CN203687691U - 一种用于控制白酒固态发酵温度的换热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于控制白酒固态发酵温度的换热装置，其特征在于，包括设置于发酵窖池中的换热框，所述换热框为顶面开口，底面和四个侧立面均固定有换热管的方形框。该装置结构简单，可以通过分别调节各换热管中换热介质的温度和流速对窖池内不同区域分别进行温度控制。且利用所述控制窖池内发酵温度的装置中的换热框还可以使换热框与填充在其中的糟醅在入窖和出窖时实现整体吊装，减少现有技术中利用行车和抓斗进行糟醅的入窖和出窖操作时需要进行得反复的和大工作量的踩窖，大大减少工作量，节约人工成本。

Description

一种用于控制白酒固态发酵温度的换热装置

技术领域

本实用新型属于白酒生产技术领域，具体涉及一种用于控制白酒固态发酵温度的换热装置。

背景技术

白酒固态发酵是以窖池为载体，以糟醅为原料，自然接种，多种微生物协同作用。在窖池内固、液、气（糟醅、发酵液、发酵气体）三相中进行了一系列复杂的物质能量代谢过程。经研究表明，温度对白酒的发酵生产产生重要影响。温度对糟醅发酵过程中的各种微生物的生长代谢有重要影响，高温堆积发酵新工艺，可以丰富窖内微生物的种类和数量，能增加微生物的代谢产物的种类和含量，温度的控制对香味物质的形成起到重要作用，同时不同的发酵时间对窖内的发酵温度要求也不同。所以控制窖池内发酵温度有利于白酒香味物质的形成及协调，使白酒香气更加幽雅、细腻；口味更加丰满、醇厚、绵软、悠长。

申请人在大量研究实践中发现：发酵过程中窖池内各个位置和不同发酵时间段的温度，对不同位置的糟醅发酵造成很大的差异性，同时也影响白酒的生产质量。在窖池内，上、中、下上个位置的糟醅发酵差异性很大，边缘和中间位置的糟醅发酵的差异性也较大。在夏季，高温造成窖池内的酸、醛等物质过量积累，影响白酒的质量，从而不能进行生产，在冬天，低温造成发酵时间延长，同时影响白酒的香味物质的形成。但在现有的窖池系统中还没有一套完整的换热系统可以对窖池内的发酵温度实现立体控温并且便于入窖和出窖操作。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对上述问题，提供了一种用于控制白酒固态发酵温度的换热装置。

本实用新型的目的通过下述技术方案来实现： 

一种用于控制白酒固态发酵温度的换热装置，包括设置于窖池中的换热框，所述换热框为顶面开口，底面和四个侧立面均固定有换热管的方形框。所述换热装置结构简单，通过对各换热管中换热介质的温度和流速的调节，实现对窖池内不同区域分别进行温度控制。且将换热装置设计成换热框可以更好地实现立体控温，还可以将粮糟装入换热框并压实，在入窖和出窖时实现整体吊装，减少现有技术中利用行车和抓斗进行粮糟的入窖和出窖操作时需要进行得反复的和大工作量的踩窖，大大减少工作量，节约人工成本。

作为可选方式，在上述换热装置中，所述换热框的底面和四个侧立面中同一个面的换热管相互连通，对应一个进水管和出水管，不同面之间的换热管相互独立。以面为单位进行温度控制，可以较少温度传感器和阀门，简化控温操作。

作为可选方式，在上述换热装置中，同一个换热框中的所有换热管均相互连通，所述换热框中有多个进出水口，每个进出水口都可以通过阀门完成在开与闭之间的切换和在进水口与出水口之间的切换。将一个换热框内的管路整体连通，通过切换进、出水口，选择不同位置作为进、出水口来实现对各换热面分别控温。

