一种地瓜酒制备装置的制作方法

技术领域：

本发明属于制酒设备技术领域，涉及一种制酒装置，尤其是一种地瓜酒制备装置，用于地瓜酒连续制备场合，能够提高传统工艺制备地瓜酒的生产效率和产量。

背景技术：
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地瓜又称土瓜、凉瓜、凉薯、甘薯，我国中南、西南地区及福建、台湾等地均有栽培，地瓜营养丰富，含糖类、蛋白质、钙、磷和豆薯皂甙元、豆薯黄酮等成分，还有降低血压、血脂等功效。地瓜中含有抗肿瘤蛋白，具有抑制肝癌、胃癌和黑色素瘤的活性。地瓜肉质块根富含淀粉、糖分和蛋白质，脆嫩多汁，可供生食、炒食、做饲料，还可加工制成、地瓜粉、粉丝、薯片、地瓜酒等。即墨地瓜酒酿造在民间最为流行，而比较集中的地方就是即墨店集镇。古法酿造的地瓜美酒是精选半岛丘陵地区地瓜为主要原料，采用传统工艺手工酿制的一款黄酒，其酒品别具一格，口味醇正甘润、气味芳香，营养丰富，浓郁的地瓜焦香与薯醇甜味沁人心脾，适宜各种人群饮用，尤其老年人饮用可补虚气、益气力、健脾胃、强肾阴。地瓜酒能够中和人体内过多的酸，长期饮用能够增强体质，有益健康。而地瓜变成美酒，需要7道工艺古法，在即墨市墨河封缸酒厂车间里，一直传承着古老的地瓜酒酿造技艺。首先将紫薯、红薯清洗后放入大蒸锅蒸煮，出锅后将地瓜泥摊凉到60℃，加入酒曲，进行糖化，糖化后，地瓜泥加入酵母入缸，低温发酵20天左右，再将发酵成熟的醪液倒入压滤机，压出的就是地瓜酒原酒，过滤出的酒液再进入灭菌工序，灭菌之后，就是最后一道入缸贮存，而贮存时间越长，地瓜酒就越发纯正。

现有技术中，地瓜酒的制备过程仍为传统手工操作，人工清洗，铁锹或木棒等工具搅拌，人工压滤，尚无产业化连续制备的装置，因其手工操作，工序复杂，蒸煮及发酵过程温度难以有效控制，蒸煮温度过高，容易使果胶分解产生甲醇，发酵过度或不足制备的地瓜酒口感较差，工人劳动强度也高，制备的地瓜酒品质难以保持稳定，所以地瓜酒的酿造手艺差点失传，目前地瓜酒已成功获批青岛市级非物质文化遗产，因此，为继承和发扬胶东半岛民族文化，研发一种地瓜酒制备装置实现产业化制备地瓜酒，具有十分重要的意义。

技术实现要素：
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本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，寻求设计一种地瓜酒制备装置，解决传统工艺手工操作工序复杂，劳动强度高的难题，实现省时省力，高效高品质制备地瓜酒。

为了实现上述目的，本发明涉及的地瓜酒制备装置按功能区分的主体结构包括清洗单元、蒸煮单元、发酵单元和压滤单元，各功能单元之间能够通过传送带或转运装置或机电连接组合构成一体式装置，其中，清洗单元的主体结构包括进出料口、外桶、滚筒、控制器、第一电机、滚筒轴、轴承座、第一进水管和第一进水阀，竖直设置的空腔结构的外桶的前侧设有进出料口，外桶的空腔内设有可旋转进行洗涤的滚筒，圆柱状或棱柱状结构的滚筒的轴线与水平地面平行，滚筒后侧中心处设有滚筒轴，滚筒轴贯穿外桶的后部，滚筒轴的末端与设置于外桶后部的第一电机花键啮合连接，滚筒轴外部设有筒状结构的轴承座，轴承座与滚筒一体式连接，轴承座与滚筒轴之间轴承过盈配合连接，轴承座与第一电机之间螺栓连接，外桶的前侧上部设有提供中央处理器功能的控制器，控制器与第一电机之间电信息连接，外桶的后侧上部设有第一进水口，外桶通过第一进水口与第一进水管相连通，第一进水管上设有第一进水阀，外桶的底部设有第一排水口；其中，滚筒表面设有一道以上的条状卡槽，卡槽内设有清洗刷条，卡槽与清洗刷条之间卡扣式连接，卡槽的一侧或两侧平行设有一排以上的突起和一排以上的排水孔，或者卡槽的一侧或两侧设有一个以上的突起和一个以上的排水孔；

