CN204824889U - 一种水浴式通风发酵床 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种水浴式通风发酵床，包括电脑主机、控制器和床体；床体底部为水浴层，水浴层上方的床体中部为物料层，所述水浴层底部设有蒸汽管道、进水管口和排水管口，所述物料层一侧的床体上设有通风机；电脑主机连接控制器，控制器连接有室温传感器、品温传感器、床体中心温度传感器、蒸汽控制器、水温传感器和通风机；品温传感器设置在物料层上部，所述床体中心温度传感器设置在床体中心部位，蒸汽控制器设置在蒸汽管道上，水温传感器设置在水浴层内。本实用新型与现有技术相比的优点是：本实用新型采用了多功能控制器和电脑主机的一体化监控模式，温度的控制是通过水浴系统与通风系统共同调控的，实现了对品温、水体温度的自动化检测。

Description

一种水浴式通风发酵床

技术领域

本实用新型涉及包装盒，尤其涉及一种水浴式通风发酵床。

背景技术

曲药(大曲、小曲、麸曲等)作为我国传统酿酒发酵行业的主要糖化发酵剂，对发酵的进行起着决定性的作用。其中麸曲作为我国曲药的重要一员，是生产麸曲白酒必不可少的原材料之一。我国传统麸曲生产最先多采用帘子、竹匾和木盘等简单设备，其料层厚度一般为2cm左右。微生物在繁殖与发酵过程中，主要依靠室内空气的自然对流、扩散传递来调节室温、品温以及氧气的供给(CO2等废气的排出)；但这一过程会大量消耗培养基质中的营养成分，产生较多热量，工艺上需要人为进行划帘、倒盒、翻盒、移盒等操作，以满足微生物生理代谢及均匀发酵的需求。这种方法由于曲房占地面积大、劳动强度高、生产规模有限、成曲质量不稳定等缺点，并不适宜进行大规模生产，因而限制了我国麸曲行业的进一步发展。

1960年初，随着我国白酒行业的蓬勃发展，多家科研机构与白酒企业研发了厚层通风制曲工艺。其工艺原理在于，通过通风机强制通风，风体经发酵物料排出，将发酵物料发酵过程中产生的一部分热量带出，以达到降低品温的目的(通风时多辅以机械或人工搅拌，以提升降温效率，并促进物料发酵均匀)，这种方法较传统帘子或木盘培养可增加料层厚度近10倍。现有的厚层通风制曲工艺流程一般为：原料→配比→润料→蒸料→冷却→接种→入池(床、箱)发酵→烘干(或直接风干)→成曲→贮存。工艺中入池(床、箱)发酵就是将曲料置于曲池(也称曲床、曲箱)内，厚度一般为25～30cm，随着发酵的进行，品温逐渐上升并达到限值，此时启动通风机，利用空气流动，调节品温、湿度，并供给空气，使得微生物能在较厚的曲料中正常生长繁殖和积累代谢产物。该工艺具有以下优点：

1.较传统方式极大地减少了占地面积，提高厂房利用率，为增产创造条件。

2.管理较为集中，操作方便，在制曲中利用通风机供给的风，对品温、湿度及空气供给进行调节，满足微生物生理代谢的需求，积累多种酶类及风味物质，提高成曲质量。

3.改善劳动条件，减轻劳动强度，提高生产率，便于实现机械化和自动控制。

正是由于厚层通风发酵工艺具备这些优点，使得其在酱油、食醋、食用菌等的生产中也得到了很好的应用。

但是，现有厚层通风发酵池(床、箱)为长方体形，床体多采用沙石、水泥材质结构。发酵料层多以木质或竹制材料制作假底作为发酵物料的支撑物，便于通风。发酵池(床、箱)规格(尺寸)一般为1000×1200×50cm，装填量约800kg干物料，料层厚度小于30cm(一般大于25cm)。该方法发酵物料入池前需经8～12h左右的堆积过程，这一阶段品温由28℃升至33℃；而后，通过翻堆等工序，降低品温至30℃后入池，此时应提高室温，待发酵物料升至32℃时，通过调节通风次数与时间保持品温在32℃左右；当发酵进入中期时，品温会升至33～34℃，此时应进一步增加通风次数与时间；进入发酵后期，品温升至35℃左右，通过延长通风时间，排出发酵物料中的水分，即可而获得成品。该发酵过程总耗时47h左右(其中入池发酵时间35-39h)。

在这一工艺中，工艺中由于发酵物料大量生热，采用现有通风方式，往往会带走发酵物料中的水分，造成部分发酵物料水分含量(湿度)降低，不利于微生物生长代谢，同时也会出现发酵不均匀的现象，在一定程度上影响了产品质量。同时工艺中需要人工进行2～3次的翻堆工作，劳动强度较大。工艺中通常还需要采用覆盖草帘、修建隔热层等方式控制室温，生产成本较大，操作繁琐，不利于自动化控制。

