CN219950980U - 一种利用小麦淀粉清液生料制备酒精的发酵装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及乙醇生产的技术领域，具体公开了一种利用小麦淀粉清液生料制备酒精的发酵装置，包括罐体，罐体顶部设有进料管和电机，罐体内设有搅拌系统和加热系统，加热系统包括进水管、加热层、螺旋加热管和出水管，加热层设置在罐体外侧壁，螺旋加热管设置在罐体内且绕罐体的中轴线螺旋环绕分布，罐体底部设有底板，底板上设有排料管和出水管，加热层底部一侧设有进水管，螺旋加热管的顶部与加热层上部连通，螺旋加热管的底部与出水管连通，通过加热系统对罐体内外进行加热保温，为淀粉发酵提供适宜的发酵温度，通过搅拌系统实现对物料的搅拌混合，解决了现有的发酵装置搅拌效果不理想且温度控制不便的问题，在乙醇生产技术领域具有广泛的推广应用价值。

Description

一种利用小麦淀粉清液生料制备酒精的发酵装置

技术领域

本实用新型涉及乙醇生产的技术领域，具体地是利用小麦淀粉清液生料制备酒精的发酵装置。

背景技术

谷朊粉是小麦加工淀粉的副产物，随着研究的深入以及食品行业对添加剂的需求，谷朊粉的价值远远超出了小麦淀粉本身，粮食加工生产企业将谷朊粉从小麦粉中分离出谷朊粉后，会留下大量的小麦淀粉，这部分小麦淀粉还可作为酒精的生产原料。

无论是传统加淀粉酶蒸煮糖化发酵工艺，还是无需蒸煮边糖化边发酵的生料发酵工艺，都需要使用到发酵罐，传统发酵罐容积较小，需设置多组发酵罐同时发酵，产量有限，单纯扩大容又有不利于控制发酵温度，且不利于酶制剂、酵母、尿素等与原料的均匀搅拌混合，导致产量无法提高，如中国专利公开号CN216688090U公开了一种淀粉酒精发酵搅拌罐，包括机体，机体的上方有固定框架，固定框架的外壁上固定安装有电机，电机的输出端与搅拌棍的顶端固定连接，机体的侧壁上贯穿有直杆，直杆的外壁上套接有第一弹簧，直杆的右端与挡板的外壁固定连接，机体的侧壁上开设有出气口，挡板的侧壁上设置有调节装置，气压达到一定的时，通过活塞带动挤压杆向右运动，挤压杆带动套杆向右运动，最后使套杆带动与固定块固定连接的挡板向右移动将出气口打开，释放二氧化碳气体降低机体内部气压，虽然在机体内设置了搅拌棍对机体内部的发酵原料进行搅拌，但依然不适用于容积较大的发酵罐，搅拌后原料由于自重且受离心力的作用继续堆积在机体底部中心，搅拌效果不理想，另外，无法对发酵温度进行控制，不利于酵母菌的繁殖。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种利用小麦淀粉清液生料制备酒精的发酵装置，以解决现有的发酵装置在生料发酵过程中因本身自重而堆积在容器底部，不利于酵母菌与原料充分接触，影响有益细菌和酵母的生长繁殖，气体不易排出，且传统加热只能在外层进行加热，而罐内发酵温度不均匀，影响发酵效果的问题。

本实用新型所采用的技术方案是：一种利用小麦淀粉清液生料制备酒精的发酵装置，包括罐体，罐体顶部设有进料管和电机，罐体内设有搅拌系统，电机与搅拌系统连接，罐体底部设有排料管，还包括加热系统，所述加热系统包括进水管、加热层、螺旋加热管和出水管，罐体为圆柱形，加热层设置在罐体外侧壁，螺旋加热管设置在罐体内且绕罐体的中轴线螺旋环绕分布，罐体底部设有底板，底板上设有排料管和出水管，加热层底部一侧设有进水管，螺旋加热管顶部的接口与加热层上部连通，螺旋加热管底部的接口与出水管连通。