蒸煮单元的主体结构包括箱体、箱门、托盘、加热器、水位监测装置、温度监测装置、第二进水管、第二进水阀、排水管、排水阀、排气管、排气阀、控制系统和排气口，竖直设置的空腔结构的箱体上设有至少一个箱门，箱门开合方式为水平开合或上下翻转开合或抽拉式开合，箱体的下部设有第二进水口，箱体通过第二进水口与第二进水管相连通，第二进水管上设有第二进水阀，箱体的底部设有第二排水口，箱体通过第二排水口与排水管相连通，排水管上设有排水阀，箱体的下部设有水位监测装置，箱体的顶部或上部设有一个以上的排气口，箱体通过排气口与排气管相连通，排气管上设有排气阀，箱体内腔水平设有一层以上的带有透气孔的托盘，箱体内部设有温度监测装置，箱体外部设有具有中央处理器功能的控制系统，控制系统分别与加热器、水位监测装置和温度监测装置电信息连接，控制系统能够接收水位监测装置传递的监测信号，并根据接收水位监测装置传递的监测信号发出启动或关闭第二进水阀的指令，控制系统能够接收的温度监测装置传递的监测信号，并根据接收的温度监测装置传递的监测信号发出启动或停止加热器的指令。

发酵单元按功能区分主体结构包括搅拌装置和加料装置，其中，搅拌装置的主体结构包括上盖、物料桶、第一电机、转轴、连接板、搅拌器、温控器和联轴器，竖直设置的空腔结构的物料桶的顶部设有上盖，上盖的表面或物料桶的上部设有透气阀，物料桶的上部内壁上设有控制物料桶内温度的温控器，上盖的中心处设有转轴，转轴贯穿上盖伸入物料桶的空腔内，转轴的上端与第一电机同过联轴器传动连接，转轴的下端与连接板焊接式固定连接，连接板下部设有搅拌器，搅拌器为一根以上结构相同的线圈，每根线圈均为曲线或抛物线形状，线圈的首尾端均固定于连接板上，长度相同的线圈的最高点处在同一水平面上或相交于一点，线圈均为不锈钢材质，适用于搅拌粘度小于25pa·s的原材料；加料装置设置于搅拌装置的上部，加料装置的主体结构包括送料杆、进料筒、螺旋推进器、第二电机和密封盖，空腔结构的进料筒的顶部设有斗状或柱状结构的加料口，加料口上设有与其配合使用的密封盖，进料筒的底部设有进料口，进料口设置于送料杆的正上方且与水平设置的管状结构的送料杆的一端连通，送料杆的另一端为第一出料口，送料杆由内至外贯穿搅拌装置的物料桶的外壁伸入物料桶的内腔中，加料装置通过送料杆与搅拌装置相连接，送料杆的空腔内设有螺旋推进器，螺旋推进器包括料管和弹簧，所述料管为中空或实体的圆柱，所述弹簧套装在料管外表面，弹簧为展开状态，料管的长度不超过送料杆的长度，螺旋推进器与第二电机电信息连接，第二电机能够带动弹簧沿料管外壁转动，送料杆的外壁下表面上设有一个以上尺寸结构相同的孔状结构的第二出料口；送料杆采用不锈钢材质，或为木质，或为聚氯乙烯，或为聚乙烯，或为聚丙烯，具有支撑、传输和储存功能。

压滤单元的主体结构包括一套以上的过滤装置，每套过滤装置包括进液管、进液阀、储液罐、滤网和液压泵，第一套过滤装置的进液管的输出端与物料桶底部相连通，其他过滤装置的进液管的输出端与储液罐底部相连通，进液管上设有进液阀和液压泵，空腔结构的储液罐内水平设有滤网。

清洗单元、蒸煮单元、发酵单元和压滤单元能够分别独立运行，各单元实现清洗、蒸煮、发酵、压滤功能，清洗单元、蒸煮单元、发酵单元和压滤单元之间能够通过传送带或转运装置或机电连接组合构成一体式的本发明涉及的传统工艺地瓜酒制备装置。