作为可选方式，在上述换热装置中，在上述换热框中还设置有防漏网。可以更有效地防止粮糟从换热中漏出，方便入窖和出窖时换热框与粮糟的整体吊装。

作为可选方式，在上述换热装置中，所述换热框左右两端为两个平行设置的U型换热管1，所述U型换热管开口朝上、底部为水平的直管，两个U型换热管底部的水平管道2之间通过一组平行设置的直换热管3相连通，构成所述换热框的底面，两个U型换热管前后两侧的竖直管道4之间分别通过一组平行设置的直换热管相连通，分别构成所述换热框的前、后侧立面，每个U型换热管平面内设置有一根与所述U型换热管连通的蛇形换热管5，分别构成所述换热框的左、右侧立面，两个U型换热管中的四个竖直管道的顶端开口A、B、C、D均为进出水口，每个进出水口都可以通过阀门完成在开与闭之间的切换和在进水口与出水口之间的切换。

作为可选方式，所述左、右侧立面上的蛇形换热管5的流程与前、后侧立面上的直换热管的流程相当。可实现四个侧立面上同时有介质流通进行换热。 

作为可选方式，在上述换热装置中，在上述换热框中还设置有防漏网。可以更有效地防止粮糟从换热中漏出，方便入窖和出窖时换热框与粮糟的整体吊装。

作为可选方式，在上述换热装置中，所述换热框外围设置有起加固作用的钢管或钢筋6。所述钢管或钢筋一方面可以使所述换热管之间固定更牢固，使换热框结构更稳定，另一方面使所述换热框能够更好的承受其中粮糟的重量，从而容纳更多的粮糟，同时更有利于承受踩窖时的压力，方便操作。

作为可选方式，在上述换热装置中，所述换热框底部设置有起加固作用的钢管或钢筋6。由于入窖和出窖时的主要是换热框底部受力，在底部设置起加固作用的钢管或钢筋，可以装载较多的粮糟。

作为可选方式，在上述换热装置中，所述起加固作用的钢管或钢筋与换热框底部的换热管之间还设置有防漏网，用于防止粮糟从换热框底部漏出。由于粮糟所述换热框中压得紧实，很少从侧面漏出，仅在底部设置防漏网即可起到基本的防漏作用。

作为可选方式，在上述换热装置中，两个以上的换热框由上至下层叠放置，构成一个换热框组。通过分层叠放换热框，使分层立体控温的效果更明显，避免因换热框尺寸太大造成换热内部各区域温差过大，同时避免换热框尺寸太大装糟量太大对换热管造成过大的载荷。

作为可选方式，在上述换热装置中，一个窖池中设置有多个换热框组。

作为可选方式，在上述换热装置中，还包括埋设在窖池壁内或埋设在窖池壁和窖池底的换热板，所述换热板由排列在同一平面内的换热管构成。可以更好的控制窖池周围的温度，同时方便对窖池壁和窖池底进行预热或预降温。在冬天，由于天气较冷，可能出现窖内冻结现象，这样直接影响糟醅入窖，同时，温度较低也会延长发酵时间，这样冬季将影响糟醅发酵的效率，通过预热可以有效缩短发酵时间，且可以解决温度过低引起窖池冻结从而导致发酵无法进行的问题，在夏天，对于白酒传统固态发酵，很多白酒基地都会出现发酵停摆，这主要是由于温度过高，在糟醅第一轮发酵结束后翻窖时糟醅长时间无法入窖，同时高温会带来很多异常发酵情况，所以夏天是一个出酒率低、酒质无保障的季节，通过预降温可以有效控制发酵温度，且可以解决糟醅入窖温度过高引起发酵停摆和异常发酵的问题。

作为可选方式，在上述换热装置中，所述埋设在窖池壁内的换热板由上到下分成多层。可与换热框的层叠结构相配合，更好地实现分层控温。

作为可选方式，在上述换热装置中， 所述埋设在窖池壁内的换热板由蛇形换热管5构成。采用蛇形管增加换热面积，且一块换热板可以仅有一根蛇形管构成，进、出水口各一个，换热介质流向单一，便于控制。

