管向所述容纳空间注入或排出调温介质。

在一个实施方式中，所述罐体上还设有出渣机构，所述出渣机构包括排渣管和出渣绞龙，所述排渣管一端与所述发酵腔连通，另一端与所述出渣绞龙的一端连接；或者，

所述排渣管的另一端延伸至所述出渣绞龙，通过所述出渣绞龙接收所述排渣管内排出的出渣物。

在一个实施方式中，所述罐体顶部设有进料管，所述进料管与所述发酵腔连通；

所述罐体底部还设有出料管，所述出料管与所述收集腔连通，所述出料管上还设有输出泵，所述输出泵用于将所述收集腔内的发酵液排出。

在一个实施方式中，所述发酵腔和所述收集腔之间具有隔板，所述隔板上可拆卸设有醪液过滤网，所述发酵腔内发酵产生的液体经所述醪液过滤网进入所述收集腔内。

本发明还提供一种刘氏密闭潮汐交替厌氧好氧发酵方法，包括：

通过臭氧消毒机构对罐体进行氧化灭菌；

对灭菌后的所述罐体的发酵腔内加入醅料进行发酵；

发酵预设时间后，开启第一控制件排出所述发酵腔内的气体以使所述发酵腔进入厌氧发酵过程；或者，关闭所述第一控制件，开启第二控制件，使得所述发酵腔内的液体流至所述罐体的收集腔内，进而向所述发酵腔内通入经分子过滤单元过滤后的气体，以使所述发酵腔进入好氧发酵过程。

本发明的积极进步效果在于：

本发明的刘氏密闭潮汐交替厌氧好氧发酵设备及方法，具有如下诸多优势：

一、将罐体分为发酵腔和收集腔，上升管路在第一控制件的控制下可以控制收集腔内的液体输送至发酵腔，进而排出发酵腔内的气体，满足厌氧发酵的环境。

二、第二控制件可以将发酵腔内的液体输送至收集腔内，进而有利于在发酵腔内重新注入新鲜的空气，满足好氧发酵的需求，如此在第一控制件和第二控制件的调控下，可以实现不同时间段的交叉进行的发酵环境的调控需求。

三、通过设置第一倒刺和第二倒刺，可以免开耙、免搅动便可以排出罐体内的二氧化碳气体，如此可以避免空气中的杂菌进入罐体内，造成醅料被污染酸败的问题。

四、第一倒刺和第二倒刺的设置同时有利于因开耙搅动造成发酵菌丝丝线断裂大量死亡的问题，有利于保护发酵菌。

五、在酵母菌不同时间段，可以通过渗液插管输送新的营养液和新醅料，以确保发酵后期维持酵母菌活力，同时，在渗液插管的输送下，新的营养液和破碎后的新醅料可连续均匀渗入发酵醅料。

附图说明

本发明的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中：

图1是根据本发明的示例性刘氏密闭潮汐交替厌氧好氧发酵设备的结构示意图；

图2是图1中A处的放大结构示意图；

图3是根据本发明的示例性刘氏密闭潮汐交替厌氧好氧发酵方法的流程图。

10、罐体；110、发酵腔；120、收集腔；130、通气插管；140、第一倒刺；141、分布单元；150、渗液组件；151、进液管；152、渗液插管；153、第二倒刺；160、进料管；170、出料管；171、输出泵；180、出气管组；

20、控制管组；210、上升管路；211、第一控制件；212、第一旁通阀；220、下降管路；221、第二控制件；230、汇流管；

30、进气机构；310、分子过滤单元；320、紫外线消毒单元；330、第一连接管；

40、臭氧消毒机构；410、第二连接管；

50、调温层； 510、容纳空间； 520、进液导管；

60、出渣机构； 610、排渣管； 620、出渣绞龙；

70、控制电箱。

具体实施方式

下面结合具体实施方式和附图对本发明作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本发明，但是本发明显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施方式的内容限制本发明的保护范围。

参照图1和图2，刘氏密闭潮汐交替厌氧好氧发酵设备包括罐体10，罐体10的轴向对应从上至下或者从下至上的方向，罐体10分为发酵腔110和收集腔120，发酵腔110位于收集腔120的上方。发酵腔110用来存放发酵醅料，收集腔120用来存放由发酵腔110中醅料析出的醪液。

