特种麦芽智能压力式烘焙系统的制作方法

本发明涉及一种特种麦芽智能压力式烘焙系统，属于制麦技术领域。

背景技术：

目前国内的精酿啤酒生产商跟随美国精酿的步伐成爆发式发展（按照美国的数据，啤酒生产者由1980年的89家增加到2013年的2822家，2014年更是爆发式增加了上千家）。目前国内的精酿啤酒产量尚不到啤酒总量的1%，根据精酿啤酒协会的预计未来5-10年之内，精酿啤酒的量将占到总啤酒量的5-10%。按照目前中国啤酒总产量5000万吨测算，精酿啤酒量将达到250万吨-500万吨。按照精酿啤酒中使用5%的深色麦芽测算，未来5-10年深色麦芽的市场空间将在1.8-3.6万吨左右，深色麦芽还有很大的市场空间。

生活水平的提高要求,精酿啤酒、特色啤酒都需要特种麦芽来制作；随着啤酒行业发展，如今啤酒种类日趋多样化，许多的产品以其特有的泡沫、色度、香味、口味以及丰满性在市场上占有特殊的地位，而要制造这些特殊啤酒特征，主要就是靠添加不同种类的麦芽，特种麦芽是经过高温特殊焙烤工艺制得的色度较高的麦芽。

由于对着色麦芽的生产工艺还处于摸索阶段，由于着色麦芽属于个性化产品，不同的品质所要求的生产工艺也不相同，各着色麦芽的生产工厂也有自己独自的生产工艺且国内着色麦芽烘焙设备的起步较晚，自制特麦生产设备较难实现工艺复制，产品目标值不稳定，没有保压功能，国际上也没有看到低压中压烘焙的设备，或者是技术保密不得而知。

为适应烘焙时的加热、转鼓内自冷却功能（国际上好像没有，只有转鼓内喷水的功能，而且向高压转鼓内喷水不可行）、为研究压力生产结晶麦芽琥珀麦芽等特殊麦芽，研究压力对麦芽营养物质及水分的保持（高压压力对食品营养物质的作用有很多文献，但没有对烘焙及啤酒麦芽的研究，压力下形成外焦内醇嫩，试验将美拉德反应形成的特殊易挥发风味及反应底物渗入麦芽内形成结晶状物质，目前针对美拉德反应的影响因素温度压力时间研究比较成熟，但压力、特殊风味添加剂等因素被严重忽视），开发全功能烘焙设备是当务之急。

技术实现要素：

本发明针对上述缺陷，目的在于提供一种结构合理，智能化、实现良好工作性能的特种麦芽智能压力式烘焙系统。

为此本发明采用的技术方案是：本发明包括加热炉（1）以及设置在加热炉（1）内的转鼓（47），所述转鼓（47）内壁设置有周向拨板（5）、轴向抄板（6）和螺旋输送带（7）；

所述转鼓（47）两端均由轴承结构进行支撑，所述转鼓（47）一端连接驱动所述转鼓（7）转动的转鼓旋转驱动装置（4），所述转鼓（47）另一端连接出料机构，所述出料机构包括啮齿式快开门（12）以及位于所述啮齿式快开门（12）外侧的转鼓门（11）；

所述啮齿式快开门（12）连接一从所述转鼓（47）内伸出的螺纹轴（20），所述螺纹轴（20）处于转鼓（47）外侧的一部设置有螺纹，在所述螺纹轴（20）上设置有和所述螺纹对用的螺母（19），所述螺母（19）上设置有可运动和所述螺母（19）产生接触的离合销（17），所述离合销（17）由气缸（18）驱动运转；

所述啮齿式快开门（12）通过一环形卡槽的结构形式和卡板（48）连接，所述卡板（48）设置在啮齿式快开门（12）和转鼓门（11）之间，所述卡板（48）通过卡块（46）的连接方式和安装所述气缸（18）的气缸架（49）实现连接；

所述螺纹轴（20）上设置有轴承，在所述轴承和螺纹（19）之间设置有弹簧（42）；

所述转鼓（47）上连接有和所述转鼓（47）形成连通的暂存罐（43），所述暂存罐（43）和所述转鼓（47）连通：其连通结构包括处于转鼓（47）外侧的和所述暂存罐（43）连通的管道（44），以及设置在所述管道（44）路径上的阀门（45），所述管道（44）和所述螺纹轴（20）连接并连通，所述管道（44）路径上还设置有引风机（24），上述也组成第一路排气系统；

