专利名称：一种液态果醋的发酵设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种发酵设备，尤其涉及一种液态果醋的发酵设备。
背景技术：
果醋历史悠久，早在IO世纪葡萄醋在法国已相当盛行。目前，欧美果醋生产消 费高于亚洲l，品种以苹果醋、葡萄醋为主，美国年产苹果醋0. 93亿升，占食醋总产量的 16.6%，我国食醋仍以粮食醋为主，果醋较少。 果醋发酵过程是醋酸菌使果酒中的酒精通过好氧发酵转化成醋酸，醋酸菌属于严 格好氧的微生物，醋酸菌的生长和酒精的转化均需要氧气。目前果醋的生产方式包括固态 发酵和液态发酵，固态发酵属传统发酵方法劳动强度大，质量难控制。最常用的液态发酵的 发酵设备为通风机械搅拌发酵罐，但通风搅拌发酵罐，通入的空气量过大容易将发酵过程 中产生的醋酸随空气排出发酵罐，导致醋酸含量偏低；而通入空气量过小则空气传质效果 不佳，酒精转化率低。 在果醋发酵中，大多数醋酸菌菌株存在过氧化现象，当发酵物料中乙醇消耗完毕 后，能将醋酸氧化成二氧化碳和水，使醋酸含量降低，因此如何控制果醋发酵过程中的过氧 化现象对控制果醋得率十分关键。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种液态果醋的发酵设备。该设备既能有效溶氧同时又 能减少醋酸挥发的，提高了液态果醋产品的质量。
本实用新型的目的是通过以下技术措施来实现的一种液态果醋的发酵设备，其
包括控制装置，以及分别与控制装置连接的空气处理系统、泵、发酵罐和控温系统；其中，
所述的泵为气液混合泵；所述的空气处理系统与气液混合泵的进气口连接，所述的气液混
合泵和控温系统分别与发酵罐连接；所述的发酵罐包括罐体、进料口、液体排放口、液体入
口和气体排放口 ，所述的液体排放口和液体入口分别与气液混合泵的进液口和气液排出口
连接形成可为发酵液循环供氧的回路；所述的气体排放口上设置冷凝器，所述的冷凝器与
制冷系统连接，用于回收挥发的醋酸。先把物料从进料口投入发酵罐中，启动气液混合泵，
吸入经由空气处理系统处理后的空气和发酵罐内的物料进行充分混合，然后再送入发酵罐
中，由控温系统对发酵罐进行加热至发酵温度并保持恒温促进物料发酵。发酵期间定期启
动气液混合泵对发酵液进行循环处理，为发酵液提供新鲜的空气，促进物料的发酵。 所述的空气处理系统包括空气过滤器和空气流量计，所述的空气流量计的输入端
与空气过滤器连接，其输出端通过管道和空气流量调节阀与气液混合泵上的进气口连接。
采用空气过滤器对空气进行过滤除杂，保证了空气的洁净，有利于果醋发酵的进行。而空气
流量计和空气流量调节阀的使用，调节和控制了空气的流量，使空气进入发酵罐中的空气
量达到发酵要求，不至于空气量过少影响发酵效果。 所述的空气处理系统还包括臭氧发生器，所述的臭氧发生器的空气输出端与空气过滤器的空气输入端连接，臭氧不仅对空气进行消毒，而且可以在进行发酵前对管道和发 酵罐进行消毒。 所述的制冷系统包括冷却介质储罐和外置的制冷机，二者相连接形成对冷却介质 进行循环冷却的回路；所述的冷却介质储罐上设有与冷凝器连接的输出端和输入端，所述 的输出端由泵和管道与冷凝器的输入端连接，所述的输入端与冷凝器的输出端连接，形成 冷却介质的循环回路。 所述的控温系统包括设置于发酵罐的罐体外的夹套和热介质产生装置，所述的夹
套设有输入口和输出口 ，所述的夹套的输出口通过管道与热介质产生装置的输入端连通；
热介质产生装置的输出端设有分支结构，其中一个分支通过管道、阀门和泵与夹套的输入
口连接形成输送热介质的管路，另一分支通过管道、阀门和泵与冷却介质储罐的输出端连
接形成输送冷却介质的管路，从而整体形成一个为发酵罐进行循环加热及控温的回路。在
发酵初期打开输送热介质的管路上的阀门和泵向夹套中注入热介质对发酵罐进行加热至
内部温度达到工艺设定值；当发酵罐内温度过高时打开输送冷却介质的管路的阀门和泵向