具体地，本发明提供的发酵设备可以用于酿酒发酵，例如黄酒、果酒、米酒、山兰酒等酒类发酵，也可以实现其他食品的发酵工艺，例如酱油、酸奶、醋等，在此不做限定。

如下以酿酒为例进行阐述，在此不做限定。

具体地，发酵腔110与收集腔120之间设有隔板190进行间隔，隔板190将罐体10内的腔室分别发酵腔110和收集腔120，隔板190上具有开孔，隔板190在开孔处可拆卸安装有醪液过滤网191，发酵腔110内发酵产生的液体经醪液过滤网191过滤后进入收集腔120内。

醪液过滤网191可以通过多个螺纹连接件或者卡扣与隔板190之间进行可拆卸连接，如此当醪液过滤网191长时间使用造成堵塞时，可以对其进行拆除和清理。

罐体10上还设有控制管组20，控制管组20优选设于罐体10的底部，罐体10底部设有两个出口，一个出口连通上升管路210，另一个出口连通下降管路220。上升管路210一端与收集腔120连通，另一端插入罐体10内部并与发酵腔110连通，上升管路210上设有第一控制件211，第一控制件211用于将收集腔120内的液体经上升管路210输送至发酵腔110内，以提高发酵腔110内的液位，排出发酵腔110内的气体，使得发酵腔110内的醅料处于厌氧发酵的环境。

在一个实施方式中，第一控制件211为上升泵，上升管路210上还设有第一旁通阀212，在第一旁通阀212和上升泵同时开启的状态下，上升泵可以将收集腔120内的液体输送至发酵腔110内，第一旁通阀212可以为单向阀，以避免发酵腔110内的液体经上升管路210回流至收集腔120内。

下降管路220的一端与收集腔120连通，另一端插设于罐体10并与发酵腔110连通，下降管路220上设有第二控制件221，用于控制下降管路220的通断。

在一个实施方式中，第二控制件221为第二旁通阀，在第二旁通阀开启状态下，发酵腔110内的液体受重力输送至收集腔120内，发酵腔110内此时可以重新冲入新鲜空气，使得发酵腔110内处于好氧发酵环境，满足发酵腔110内的醅料好氧发酵的需求。第二旁通阀可以为电磁阀，在此不做限定，均在本申请的保护范围内。

上升管路210和下降管路220可以分别独立运行，也可以一端采用汇流的方式形成汇流管230(如图2所示)。具体地，上升管路210和下降管路220的一端汇流并形成汇流管230，上升管路210和下降管路220的另一端分别与收集腔120连通。汇流管230的一端与发酵腔110连通，汇流管230的另一端经上升管路210或下降管路220与收集腔120连通。

参照图1，罐体10在发酵腔110内设有至少一根通气插管130，通气插管130由罐体10顶部延伸至发酵腔110底部，每一根通气插管130上靠近罐体10顶部的一端设有至少一个第一倒刺140。

也即，通气插管130的长度延伸方向与罐体10的长度延伸方向一致，如此气体可以经通气插管130快速到达发酵腔110内的不同高度区域。通气插管130的数量可以为两根、三根或者更多，图1中以四根为例进行说明，但不对其数量进行限定。多跟通气插管130之间可以相互连接，也可以独立放置。通气插管130一端可以与罐体10顶部或者底部相连接，也可以在罐体10灌入醅料后沿罐体10轴向插入即可。

通气插管130靠近罐体10顶部的一端设有至少一个第一倒刺140，至少一个第一倒刺140构成至少一组分布单元141，每一组分布单元141环绕通气插管130轴向排布。

优选地，当通气插管130的一端设置有多组分布单元141时，分布单元141沿通气插管130轴向间隔排布，每组分布单元141至少包括两个第一倒刺140，至少两个第一倒刺140围绕通气插管130外周向间隔设置。

第一倒刺140的长度延伸方向朝向发酵腔110腔底且第一倒刺140与通气插管130主体之间夹角设置，角度可以为30度、45度等，在此不做限定。

参照图1，沿通气插管130的轴向方向，间隔分布有三组分布单元141，每组分布单元141包括两个第一倒刺140。当然图1中的三组分布单元141仅为示例，也可以设置两组、四组或者更多组分布单元141，每组分布单元141也可以包括两个第一倒刺140、三个第一倒刺140或者多个第一倒刺140等，在此不做限定，均在本申请的保护范围内。