采用以上结构后，具有以下有益效果：

(1)通过设置加热系统对实现对罐体内外同时加热保温，使罐体内各处加热均匀；将外侧的加热层与内侧的螺旋加热管连通，实现延长加热路径，增加了加热时的接触面积，无需增加新的加热源。

(2)通过搅拌系统将罐体底部因自重而堆积的原料自下而上进行搅拌，使原料与酵母充分接触，有利于充分发酵，同时便于将发酵时所产生的二氧化碳气体排出，且搅拌系统与加热系统互不干涉，结合加热系统能够更快地使罐体内各处原料温度均匀，便于控制整体温度，使罐体内各处发酵效果一致。

(3)通过泄压阀能够避免发酵时空气或杂菌进入罐体而影响发酵过程，同时，在罐体内二氧化碳累积达到一定压力后自动给排出发酵时产生的二氧化碳气体，结合气压计便于控制罐体内部压力，避免发生危险。

(4)通过温度传感器便于及时检测罐体内温度，能够通过加热系统利用换热原理及时调整罐体内的温度，确保发酵过程顺利进行。

(5)通过电磁阀和阀门便于物料进入罐体以及发酵完成后排出罐体，发酵时封闭罐体，避免氧气或杂菌进入罐体而影响发酵效果。

(6)通过控制器便于控制电磁阀和电机，实现控制进料以及搅拌，同时通过控制器便于了解罐体内的温度以便通过加热系统调整罐体内的温度。

作为优选，所述罐体顶部圆心处固定有电机，罐体内中轴上设置搅拌系统，螺旋加热管设置在罐体内壁与搅拌系统之间且绕搅拌系统外侧螺旋环绕分布。

通过螺旋加热对罐体内部的生料原料进行控温，通过将螺旋加热管设置在搅拌系统外侧，既能对罐体内进行加热，又不影响搅拌系统的运行。

作为优选，所述搅拌系统包括导料管、转轴和螺旋叶片，导料管底部与底板固定连接，导料管顶部与罐体不接触，转轴设置在导料管轴心处且与罐体外的电机轴性连接，转轴上设有螺旋叶片，螺旋叶片外侧与导料管内壁相适应设置，导料管与底板连接处设有进料口，进料口沿导料管周向间隔分布。

通过导料管和螺旋叶片的结合，能够持续将螺旋叶片底部的原料通过进料口吸入并带动到导料管的顶部，将因自重而沉积在发酵罐底部的原料置换到罐体上方，实现酵母菌与原料充分接触，提高原料的流动性，同时还能够与平衡罐内各处的发酵温度，保证发酵正常进行。

作为优选，所述螺旋叶片底部与底板相抵，且螺旋叶片的垂直高度大于导料管长度。

便于将底板附近的原料吸入并沿导料管上升后从导料管顶部排出，螺旋叶片的垂直高度大于导料管的长度更有利于原料排出。

作为优选，所述底板上设有固定环，导料管底部与固定环固定连接，固定环上环形排列都有多个通孔。

通过固定环便于固定导料管，固定环上的通孔便于发酵完成后将发酵液从通孔排出。

作为优选，所述罐体顶部设有泄压阀。

通过泄压阀使发酵过程产生的二氧化碳在罐体内达到相应的压力后能够自动排出，同时防止罐体外的空气或细菌进入罐体从而影响罐体内的发酵过程。

作为优选，所述进料管上设有电磁阀，排料管上靠近固定环一侧设有阀门。

通过电磁阀便于控制物料进入罐体，通过阀门便于发酵完成后排出物料，电磁阀与阀门还能保证罐体内的封闭环境，实现无氧发酵，避免氧气或杂菌影响发酵过程。

作为优选，所述罐体顶部设有气压计，气压计的压力输入端延伸进罐体内且与罐体固定连接。

通过气压计便于直观了解罐体内部的压力，避免气压阀堵塞或其他原因不能及时排放出罐体内部的气体而发生危险。

作为优选，所述底板上固定有温度传感器，所述温度传感器的检测端延伸进筋罐体内且远离螺旋加热管；罐体上设有控制器，所述电机、温度传感器及电磁阀均与控制器电性连接。

通过温度传感器便于随时检测罐体内的发酵温度，温度传感器的检测端远离加热管能够避免螺旋加热管影响温度传感器的检测结果造成影响。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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是本实用新型的一种利用小麦淀粉清液生料制备酒精的发酵装置的外形结构示意图。

