CN204589133U - 具有自动控温、水浴换热和自动搅拌功能的发酵罐 - Google Patents

Abstract

具有自动控温、水浴换热和自动搅拌功能的发酵罐，包括内罐和外罐，内罐位于外罐内，内罐和外罐之间设有隔层，隔层内装有循环水，隔层内设有导流隔板；外罐的一侧设有进水管，进水管与隔层连通，进水管上设有进水电动阀，外罐的另一侧设有出水管，出水管与隔层连通，出水管上设有出水电动阀；外罐上还设有泄流管，泄流管与隔层连通，泄流管上设有泄流阀；隔层内还设有温度传感器，内罐内设有温度传感器和酸度传感器；外罐的外壁上设有系统控制器，系统控制器分别与隔层内的温度传感器、内罐内的温度传感器、内罐内的酸度传感器相连，外罐的外壁上还设有FTC相变砂浆保温层。本实用新型对温度和酸度控制精准，能耗较低。

Description

具有自动控温、水浴换热和自动搅拌功能的发酵罐

技术领域

本实用新型涉及一种具有自动控温、水浴换热和自动搅拌功能的发酵罐。

背景技术

各种酒类的生产对于发酵温度都有要求。大曲酒生产时，如发酵温度控制适宜，发酵时间适当延长，则产品酯含量较高而味道浓郁；如发酵温度偏低，时间短，酒味淡薄。所以各种名酒、优质酒的发酵周期都比较长。发酵温度过高，侵入的杂菌大量繁殖，通过细菌的作用，便会生成较多的苦味和异味。在麸曲白酒生产时，要使霉菌和酵母菌在整个发酵中充分发挥作用，必须给它们创造适宜的条件。入窖温度的高低是影响出酒率的重要环节，低温入窖可以控制适宜的发酵温度，酵母不易衰老，杂菌也不易繁殖，糖化发酵彻底，使淀粉得以充分利用。因此采用低温入窖，可以保证生产的均衡性，多产酒。但低温入窖受外界气温条件的限制，在高温季节宜采用人工调温和使用冰镇水来降低入窖温度，并采取调整配料比例，降低淀粉浓度，减少麸曲和酒母用量，调整工作时间等措施，尽量达到低温入窖的要求。

所以，在各种白酒的酿造过程中，需采取各种措施对发酵温度进行控制。传统的方法是利用土壤传热的窖池进行发酵，也有利用中央空调系统对发酵槽进行降温的空调恒温发酵车间。利用窖池发酵需选择季节生产，对窖池温度也无法准确控制。空调恒温发酵车间需要有低温冷冻水作为供冷来源，其造价和能耗都较高。

恒温恒湿（或控温控湿）发酵车间是目前现代化机械化酿酒工艺的必备设施。但是，恒温恒湿（或控温控湿）发酵车间的初投资和运行成本很高。

另外，发酵罐中不同位置的发酵物的温度和酸度也会不同，在发酵过程中，需要不时地对发酵物进行搅拌，减小发酵罐内的温度差和酸度差，传统的方法都是通过人工搅拌的方法，费时费力，搅拌效果不够明显。

一般的发酵罐保温材料采用聚氨酯等材料，此类材料没有相变蓄能特性，保温效果不明显。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，克服上述背景技术的不足，提供一种对温度和酸度控制精准，能耗较低的具有自动控温、水浴换热和自动搅拌功能的发酵罐。

本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是，一种具有自动控温、水浴换热和自动搅拌功能的发酵罐，包括内罐和外罐，所述内罐和外罐之间设有隔层，所述隔层内装有循环水，隔层内设有导流隔板；所述外罐的一侧设有进水管，所述进水管与隔层连通，进水管上设有进水电动阀，所述外罐的另一侧设有出水管，所述出水管与隔层连通，出水管上设有出水电动阀；所述外罐上还设有泄流管，所述泄流管与隔层连通，泄流管上设有泄流阀；所述隔层内还设有温度传感器，所述内罐内设有温度传感器和酸度传感器；所述外罐的外壁上设有系统控制器，所述系统控制器分别与隔层内的温度传感器、内罐内的温度传感器、内罐内的酸度传感器相连；还设有搅拌电机和电机变频控制器，所述电机变频控制器与系统控制器和搅拌电机相连，所述内罐内设有搅拌叶片组，所述搅拌叶片组与搅拌电机相连；还设有罐盖，所述罐盖为圆柱体的扁筒状结构，罐盖包括相变蓄能材料层和橡胶密封层，罐盖的外壁上设有第一吊环，所述外罐的外壁上设有第二吊环；外罐的外壁上还设有FTC相变砂浆保温层。

进一步，所述内罐内的温度传感器和酸度传感器的数量均为2～8个，各温度传感器和酸度传感器均匀分布在内罐内壁上。

进一步，所述罐盖外壁上的第一吊环的数量为3～4个，各第一吊环在同一圆周上并均匀分布。

进一步，所述外罐外壁上的第二吊环的数量为3～4个，各第二吊环在同一圆周上并均匀分布。

与现有技术相比，本实用新型的优点如下：

（1）设有温度传感器、酸度传感器和系统控制器，系统控制器根据发酵物料的温度和酸度来控制进出隔层内的循环水的流量，使发酵物料的温度或酸度控制在适宜范围内，对温度和酸度控制精准，能耗较低。