夹套中注入冷却介质，降低发酵罐内的温度，从而实现发酵温度的恒温控制。 所述的控温系统还可以是包括设置于发酵罐的罐体内热交换器和热介质产生装
置，所述热交换器的输出端伸出到罐体外与热介质产生装置的输入端连通；热介质产生装
置的输出端设有分支结构，其中一个分支通过阀门和泵与伸出到罐体外的热交换器的输入
端连接形成输送热介质的管路，另一分支通过阀门和泵与冷却介质储罐的输出端连接形成
输送冷却介质的管路，从而整体形成一个为发酵罐进行循环加热及控温的回路。 本实用新型可作以下改进所述冷却介质储罐与冷凝器连接的输出端设置分支结
构，其中一个分支与冷凝器连接；另一个分支与热介质产生装置的输出端的其中一个分支
连接，构成向控温系统输送冷却介质的管路。 所述的阀门采用电磁阀，所述的电磁阀门与控制装置连接，控制装置可自动打开 电磁阀门，实现发酵温度的恒温控制。 所述的热介质产生装置包括储水罐和加热夹套；其中，储水罐的输出端上设有分
支结构，其中一个分支通过输送管道、阀门和泵与夹套输入口连通，另一个分支则与冷却介
质储罐输出端的其中一个分支连接；储水罐的输入端则与夹套的输出口连通；加热夹套则
固定套装于储水罐的外壁上，并与蒸汽管路连通，对储水罐内的水进行加热。 本实用新型还包括与控制装置连接的温度传感器，所述温度传感器具有温度探
头，所述的温度探头伸入发酵罐内，对发酵罐内的温度进行实时监控。当温度过高时，打开
向控温系统输送冷却介质的管路的阀门，向夹套内输入冷却介质以降低发酵罐内的温度。 本实用新型还设置有与控制装置连接酒精传感器，所述的酒精传感器具有伸入发
酵罐内的探头。 本实用新型还设置有与控制装置连接的pH传感器，所述的pH传感器具有伸入发 酵罐内的探头。 本实用新型设置的酒精传感器和pH传感器用于在线监测发酵液中的pH值和残余 的酒精含量，在酒精含量较低时进行终止发酵或补料继续发酵防止酒精发生过氧化。 本实用新型与现有技术的相比具有以下优点 (1)本实用新型中物料和空气在气液混合泵中进行强烈的搅拌混合，由于空气流
5量小而溶氧效率高，形成的气液混合物中气泡非常小，使得物料能够充分地接触空气中的 氧气，有利于物料中酒精的好氧发酵转化成醋酸。 (2)本实用新型的发酵罐的液体排放口和液体入口分别与气液混合泵的进液口和 气液排出口连接形成可为发酵液循环供氧的回路，在发酵过程中为发酵物料提供充足的新 鲜空气。 (3)本实用新型在发酵罐气体排放口处设置冷凝器回收挥发了的醋酸，减少了果 醋中醋酸的损失，提高产品质量。 (4)本实用新型在空气处理系统中设置臭氧发生器，可以在发酵前对空气、空气过 滤器、管道以及发酵罐内的物料进行消毒。 (5)本实用新型还配备有温度传感器、酒精传感器和pH传感器。酒精传感器和pH 传感器用于在线监测发酵液中的pH值和残余的酒精含量，在酒精含量较低时进行终止发 酵或补料继续发酵防止酒精发生过氧化。
图1是本实用新型实施例一的结构示意图。
具体实施方式图1所示的液态果醋的发酵设备，是本实用新型的实施例之一。其由分别与控制 装置连接的空气处理系统、气液混合泵1、发酵罐、制冷系统、控温系统、温度传感器13、酒 精传感器14和pH传感器15构成，其中，空气处理系统与气液混合泵1的进气口连接，所述 的气液混合泵1和控温系统分别与发酵罐连接。其中，空气处理系统由臭氧发生器4、空气 过滤器7、空气流量计3和空气流量调节阀5依次连接构成。空气流量调节阀5的输出端由 管道连接于气液混合泵1的进气口上。发酵罐包括罐体26、进料口 9、液体排放口 24、液体 入口 2和气体排放口 ，所述的液体排放口 24和液体入口 2分别与气液混合泵1的进液口和 气液排出口连接形成可为发酵物料循环供氧的回路；在发酵罐的气体排放口上设置冷凝器 IO，该冷凝器10与制冷系统连接，用于回收挥发的醋酸。 制冷系统包括冷水储罐17和外置的制冷机16。冷水储罐17上设有两个输入口和 两个输出口 。