作为本发明的一种改进：所述清洗单元的圆柱状的滚筒的轴线与水平地面成锐角，设置倾斜的滚筒有利于增强原材料地瓜的翻滚效果，使得清洗更彻底。

作为本发明的又一种改进：所述蒸煮单元的加热器设置在箱体的左右两侧或任意一侧，加热器的下方设有水槽，第二进水管与水槽相连通,能够有效减少多层托盘之间温差，使得原材料受热均匀，成熟度一致。

作为本发明的再一种改进：所述发酵单元省去料管结构，所述螺旋推进器为弹簧，弹簧的长度不超过送料杆的长度，第二电机带动弹簧沿轴线转动,适用于每次添加的辅料体积小且质量轻的小型加料装置，有效减轻小型加料装置自重，能够节省制备成本。

作为本发明的另一种改进：所述发酵单元省去料管和弹簧结构，所述螺旋推进器为螺旋状叶轮或蜗杆，其长度不超过送料杆的长度，第二电机带动螺旋状叶轮或蜗杆沿轴线转动,适用于每次添加的辅料数量多、体积大且质量重的大中型加料装置，能够稳固耐用，有效增长加料装置使用寿命。

本发明涉及的传统工艺地瓜酒制备装置的工作原理为：清洗单元内设有可旋转进行洗涤的滚筒，滚筒转动利用重力作用使得地瓜保持翻滚，实现多角度多面与筛网接触，筛网上设有凸起和毛刷，保证大小泥污均可处理干净，实现省时省力，节能高效的清洗地瓜；蒸煮单元采用温控装置，使得地瓜的成熟度一致，确保地瓜酒品质稳定，口感好；发酵单元除具有密闭性能外，还具有搅拌功能和自动加料功能；压滤单元可以多重过滤，确保制备高品质地瓜酒。

本发明涉及的制备地瓜酒的传统工艺为：首先将紫薯或红薯放入清洗单元清洗，清洗完毕后放入蒸煮单元蒸煮；然后将地瓜摊凉到50-70℃后送入发酵单元，接着加入糖化酶进行糖化；糖化后，再将麦曲加到加料装置并推送至地瓜泥中，密封低温发酵25-35天；最后将发酵成熟的醪液倒入压滤单元，经灭菌后，包装贮存。

采用本发明涉及的地瓜酒制备装置的制备地瓜酒的具体工艺步骤为：

(1)原材料预处理：首先选取胶东半岛丘陵地区个体新鲜、无霉变、无病虫害、成熟饱满的地瓜做为原材料，在15-25℃温度下，自然晾晒24-48小时，得原材料地瓜；

(2)清洗：接着将原材料地瓜通过进出料口倒入清洗单元中，再打开第一进水阀，设置控制器的清洗时间为30-60分钟，并启动控制器，第一进水管开始进水，当到达一定水位或者达到预定进水量，第一进水管停止进水，控制器控制第一电机带动滚筒转动，原材料地瓜在滚筒内持续翻滚，原材料地瓜与突起每接触一次，原材料地瓜上的大块泥浆被摩擦处理一次，原材料地瓜与清洗刷条每接触一次，原材料地瓜上的小泥浆及凹陷处被摩擦处理一次，原材料地瓜每翻滚到滚筒下部一次，原材料地瓜就被清洗浸泡一次，经过多次清洗浸泡和摩擦处理，得清洗干净后的原材料地瓜；

(3)蒸煮：然后将步骤(2)清洗完毕的原材料地瓜放入蒸煮单元的箱体中，设置控制系统的蒸煮温度为80-100℃和蒸煮时间为30-40分钟，地瓜熟而不烂即可，蒸煮完毕后取出，并摊凉至50-70℃；