罐体10在发酵罐内还设有渗液组件150，渗液组件150包括进液管151、与进液管151连接的至少一根渗液插管152，进液管151由罐体10外部延伸至发酵腔110内，渗液插管152与进液管151连通并位于发酵腔110内；每一渗液插管152上设有至少一个第二倒刺153。具体地，通气插管130和渗液插管152均可以为多个，多个通气插管130和渗液插管152可以由罐体10中心环形向外延伸多圈设置。

罐体10上可以开设孔位，进液管151插设于孔位并延伸至发酵腔110内，进液管151与罐体10之间密封连接，例如可以设置密封垫，避免罐体10外部气体进入发酵腔110内。渗液插管152一端与进液管151连接，且进液管151可以将液体渗入渗液插管152内部并经渗液插管152导入至醅料内。

对于第二倒刺153，第二倒刺153的结构与第一倒刺140一致，第二倒刺153也可以包括至少一组分布单元141，且至少一组分布单元141沿渗液插管152的轴向间隔排布。每组分布单元141至少包括一个第二倒刺153，至少一个第二倒刺153围绕渗液插管152外周向间隔设置。图1中也以三组分布单元141为例进行说明，每组分布单元141包括两个第二倒刺153，但是对于分布单元141的数量以及每个分布单元141包括的第二倒刺153的数量在此仅为例举，并不对此进行限定，均在本申请的保护范围内。

渗液插管152和通气插管130均为多孔管，渗液插管152靠近发酵腔110顶部设置，且渗液插管152的长度小于通气插管130的长度。渗液插管152和通气插管130的结构均为圆柱形，且内部中空、表面分布多个贯穿的通孔，进液管151可以经渗液插管152将营养液快速输送至发酵腔110内的不同的高度区域，发酵腔110内新输入的新鲜空气可以经通气插管130到达不同位置的醅料区域。渗液插管152的长度小于通气插管130的长度，可以实现均匀进料的效果，同时不会占用过多的发酵腔110内的空间。

在一个实施方式中，还包括臭氧消毒机构40，臭氧消毒机构40通过两个第二连接管410分别与发酵腔110和/或收集腔120连通。进一步地，两个第二连接管410上均设有开关阀，用于控制各个第二连接管410的通断。

在罐体10上还设有出气管组180，出气管组180两个分支分别与发酵腔110和收集腔120连通。在向发酵腔110放入醅料之前，开启两个第二连接管410上的开关阀以及臭氧消毒机构40，使得臭氧消毒机构40向发酵腔110和收集腔120内单向通入高浓度的臭氧进行消毒，浓度设定在大约50毫克每立方米，灭菌时间可以为30-50分钟。

罐体10顶部设有进料管160，进料管160与发酵腔110连通；对应地，罐体10底部设有出料管170，出料管170与收集腔120连通，出料管170上还设有输出泵171。可以从进料管160向发酵腔110注入待发酵的醅料，然后酿酒完成后经出料管170收集酿好的酒。

请继续参照图1，罐体10上还设有调温层50，例如为恒温制冷制热带，调温层50套设于罐体10外部且罐体10之间具有一容纳空间510，调温层50上设有与容纳空间510连通的进液导管520，通过进液导管520向容纳空间510注入或排出调温介质。调温介质可以为液体也可以为气体，在此以水为例进行说明，但是不对此进行限定。例如，发酵前期需要控制温度为22-30摄氏度，发酵中后期控制温度在12-16摄氏度，不同温度的控制，可以通过进液导管520向容纳空间510内通入不同温度的水对罐体10内的温度进行调控，以满足不同时期的温度要求。

在一个实施方式中，罐体10上还设有进气机构30，进气机构30包括依次连接的分子过滤单元310、紫外线消毒单元320以及两个第一连接管330，两个第一连接管330的一端与紫外线消毒单元320连通，另一端分别连通至发酵腔110和收集腔120，外界气体依次经分子过滤单元310和紫外线消毒单元320以及对应的第一连接管330分别进入发酵腔110和/或收集腔120。