（2）设有搅拌电机和搅拌叶片组，搅拌叶片组能够将发酵物料搅拌均匀，省时省力，搅拌效果明显。

（3）内罐和外罐之间设有水浴隔层，通过水浴换热和搅拌有效控制发酵物料的温度，通过控制温度进而控制发酵物料的酸度；且水浴隔层内设有导流隔板，可减小过流面积，增大流速，且使循环水在隔层内呈曲线流动，提高换热效率。

（4）设有电机变频控制器，电机变频控制器在系统控制器的控制下根据内罐内的温度差或酸度差控制搅拌电机的转速，从而控制搅拌叶片组的搅拌速度，减少发酵过程中内罐内不同位置发酵物料的温度差和酸度差；温度差和酸度差大时搅拌速度快，温度差和酸度差小时搅拌速度慢。

（5）外罐的外壁设有FTC相变砂浆保温层，罐盖内也填充有相变蓄能材料，可以有效减少能量损失，节能效果明显。

附图说明

图1是本实用新型实施例的发酵罐外部的结构示意图。

图2是本实用新型实施例的发酵罐内部的结构示意图。

图中：1—内罐，2—罐盖，3—循环水，4—导流隔板，5—进水电动阀，6—进水管，7—出水电动阀，8—出水管，9—温度传感器，10—酸度传感器，11—系统控制器，12—电机变频控制器，13—搅拌电机，14—搅拌叶片组，15—FTC相变砂浆保温层，16—泄流管，17-1—第一吊环，17-2—第二吊环，18—外罐，19—泄流阀。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步详细描述。

参照图1，本实施例包括内罐1和外罐18，内罐1和外罐18之间设有隔层，隔层内装有循环水3，隔层内设有导流隔板4；外罐18的一侧设有进水管6，进水管6与隔层连通，进水管6上设有进水电动阀5，外罐18的另一侧设有出水管8，出水管8与隔层连通，出水管8上设有出水电动阀7；外罐18上还设有泄流管16，泄流管16与隔层连通，泄流管16上设有泄流阀19；隔层内还设有温度传感器9，内罐1内设有温度传感器9和酸度传感器10；外罐18的外壁上设有系统控制器11，系统控制器11分别与隔层内的温度传感器9、内罐1内的温度传感器9、内罐1内的酸度传感器10相连；本实施例还设有搅拌电机13和电机变频控制器12，电机变频控制器12与系统控制器11和搅拌电机13相连，内罐1内设有搅拌叶片组14，搅拌叶片组14与搅拌电机13相连；本实施例还设有罐盖2，罐盖2为圆柱体的扁筒状结构，罐盖2包括相变蓄能材料层和橡胶密封层，罐盖2的外壁上设有第一吊环17-1，外罐18的外壁上设有第二吊环17-2；外罐18的外壁上还设有FTC相变砂浆保温层；（FTC：一种新型的无机保温蓄能节能材料）。

内罐1内的温度传感器9和酸度传感器10的数量均为4个，各温度传感器9和酸度传感器10均匀分布在内罐1内壁上。

罐盖2外壁上的第一吊环17-1的数量为4个，4个第一吊环17-1在同一圆周上并均匀分布。由于罐盖2内填充有相变蓄能材料，自重较大，第一吊环17-1方便使用吊运设备打开罐盖2。

外罐18外壁上的第二吊环17-2的数量为4个，4个第二吊环17-2在同一圆周上并均匀分布。外罐18外壁的第二吊环17-2可以方便对罐体进行吊运。必要时可将一个发酵罐吊起叠放在另一个发酵罐上，以提高厂房面积利用率；并且，当内罐1内装满发酵物料时，可以通过只使用两个第二吊环17-2单边起吊的方式将发酵罐倾斜吊起，以方便内罐1内发酵物料的取出。

本实施例的工作原理如下：

将发酵物料放入内罐1，盖上罐盖2，使发酵罐与外界完全封闭。在系统控制器11上设置内罐1内温度、酸度的上限值和下限值。隔层内的温度传感器9用于检测隔层内循环水3的温度，并将检测的数据传送给系统控制器11；内罐1内的温度传感器9用于检测内罐1内发酵物料的温度，并将检测的数据传送给系统控制器11；内罐1内的酸度传感器10用于检测内罐1内发酵物料的酸度，并将检测的数据传送给系统控制器11，系统控制器11根据温度传感器9和酸度传感器10传送的数据控制进水电动阀5和出水电动阀7的开度。

当内罐1内的温度或酸度超出规定范围（大于上限值或小于下限值）时，系统控制器11将进水电动阀5和出水电动阀7的开度加大，进出隔层内的循环水3的流量加大，循环水3与内罐1内发酵物料的换热速度加快；当内罐1内的温度或酸度在适宜范围内（在下限值和上限值之间）时，系统控制器11将进水电动阀5和出水电动阀7的开度减小或关闭，进出隔层内的循环水3的流量减小或者为零，循环水3与内罐1内发酵物料的换热速度减慢，循环能耗降低，系统节能运行。