现有技术的主要缺点在于不能在控制发酵物料温度(品温)的同时保证发酵物料的湿度，这容易导致微生物生长代谢受阻，发酵不均匀的现象出现。同时，传统工艺中物料堆积、室温控制、品温控制等操作繁琐，自动化程度不高，劳动强度较大。

同时，为解决发酵物料湿度控制这一问题，人们通常是采用人为对发酵物料补水或通过调节通风风体湿度的方法。缺点在于：人为补水，往往会在某一时间段内造成发酵物料局部水分含量过高，容易造成杂菌污染；采用调节通风风体湿度的方法，生产成本较高，同时风体湿度大小极易变化，控制较难，使用效果有限。

实用新型内容

本实用新型是为了解决上述不足，提供了一种水浴式通风发酵床。

本实用新型为解决发酵过程中温、湿度控制不能同时的问题(即在利用通风机控制品温的时候不能保证发酵物料湿度)，在现有厚层通风发酵池(床、箱)的基础上，融合水浴恒温系统(利用蒸汽管道对水体进行加热，水体受热会产生一定量的水蒸汽，水蒸汽在上升气流带动下，到达物料层，对物料水分含量进行补充；同时通过控制发酵物料层与水浴层一定的间距，使其能在控制湿度的同时，起到调节温度的作用)。

本实用新型的上述目的通过以下的技术方案来实现：一种水浴式通风发酵床，其特征在于：包括电脑主机、控制器和床体；

所述床体底部为水浴层，水浴层上方的床体中部为物料层，所述水浴层底部设有蒸汽管道、进水管口和排水管口，所述物料层一侧的床体上设有通风机；

所述电脑主机连接控制器，控制器连接有室温传感器、品温传感器、床体中心温度传感器、蒸汽控制器、水温传感器和通风机；所述品温传感器设置在物料层上部，所述床体中心温度传感器设置在床体中心部位，所述蒸汽控制器设置在蒸汽管道上，所述水温传感器设置在水浴层内。

所述床体为砖混结构。

所述水浴层底部设有防水层。

所述品温传感器至少为两个。

所述水温传感器至少为两个。

本实用新型中，温度的控制是通过水浴系统与通风系统共同调控的，为实现对品温、水体温度的自动化检测，本实用新型采用了多功能控制器(上位机)+电脑主机(下位机)的一体化监控模式。

本实用新型与现有技术相比的优点是：

1、本实用新型以现有厚层通风发酵池(床、箱)为设计原型，保留了原有床体结构及通风设施，理论上能保证发酵效果达到现有工艺水平。本实用新型利用多功能控制器组建发酵温度(品温)与通风机的联合控制线路，实现了对品温的精细化、自控化控制，在很大程度上保证了微生物发酵所需温度，同时减少了人为控制带来的发酵不均匀。

2、本实用新型融合了水浴恒温系统，利用蒸汽对水浴层进行加热，使其达到预设值，水体受热蒸发，产生温度适宜的水蒸汽，在上升气流的推动下，到达物料层，弥补因通风降温带来的水分散失；利用多功能控制器组成水体温度与蒸汽控制阀的联合控制线路，实现了对水温及物料湿度的精细化、自控化控制，在很大程度上保证了水浴系统正常运行。

3、本实用新型采用多功能控制器和电脑主机的方式，实现了上、下位机一体化，便于对发酵过程各项数据的监测与调整。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型中床体的俯视结构示意图。

图3是图2的仰视图。

图4是图2的右视图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进一步详述。

如图1、图2、图3及图4所示，一种水浴式通风发酵床，包括电脑主机17、控制器16和床体1；所述床体1底部为水浴层4，水浴层4上方的床体1中部为物料层5，所述水浴层4底部设有蒸汽管道3、进水管口6和排水管口2，所述物料层5一侧的床体1上设有通风机7；所述电脑主机17连接控制器16，控制器16连接有室温传感器8、品温传感器9和品温传感器11、床体中心温度传感器10、蒸汽控制器12、水温传感器13、水温传感器14和通风机7；所述品温传感器9和品温传感器11设置在物料层5上部，所述床体中心温度传感器10设置在物料层5中部，所述蒸汽控制器12设置在蒸汽管道3上，所述水温传感器13和水温传感器14设置在水浴层4内。

如图2、图3及图4所示，所述床体1为砖混结构的内空的长方体，下半部及底部做防水处理；发酵床正面左下方设有排水管口2；所述排水管口2用于排出水浴系统污水及床体1清洗后的污水。发酵床水浴层4中右方为蒸汽管道3，用以供给水浴系统热能，产生热蒸汽，同时调控物料层5温度；发酵床床体1底部为水浴层4，水浴层4液面高度随工艺不同而不同；发酵床床体1中上部为物料层5，采用假底(由下往上依次为不锈钢材质框架、不锈钢筛网(粗)、食品级塑料筛网(细)组成，可根据不同发酵物料改用其他材质)结构，用以支撑发酵物料，料层高度同样随工艺不同而不同；发酵床右侧左下部为进水管口6，用以控制水浴系统液面高度，同时，该处设有水位浮球阀，当低于最低水位时，自控补水至最高水位，避免应水位过低而造成对水浴系统的破坏；在发酵床右方中间部位设有通风机7，用以对发酵物料进行送风控温；