具体地，空气先进入分子过滤单元310进行过滤，分子过滤单元310孔径设定在小于0.1微米，如此可以过滤掉孔径在0.45微米左右的大部分杂菌，经分子过滤单元310过滤后的空气进入紫外线消毒单元320，经紫外线消毒单元320消毒后形成无菌的新鲜空气进入第一连接管330，进而经第一连接管330选择进入发酵腔110或者收集腔120内。发酵产生的废气可以经出气管组180排出罐体10外。

根据上述结构描述，本发明刘氏密闭潮汐交替厌氧好氧发酵设备中切换厌氧和好氧发酵过程如下：

当发酵腔110处于涨潮阶段时，可以开启第一控制件211，收集腔120内的液体朝向发酵腔110内倒灌致使收集腔120内液位下降，此时可以将灭菌后的新鲜空气注入至下腔室平衡气压。同时，发酵腔110内液位上升形成正压，如此将发酵腔110内醅料产生的发酵废气挤压经出气管组180排出，同时多余的热量也会排出罐体10外，此时发酵腔110整个发酵醅料被上升的醪液淹没，发酵腔110内形成厌氧发酵阶段。

当发酵腔110处于退潮阶段时，第二控制件221开启，发酵腔110内的醪液依靠重力通过第二控制件221进入收集腔120内，收集腔120内的二氧化碳被排出。此时发酵腔110内因液位下降形成负压，将灭菌后的新鲜空气从第一连接管330输入至发酵腔110内，便可以使得发酵腔110内的醅料进入好氧发酵阶段。

通过利用第一控制件211和第二控制件221，可以实现潮汐，控制不同时间段发酵腔110内的醅料在好氧发酵和厌氧发酵进行切换。

具体地，在发酵腔110内的醪液上涨时，醪液从渗液插管152和通气插管130的孔渗入至醅料中，同时把发酵废气从渗液插管152和通气插管130内的多孔隙挤出，醅料醪液处于厌氧发酵环境。当发酵腔110内的醪液下降时，新鲜空气从渗液插管152和通气插管130的多孔隙渗入至醪液中，醅料醪液处于好氧发酵环境。

将渗液插管152和通气插管130设置为多孔管还有利于在好氧发酵过程中，过热的温度可以从渗液插管152和通气插管130的多孔隙散出，起到冷却作用。

在渗液插管152和通气插管130上设置倒刺是为了当罐体10加醅料时，醅料可以顺着倒刺的顺刺加入到发酵腔110内，而当醅料发酵中，发酵腔110内液位下降时，醅料表面可跟着顺刺下降。当醅料发酵中形成表面发酵酒帽时，醅料醪液液位上升，漫过表面发酵盖帽时，倒刺可以挂住发酵盖帽避免其上浮，如此有利于不开罐体10的同时挤压排出发酵废气且发酵盖帽有利于在发酵后期作为酵母的维持营养源。

当发酵进行一段时间后，通过进液管151将新做的酒母料经破碎过滤后当新营养源或者添加的新风味成分剂加入至发酵腔110内来维持酵母菌的活性，加入方式可以分时段递加，利用渗液插管152可以满足新营养源或新风味成分剂均匀地浸润到发酵醅料中的要求。

罐体10上还设有出渣机构60，出渣机构60包括排渣管610和与排渣管610连接的出渣绞龙620，排渣管610一端与发酵腔110连通，另一端与出渣绞龙620的一端连接。或者，排渣管610的另一端延伸至出渣绞龙620，通过出渣机构60用于在发酵完成后将发酵腔110内的醅料进行排出。

此外，罐体10一侧还设有控制电箱70，控制电箱70通过电连接线与分子过滤单元310、紫外线消毒单元320、臭氧消毒机构40进行连接，以对分子过滤单元310、紫外线消毒单元320、臭氧消毒机构40进行供电。

