CN206051992U - 一种智能化食醋固态酿造一体机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能化食醋固态酿造一体机，包括卧式转筒状的罐体、螺旋翻料条、通长滤板、喷淋装置、通气管、出液管，罐体一端开设有进料口、另一端开设有出料口，螺旋翻料条设置于罐体内壁上且在进料口和出料口之间，通气管连入罐体内；对于罐体的发酵位，通长滤板设置于罐体内底部上方，与罐体底部之间形成空腔，喷淋装置设置于罐体内且位于醋醅上方，出液管设置于罐体底部；还包括PLC自动控制系统、温度监测装置、酒精度监测装置、酸度监测装置、氧气浓度检测装置。本实用新型实现食醋固态发酵、淋醋操作于一体，实现同一设备多功能化，通过多种高精度监测装置，实时监测食醋发酵的各种理化指标，掌握发酵进程；将温度、氧气浓度、酒精度和酸度等理化指标结合起来，综合分析发酵进程，从而作出相应的操作指令，提升了指令的正确性程度。

Description

一种智能化食醋固态酿造一体机

技术领域

本实用新型属于食品加工设备领域，尤其涉及用于食醋固态发酵的智能化发酵、淋醋设备。

背景技术

固体发酵的食醋参与微生物种类较多，产品风味较好，因此越来越受到人们的青睐。

目前，食醋固态酿造行业主要生产方式仍然是发酵池，但也有部分发酵设备应用于食醋发酵过程，其中最具代表性的发酵设备分别是卧式转筒发酵罐和立式回流发酵罐，两者都不同程度地提高了酿醋机械化水平和生产效率。但同时两者又各有缺陷：卧式转筒发酵罐以旋转实现翻醅，虽能进行食醋的固态发酵，但不能实现同一设备淋醋作业，需要转移物料进行淋醋作业，存在设备利用率低等问题；立式回流发酵罐以醋卤循环代替翻醅，达到降温和增氧的目的，但是长时间的回流导致醋醅板结，使发酵不均匀，醋醅溶氧不足，造成发酵周期长和产品品质较差等问题。

有些地方及目前固态发酵设备发酵过程中醋醅含酒量较多，一般高达70％以上，酒精含量过多会影响发酵温度的提升，及醋醅的溶氧量，如何在低成本投入的前提下提高底部醋醅的发酵温度以及整体醋醅的透气疏松，保证醋的发酵和风味，也是目前需要解决的问题。

食醋酿造过程包含一系列复杂生化反应，如醋酸菌在氧气参与下将酒精转化成醋酸的醋酸发酵，乳酸菌在无氧条件下将糖类物质转化为乳酸的乳酸发酵，微生物降解利用麸皮等，生化反应的顺利进行对反应环境和底物有严格要求，同时，部分反应产物也会对其有影响；因此，温度、氧气浓度、酒精度和酸度等因素对食醋酿造的顺利进行有重要影响。

现在的大多数开放式发酵的酿造环境，对影响食醋酿造的因素也大多依靠经验控制，口耳相传，无法做到对影响因素的精确控制，生产效率低、产品质量不稳定、过程控制和安全管理差，与当前大工业、标准化生产和提高食品安全水平的大背景格格不入，对食醋固态酿造工艺的改进变得越来越紧迫。

实用新型内容

实用新型目的：针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种自动化、智能化的食醋固态酿造一体机，避免工艺转场带来的技术和经济问题，适应固态发酵的翻醅、回流工艺要求，满足固态发酵醋的风味要求，对影响食醋酿造的因素进行综合智能控制。

技术方案：一种智能化食醋固态酿造一体机，包括卧式转筒状的罐体，还包括螺旋翻料条、通长滤板、喷淋装置、通气管、出液管，所述罐体一端开设有进料口、另一端开设有出料口，所述螺旋翻料条设置于所述罐体内壁上且在所述进料口和所述出料口之间，所述通气管连入所述罐体内；对于所述罐体的发酵位，所述通长滤板设置于所述罐体内底部上方，与所述罐体底部之间形成空腔，所述喷淋装置设置于所述罐体内且位于醋醅上方，所述出液管设置于所述罐体底部；

还包括PLC自动控制系统、温度监测装置、酒精度监测装置、酸度监测装置、氧气浓度检测装置，所述PLC自动控制系统关联操作罐体旋转启停、管路开闭、管路流量、温度监测、酒精度监测、酸度监测、氧气浓度检测等。

