CN219950940U - 一种高效蜂蜜酒发酵装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高效蜂蜜酒发酵装置，涉及蜂蜜酒生产装置技术领域，发酵罐的罐身为圆筒体，底部为锥形底，锥形底的侧壁设置有清液出口，锥形底的中心设置有浊液出口；高效蜂蜜酒发酵装置还包括搅拌机构，搅拌机构包括搅拌电机、搅拌轴、斜叶搅拌桨以及直叶圆盘涡轮搅拌桨，搅拌电机安装在发酵罐的顶部，搅拌电机的输出轴与搅拌轴的上部固定连接，搅拌轴的下部与斜叶搅拌桨和直叶圆盘涡轮搅拌桨固定连接，斜叶搅拌桨位于发酵罐的中部，直叶圆盘涡轮搅拌桨位于斜叶搅拌桨的下方，且靠近锥形底，搅拌电机能够驱动搅拌轴转动，从而带动斜叶搅拌桨和直叶圆盘涡轮搅拌桨转动，提高了罐内料液的溶解氧含量以及传热、传质效率，有利于蜂蜜酒的高效生产。

Description

一种高效蜂蜜酒发酵装置

技术领域

本实用新型涉及蜂蜜酒生产装置技术领域，特别是涉及一种高效蜂蜜酒发酵装置。

背景技术

蜂蜜酒是以蜂蜜、水为原料酿制而成的饮料酒。按生产工艺可分为发酵型蜂蜜酒和蒸馏型蜂蜜酒，其中，发酵型蜂蜜酒酒精度通常为3％vol-18％vol，粘度为2mPa·s-20mPa·s。

发酵型蜂蜜酒酿造过程通常是指利用酿酒酵母将蜂蜜、水进行无氧发酵，将蜂蜜中的糖转化为乙醇和二氧化碳的过程。在一罐法生产蜂蜜酒工艺中，高粘度的蜂蜜和低粘度水需进行充分混合。酿酒酵母接种后，提高罐内液体溶氧量有利于酵母菌呼吸繁殖。发酵过程中，在酵母催化作用下，1mol糖无氧转化为乙醇时可产生约98kJ的热量，累积的发酵热容易造成料液温度升高。发酵温度是影响酵母生物催化反应的重要因素，不适宜的发酵温度易导致酵母生物活性降低、产品质量变差、发酵时间过长等问题。发酵后期，酵母由于凝聚作用，易在罐底部沉积，不利于后期发酵。因此，具有良好搅拌和控温功能的发酵罐是保障一罐法生产蜂蜜酒的关键设备。

目前，以果酒为代表的中小型通用发酵罐多采用机械搅拌或鼓风搅拌方式，罐外多采用夹套，利用冷却水移除发酵热量。

然而，在机械搅拌发酵罐中，通常设置搅拌叶片在发酵罐的底部进行搅拌，使罐内料液的流动状态较为单一，搅拌不均匀，导致罐内料液的传热、传质效率较差，存在着发酵前期溶氧量不足、酵母生长速率低以及发酵过程中发酵温度不易控制等问题，不利于蜂蜜酒的高效、高品质生产；并且，现有的蜂蜜酒发酵罐通常为椭圆形罐底，酵母在发酵后期易沉积在椭圆形罐底当中，不易被收集处理。

可见，如何合理地设计搅拌桨和罐体，从而在满足发酵工艺需求的同时，能够提高罐内料液的传热、传质效率，提高发酵效率，是目前亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种高效蜂蜜酒发酵装置，以解决上述现有技术存在的问题，能够提高罐内料液的溶解氧含量以及传热、传质效率，有利于蜂蜜酒的高效、高品质生产。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