还存在第二路排气系统：包括设置在转鼓（47）内的网孔状排烟管a（9），所述网孔状排烟管a（9）和螺纹轴（20）形成连通，所述螺纹轴（20）上设置有密封阀（22），并在所述密封阀（22）上连接有固定烟道（23），所述固定烟道（23）和外界连通；

在所述转鼓（47）和加热炉（1）外侧还设置有冷却系统，所述冷却系统包括冷却风机a（2）所述冷却风机a（2）连接冷却器（3），所述冷却器（3）和进风口（35）连接；

所述转鼓（47）下方连接有摊凉机（25）并通过出料口（392）连接，所述摊凉机（25）内设置有上搅拌片（27）和刮板片（28），并在所述上搅拌片（27）和刮板片（28）下方设置清灰片（30），所述摊凉机（25）内还设置有驱动摊凉机（25）运转的摊凉机旋转驱动装置（26）。在所述上搅拌片（27）、刮板片（28）和清灰片（30）之间设置有筛孔板（29）。

还设置有从转鼓（47）外侧穿入至所述转鼓（47）内的管道（41），所述管道（41）处于所述转鼓（47）内的部位设置有若干细孔，所述细孔用于喷射液体介质。

所述加热炉（1）上设置有出风口（36），所述转鼓（47）外壁上设置有若干翅片（37）。

所述网孔状排烟板a（9）和螺纹轴（2）的连接处设置有网孔状排烟板b（10）。

所述转鼓们（11）内充设有保温材料（13）。

所述摊凉机（25）外夹设有水冷腔（32），所述摊凉机（25）上还设置有处于所述摊凉机（25）上部的抽风机（33），所述摊凉机（25）下部设置有出料门（31）和排灰口（34）。

所述转鼓（47）通过暂存罐（43）之间通过进料口（391）实现连通。

所述冷却系统的冷却管路径上设置有三通阀（38），一路连接至加热炉（1）内，一路连接至摊凉机（25）内。

本发明的优点是：本发明的转鼓门和啮齿式快开门的结构形式，结构合理紧凑，而且使用简单方便，密封性能优异可靠，在有无压力的情况下均能很好的满足使用需求。

本发明设置的冷却系统能快速的对物料进行冷却处理，提高麦芽处理质量，本发明的排气系统布置合理，使用方便可靠。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1中的a部放大图。

图中1.加热炉、2.冷却风机a、3.冷却器、4.转鼓旋转驱动装置、5.周向拨板、6。轴向抄板、7.螺旋带、8.转鼓内物料高度、9.网孔状排烟板a、10.网孔状排烟板b、11.转鼓门、12啮齿式快开门结构、13.出料门保温材料、14.轴承、15.轴承、16轴承座、17离合销、18气缸、19梯形螺母、20带梯形螺纹的轴、21导轨及底座、22密封阀、23固定烟道、24引风机、25圆盘摊凉机、26.摊凉机旋转驱动装置、27上搅拌片、28刮板片、29筛孔板、30清灰片、31出料门、32水冷腔、33抽风机、34排灰口、35进风口、36出风口、37翅片、38三通阀、391进料口、392出料口、40工艺阀组、41工艺管道、42弹簧、43暂存罐、44管道、45阀、46卡块、47转鼓、48卡板、49气缸架。

具体实施方式

本发明包括加热炉1以及设置在加热炉1内的转鼓47，所述转鼓47内壁设置有周向拨板5、轴向抄板6和螺旋输送带7；

所述转鼓47两端均由轴承结构进行支撑，所述转鼓47一端连接驱动所述转鼓7转动的转鼓旋转驱动装置4，所述转鼓47另一端连接出料机构，所述出料机构包括啮齿式快开门12以及位于所述啮齿式快开门12外侧的转鼓门11；

所述啮齿式快开门12连接一从所述转鼓47内伸出的螺纹轴20，所述螺纹轴20处于转鼓47外侧的一部设置有螺纹，在所述螺纹轴20上设置有和所述螺纹对用的螺母19，所述螺母19上设置有可运动和所述螺母19产生接触的离合销17，所述离合销17由气缸（18）驱动运转；

所述啮齿式快开门12通过一环形卡槽的结构形式和卡板48连接，所述卡板48设置在啮齿式快开门12和转鼓门11之间，所述卡板48通过卡块46的连接方式和安装所述气缸18的气缸架49实现连接；

所述螺纹轴20上设置有轴承，在所述轴承和螺纹19之间设置有弹簧42；

所述转鼓47上连接有和所述转鼓47形成连通的暂存罐43，所述暂存罐43和所述转鼓47连通：其连通结构包括处于转鼓47外侧的和所述暂存罐43连通的管道44，以及设置在所述管道44路径上的阀门45，所述管道44和所述螺纹轴20连接并连通，所述管道44路径上还设置有引风机24，上述也组成第一路排气系统；