其中， 一个输出口通过管道和冷水泵18与制冷机16的输入端连通， 一个输入 口与制冷机16的输出端连通，构成冷却水进行循环冷却的回路。冷水储罐17的另一个输 入口与冷凝器10的出水口 19连接，另一个输出口连接一个冷水泵20后设置分支结构，其 中一个分支与冷凝器10的进水口 11连接，形成冷却水的循环回路。 控温系统包括设置于发酵罐的罐体外的夹套6和热介质产生装置。夹套6的下部 设有输入口 25，上部设有输出口 12 ;热介质产生装置由热水储罐21和加热夹套22构成，热 水储罐21的输入端则与夹套的输出口 12连通，储水罐21的输出端设置分支结构，其中一 个分支通过管道、热水电磁阀门28和热水泵23与夹套的输入口 25连接形成输送热水的管 路，冷水储罐17的输出端另一分支通过管道、冷水电磁阀门27和冷水泵20与热水储罐21 的输出端的另一分支连接形成输送冷却水的管路，从而整体形成一个为发酵罐进行循环加 热及控温的回路。加热夹套22则套于热水储罐21的外壁上，其内侧壁与热水储罐21的外 壁焊接在一起。加热夹套22与蒸汽管路连通，对热水储罐21内的水进行加热。在发酵初期打开输送热水的管路上的热水电磁阀门28和热水泵23向夹套6中注入热水对发酵罐进 行加热至内部温度达到工艺设定值；当发酵罐内温度过高时打开输送冷却水的管路的冷水 电磁阀门27和冷水泵20向夹套6中注入冷却水，降低发酵罐内的温度，从而实现发酵温度 的恒温控制。 温度传感器13具有温度探头，该温度探头伸入发酵罐内，对发酵罐内的温度进行 实时监控。当温度过高时，通知控制装置打开冷水电磁阀27向夹套6内输入冷水以降低发 酵罐内的温度，实现发酵温度的自动控制。 酒精传感器14和pH传感器15二者的探头分别伸入发酵罐内，用于在线监测发酵 液中的pH值和残余的酒精含量，在酒精含量较低时进行终止发酵或补料继续发酵防止酒 精过氧化。 在进行液态果醋发酵前，先将罐体26清洗干净，从进料口 9加入R0水，液位加至 发酵罐的体积的1/2以上，开启臭氧发生器4和气液混合泵1，循环搅拌30分钟后，关闭气 液混合泵1，排放R0水。启动制冷机16对冷水储罐17中的水温度达到4t:。同时开启蒸 汽阀门22将热水储罐21内的水加热至50-55t:后，通过自动控制系统使热水温度恒定。将 物料从进料口 9加入发酵罐中，设定温度传感器13的温度至工艺设定值。开启气液混合泵 1对空气和物料进行搅拌混合，调节空气流量调节阀门26，使空气流量达到工艺设定值。打 开热水泵22和热水电磁阀28向夹套6内注入热水，对发酵罐内的物料进行加热升温至工 艺设定值。打开制冷系统的冷水泵20向冷凝器10内注入4t:冷水，冷却回收挥发的醋酸。 温度传感器13进行实时监控发酵罐内的温度，当温度过高时，控制装置自动打开冷水电磁 阀27向夹套6内输入冷水以降低发酵罐内的温度。酒精传感器14和pH传感器15监测发 酵罐中残余乙醇含量，当残余乙醇含量达到0. 1 0. 4%时，通过加热或其他方式中止发酵 防止果醋过氧化，或者排放部分物料添加培养基继续发酵。发酵期间定期启动气液混合泵 l对发酵液进行循环处理，为发酵液提供新鲜的空气，促进物料的发酵。
权利要求一种液态果醋的发酵设备，其包括控制装置，以及分别与控制装置连接的空气处理系统、泵、发酵罐和控温系统，其特征是其中，所述的泵为气液混合泵(1)；所述的空气处理系统与气液混合泵(1)的进气口连接，所述的气液混合泵(1)和控温系统分别与发酵罐连接；所述的发酵罐包括罐体(26)、进料口(9)、液体排放口(24)、液体入口(2)和气体排放口，所述的液体排放口(24)和液体入口(2)分别与气液混合泵(1)的进液口和气液排出口连接形成可为发酵液循环供氧的回路；所述的气体排放口上设置冷凝器(10)，所述的冷凝器(10)与制冷系统连接，用于回收挥发的醋酸。