本实用新型提供一种高效蜂蜜酒发酵装置，包括发酵罐和温度调节机构，所述发酵罐的顶部设置有进料口，所述进料口用于通入发酵原料，所述温度调节机构安装于所述发酵罐上，所述温度调节机构用于调节所述发酵罐内的温度；所述发酵罐的罐身为圆筒体，所述发酵罐的底部为锥形底，所述锥形底的侧壁设置有清液出口，所述锥形底的中心设置有浊液出口；所述高效蜂蜜酒发酵装置还包括搅拌机构，所述搅拌机构包括搅拌电机、搅拌轴、斜叶搅拌桨以及直叶圆盘涡轮搅拌桨，所述搅拌电机安装在所述发酵罐的顶部，所述搅拌电机的输出轴竖直向下设置，并与所述搅拌轴的上部固定连接，所述搅拌轴的下部与所述斜叶搅拌桨和所述直叶圆盘涡轮搅拌桨固定连接，所述斜叶搅拌桨位于所述发酵罐的中部，所述直叶圆盘涡轮搅拌桨位于所述斜叶搅拌桨的下方，且靠近所述锥形底，所述搅拌电机能够驱动所述搅拌轴转动，从而带动所述斜叶搅拌桨和所述直叶圆盘涡轮搅拌桨转动。

优选的，所述发酵罐的内壁上还固定有挡板，所述挡板为条形板，所述挡板的宽度方向沿所述发酵罐的径向延伸，所述挡板的长度方向沿所述发酵罐的轴向延伸。

优选的，所述发酵罐的侧壁上还设置有无菌气进口，所述无菌气进口用于通入无菌空气，所述发酵罐内靠近所述锥形底的位置处设置有气体分布器，所述气体分布器与所述无菌气进口连通。

优选的，所述搅拌机构还包括机架、轴承、支架和机械密封，所述机架安装于所述发酵罐的顶部，所述搅拌电机固定在所述机架上，所述机械密封安装于所述发酵罐的顶部穿设有所述搅拌轴的位置处；所述轴承设置于所述锥形底的中部，所述轴承的底部通过所述支架与所述锥形底的内壁固定连接，所述搅拌轴的底部转动穿设在所述轴承中。

优选的，所述搅拌机构还包括减速机，所述减速机安装于所述搅拌电机上，且位于所述搅拌电机与所述机架之间。

优选的，所述温度调节机构包括盘管，所述盘管环绕所述发酵罐的外壁设置，所述盘管上设置有进水口和出水口，所述进水口用于通入调节所述发酵罐内温度的水，所述出水口用于通出所述盘管内的水。

优选的，所述盘管的横截面为半圆形，所述盘管的平面一侧与所述发酵罐的外壁相贴合。

优选的，所述发酵罐的顶部还设置有排气口、安全阀接口、液位计接口、清洗口以及第一人孔，所述排气口用于排出所述发酵罐内的气体，所述排气口上安装有呼吸阀，所述安全阀接口上安装有安全阀，所述液位计接口上安装有雷达波液位计，所述清洗口用于通入清洗水；所述发酵罐的侧壁上还设置有温度传感器接口和第二人孔。

优选的，所述发酵罐外包裹有保温层；所述发酵罐的底部设置有支腿。

优选的，所述清液出口上还安装有三通管件，所述三通管件的一个出口为取样口。

本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：

本实用新型提供的高效蜂蜜酒发酵装置，包括发酵罐、温度调节机构以及搅拌机构，通过温度调节机构调节发酵罐内的温度，满足发酵工艺的冷却或加热要求，可实现蜂蜜酒的可控发酵，通过将发酵罐的底部设置为锥形底，便于发酵后酵母的沉降、收集，通过在发酵罐内设置斜叶搅拌桨和直叶圆盘涡轮搅拌桨组成的组合搅拌桨，改善了罐内料液的混合性能，在发酵过程中，既提高了罐内料液的溶解氧含量以及传热、传质效率，又可防止酵母菌种的絮凝、沉淀，保持其发酵活性，提高了发酵效率，有利于蜂蜜酒的高效、高品质生产，可用于蜂蜜酒一罐法生产当中，也可用于蜂蜜酒的预发酵当中。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的高效蜂蜜酒发酵装置的示意图；