(4)发酵：再将步骤(3)处理完毕的原材料地瓜放入发酵单元的物料桶中,并启动搅拌装置，设置第一电机的转速为800-1800转/分，设置温控器的温度为25-35℃，调ph值至4.0-4.5,加入淀粉一1，4一葡萄糖苷酶(简称糖化酶)至加料装置中并推送至地瓜泥中，糖化2-4小时,地瓜投放量与糖化酶的比例为1kg:7-8ml,然后将麦曲加入加料装置并推送至地瓜泥中，麦曲与地瓜投料总量的质量比为1:0.05-0.1，密封，20-30℃发酵25-35天；其中，麦曲的制备方法为：将大麦或小麦洗净放在容器中，加入适量纯净水，纯净水用量为液面高于大麦或小麦表层1-3cm，浸泡时间为0.5-1.5小时，大麦或小麦用量为地瓜投料总量的8％-12％，在0.1-0.2mp条件下的蒸汽压力锅内蒸煮1小时，取出降温至50-60℃，加入大麦或小麦用量2％-4％的糖化酶搓匀保温糖化3-5小时，然后降温至20-40℃，加入大麦或小麦用量0.5％-1.5％的中温大曲搓匀保温培养14-16小时，然后再放入发酵容器中，加纯净水调温到25-35℃，加入纯净水的量与大麦或小麦用量的体积比为1:1，加大麦或小麦用量1-2‰的酿酒活性干酵母,拌匀,密闭培养18-36小时；

(5)压滤：最后将步骤(4)发酵成熟的醪液倒入压滤单元，滤出的酒液再经120-150℃瞬时高温灭菌,沉降7天以上后，包装贮存，制得地瓜酒。

本发明与现有技术相比，其整体结构简单，原理可靠，节能减排，省时省力，投资及运营成本低，具有良好的经济效益和广阔的市场前景。

附图说明：

图1为本发明涉及的地瓜酒制备装置的功能结构原理示意框图。

图2为本发明涉及的清洗单元a的主体结构原理示意图。

图3为本发明涉及的蒸煮单元b的主体结构原理示意图。

图4为本发明涉及的发酵单元c的主体结构原理示意图。

图5为本发明涉及的加料装置c2中加料杆的主体结构原理剖视图。

图6为本发明涉及的压滤单元d的主体结构原理示意图。

具体实施方式：

下面通过实施例并结合附图对本发明做进一步说明。

实施例1：

本实施例涉及的地瓜酒制备装置按功能区分的主体结构包括清洗单元a、蒸煮单元b、发酵单元c和压滤单元d，各功能单元之间通过传送带或转运装置或机电连接组合构成图1所示的一体式装置，其中，清洗单元a的主体结构包括进出料口1、外桶2、滚筒3、控制器4、第一电机5、滚筒轴6、轴承座7、第一进水管8和第一进水阀9，竖直设置的空腔结构的外桶2的前侧设有进出料口1，外桶2的空腔内设有可旋转进行洗涤的滚筒3，圆柱状或棱柱状结构的滚筒3的轴线与水平地面平行，滚筒3后侧中心处设有滚筒轴6，滚筒轴6贯穿外桶2的后部，滚筒轴6的末端与设置于外桶2后部的第一电机5花键啮合连接，滚筒轴6外部设有筒状结构的轴承座7，轴承座7与滚筒3一体式连接，轴承座7与滚筒轴6之间轴承过盈配合连接，轴承座7与第一电机5之间螺栓连接，外桶2的前侧上部设有提供中央处理器功能的控制器4，控制器4与第一电机5之间电信息连接，外桶2的后侧上部设有第一进水口10，外桶2通过第一进水口10与第一进水管8相连通，第一进水管8上设有第一进水阀9，外桶2的底部设有第一排水口11；其中，滚筒3表面设有一道以上的条状卡槽12，卡槽12内设有清洗刷条13，卡槽12与清洗刷条13之间卡扣式连接，卡槽12的一侧或两侧平行设有一排以上的突起14和一排以上的排水孔15，或者卡槽12的一侧或两侧设有一个以上的突起14和一个以上的排水孔15；