作为可选方式，在上述换热装置中，所述蛇形换热管的折弯部分别位于上下两侧，其中下侧的的折弯部7中包括一个平直段8。当蛇形管的折弯部分别位于上下两侧，受力集中在其下端，平直段折弯与弧形折弯相比受力更分散。

作为可选方式，在上述换热装置中，所述换热管管壁上均匀分布有一个或多个温度传感器，所述温度传感器与温度监控器通过有线或无线数据传输方式将不同位置的温度数据传送到温度监控器，所述温度监控器上设有能够实时显示所述温度的显示器。

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本实用新型的有益效果：

本实用新型所述换热装置可以根据实际温度情况向换热管内通入高温或低温作为换热介质（如热水和冷水），并通过调节换热介质的流速和流量实现对窖池内不同区域分别进行相对精确的温度控制，实现立体控温；利用所述换热框还可以使换热框与填充在其中的粮糟在入窖和出窖时实现整体吊装，减少现有技术中利用行车和抓斗进行粮糟的入窖和出窖操作时需要进行得反复的和大工作量的踩窖，大大减少工作量，节约人工成本。

附图说明

图1是本实用新型所述换热装置中的一种换热框结构的主视图；

图2是本实用新型所述换热装置中的一种换热框结构的左视图；

图3是本实用新型所述换热装置的一种换热框结构的仰视图；

图4是本实用新型所述换热装置中的一种换热框层叠结构的示意图；

图5是本实用新型所述换热装置中涉及的一种蛇形换热管的结构示意图；

图6是本实用新型所述换热装置中涉及的一种蛇形换热管下侧折弯部的仰视放大图。

附图标记：图中，1为U型换热管，2为水平管道，3为直换热管，4为竖直管道，5为蛇形换热管，6为加固钢管或钢筋，7为蛇形换热管下侧折弯部，8为平直段。

具体实施方式

以下通过实施例对本实用新型进行具体的描述，有必要在此指出的是本实施例只用于对本实用新型进行进一步说明，但不能理解为对本实用新型保护范围的限制，该领域的技术熟练人员可以根据上述本实用新型的内容对本实用新型作出一些非本质性的改进和调整。

实施例1：

一种用于控制白酒固态发酵温度的换热装置，包括设置于窖池中的换热框，所述换热框为顶面开口，底面和四个侧立面均固定有换热管的方形框。

作为可选方式，在上述换热装置中，在所述换热框中还设置有防漏网。

作为可选方式，在上述换热装置中，所述换热框外围设置有起加固作用的钢管或钢筋。

作为可选方式，在上述换热装置中，所述换热框的底面和四个侧立面中同一个面的换热管相互连通，对应一个进水管和出水管，不同面之间的换热管相互独立。

作为可选方式，在上述换热装置中，同一个换热框中的所有换热管均相互连通，所述换热框中有多个进出水口，每个进出水口都可以通过阀门完成在开与闭之间的切换和在进水口与出水口之间的切换。

作为可选方式，在上述换热装置中，所述换热框底部设置有起加固作用的钢管或钢筋。

作为可选方式，在上述换热装置中，所述起加固作用的钢管或钢筋与换热框底部的换热管之间还设置有防漏网，用于防止粮糟从换热框底部漏出。

作为可选方式，在上述换热装置中，两个以上的换热框由上至下层叠放置，构成一个换热框组。

作为可选方式，在上述换热装置中，一个窖池中设置有多个换热框组。

作为可选方式，在上述换热装置中，还包括埋设在窖池壁内或埋设在窖池壁和窖池底的换热板，所述换热板由排列在同一平面内的换热管构成。

作为可选方式，在上述换热装置中，所述埋设在窖池壁内的换热板由上到下分成多层。 

作为可选方式，在上述换热装置中， 所述埋设在窖池壁内的换热板由蛇形换热管构成。

作为可选方式，在上述换热装置中，所述蛇形换热管的折弯部分别位于上下两侧，其中下侧的的折弯部中包括一个平直段。

作为可选方式，在上述换热装置中，所述换热管管壁上均匀分布有一个或多个温度传感器，所述温度传感器与温度监控器通过有线或无线数据传输方式将不同位置的温度数据传送到温度监控器，所述温度监控器上设有能够实时显示所述温度的显示器。