图2为本实用新型实施例提供的斜叶搅拌桨的俯视图；

图3为本实用新型实施例提供的直叶圆盘涡轮搅拌桨的俯视图；

图4为本实用新型实施例提供的发酵罐内料液流动效果仿真图。

图中：100-进料口、101-清液出口、102-浊液出口、103-无菌气进口、104-气体分布器、105-排气口、106-安全阀接口、107-安全阀、108-液位计接口、109-清洗口、110-第一人孔、111-温度传感器接口、112-第二人孔、10-罐身、11-锥形底、12-挡板、20-搅拌电机、21-搅拌轴、22-斜叶搅拌桨、23-直叶圆盘涡轮搅拌桨、24-机架、25-轴承、26-支架、27-机械密封、28-减速机、30-盘管、31-进水口、32-出水口、40-保温层、50-支腿。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的目的是提供一种高效蜂蜜酒发酵装置，以解决现有技术存在的问题，能够提高罐内料液的传热、传质效率，有利于蜂蜜酒的高效、高品质生产。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1-图3所示，本实施例提供一种高效蜂蜜酒发酵装置，包括发酵罐和温度调节机构，发酵罐的顶部设置有进料口100，进料口100用于通入发酵原料，温度调节机构安装于发酵罐上，温度调节机构用于调节发酵罐内的温度，能够满足发酵工艺的冷却或加热要求，可实现蜂蜜酒的可控发酵；发酵罐的罐身10为圆筒体，发酵罐的底部为锥形底11，便于发酵后酵母的沉降、收集，锥形底11的侧壁设置有清液出口101，清液出口101用于通出发酵酒液，本实施例中清液出口101上还设置有取样口，便于对发酵酒液进行取样检测，锥形底11的中心设置有浊液出口102，浊液出口102用于通出含酵母浊液；高效蜂蜜酒发酵装置还包括搅拌机构，搅拌机构包括搅拌电机20、搅拌轴21、斜叶搅拌桨22以及直叶圆盘涡轮搅拌桨23，搅拌电机20安装在发酵罐的顶部，搅拌电机20的输出轴竖直向下设置，并与搅拌轴21的上部固定连接，搅拌轴21的下部与斜叶搅拌桨22和直叶圆盘涡轮搅拌桨23固定连接，斜叶搅拌桨22位于发酵罐的中部，如图2所示，本实施例中斜叶搅拌桨22优选为三斜叶搅拌桨，上翻斜叶桨可使罐内料液产生轴流运动，在提高气含率的同时，增加轴稳定性，直叶圆盘涡轮搅拌桨23位于斜叶搅拌桨22的下方，且靠近锥形底11，如图3所示，直叶圆盘涡轮搅拌桨23具有强剪切力，搅拌电机20能够驱动搅拌轴21转动，从而带动斜叶搅拌桨22和直叶圆盘涡轮搅拌桨23转动。

需要说明的是，在应用机械搅拌的蜂蜜酒发酵罐中，搅拌桨是实现搅拌功能的重要部件，对罐内流场特性、搅拌功率等起到重要作用，本实施例中在发酵罐内设置斜叶搅拌桨22和直叶圆盘涡轮搅拌桨23组成的组合搅拌桨，在搅拌过程中，如图4所示，直叶圆盘涡轮搅拌桨23转动产生的径向射流撞至罐壁后，分成两股流体，一股流体沿罐壁向下流动，带动锥形底11的液体流向直叶桨叶轮区，实现了将沉积在罐底部的酵母菌种提升至罐上部，使罐内酵母菌种分布均匀，有利于防止酵母菌种的絮凝、沉淀，保持其发酵活性，另一股流体沿罐壁向上流动，并在上层的斜叶搅拌桨22的作用下，进入斜叶桨叶轮区，参与斜叶搅拌桨22产生的轴向流动。由此可见，上述组合搅拌桨实现了罐内料液的强制对流，在发酵前期，罐内料液强制对流可提高料液的溶解氧含量，保证酵母菌种生长繁殖；在发酵过程中，适宜的强制对流有利于底物和代谢产物在菌体内部的转化、转移，提高了料液的传热、传质效率，使罐内温度场均匀化，提高了发酵效率，有利于蜂蜜酒的高效、高品质生产。

在本实施例中，发酵罐的内壁上还固定有挡板12，挡板12为条形板，挡板12的宽度方向沿发酵罐的径向延伸，挡板12的长度方向沿发酵罐的轴向延伸；挡板12能够增强罐内料液的轴向、径向流动，防止罐内料液的周向旋转和涡流。