还存在第二路排气系统：包括设置在转鼓47内的网孔状排烟管a9，所述网孔状排烟管a9和螺纹轴20形成连通，所述螺纹轴20上设置有密封阀22，并在所述密封阀22上连接有固定烟道23，所述固定烟道23和外界连通；

在所述转鼓47和加热炉1外侧还设置有冷却系统，所述冷却系统包括冷却风机a2所述冷却风机a2连接冷却器3，所述冷却器3和进风口35连接；

所述转鼓47下方连接有摊凉机25并通过出料口392连接，所述摊凉机25内设置有上搅拌片27和刮板片28，并在所述上搅拌片27和刮板片28下方设置清灰片30，所述摊凉机25内还设置有驱动摊凉机25运转的摊凉机旋转驱动装置26。在所述上搅拌片27、刮板片28和清灰片30之间设置有筛孔板29。

还设置有从转鼓47外侧穿入至所述转鼓47内的管道41，所述管道41处于所述转鼓47内的部位设置有若干细孔，所述细孔用于喷射液体介质。

所述加热炉1上设置有出风口36，所述转鼓47外壁上设置有若干翅片37。

所述网孔状排烟板a9和螺纹轴2的连接处设置有网孔状排烟板b10。

所述转鼓们11内充设有保温材料13。

所述摊凉机25外夹设有水冷腔32，所述摊凉机25上还设置有处于所述摊凉机25上部的抽风机33，所述摊凉机25下部设置有出料门31和排灰口34。

所述转鼓47通过暂存罐43之间通过进料口391实现连通。

所述冷却系统的冷却管路径上设置有三通阀38，一路连接至加热炉1内，一路连接至摊凉机25内。

下面对本发明做出进一步详细说明：炉下方的冷却系统包含风机2及冷却器3和三通阀38，冷却系统主要用于提供摊凉机的冷却功能，当工艺需要在炉内快速冷却或降低滚筒内压力（冷却转鼓可使转鼓内气体压力下降）时，通过三通阀38的切换即可实现，即冷的气体可以通向炉内或通向摊凉机。

工艺管道及阀组，在滚筒轴线还安装一只细缝喷管41，可以向炉内喷射饱和蒸汽或冷却水或消防水或清理用压缩空气或其他工艺流体介质如植物油，酸碱平衡物质等，可满足急升温、紧急降温、灭火、清理、补充工艺水、调节ph值及其他特殊的风味工艺及安全要求等。

滚筒内设置有周向抄板5、轴向拨板6及螺旋带7，使炉内物料可以沿径向抛飞、轴向层间流动、进料及排料（比如转鼓逆时针转时出料，顺时针转动时进料），提高换热效率，保证物料温度均匀。

滚筒上分布的翅片37增大了换热面积，提高高温空气介质与滚筒的换热面积、提高加热速度。

转鼓的旋转支撑方式:普通的卧式滚筒（或称转鼓）旋转支撑一般带用一对或两队以上托轮支撑，本专利采用两端轴承座14、15、16支撑，严格保证了转动轴向的水平及一致性，不会因滚筒热膨胀及转鼓内物料的不均衡分布导致转鼓轴中心线未知的变化及振动，避免了造成压力转鼓寿命降低，密封面变化的情况。

转鼓左侧支撑由4驱动侧的轴承座及轴承完成，转鼓右侧支撑由14至21等组成转鼓门通过弹簧42可与轴承座及转鼓右侧轴离合，轴承座可通过离合销17及气缸18与螺母19离合，螺母与带梯形螺纹20的轴可以轴向运动也可以相对静止取决于17是否插入螺母内，轴承15及轴承座16可在带导轨的底座21上移动。

当生产不带压力的麦芽时，转鼓内为负压或微正压，此时不需要密封，转鼓门11在弹簧42的作用下使转鼓门向左移动（2mm以内），与转鼓脱开，转鼓门不转动。

排气系统可由两种选择方式实现：

选择1：通过与暂存罐43连接的管道44及阀45风机24组成排气系统。

选择2：9.13.22.23.24组成排气系统，9为第一道筛孔板（开孔位于8转鼓内物料高度上方），13为第二道，过滤有效防止密封阀处积灰，23打开，24工作。

实际使用时可以只需设置上述的一种结构即可。

本发明有两种进出料方式：转鼓内为安全压力进出料时可进行进出料操作，如上述转鼓门不动时(或是转鼓门与啮齿式快开门完全脱开时)，由检测开关检测转鼓门位置，当进出料口位于上方正中位置时，物料由暂存罐进入转鼓内，进出料口在下方正中位置时，物料由进出料口释放至摊凉机内，可选的出料方式为转鼓门与啮齿式快开门及转鼓完全脱开一段距离（例如100mm以上）物料直接由转鼓下方落至摊凉机内。