实施例2：

一种用于控制白酒固态发酵窖池内发酵温度的换热装置，包括设置于窖池中的换热框，所述换热框为顶面开口，底面和四个侧立面均固定有换热管的方形框，如图1、2、3所示，所述换热框左右两端为两个平行设置的U型换热管1，所述U型换热管开口朝上、底部为水平的直管，两个U型换热管底部的水平管道2之间通过一组平行设置的直换热管3相连通，构成所述换热框的底面，两个U型换热管前后两侧的竖直管道4之间分别通过一组平行设置的直换热管相连通，分别构成所述换热框的前、后侧立面，每个U型换热管平面内设置有一根与所述U型换热管连通的蛇形换热管5，分别构成所述换热框的左、右侧立面，两个U型换热管中的四个竖直管道的顶端开口A、B、C、D均为进出水口，每个进出水口都可以通过阀门完成在开与闭之间的切换和在进水口与出水口之间的切换。当以开口A和开口B作为进、出水口可实现换热框前侧立面通水换热；当以开口C和开口D作为进、出水口可实现换热框后侧立面通水换热；当以开口A和开口D作为进、出水口可实现换热框左侧立面通水换热；当以开口B和开口C作为进、出水口可实现换热框又侧立面通水换热；当仅以开口A、C或仅以开口B、D作为进、出水口可实现换热框底面通水换热。

作为可选方式，所述左、右侧立面上的蛇形换热管5的流程与前、后侧立面上的直换热管的流程相当。开口A、B、C、D同时起用，并使处在同一个侧立面上的两个开口分别作为进水口和出水口，即可实现四个侧立面同时通水换热。

作为可选方式，在上述换热装置中，所述换热框底部设置有起加固作用的钢管或钢筋6。

作为可选方式，在上述换热装置中，所述起加固作用的钢管或钢筋6与换热框底部的换热管3之间还设置有防漏网，用于防止粮糟从换热框底部漏出。

作为可选方式，在上述换热装置中，两个以上的换热框由上至下层叠放置，构成一个换热框组(如图4)。

作为可选方式，在上述换热装置中，根据窖池的尺寸大小在一个窖池中设置有多个换热框组。

作为可选方式，在上述换热装置中，还包括埋设在窖池壁内或埋设在窖池壁和窖池底的换热板，所述换热板由排列在同一平面内的换热管构成。

作为可选方式，在上述换热装置中，所述埋设在窖池壁内的换热板由上到下分成多层。 

作为可选方式，在上述换热装置中， 所述埋设在窖池壁内的换热板由蛇形换热管5构成。

作为可选方式，在上述换热装置中，所述蛇形换热管5的折弯部分别位于上下两侧，其中下侧的的折弯部7中包括一个平直段8（如图5和图6所示）。

作为可选方式，在上述换热装置中，所述换热管管壁上均匀分布有一个或多个温度传感器，所述温度传感器与温度监控器通过有线或无线数据传输方式将不同位置的温度数据传送到温度监控器，所述温度监控器上设有能够实时显示所述温度的显示器。