蒸煮单元b的主体结构包括箱体16、箱门17、托盘18、加热器19、水位监测装置20、温度监测装置21、第二进水管22、第二进水阀23、排水管24、排水阀25、排气管26、排气阀27、控制系统28和排气口29，竖直设置的空腔结构的箱体16上设有至少一个箱门17，箱门17开合方式为水平开合或上下翻转开合或抽拉式开合，箱体16的下部设有第二进水口54，箱体16通过第二进水口54与第二进水管22相连通，第二进水管22上设有第二进水阀23，箱体16的底部设有第二排水口55，箱体16通过第二排水口55与排水管24相连通，排水管24上设有排水阀25，箱体16的下部设有水位监测装置20，箱体16的顶部或上部设有一个以上的排气口29，箱体16通过排气口29与排气管26相连通，排气管26上设有排气阀27，箱体16内腔水平设有一层以上的带有透气孔的托盘18，箱体16内部设有温度监测装置21，箱体16外部设有控制系统28，控制系统28具有中央处理器功能，控制系统28分别与加热器19、水位监测装置20和温度监测装置21电信息连接，控制系统28能够接收水位监测装置20传递的监测信号，并根据接收水位监测装置20传递的监测信号发出启动或关闭第二进水阀23的指令，控制系统28能够接收的温度监测装置21传递的监测信号，并根据接收的温度监测装置21传递的监测信号发出启动或停止加热器19的指令；

发酵单元c按功能区分主体结构包括搅拌装置c1和加料装置c2，其中，搅拌装置c1的主体结构包括上盖30、物料桶31、第二电机32、转轴33、连接板34、搅拌器35、温控器56和联轴器57，竖直设置的空腔结构的物料桶31的顶部设有上盖30，上盖30的表面或物料桶31的上部设有透气阀36，物料桶31的上部内壁上设有控制物料桶31内温度的温控器56，上盖30的中心处设有转轴33，转轴33贯穿上盖30伸入物料桶31的空腔内，转轴33的上端与第二电机32同过联轴器57传动连接，转轴33的下端与连接板34焊接式固定连接，连接板34下部设有搅拌器35，搅拌器35为一根以上结构相同的线圈37，每根线圈37均为曲线或抛物线形状，线圈37的首尾端均固定于连接板34上，长度相同的线圈37的最高点处在同一水平面上或相交于一点，线圈37均为不锈钢材质，适用于搅拌粘度小于25pa·s的原材料地瓜；加料装置c2设置于搅拌装置c1的上部，加料装置c2的主体结构包括送料杆38、进料筒39、螺旋推进器40、第二电机41和密封盖58，空腔结构的进料筒39的顶部设有斗状或柱状结构的加料口42，加料口42上设有与其配合使用的密封盖58，进料筒39的底部设有进料口43，进料口43设置于送料杆38的正上方且与水平设置的管状结构的送料杆38的一端连通，送料杆38的另一端为第一出料口44，送料杆38由内至外贯穿搅拌装置c1的物料桶31的外壁伸入物料桶31的内腔中，加料装置c2通过送料杆42与搅拌装置c1相连接，送料杆38的空腔内设有螺旋推进器40，螺旋推进器40包括料管45和弹簧46，所述料管45为中空或实体的圆柱，所述弹簧46套装在料管45外表面，弹簧46为展开状态，料管45的长度不超过送料杆38的长度，螺旋推进器40与第二电机41电信息连接，第二电机41能够带动弹簧46沿料管45外壁转动，送料杆38的外壁下表面上设有一个以上尺寸结构相同孔状结构的第二出料口46；送料杆38采用不锈钢材质，或为木质，或为聚氯乙烯，或为聚乙烯，或为聚丙烯，具有支撑、传输和储存功能；

压滤单元d的主体结构包括一套以上的过滤装置47，每套过滤装置47包括进液管48、进液阀49、储液罐50、滤网51和液压泵52，第一套过滤装置的进液管48的输出端与物料桶31底部相连通，其他过滤装置的进液管48的输出端与储液罐50底部相连通，进液管48上设有进液阀49和液压泵52，空腔结构的储液罐50内水平设有滤网51；

清洗单元a、蒸煮单元b、发酵单元c和压滤单元d能够分别独立运行，各单元实现清洗、蒸煮、发酵、压滤功能，清洗单元a、蒸煮单元b、发酵单元c和压滤单元d之间能够通过传送带或转运装置或机电连接组合构成一体式的本发明涉及的地瓜酒制备装置。

采用本发明涉及的地瓜酒制备装置实现地瓜酒制备的具体工艺步骤为：

(1)原材料地瓜预处理：首先选取胶东半岛丘陵地区个体新鲜、无霉变、无病虫害、成熟饱满的地瓜做为原材料，在15-25℃温度下，自然晾晒24-48小时，得原材料地瓜；