还包括螺旋反向导流板，所述螺旋反向导流板设置于所述罐体的径向，与所述螺旋翻料条的螺向相反，所述螺旋反向导流板的数量不少于所述螺旋翻料条数量的1/3。螺旋反向导流板防止醋醅在罐体内随罐体慢速旋转而翻醅时产生轴向位移，使得醋醅轴向分布较为均衡。

所述通长滤板为沿所述罐体长度方向向上拱起的弧形板，在通长滤板宽度相同的情况下，增大了空腔的空间体积。

所述通长滤板与所述罐体底部之间的高度最大处的高度值为罐体直径的1/10～1/4。

所述通长滤板上的滤孔其纵截面为正梯形，有利于醋卤或醋液经过滤流入空腔，同时也尽量减少醋醅从滤孔落入空腔里。

所述通气管上开设有气孔，所述通气管连入至所述罐体内的醋醅上方、醋醅内部、以及所述空腔内，所述通气管上安装有电磁阀开关，所述电磁阀开关通过所述PLC自动控制系统进行控制。对醋醅上下和内部均可以供氧，并且可从空腔中对通长滤板上的堵塞滤孔进行疏通。

还包括定位机构，所述定位机构作用于所述罐体旋转停止时处于发酵位，保证罐体旋转停止后都回复到发酵位。

所述PLC自动控制系统中赋予了由试验获得的发酵进程与温度、氧气浓度、酒精度、酸度理化指标之间的关系而建立的数学模型，由温度监测装置的实时温度对应的实时氧气浓度、酒精度、酸度带入数学模型，综合分析发酵进程，所述PLC自动控制系统作出相关操作指令。如醋醅温度上升到设定值，PLC自动控制系统需根据此时氧气浓度、酒精度和酸度指标，判断采取罐体转动、喷淋醋卤、停止通气中的一种或几种措施，降低醋醅温度，确保食醋酿造顺利进行的目的。

有益效果：与现有技术相比，本实用新型的优点是：

1、通过多种高精度监测装置，实时监测食醋发酵的各种理化指标，掌握发酵进程；将温度、氧气浓度、酒精度和酸度等理化指标结合起来，综合分析发酵进程，从而作出相应的操作指令，提升了指令的正确性程度；

2、罐体内形成了上部的醋醅发酵空间和下部收集醋卤或淋醋醋液的过滤空腔，将淋浇发酵工艺与旋转发酵工艺相结合，同时再与淋醋工艺相结合，实现三位一体，实现同一设备多功能化，最大限度的使用设备，提高了设备利用率；

3、实现食醋发酵过程的自动化、智能化操作，达到智能调控，确保食醋发酵顺利进行；

4、降低劳动强度，提高生产效率，同时加强对发酵过程的控制，降低安全风险。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为图1去掉罐体左侧端盖部分的端面视图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本实用新型，应理解这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

一种智能化食醋固态酿造一体机，如附图1-3所示，主要包括罐体1、螺旋翻料条2、通长滤板3、喷淋装置4、通气管、出液管5、螺旋反向导流板9、PLC自动控制系统，以及温度、氧气浓度、酒精度、酸度监测装置等。PLC自动控制系统控制整个设备自动化运行，关联操作罐体旋转启停、管路开闭、管路流量、温度监测、氧气浓度监测、酒精度监测、酸度监测等。温度监测装置实时监测醋醅发酵温度，氧气浓度监测装置实时监测发酵过程中需氧量的变化，酒精度、酸度监测装置实时监测醋醅发酵的酒精度和酸度值，以便掌握发酵进程，反馈信号给PLC自动控制系统适时作出相应操作指令。

罐体1为卧式转筒结构，罐体通过支撑转轮与机架固定，通过减速电机带动罐体旋转。罐体1一端设有圆板，圆板左侧设有斗状的进料口6，圆板右侧设有进料组件，进料组件为进料溜槽，罐体1另一端设有出料组件，出料组件为出料溜槽，出料组件上设有出料口7。罐体1内壁上在进料口6至出料口7之间设置有若干螺旋翻料条2。罐体外壁上还可设置带灯视镜、人孔等。