当生产带压力的麦芽时，转鼓内压力很大达数十吨至几百吨，且需要密封压，当排烟口关闭时，内部压力11转鼓门克服弹簧42的力转鼓门向右移动，压力由啮齿承担。

本发明进一步可采用分区温度自动控制：沿转鼓长度方向分为多个控温区，分别在炉内及转鼓内每个区都设一支测量热电偶，麦芽温度的多点温度检测传感器对动态响应速度及精度要求较高，采用进口定制器件。

本发明烘焙采用卧式旋转转鼓：转鼓在炉内旋转均匀受热，同时转鼓内设置有径向抄板、轴向螺旋板及轴向拨板，炉内物料可以沿径向抛飞、轴向层间流动。

本发明进一步可采用热风强制循环：电加热炉设多个强制循环区，每个区都装有两组特制的线性电加热器及一台高温循环风机，结合安装在炉内的特殊导流板结构、线性电加热器翅片及转鼓上分布的翅片，极大提高换热的对流换热系数、换热面积、提高加热速度、温度均匀性和热效率。

本发明进一步可设置烟气强制回炉循环：燃气加热炉设有细分的多个特殊的进后及出口调风板，是包绕转鼓的轴向风量保持一致，而大风速保证转鼓径向温度均匀，绝大部分烟气通过最短的导流管道行程通过风机始终参与高速循环及利用。

本发明进一步的进出料及密封技术：

本转鼓为旋转式压力容器，区别于普通的静止式压力容器或搅拌式反应釜，属于特种设备，转鼓在高温炉内，而且本身是旋转的，生产时需要经常开门关门，对压力容器本体的热疲劳强度、进出料快开门装置及安全密封系统提出了苛刻的要求。

进一步的进出料快开门装置：采用独特的转鼓门上带啮齿式快开门的进出料结构，进出料时转鼓内为常压，转鼓旋转，转鼓门和啮齿式快开门不旋转，用电动推杆将转鼓门打开，通过螺旋输送进出料装置的头部机构打开啮齿式快开门，螺旋输送机连同啮齿式快开门进入转鼓内实现进出料操作。

自动静密封结构：当螺旋输送进出料装置退出转鼓后，转鼓门及啮齿式快开门上的锥面或球面密封面与固定在转鼓门口的密封面通过压缩弹簧机构自动压紧，实现预密封；当生产时快速蒸发的水蒸气使转鼓在内部产生高压，蒸汽压力与压缩弹簧机构的作用力方向相同会使密封更加严密，此时转鼓门及啮齿式快开门与转鼓一同旋转没有相对运动，密封面为静密封；进出料操作及从转鼓门排气时，密封面脱开，转鼓旋转，转鼓门不旋转；这样将高压旋转动密封转换成了静密封，实现了自动可靠的密封，满足特种设备的安全要求。

转鼓驱动系统：热膨胀自动补偿：转鼓驱动端支撑为大直径滚动轴承，被动端为弹性托轮支撑具备一定的自动调心能力，托轮与转鼓间的润滑采用石墨板固体润滑；轴向热膨胀由气缸空气行程自动补偿，保证转鼓稳定无振动旋转。

6.多功能喷管：在转鼓内安装细缝喷管，可以向炉内喷射饱和蒸汽、高压冷却水、或其他工艺流体介质，可满足急升温、急降温、补充工艺水、调节ph值及其他特殊的工艺及安全要求等。

节能减排：

多种技术措施保证最小的排放，最大的的节能效果。

1.使用电加热炉时，热风被限制在炉内高速循环，在线性电加热器及转鼓上分布大量翅片，极大提高换热的对流换热系数，增大换热面积，提高加热速度，热效率高，节能无污染。

2.使用燃气加热炉时，燃气属于洁净能源，烧嘴采用低nox型，用循环风机将超过85%烟气回炉利用，通过最短的行程通过风机始终参与高速循环及利用。

3.使用等温加热技术、正负压排风调节技术、完全的密封技术、保温及隔热措施等，缩短生产时间、提高加热效率。

4.烘焙鼓内及摊凉机内产生的有机粉尘及麦壳等经螺旋旁路式高效旋风除尘器后再排放，收集的粉尘及麦壳可以作为饲料回收利用。