(2)清洗：接着将原材料地瓜通过进出料口1倒入清洗单元a中，再打开第一进水阀9，设置控制器4的清洗时间为30-60分钟，并启动控制器4，第一进水管8开始进水，当到达一定水位或者达到预定进水量，第一进水管8停止进水，控制器4控制第一电机5带动滚筒3转动，原材料地瓜在滚筒3内持续翻滚，原材料地瓜与突起14每接触一次，原材料地瓜上的大块泥浆被摩擦处理一次，原材料地瓜与清洗刷条13每接触一次，原材料地瓜上的小泥浆及凹陷处被摩擦处理一次，原材料地瓜每翻滚到滚筒3下部一次，原材料地瓜就被清洗浸泡一次，经过多次清洗浸泡和摩擦处理，得清洗干净后的原材料地瓜；

(3)蒸煮：然后将步骤(2)清洗完毕的原材料地瓜放入蒸煮单元b的箱体16中，设置控制系统28的蒸煮温度为80-100℃和蒸煮时间为30-40分钟，地瓜熟而不烂即可，蒸煮完毕后取出，并摊凉至50-70℃；

(4)发酵：再将步骤(3)处理完毕的原材料地瓜放入发酵单元c的物料桶31中,并启动搅拌装置c1，设置第二电机32的转速为800-1800转/分，设置温控器56的温度为25-35℃，调ph值至4.0-4.5,加入淀粉一1，4一葡萄糖苷酶(简称糖化酶)至加料装置c2中并推送至地瓜泥中，糖化2-4小时,地瓜投放量与糖化酶的比例为1kg:7-8ml,然后将麦曲加入加料装置c2并推送至地瓜泥中，麦曲与地瓜投料总量的质量比为1:0.05-0.1，密封，20-30℃发酵25-35天；其中，麦曲的制备方法为：将大麦或小麦洗净放在容器中，加入适量纯净水，纯净水用量为液面高于大麦或小麦表层1-3cm，浸泡时间为0.5-1.5小时，大麦或小麦用量为地瓜投料总量的8％-12％，在0.1-0.2mp条件下的蒸汽压力锅内蒸煮1小时，取出降温至50-60℃，加入大麦或小麦用量2％-4％的糖化酶搓匀保温糖化3-5小时，然后降温至20-40℃，加入大麦或小麦用量0.5％-1.5％的中温大曲搓匀保温培养14-16小时，然后再放入发酵容器中，加纯净水调温到25-35℃，加入纯净水的量与大麦或小麦用量的体积比为1:1，加大麦或小麦用量1-2‰的酿酒活性干酵母,拌匀,密闭培养18-36小时；

(5)压滤：最后将步骤(4)发酵成熟的醪液倒入压滤单元d，滤出的酒液再经120-150℃瞬时高温灭菌,沉降7天以上后，包装贮存，制得地瓜酒。

实施例2：

本实施例与实施例1的不同之处在于：所述清洗单元a的圆柱状的滚筒3的轴线与水平地面成锐角，设置倾斜的滚筒3，有利于增加原材料地瓜的翻滚效果，使得清洗更彻底。

实施例3：

本实施例与实施例1的不同之处在于：所述蒸煮单元b的加热器19设置在箱体16的左右两侧或任意一侧，加热器19的下方设有水槽，第二进水管22与水槽相连通，能够有效减少多层托盘22之间温差，使得原材料地瓜受热均匀，成熟度一致。

实施例4：

本实施例与实施例1的不同之处在于：所述发酵单元c省去料管45结构，所述螺旋推进器40为弹簧46，弹簧46的长度不超过送料杆38的长度，第二电机41带动弹簧46沿轴线转动，适用于每次添加的辅料体积小且质量轻的小型加料装置，有效减轻小型加料装置自重，能够节省制备成本。

实施例5：

本实施例与实施例1的不同之处在于：所述发酵单元c省去料管45和弹簧46结构，所述螺旋推进器40为螺旋状叶轮或蜗杆，其长度不超过送料杆38的长度，第二电机41带动螺旋状叶轮或蜗杆沿轴线转动，适用于每次添加的辅料数量多、体积大且质量重的大中型加料装置，能够稳固耐用，有效增长加料装置使用寿命。