针对发酵前加曲或发酵后加谷壳的工序，可开启搅拌电机13，使搅拌电机13带动搅拌叶片组14将发酵物搅拌均匀。内罐1内各温度传感器9将不同位置的发酵物料的温度传送给系统控制器11，各酸度传感器10将不同位置的发酵物料的酸度传送给系统控制器11，系统控制器11根据不同位置的发酵物料的温度差和酸度差来控制电机变频控制器12，电机变频控制器12根据内罐1内的温度差或酸度差控制搅拌电机13的转速，从而控制搅拌叶片组14的搅拌速度，减少发酵过程中内罐1内不同位置发酵物料的温度差和酸度差。

隔层内的导流隔板4能减小过流面积，增大流速，且使循环水3在隔层内呈曲线流动，增加水流在隔层内的流动距离，增大循环水3与内罐1的换热效率。

在对发酵罐进行搬运，清理维护时，可以通过泄流管16和泄流阀19将隔层内的水泄空，减少发酵罐重量。并且，当隔层内运行一段时间后，会积存循环水3中的杂质，对隔层进行冲洗时，需开启进水电动阀5和泄流阀19，关闭出水电动阀7，将冲洗水从进水管6注入，从泄流管16排出，达到冲洗隔层的目的。

FTC相变砂浆保温层通过喷浆机喷涂在外罐18的外壁上，通过FTC相变砂浆保温层的相变蓄能和保温功能，实现节能的目的。为了提高FTC相变砂浆保温层在外罐18外壁的附着力，外罐18外壁应使用单面镀锌的生锈厚钢板制造。外罐18的内表面（与循环水3的接触面）镀锌，外表面保留生锈厚钢板粗糙原状。喷涂FTC相变砂浆前，应在外罐18外壁外表面涂刷增强附着力的界面剂，内罐1内壁面可以采用不锈钢板制造。

一般的发酵罐保温材料采用聚氨酯等材料，此类材料没有相变蓄能特性。FTC相变保温材料一般用于建筑外保温。FTC相变保温材料突破传统保温材料单一热阻性能，具有热熔性和热阻性两大绝热性。通过二元相变原理，相变潜热值大，具有较高蓄能密度，蓄、放热过程近似等温的特点，做外保温材料时节能效果明显。

本领域的技术人员可以对本实用新型实施例进行各种修改和变型，倘若这些修改和变型在本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则这些修改和变型也在本实用新型的保护范围之内。

说明书中未详细描述的内容为本领域技术人员公知的现有技术。

Claims (4)

1.一种具有自动控温、水浴换热和自动搅拌功能的发酵罐，包括内罐（1）和外罐（18），所述内罐（1）和外罐（18）之间设有隔层，其特征在于：所述隔层内装有循环水（3），隔层内设有导流隔板（4）；所述外罐（18）的一侧设有进水管（6），所述进水管（6）与隔层连通，进水管（6）上设有进水电动阀（5），所述外罐（18）的另一侧设有出水管（8），所述出水管（8）与隔层连通，出水管（8）上设有出水电动阀（7）；所述外罐（18）上还设有泄流管（16），所述泄流管（16）与隔层连通，泄流管（16）上设有泄流阀（19）；所述隔层内还设有温度传感器（9），所述内罐（1）内设有温度传感器（9）和酸度传感器（10）；所述外罐（18）的外壁上设有系统控制器（11），所述系统控制器（11）分别与隔层内的温度传感器（9）、内罐（1）内的温度传感器（9）、内罐（1）内的酸度传感器（10）相连；还设有搅拌电机（13）和电机变频控制器（12），所述电机变频控制器（12）与系统控制器（11）和搅拌电机（13）相连，所述内罐（1）内设有搅拌叶片组（14），所述搅拌叶片组（14）与搅拌电机（13）相连；还设有罐盖（2），所述罐盖（2）为圆柱体的扁筒状结构，罐盖（2）包括相变蓄能材料层和橡胶密封层，罐盖（2）的外壁上设有第一吊环（17-1），所述外罐（18）的外壁上设有第二吊环（17-2）；外罐（18）的外壁上还设有FTC相变砂浆保温层。

2.如权利要求1所述的具有自动控温、水浴换热和自动搅拌功能的发酵罐，其特征在于：所述内罐（1）内的温度传感器（9）和酸度传感器（10）的数量均为2～8个，各温度传感器（9）和酸度传感器（10）均匀分布在内罐（1）内壁上。

3.如权利要求1或2所述的具有自动控温、水浴换热和自动搅拌功能的发酵罐，其特征在于：所述罐盖（2）外壁上的第一吊环（17-1）的数量为3～4个，各第一吊环（17-1）在同一圆周上并均匀分布。

4.如权利要求1或2所述的具有自动控温、水浴换热和自动搅拌功能的发酵罐，其特征在于：所述外罐（18）外壁上的第二吊环（17-2）的数量为3～4个，各第二吊环（17-2）在同一圆周上并均匀分布。