醋醅发酵过程中，卧式转筒发酵罐的罐体1绝大部分时间处于停止状态，停止时的位置是固定的，以罐体该停止位置为发酵位，来安装通长滤板，通长滤板3设置于罐体1内底部上方且与罐体固定，从而使通长滤板下表面与罐体底部空间之间形成了空腔8，用于收集醋卤或淋醋醋液，通长滤板上表面与罐体上部空间形成了醋醅发酵空间。通长滤板可以是平板型，也可以是沿罐体长度方向向上拱起的弧形板型，空腔高度最大处的高度值为罐体直径的1/10～1/4，通长滤板上的滤孔其纵截面最好是上小下大的正梯形，有利于醋卤或醋液经过滤流入空腔，同时也尽量减少醋醅从滤孔落入空腔里。喷淋装置4设置于罐体1内且相对位于醋醅上方，喷淋装置具有多根喷淋管，喷淋管为通长管，保证醋醅表面能够被液体全部淋到，最好有喷淋管喷出的液体可以淋到罐体内壁上。出液管5设置于罐体1底部，出液管的出口安装有滤网，出液管上安装有阀门，阀门可手动控制或自动控制，喷淋结束关闭阀门后罐体可以开始旋转，旋转结束时打开阀门，出液管下设接液槽，根据接液槽内液位高度变化，可将醋卤泵出至贮存罐中，对贮存罐进行保温处理，防止回淋醋卤温度过低降低品温，影响发酵速度。

通气管为通长管，连入罐体1内，通气管上开设有气孔，还可设置气量调节阀。通气管主要设置于醋醅上方，向罐体内通入压缩空气提供发酵所需的氧气，另外，应设置至少一根通气管处于发酵位的醋醅内部，应设置至少一根通气管处于空腔8内，可通过通长滤板上的滤孔向上部醋醅中供气，在关闭出液管5后，由该通气管通入压缩空气，可将通长滤板滤孔中堵塞的细小物料压出，恢复畅通的过滤效果。通气管上安装有电磁阀开关，电磁阀开关通过PLC自动控制系统进行控制。

螺旋反向导流板9设置于罐体1内部基本沿径向方向，由螺旋翻料条2向罐体中心方向布置，可与螺旋翻料条固定。螺旋反向导流板与螺旋翻料条的螺向相反，数量不少于螺旋翻料条数量的1/3。醋醅在罐体内随罐体慢速旋转而翻醅时，螺旋反向导流板可维持醋醅不产生轴向位移，使醋醅轴向分布较为均衡。

机架上设有定位机构，用于作用于罐体1在旋转停止时处于发酵位，保持空腔位于最下方。定位机构可以是限位行程开关或光电眼组。

罐体由定位机构止于发酵位，醋醅入料至罐体内，温度监测装置监测发酵温度达到要求，PLC自动控制系统发出操作指令，由喷淋装置向醋醅喷淋醋卤，完成喷淋后罐体自行旋转进行翻醅拌和，罐体旋转几圈后翻醅结束，罐体由定位机构止于发酵位，发酵结束后，由喷淋装置向醋醅喷淋淋醋水进行淋醋，利用通长滤板和醋醅形成过滤层，成品醋从出液管排出，完成淋醋操作。二淋到四淋的醋原液同样按上述工艺淋出。

本实用新型将固态发酵、淋醋一体，实现同一设备多功能化，主体为固态发酵，具有固态发酵、淋浇发酵两种工艺优势。在淋醋操作之前，根据设定温度值，全自动、智能进行发酵控制，包括测温、醋卤收集、喷淋、翻料、自动开启和关闭相关管道阀门等，无需人工操作。使用本设备，在维持全醅体相对一致的温度发酵(36～45度)时，首试12天成熟，大大缩短了发酵周期。

温度监测装置包括多个温度传感器，对于罐体发酵位，安装在醋醅的上中下区域。将由前期试验获得的发酵进程与温度、氧气浓度、酒精度、酸度理化指标之间的关系而建立的数学模型，赋予给PLC自动控制系统中，由温度监测装置的实时温度对应的实时氧气浓度、酒精度、酸度带入数学模型，综合分析发酵进程，所述PLC控制器作出相关操作指令。

例如：对温度监测装置设定上限温度为45℃下限温度为35℃，对氧气浓度监测装置设定上限氧气浓度为21％、下限氧气浓度为18％，酒精度、酸度实时显示，当多个温度传感器中有一个超过上限温度45℃，PLC自动控制系统将同一时间获得的氧气浓度、酒精度和酸度指标代入该数学模型，综合分析发酵进程，智能调控，判断采取罐体转动、喷淋醋卤、停止通气中的一种或几种措施，降低醋醅温度；另外，根据发酵进程可以智能调整上下限温度值和上下限氧气浓度值，如当酒精度降到2.0以下，酸度增加到6.0以上时，上限温度值调整为42℃，下限温度值调整为33℃，上限氧气浓度值调整为20％，下限氧气浓度值调整为17％。根据发酵进程中各种影响因素的变化而智能调控，确保食醋固态发酵顺利进行。