实施例3：

以浓香型白酒发酵为例，主要是以高粱等淀粉物质为原料, 采用大曲作为糖化、 发酵剂，经固态发酵和蒸馏而成。在冬夏季，未安装换热装置，同一批窖池发酵，由于温度异常，糟醅糟醅不能正常发酵，以至于发酵时间延长，糟醅的平均出酒率为27%，同批量酒品优质酒为38%左右，安装本发明所述换热装置后，对窖池内不同区域分别进行温度控制，使糟醅分层发酵，并且缩小了同层糟醅发酵和局部发酵的差异，平均出酒率为29% ，同批量酒品优质酒为 44% 左右；在春秋季，由于温度适宜，糟醅均能正常发酵，平均出酒率为36%，同批量酒品优质酒为43%左右 ，安装本发明所述换热装置后，对窖池内不同区域分别进行温度控制，使糟醅分层发酵，并且缩小了同层糟醅发酵和局部发酵的差异，平均出酒率为38% ，同批量酒品优质酒为 45% 左右。可以看出添加温控装置对糟醅的出酒率与同批量酒的质量均有明显提升。

本实施例还通过实验证明：本发明所述方法和装置在其他类型的白酒固态发酵中同样适用，并能取得基本相同的效果。在此不作赘述。

实施例4：

在一口长为4.1m、宽为2.0m、深为1.8m的窖池中安装换热系统。选择实施例1或实施例2中所述的换热装置构建换热系统。铸造出窖池壁中使用的长4m、宽2m和长2m、宽2m的两种换热板，各两张，所述换热板每根换热管间的距离40cm，在每张换热板上安装2-3个温度传感器。再铸造出两组三层窖内使用的换热框（共计6个换热框），每层换热框长1.8m、宽1.6m、高0.6m，每根换热管间隔36cm，侧壁的蛇形管间隔40cm，在所述换热框每个换热面的不同位置安装3-5个温度传感器。

在窖池四壁的窖泥中挖掘好沟壕，2m深,30cm厚。将做好的四张换热板分别放入窖池四壁的泥壕中，并用软管接好各进出水口，填土掩埋，完成后在窖池的四壁形成一个可换热的夹套。

在窖池内，将第一层换热框中铺好设计好的防漏钢丝网，利用行车将摊凉后的粮糟吊入换热框，压实后将换热框和粮糟一起吊入窖池，然后在换热框与池壁的夹缝中也填满粮糟。同样装填好第二和第三层，并进行踩窖操作，用软管接好各层换热框的进出水口，入窖完毕后封窖。

根据窖池中各区域内所需控制的发酵温度与实际温度差距情况向换热管内通入高温或低温作为换热介质（如热水和冷水），并通过调节换热介质的流速和流量实现对窖池内不同区域分别进行相对精确的立体式控温，直到发酵结束结束。糟醅的出窖时，先断开各个进出水接口，利用行车直接吊出换热框中的糟醅，再将窖池内漏掉的糟醅移出。

通过本实例的方法：在夏季高温的情况下，也能实现糟醅的发酵，维持正常生产，产品质量有明显提高，缩短了发酵时间12%～35%；在冬季，能在糟醅入窖开始为窖泥中微生物提供一个适合的生长温度，产品的质量有明显提高，缩短了发酵时间10%～30%.

糟醅移出后，上层的换热框中的糟醅废弃，中层的换热框中的糟醅再次放入窖池中置于下层，将新的粮糟填入换热框中压实后置于中层，原下层的换热框中的糟醅用于蒸酒，蒸完后的糟醅再连同换热框吊入窖池中置于上层，在换热框与池壁的夹缝中填满粮糟并进行踩窖操作后又可再次进行发酵。通过使用换热框，入窖和出窖操作都十分简单，且大大减少了压实和踩窖的工作量，节约了人工成本，且产品质量更佳。

作为可选方式，还可以在窖池底部也埋设换热板，在冬季天气较冷或窖池出现冻结时，通过窖池底部和侧壁上的换热板将窖池底和壁预热到15~20℃，可以解决窖池冻结造成无法发酵的问题，并可以进一步缩短发酵时间，提高产品质量。