2. 根据权利要求1所述的液态果醋的发酵设备，其特征是所述的空气处理系统包括 空气过滤器(7)和空气流量计(3)，所述的空气流量计(3)的输入端与空气过滤器(7)连 接，其输出端通过管道和空气流量调节阀(5)与气液混合泵(1)上的进气口连接。
3. 根据权利要求2所述的液态果醋的发酵设备，其特征是所述的空气处理系统还包 括臭氧发生器(4)，所述的臭氧发生器(4)的空气输出端与空气过滤器(7)的空气输入端连 接。
4. 根据权利要求1或2或3所述的液态果醋的发酵设备，其特征是所述的制冷系统 包括冷却介质储罐(17)和外置的制冷机(16)，二者相连接形成对冷却介质进行循环冷却 的回路；所述的冷却介质储罐(17)上设有与冷凝器(10)连接的输出端和输入端，所述的输 出端由泵和管道与冷凝器(10)的输入端连接，所述的输入端与冷凝器(10)的输出端连接， 形成冷却介质的循环回路。
5. 根据权利要求4所述的液态果醋的发酵设备，其特征是所述的控温系统包括设置 于发酵罐的罐体(26)外的夹套(6)和热介质产生装置，所述的夹套(6)设有输入口和输出 口，所述的夹套(6)的输出口通过管道与热介质产生装置的输入端连通；热介质产生装置 的输出端设有分支结构，其中一个分支通过管道、阀门和泵与夹套的输入口连接形成输送 热介质的管路，另一分支通过管道、阀门和泵与冷却介质储罐的输出端连接形成输送冷却 介质的管路，从而整体形成一个为发酵罐进行循环加热及控温的回路。
6. 根据权利要求5所述的液态果醋的发酵设备，其特征是所述冷却介质储罐(17)与冷凝器(10)连接的输出端设置分支结构，其中一个分支与冷凝器(10)连接；另一个分支与热介质产生装置的输出端的其中一个分支连接。
7. 根据权利要求6所述的液态果醋的发酵设备，其特征是所述的热介质产生装置包括储水罐(21)和加热夹套(22);其中，储水罐(21)的输出端上设有分支结构，其中一个 分支通过输送管道、阀门和泵与夹套(6)输入口连通，另一个分支则与冷却介质储罐(17) 输出端的其中一个分支连接；储水罐(21)的输入端则与夹套(6)的输出口连通；加热夹套 (22)则固定套装于储水罐(21)的外壁上，并与蒸汽管路连通，对储水罐(21)内的水进行加 热。
8. 根据权利要求7所述的液态果醋的发酵设备，其特征是所述的发酵设备还包括与控制装置连接的温度传感器(13)，所述温度传感器(13)具有温度探头，所述的温度探头伸 入发酵罐内，对发酵罐内的温度进行实时监控。
9. 根据权利要求8所述的液态果醋的发酵设备，其特征是所述的发酵设备还设置有 与控制装置连接酒精传感器(14)，所述的酒精传感器(14)具有伸入发酵罐内的探头。
10. 根据权利要求9所述的液态果醋的发酵设备，其特征是所述的发酵设备还设置有与控制装置连接pH传感器(15)，所述的pH传感器(15)具有伸入发酵罐内的探头。
专利摘要本实用新型公开了一种液态果醋的发酵设备，其包括控制装置，以及分别与控制装置连接的空气处理系统、泵、发酵罐和控温系统；其中，所述的泵为气液混合泵(1)；所述的空气处理系统与气液混合泵(1)的进气口连接，所述的气液混合泵(1)和控温系统分别与发酵罐连接；所述的发酵罐包括罐体(26)、进料口(9)、液体排放口(24)、液体入口(2)和气体排放口，所述的液体排放口(24)和液体入口(2)分别与气液混合泵(1)的进液口和气液排出口连接形成可为发酵液循环供氧的回路；所述的气体排放口上设置冷凝器(10)，所述的冷凝器(10)与制冷系统连接，用于回收挥发的醋酸。本实用新型既能有效溶氧同时又能减少醋酸的挥发，提高了液态果醋产品的得率和质量。
文档编号C12J1/10GK201459102SQ200920056560
公开日2010年5月12日 申请日期2009年5月14日 优先权日2009年5月14日
发明者刘亮, 吴继军, 唐道邦, 张友胜, 张岩, 徐玉娟, 李升锋, 杨万根, 温靖, 肖更生, 陈卫东 申请人:广东省农业科学院蚕业与农产品加工研究所;广东宝桑园健康食品研究发展中心