在本实施例中，发酵罐的侧壁上还设置有无菌气进口103，无菌气进口103用于通入无菌空气，发酵罐内靠近锥形底11的位置处设置有气体分布器104，气体分布器104与无菌气进口103连通，通过气体分布器104能够实现低压降下气体的均匀分布，并且，本实施例中气体分布器104靠近直叶圆盘涡轮搅拌桨23设置，直叶圆盘涡轮搅拌桨23具有强剪切力，能够有效分散从气体分布器104通出的无菌空气，增大气液接触面积，提高气含率。

在本实施例中，搅拌机构还包括机架24、轴承25、支架26和机械密封27，机架24安装于发酵罐的顶部，搅拌电机20固定在机架24上，机械密封27安装于发酵罐的顶部穿设有搅拌轴21的位置处；轴承25设置于锥形底11的中部，轴承25的底部通过支架26与锥形底11的内壁固定连接，搅拌轴21的底部转动穿设在轴承25中，使搅拌轴21的转动更加稳定。

进一步地，搅拌机构还包括减速机28，减速机28安装于搅拌电机20上，且位于搅拌电机20与机架24之间。

在本实施例中，温度调节机构包括盘管30，盘管30环绕发酵罐的外壁设置，盘管30上设置有进水口31和出水口32，进水口31用于通入调节发酵罐内温度的水，出水口32用于通出盘管30内的水；具体地，本实施例中通过向盘管30中通入冷水以对罐内料液进行冷却，通过向盘管30中通入热水以对罐内料液进行加热，实现了发酵温度可控，满足酵母在最佳发酵温度下进行生物转化，提高发酵效率。

进一步地，盘管30的横截面为半圆形，盘管30的平面一侧与发酵罐的外壁相贴合，有利于热量的传递。

在本实施例中，发酵罐的顶部还设置有排气口105、安全阀接口106、液位计接口108、清洗口109以及第一人孔110，排气口105用于排出发酵罐内的气体，排气口105上安装有呼吸阀，安全阀接口106上安装有安全阀107，液位计接口108上安装有雷达波液位计，清洗口109用于通入清洗水；发酵罐的侧壁上设置有温度传感器接口111和第二人孔112，其中，温度传感器接口111用于接入温度传感器，以监测发酵罐内温度。

在本实施例中，发酵罐外包裹有保温层40，可降低冷却或加热能耗；具体地，保温层40优选的材质为聚氨酯泡沫保温材料，发酵罐本体优选的材质为SUS304；发酵罐的底部设置有支腿50。

在本实施例中，清液出口上还安装有三通管件，三通管件的一个出口为取样口，便于对发酵酒液的品质进行取样检测。

本实施例提供的高效蜂蜜酒发酵装置的使用过程如下：

使用前，通过清洗口109对发酵罐的内壁以及内部组件进行清洗、杀菌；通过进料口100向发酵罐内依次加入蜂蜜、水等料液，加液量可通过安装在液位计接口108的雷达波液位计确定，进料完毕，开启搅拌电机20进行搅拌、混合；通过进料口100接种酿酒酵母，通过无菌气进口103鼓入无菌空气，以培养酵母呼吸繁殖；通过向盘管30中通入冷水或热水，并通过安装在温度传感器接口111的温度传感器进行监测，以获得适宜的发酵温度条件；关闭进料口100和无菌气进口103，设定安装在安全阀接口106的安全阀107的泄压值，发酵罐内开始进行无氧发酵；发酵过程中产生的气体可由安装在排气口105的呼吸阀排出；发酵过程中产生的热量可通过向盘管30中通入冷却水，由冷却水带出发酵系统；通过发酵罐内的斜叶搅拌桨22和直叶圆盘涡轮搅拌桨23组成的组合搅拌桨进行搅拌，可获得适宜的强制对流，一方面有利于底物和代谢产物在菌体内部的转化、转移，另一方面有利于罐内料液传热、罐内温度场的均匀化；发酵酒的品质可通过安装在清液出口101上的取样口定期进行取样检测；发酵结束，经沉降后，蜂蜜酒可从清液出口101流出，进入下一加工工序，含酵母浊液可从浊液出口102流出，以重复利用。