参照图3，本发明还提供一种刘氏密闭潮汐交替厌氧好氧发酵方法，方法包括：

S110、通过臭氧消毒机构对罐体进行氧化灭菌。

在发酵进行前对罐体进行杀菌消毒，有利于避免罐体内残留的杂菌对后期发酵过程产生影响。

S120、对灭菌后的所述罐体的发酵腔内加入醅料进行发酵。

罐体分为上下两部分，分别为发酵腔和收集腔，发酵腔内用于发酵，收集腔内用于收集发酵后的产品。

S130、发酵预设时间后，开启第一控制件排出所述发酵腔内的气体以使所述发酵腔进入厌氧发酵过程；或者，关闭所述第一控制件，开启第二控制件，使得所述发酵腔内的液体流至所述罐体的收集腔内，进而向所述发酵腔内通入经分子过滤单元过滤后的气体，以使所述发酵腔进入好氧发酵过程。

也即，本申请设置第一控制件和第二控制件，可以在发酵过程中控制发酵腔内处于厌氧发酵或者好氧发酵，由此可以实现不同时间段的交叉进行的发酵环境的调控需求。

本发明刘氏密闭潮汐交替厌氧好氧发酵设备及方法，采用特制的密闭潮汐酿酒发酵罐和外围组件进行有效结合能够达到：

一、对密闭潮汐酿酒发酵罐空罐进行高浓度的臭氧消毒；

二、对新鲜空气进入罐体前，进行分子过滤单元筛过滤杂菌、紫外线灭菌；

三、对罐内的发酵醅料交替进行好氧发酵和厌氧发酵、有组织管控微氧源进入发酵醅料内部和有组织管控醅料发酵后内部排出二氧化碳气体；

四、免搅动免开耙不破坏菌丝发酵床且发酵醅料内部温度能有效管控并排出；

五、提高发酵质量的稳定度和酿酒酒品品质；

六、发酵后期维持酵母菌活力的营养源，能分时段连续添加均匀渗入发酵醅料内的新工艺；

七、所有进入密闭罐体10内的新鲜空气和发酵后排出的二氧化碳废气经罐体10外围的管道和器件的有效组合可以形成单向吸入和单向排出，不滞留也不会交叉感染。

本发明刘氏密闭潮汐交替厌氧好氧发酵设备及方法，通过发酵密闭罐和外围组件一体完成灭菌、隔除杂菌、交替进行好氧发酵和厌氧发酵、全发酵过程控温均匀。有组织管控微氧源进入发酵醅料内部和有组织管控醅料发酵后内部二氧化碳的排出，免搅动免开耙且不破坏菌丝发酵床、发酵后期维持酵母菌活力，可陆续分批添加新营养源补充灌注新工艺。

本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化及修饰，均落入本发明权利要求所界定的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种刘氏密闭潮汐交替厌氧好氧发酵设备，其特征在于，包括：

罐体，内分为发酵腔和收集腔，所述发酵腔位于所述收集腔的上方；

控制管组，包括上升管路和下降管路，所述上升管路的相对两端分别连通所述发酵腔和所述收集腔，所述上升管路上设有第一控制件，所述第一控制件用于将所述收集腔内的液体输送至所述发酵腔，以用于排出所述发酵腔内的气体；所述下降管路的相对两端分别连通所述发酵腔和所述收集腔，所述下降管路上设有第二控制件，所述第二控制件用于控制所述下降管路的通断。

2.如权利要求1所述的刘氏密闭潮汐交替厌氧好氧发酵设备，其特征在于，所述上升管路和所述下降管路的一端汇流并形成汇流管，所述上升管路和所述下降管路的另一端分别与所述收集腔连通；