如图1所示，室温传感器8位于发酵床床体1所在发酵室的适当位置，用以监控发酵室温度变化。品温传感器9和品温传感器11分别位于发酵物料三等分的中间两点，用以监控品温变化，同时与通风机7组成联合控制线路，用以控制通风机7的开启与关闭，当品温超过预设值时，通风机7中电磁控制阀开启，接通电源，通风机7启动，风体通过物料层5，带走一定热量，使得品温下降，当发酵物料温度低于预设值时，通风机7中电磁控制阀关闭，断开电源，通风机7关闭，不再给发酵物料送风，品温不再下降。所述床体中心温度传感器10位于床体1中心部位，以监控床体1空气温度变化。蒸汽控制器12为蒸汽控制线路，用以控制蒸汽阀的开启与关闭，使用过程中与水温传感器13和水温传感器14组成联合控制线路，当水温低于预设值时，蒸汽控制器12中电磁控制阀开启，蒸汽控制阀开启，蒸汽由管道通入，水温上升，当水温高于预设值时，蒸汽控制器12中电磁控制阀关闭，蒸汽控制阀关闭，蒸汽不再通入，水温不再上升。所述控制器16作为上位机，以实现将品温传感器9、品温传感器11和通风机7组成品温、通风机7温度控制系统；将蒸汽控制器12、水温传感器13和水温传感器14组成水温、蒸汽联合控制线路，实现对水浴系统中水体温度的控制。所述控制器16可实现对发酵过程的自动化控制(控制线路多少有工艺需求而定)；所述电脑主机17可通过有线或无线与控制器16相连接，配备控制器16监控软件，实现对发酵品温、通风机7、水温、蒸汽、室温、床体中心温度等的在线监控与记录，便于对工艺各环节的调控。

终上所述，本发明将床体1、物料层5、水浴系统、多功能控制系统、电脑主机17等融为一体，实现了对发酵物料温度(品温)、湿度等的自动化控制。

本实用新型解决了以下现有技术问题：

①解决现有发酵池(床、箱)发酵过程中发酵物料温、湿度不能同时调控的缺点；

本实用新型采用多路温控器+电脑+电磁阀技术，对品温、湿度等进行控制；其中品温控制包含两种方式，a.由两个温控探头线路及通风机电磁控制阀组成控制线路，利用通风的方式对发酵物料温度进行控制；b.由两个温控探头线路及蒸汽电磁控制阀线路，先行对水浴系统中水体温度进行控制，进而利用水浴层与物料层之间的间距对发酵物料温度进行控制。发酵物料湿度控制主要由控制线路b完成，水体经蒸汽加热后，产生水蒸汽，对发酵物料水分进行补充，以达到调控湿度的目的。因此采用a、b两种控制方法，能同时实现对发酵物料温度(品温)、湿度的调控。

②解决现有工艺中温、湿度自动化控制效果不理想的缺点

本实用新型采用多功能控制器(上位机)与电脑(下位机)的监控模式，能实现在发酵过程中对各工艺温度变化的在线监测与记录，同时采用①中a、b两种控制线路，在极大程度的实现了通风机及蒸汽电磁阀的自动化控制。

③解决现有工艺中需人工进行8～12h堆积的问题；

本实用新型能保证通风机与水浴系统同时监控，经多次中试，可以省去堆积过程，可减低生产中劳动力成本，简化生产工艺。

④解决现有工艺中需利用草帘、隔热层维持室温，维系物料正常发酵的问题。

本实用新型采用通风机与水浴系统相结合的控制模式，环境温度(这里主要指发酵床所在发酵室的温度)变化对品温的影响较小。故无需采用草帘、隔热层对室温进行控制。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (3)

1.一种水浴式通风发酵床，其特征在于：包括电脑主机、控制器和床体；

所述床体底部为水浴层，水浴层上方的床体中部为物料层，所述水浴层底部设有蒸汽管道、进水管口和排水管口，所述物料层一侧的床体上设有通风机；

所述电脑主机连接有控制器，控制器连接室温传感器、品温传感器、床体中心温度传感器、蒸汽控制器、水温传感器和通风机；所述品温传感器设置在物料层上部，所述床体中心温度传感器设置在床体中心部位，所述蒸汽控制器设置在蒸汽管道上，所述水温传感器设置在水浴层内。

2.根据权利要求1所述的一种水浴式通风发酵床，其特征在于：所述品温传感器至少为两个。

3.根据权利要求1所述的一种水浴式通风发酵床，其特征在于：所述水温传感器至少为两个。