图2是本实用新型的一种利用小麦淀粉清液生料制备酒精的发酵装置的主视图。

图3为本实用新型图2中A-A处的剖视图。

图4是本实用新型的一种利用小麦淀粉清液生料制备酒精的发酵装置的剖视图一。

图5是本实用新型的一种利用小麦淀粉清液生料制备酒精的发酵装置的剖视图二。

图6是本实用新型图5中B处的局部放大图。

图7是本实用新型的一种利用小麦淀粉清液生料制备酒精的发酵装置的仰视图。

其中，10-罐体，11-进料管，111-电磁阀，12-电机，13-气压计，14-温度传感器，15-泄压阀，16-排料管，161-阀门，17底板，18-固定环，181-通孔，19-控制器，20-加热系统，21-进水管，22-加热层，23-螺旋加热管，24-出水管，30-搅拌系统，31-导料管，311-进料口，32-转轴，33-螺旋叶片。

具体实施方式

下面将结合附图1-7对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1

以下结合具体实施例进一步说明，参照图1-图7所示，本实施例为一种利用小麦淀粉清液生料制备酒精的发酵装置，包括罐体10，罐体10顶部设有进料管11和电机12，罐体10内设有搅拌系统30，电机12与搅拌系统30连接，罐体10底部设有排料管16，还包括加热系统20，所述加热系统20包括进水管21、加热层22、螺旋加热管23和出水管24，罐体10为圆柱形，加热层22设置在罐体10外侧壁，螺旋加热管23设置在罐体10内且绕罐体10的中轴线螺旋环绕分布，罐体10底部设有底板17，底板17上设有排料管16和出水管24，加热层22底部一侧设有进水管21，螺旋加热管23顶部的接口与加热层22上部连通，螺旋加热管23底部的接口与出水管24连通。通过设置加热系统20中的加热层22对罐体10的外侧进行控温，通过螺旋加热管23对罐体10的内部进行控温，实现对罐体10内外同时控温，使罐体10内各处均匀，有利于发酵过程统一，提高乙醇的生产效率；将外侧的加热层22与内侧的螺旋加热管23连通，实现延长加热路径，增加了加热时的接触面积，无需增加新的独立加热源。

参照图1-图6所示，在本实施例中，所述罐体10顶部圆心处固定有电机12，罐体10内中轴线上设置搅拌系统30，螺旋加热管23设置在罐体10内壁与搅拌系统30之间且绕搅拌系统30外侧螺旋环绕分布，通过螺旋加热对罐体10内部的生料原料进行控温，通过将螺旋加热管23设置在搅拌系统30外侧，既能对罐体10内进行加热，又不影响搅拌系统30的运行。

参照图3-图5所示，在本实施例中，所述搅拌系统30包括导料管31、转轴32和螺旋叶片33，导料管31底部与底板17固定连接，导料管31顶部与罐体10不接触，转轴32设置在导料管31轴心处且与罐体10外的电机12轴性连接，转轴32上设有螺旋叶片33，螺旋叶片33外侧与导料管31内壁相适应设置，导料管31与底板17连接处设有进料口311，进料口311沿导料管31周向间隔分布，通过导料管31和螺旋叶片33的结合，能够持续将螺旋叶片33底部的原料通过进料口311吸入并带动到导料管31的顶部，将因自重而沉积在发酵罐底部的原料置换到罐体10上方，实现酵母菌与原料充分接触，提高原料的流动性，同时还能够与平衡罐内各处的发酵温度，保证发酵正常进行。

参照图3-图7所示，在本实施例中，所述螺旋叶片33底部与底板17相抵，且螺旋叶片33的垂直高度大于导料管31长度，便于将底板17附近的原料吸入并沿导料管31上升后从导料管31顶部排出，螺旋叶片33的垂直高度大于导料管31的长度更有利于原料排出。