作为可选方式，还可以将窖池壁的换热板也分成上、中、下三块，从而实现更精确的分层控温。

实施例5：

在一口长为3.6m、宽为1.8m、深为1.6m的窖池中安装换热系统。选择实施例1或实施例3中所述的换热装置构建换热系统铸造出窖池壁中使用的长3.6、宽2m和长1.8m、宽2m的两种换热板，各两张，每根换热管间的距离30cm，在每张换热板上安装2-3个温度传感器。再铸造出两组二层窖内使用的换热框（共计4个换热框），每层换热框长1.6m、宽1.5m、高0.8m，每根换热管间隔30cm，侧壁的蛇形管间隔35cm，在所述换热框每个换热面的不同位置安装3-5个温度传感器。

在窖池壁厚22cm的窖泥中挖掘好沟壕，2m深,30cm厚。将做好的四张换热板放入泥壕中，并用软管接好各进出水口，填土掩埋，完成后形如在窖池的四壁做好一个可换热的夹套。

在窖池内，将第一层换热框中铺好设计好的防漏钢丝网，利用行车将摊凉后的粮糟吊入换热框，压实后将换热框和粮糟一起吊入窖池，然后在换热框与池壁的夹缝中也填满粮糟。同样装填好第二层，并进行踩窖操作，用软管接好各层换热框的进出水口，入窖完毕后封窖。

根据窖池中各区域内所需控制的发酵温度与实际温度差距情况向换热管内通入高温或低温作为换热介质（如热水和冷水），并通过调节换热介质的流速和流量实现对窖池内不同区域分别进行相对精确的立体式控温，直到发酵结束结束。糟醅的出窖时，先断开各个进出水接口，利用行车直接吊出换热框中的糟醅，再将窖池内漏掉的糟醅移出。

通过本实例的方法：在夏季高温的情况下，也能实现糟醅的发酵，维持正常生产；在冬季，能在糟醅入窖开始为窖泥中微生物提供一个适合的生长温度，有利于生产。利用本方法，糟醅发酵效果较好，产品的质量有明显提高，缩短了发酵时间15%～35%.

作为可选方式，还可以将窖池壁的换热板也分成上、下两块，从而实现更精确的分层控温。

作为可选方式，还可以在窖池底部也埋设换热板，在冬季天气较冷或窖池出现冻结时，通过窖池底部和侧壁上的换热板将窖池底和壁预热到15~20℃，可以解决窖池冻结造成无法发酵的问题，并可以进一步缩短发酵时间，提高产品质量。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，对本实用新型而言仅是说明性的，而非限制性的；本领域普通技术人员理解，在本实用新型所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效变更，但都将落入本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于控制白酒固态发酵温度的换热装置，其特征在于，包括设置于发酵窖池中的换热框，所述换热框为顶面开口，底面和四个侧立面均固定有换热管的方形框。

2.根据权利要求1所述的换热装置，其特征在于，所述换热框的底面和四个侧立面中同一个面的换热管相互连通，对应一个进水管和出水管，不同面之间的换热管相互独立。

3.根据权利要求1所述的换热装置，其特征在于，同一个换热框中的所有换热管均相互连通，所述换热框中有多个进出水口，每个进出水口都可以通过阀门完成在开与闭之间的切换和在进水口与出水口之间的切换。

4.根据权利要求1所述的换热装置，其特征在于，所述换热框外围设置有起加固作用的钢管或钢筋。

5.根据权利要求1所述的换热装置，其特征在于，所述换热框底部设置有起加固作用的钢管或钢筋。

6.根据权利要求1所述的换热装置，其特征在于， 所述换热框中还设置有防漏网，用于防止粮糟从换热框中漏出。

7.根据权利要求1所述的换热装置，其特征在于，两个以上的换热框由上至下层叠放置，构成一个换热框组。

8.根据权利要求7所述的换热装置，其特征在于，一个窖池中设置有多个换热框组。

9.根据权利要求1-8中任意一个所述的换热装置，其特征在于，所述换热装置还包括埋设在窖池壁内或埋设在窖池壁和窖池底的换热板，所述换热板由排列在同一平面内的换热管构成。

10.根据权利要求9所述的换热装置，其特征在于，所述埋设在窖池壁内的换热板由上到下分成多层。

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