例如：对温度监测装置设定上限温度为42℃下限温度为32℃，对氧气浓度监测装置设定上限氧气浓度为20％、下限氧气浓度为17％，酒精度、酸度实时显示，当多个温度传感器中有一个超过上限温度42℃，PLC自动控制系统将同一时间获得的氧气浓度、酒精度和酸度指标代入该数学模型，综合分析发酵进程，智能调控，判断采取罐体转动、喷淋醋卤、停止通气中的一种或几种措施，降低醋醅温度；另外，根据发酵进程可以智能调整上下限温度值和上下限氧气浓度值，如当酒精度降到1.5以下，酸度增加到6.5以上时，上限温度值调整为40℃，下限温度值调整为32℃，上限氧气浓度值调整为19％，下限氧气浓度值调整为16％。根据发酵进程中各种影响因素的变化而智能调控，确保食醋固态发酵顺利进行。

相对于传统醋酸陶缸发酵工艺，极大的提高了效率及产量，并且将发酵过程中的多种影响因素综合调控，大大降低了劳动强度，是醋酸发酵行业革命性的产品，带来了巨大的经济及社会效益，该设备同样适用于白酒、酱油等食品类的固态发酵。

Claims (8)

1.一种智能化食醋固态酿造一体机，包括卧式转筒状的罐体(1)，其特征在于：还包括螺旋翻料条(2)、通长滤板(3)、喷淋装置(4)、通气管、出液管(5)，所述罐体(1)一端开设有进料口(6)、另一端开设有出料口(7)，所述螺旋翻料条(2)设置于所述罐体(1)内壁上且在所述进料口(6)和所述出料口(7)之间，所述通气管连入所述罐体(1)内；

对于所述罐体(1)的发酵位，所述通长滤板(3)设置于所述罐体(1)内底部上方，与所述罐体(1)底部之间形成空腔(8)，所述喷淋装置(4)设置于所述罐体(1)内且位于醋醅上方，所述出液管(5)设置于所述罐体(1)底部；

还包括PLC自动控制系统、温度监测装置、酒精度监测装置、酸度监测装置、氧气浓度检测装置，所述PLC自动控制系统关联操作罐体旋转启停、管路开闭、管路流量、温度监测、酒精度监测、酸度监测、氧气浓度检测等。

2.根据权利要求1所述的一种智能化食醋固态酿造一体机，其特征在于：还包括螺旋反向导流板(9)，所述螺旋反向导流板(9)设置于所述罐体(1)的径向，与所述螺旋翻料条(2)的螺向相反，所述螺旋反向导流板(9)的数量不少于所述螺旋翻料条(2)数量的1/3。

3.根据权利要求1所述的一种智能化食醋固态酿造一体机，其特征在于：所述通长滤板(3)为沿所述罐体(1)长度方向向上拱起的弧形板。

4.根据权利要求1所述的一种智能化食醋固态酿造一体机，其特征在于：所述通长滤板(3)与所述罐体(1)底部之间的高度最大处的高度值为罐体直径的1/10～1/4。

5.根据权利要求1所述的一种智能化食醋固态酿造一体机，其特征在于：所述通长滤板(3)上的滤孔其纵截面为正梯形。

6.根据权利要求1所述的一种智能化食醋固态酿造一体机，其特征在于：所述通气管上开设有气孔，所述通气管连入至所述罐体(1)内的醋醅上方、醋醅内部、以及所述空腔(8)内，所述通气管上安装有电磁阀开关，所述电磁阀开关通过所述PLC自动控制系统进行控制。

7.根据权利要求1所述的一种智能化食醋固态酿造一体机，其特征在于：还包括定位机构，所述定位机构作用于所述罐体(1)旋转停止时处于发酵位。

8.根据权利要求1所述的一种智能化食醋固态酿造一体机，其特征在于：所述PLC自动控制系统中赋予了由试验获得的发酵进程与温度、氧气浓度、酒精度、酸度理化指标之间的关系而建立的数学模型，由温度监测装置的实时温度对应的实时氧气浓度、酒精度、酸度带入数学模型，综合分析发酵进程，所述PLC自动控制系统作出相关操作指令。