参照图4-图5及图7所示，在本实施例中，所述底板17上设有固定环18，导料管31底部与固定环18固定连接，固定环18上环形排列都有多个通孔181，通过固定环18便于固定导料管31，固定环18上的通孔181便于发酵完成后将发酵液从通孔181排出。

参照图1-图6所示，在本实施例中，所述罐体10顶部设有泄压阀15，通过泄压阀15使发酵过程产生的二氧化碳在罐体10内达到相应的压力后能够自动排出，同时防止罐体10外的空气或细菌进入罐体10从而影响罐体10内的发酵过程。

参照图1-2及图4-5所示，在本实施例中，所述进料管11上设有电磁阀111，排料管16上靠近固定环18一侧设有阀门161，通过电磁阀111便于控制物料进入罐体10，通过阀门161便于发酵完成后排出物料，电磁阀111与阀门161还能保证罐体10内的封闭环境，实现无氧发酵，避免氧气或杂菌进入罐体10影响发酵过程。

参照图1-图5所示，在本实施例中，所述罐体10顶部设有气压计13，气压计13的压力输入端延伸进罐体10内且与罐体10固定连接，通过气压计13便于直观了解罐体10内部的压力，避免气压阀堵塞或其他原因不能及时排放出罐体10内部的气体而发生危险。

参照图1-2、图4-5及图7所示，在本实施例中，所述底板17上固定有温度传感器14，所述温度传感器14的检测端延伸进筋罐体10内且远离螺旋加热管23；罐体10上设有控制器19，所述电机12、温度传感器14及电磁阀111均与控制器19电性连接，通过温度传感器14便于随时检测罐体10内的发酵温度，温度传感器14的检测端远离加热管能够避免螺旋加热管23影响温度传感器14的检测结果造成影响，同时，通过控制器19便于控制电磁阀111和电机12，实现控制进料以及搅拌。

实施例2

生产时关闭排料管16内的阀门161，封闭罐体10底部出口，通过控制器19打开进料管11上的电磁阀111，将小麦淀粉、酶制剂、青霉素和活化后的酵母种液等原料通过进料管11输送进罐体10中，然后关闭电磁阀111，启动电机12进行拌料，电机12带动转轴32，转轴32带动与螺旋叶片33转动，螺旋叶片33将罐体10底部的物料垂直沿导料管31向上输送，从导料管31顶部排出，物料向上运输的过程中，导料管31四周的物料从导料管31底部的进料口311吸入导料管31中，再被螺旋叶片33源源不断地向导料管31顶部输送并排出，实现对原料的均匀搅拌，避免传统旋转搅拌后物料因自重受离心力的作用聚集在罐体10底部中心导致搅拌不均匀的问题。

发酵时通过进水管21注入热水，热水填满加热层22后即可对罐体10外侧进行加热和保温，热水填满加热层22后从加热层22顶部进入螺旋加热管23中，通过热介质的热传递作用对罐体10内的物料及逆行加热，同时结合搅拌系统30加快物料的流动速度从而更快地使罐体10内各处物料的发酵温度保持一致，螺旋加热管23中的水最终从底板17上的出水管24流出，以便再次加热后从进水管21输入用于提高罐体10内物料的温度。

发酵过程中可通过控制器19定时启动电机12，从而通过螺旋叶片33和导料管31对物料进行搅拌，以便酵母菌与物料充分接触，同时便于释放发酵时产生的二氧化碳气体；气体累计会使罐体10内部压力升高，当压力达到泄压阀15的临界值后在压力的作用下自动来打开泄压阀15将多余气体排出，气体排出后罐体内的压力降到泄压阀15临界值以下后，泄压阀15自动闭合对罐体10再次进行密封，排出气体的同时可防止罐体10外部的氧气或杂菌进入罐体10破坏罐体10内的发酵环境。