本实用新型中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.一种高效蜂蜜酒发酵装置，包括发酵罐和温度调节机构，所述发酵罐的顶部设置有进料口，所述进料口用于通入发酵原料，所述温度调节机构安装于所述发酵罐上，所述温度调节机构用于调节所述发酵罐内的温度；其特征在于：所述发酵罐的罐身为圆筒体，所述发酵罐的底部为锥形底，所述锥形底的侧壁设置有清液出口，所述锥形底的中心设置有浊液出口；所述高效蜂蜜酒发酵装置还包括搅拌机构，所述搅拌机构包括搅拌电机、搅拌轴、斜叶搅拌桨以及直叶圆盘涡轮搅拌桨，所述搅拌电机安装在所述发酵罐的顶部，所述搅拌电机的输出轴竖直向下设置，并与所述搅拌轴的上部固定连接，所述搅拌轴的下部与所述斜叶搅拌桨和所述直叶圆盘涡轮搅拌桨固定连接，所述斜叶搅拌桨位于所述发酵罐的中部，所述直叶圆盘涡轮搅拌桨位于所述斜叶搅拌桨的下方，且靠近所述锥形底，所述搅拌电机能够驱动所述搅拌轴转动，从而带动所述斜叶搅拌桨和所述直叶圆盘涡轮搅拌桨转动。

2.根据权利要求1所述的高效蜂蜜酒发酵装置，其特征在于：所述发酵罐的内壁上还固定有挡板，所述挡板为条形板，所述挡板的宽度方向沿所述发酵罐的径向延伸，所述挡板的长度方向沿所述发酵罐的轴向延伸。

3.根据权利要求1所述的高效蜂蜜酒发酵装置，其特征在于：所述发酵罐的侧壁上还设置有无菌气进口，所述无菌气进口用于通入无菌空气，所述发酵罐内靠近所述锥形底的位置处设置有气体分布器，所述气体分布器与所述无菌气进口连通。

4.根据权利要求1所述的高效蜂蜜酒发酵装置，其特征在于：所述搅拌机构还包括机架、轴承、支架和机械密封，所述机架安装于所述发酵罐的顶部，所述搅拌电机固定在所述机架上，所述机械密封安装于所述发酵罐的顶部穿设有所述搅拌轴的位置处；所述轴承设置于所述锥形底的中部，所述轴承的底部通过所述支架与所述锥形底的内壁固定连接，所述搅拌轴的底部转动穿设在所述轴承中。

5.根据权利要求4所述的高效蜂蜜酒发酵装置，其特征在于：所述搅拌机构还包括减速机，所述减速机安装于所述搅拌电机上，且位于所述搅拌电机与所述机架之间。

6.根据权利要求1所述的高效蜂蜜酒发酵装置，其特征在于：所述温度调节机构包括盘管，所述盘管环绕所述发酵罐的外壁设置，所述盘管上设置有进水口和出水口，所述进水口用于通入调节所述发酵罐内温度的水，所述出水口用于通出所述盘管内的水。

7.根据权利要求6所述的高效蜂蜜酒发酵装置，其特征在于：所述盘管的横截面为半圆形，所述盘管的平面一侧与所述发酵罐的外壁相贴合。

8.根据权利要求1所述的高效蜂蜜酒发酵装置，其特征在于：所述发酵罐的顶部还设置有排气口、安全阀接口、液位计接口、清洗口以及第一人孔，所述排气口用于排出所述发酵罐内的气体，所述排气口上安装有呼吸阀，所述安全阀接口上安装有安全阀，所述液位计接口上安装有雷达波液位计，所述清洗口用于通入清洗水；所述发酵罐的侧壁上还设置有温度传感器接口和第二人孔。

9.根据权利要求1所述的高效蜂蜜酒发酵装置，其特征在于：所述发酵罐外包裹有保温层；所述发酵罐的底部设置有支腿。

10.根据权利要求1所述的高效蜂蜜酒发酵装置，其特征在于：所述清液出口上还安装有三通管件，所述三通管件的一个出口为取样口。