所述汇流管的一端与所述发酵腔连通，所述汇流管的另一端经所述上升管路或所述下降管路与所述收集腔连通。

3.如权利要求1所述的刘氏密闭潮汐交替厌氧好氧发酵设备，其特征在于，所述第一控制件为上升泵，所述上升管路上还设有第一旁通阀；

所述第二控制件为第二旁通阀。

4.如权利要求1所述的刘氏密闭潮汐交替厌氧好氧发酵设备，其特征在于，所述发酵腔内设有至少一根通气插管，所述通气插管由所述罐体顶部延伸至所述发酵腔底部；

每一根所述通气插管上靠近所述罐体顶部的一端设有至少一个第一倒刺。

5.如权利要求4所述的刘氏密闭潮汐交替厌氧好氧发酵设备，其特征在于，所述通气插管的轴向与所述罐体的轴向一致。

6.如权利要求4所述的刘氏密闭潮汐交替厌氧好氧发酵设备，其特征在于，多个所述第一倒刺构成至少一组分布单元，每一组所述分布单元环绕所述通气插管轴向排布。

7.如权利要求4所述的刘氏密闭潮汐交替厌氧好氧发酵设备，其特征在于，所述罐体在所述发酵罐内还设有渗液组件，所述渗液组件包括进液管和与所述进液管连接的至少一根渗液插管，所述进液管由所述罐体外部延伸至所述发酵腔内，所述渗液插管与所述进液管连通并位于所述发酵腔内；

每一所述渗液插管上设有至少一个第二倒刺，所述第一倒刺和所述第二倒刺用于限制盖帽上浮，以挤压排出发酵废气，且使得所述盖帽组成发酵后期酵母维持营养源系统。

8.如权利要求7所述的刘氏密闭潮汐交替厌氧好氧发酵设备，其特征在于，所述渗液插管和所述通气插管均为多孔管，以用于在排气时将发酵废气和醅料发酵中产生的多余热量从孔隙中排出，以使醅料处于厌氧发酵环境，而在进气时用于将新鲜空气从管内均匀渗入醅料中，以使醅料处于好氧发酵环境；

所述渗液插管靠近所述发酵腔顶部位置，且所述渗液插管的长度小于所述通气插管的长度。

9.如权利要求1所述的刘氏密闭潮汐交替厌氧好氧发酵设备，其特征在于，所述刘氏密闭潮汐交替厌氧好氧发酵设备还包括进气机构和臭氧消毒机构，所述进气机构包括依次连接的分子过滤单元、紫外线消毒单元以及两个第一连接管，两个所述第一连接管的一端与所述紫外线消毒单元连通，另一端分别连通至所述发酵腔和所述收集腔；

外界气体依次经所述分子过滤单元和所述紫外线消毒单元以及对应的所述第一连接管分别进入所述发酵腔和/或所述收集腔；

所述臭氧消毒机构通过两个第二连接管分别与所述发酵腔和所述收集腔连通。

10.如权利要求1所述的刘氏密闭潮汐交替厌氧好氧发酵设备，其特征在于，所述罐体上还设有调温层，所述调温层套设于所述罐体外部且与所述罐体之间具有一容纳空间，所述调温层上设有与所述容纳空间连通的进液导管，通过所述进液导管向所述容纳空间注入或排出调温介质。

11.如权利要求1所述的刘氏密闭潮汐交替厌氧好氧发酵设备，其特征在于，所述罐体上还设有出渣机构，所述出渣机构包括排渣管和出渣绞龙，所述排渣管一端与所述发酵腔连通，另一端与所述出渣绞龙的一端连接；或者，

所述排渣管的另一端延伸至所述出渣绞龙，通过所述出渣绞龙接收所述排渣管内排出的出渣物。

12.如权利要求1所述的刘氏密闭潮汐交替厌氧好氧发酵设备，其特征在于，所述罐体顶部设有进料管，所述进料管与所述发酵腔连通；

所述罐体底部还设有出料管，所述出料管与所述收集腔连通，所述出料管上还设有输出泵，所述输出泵用于将所述收集腔内的发酵液排出。

13.如权利要求1所述的刘氏密闭潮汐交替厌氧好氧发酵设备，其特征在于，所述发酵腔和所述收集腔之间具有隔板，所述隔板上可拆卸设有醪液过滤网，所述发酵腔内发酵产生的液体经所述醪液过滤网进入所述收集腔内。

14.一种刘氏密封潮汐交替厌氧好氧发酵方法，其特征在于，包括：

通过臭氧消毒机构对罐体进行氧化灭菌；

对灭菌后的所述罐体的发酵腔内加入醅料进行发酵；

发酵预设时间后，开启第一控制件排出所述发酵腔内的气体以使所述发酵腔进入厌氧发酵过程；或者，关闭所述第一控制件，开启第二控制件，使得所述发酵腔内的液体流至所述罐体的收集腔内，进而向所述发酵腔内通入经分子过滤单元过滤后的气体，以使所述发酵腔进入好氧发酵过程。