发酵完成后，打开阀门161，即可将罐体10内的物料排出；物料排出后通过向罐体10内注水并启动电机12，即可对罐体10内部进行搅拌清洗，为下一次发酵生产做准备。

本实用新型通过加热层22和螺旋加热管23同时对罐体10内外进行加热保温，为淀粉发酵提供适宜的发酵温度，通过螺旋叶片33结合导料管31将罐体10底部的物料带动到罐体10导料管31上部，实现对物料的搅拌混合，避免物料沉积在罐体10底部中心，结合加热系统20加快物料的热传递效应，使物料各处温度尽快保持一致，同时便于排出发酵时产生的二氧化碳气体，再通过泄压阀15将气体排出，既保持了罐体10的无氧发酵，又适时降低罐体10内部的压力，为淀粉制原料生产酒精提供了良好的发酵环境，减少了人工，温度控制方便，搅拌混合效率高，在乙醇生产的技术领域具有广泛的推广应用价值。

本实用新型中所提到的方向用语，例如，“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本申请文件中使用到的标准零件均可以从市场上购买，而且根据说明书和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接等常规手段，机械、零件和设备均采用现有技术中常规的型号，控制方式是通过控制器来自动控制，控制器的控制电路通过本领域的技术人员简单编程即可实现，属于本领域的公知常识，并且本申请文主要用来保护机械装置，所以本申请文不再详细解释控制方式和电路连接。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种利用小麦淀粉清液生料制备酒精的发酵装置，包括罐体，罐体顶部设有进料管和电机，罐体内设有搅拌系统，电机与搅拌系统连接，罐体底部设有排料管，其特征在于：还包括加热系统，所述加热系统包括进水管、加热层、螺旋加热管和出水管，罐体为圆柱形，加热层设置在罐体外侧壁，螺旋加热管设置在罐体内且绕罐体的中轴线螺旋环绕分布，罐体底部设有底板，底板上设有排料管和出水管，加热层底部一侧设有进水管，螺旋加热管顶部的接口与加热层上部连通，螺旋加热管底部的接口与出水管连通。

2.根据权利要求1所述的利用小麦淀粉清液生料制备酒精的发酵装置，其特征在于：所述罐体顶部圆心处固定有电机，罐体内中轴上设置搅拌系统，螺旋加热管设置在罐体内壁与搅拌系统之间且绕搅拌系统外侧螺旋环绕分布。

3.根据权利要求2所述的利用小麦淀粉清液生料制备酒精的发酵装置，其特征在于：所述搅拌系统包括导料管、转轴和螺旋叶片，导料管底部与底板固定连接，导料管顶部与罐体不接触，转轴设置在导料管轴心处且与罐体外的电机轴性连接，转轴上设有螺旋叶片，螺旋叶片外侧与导料管内壁相适应设置。

4.根据权利要求3所述的利用小麦淀粉清液生料制备酒精的发酵装置，其特征在于：所述导料管与底板连接处设有进料口，进料口沿导料管周向间隔分布。

5.根据权利要求3所述的利用小麦淀粉清液生料制备酒精的发酵装置，其特征在于：所述螺旋叶片底部与底板相抵，且螺旋叶片的垂直高度大于导料管长度。

6.根据权利要求3所述的利用小麦淀粉清液生料制备酒精的发酵装置，其特征在于：所述底板上设有固定环，导料管底部与固定环固定连接，固定环上环形排列都有多个通孔。

7.根据权利要求1所述的利用小麦淀粉清液生料制备酒精的发酵装置，其特征在于：所述罐体顶部设有泄压阀。

8.根据权利要求1所述的利用小麦淀粉清液生料制备酒精的发酵装置，其特征在于：所述进料管上设有电磁阀，排料管上靠近固定环一侧设有阀门。

9.根据权利要求7所述的利用小麦淀粉清液生料制备酒精的发酵装置，其特征在于：所述罐体顶部设有气压计，气压计的压力输入端延伸进罐体内且与罐体固定连接。

10.根据权利要求9所述的利用小麦淀粉清液生料制备酒精的发酵装置，其特征在于：所述底板上固定有温度传感器，所述温度传感器的检测端延进筋罐体内且远离螺旋加热管；罐体上设有控制器，所述电机、温度传感器及电磁阀均与控制器电性连接。