卧式全自动固态发酵酿醋设备的制作方法

本实用新型涉及一种发酵设备，具体来讲是一种卧式全自动固态发酵酿醋设备，属于食醋生产设备技术领域。

背景技术：

食醋在中国食用历史悠久，品种丰富，是消费量大的传统调味品之一，它以粮食、糖类等为原料经发酵酿制而成，具有消除疲劳、预防感冒、降压减脂、预防动脉硬化的功能，可促进食欲、帮助消化、利于吸收、消炎杀菌等辅助作用。醋的品种有很多，如山西老陈醋、镇江香醋等都深受欢迎。醋的酿造有固态发酵和液态发酵两种方式，液体发酵一般为工业化生产，用纯培养菌种，产量多、成本低，但品种风味单一。固态发酵为传统工艺，产品品质上乘 ,市场占有率高，工艺独特，各类微生物并存 ,多种酶系共酵，固态发酵食醋具有独特风味，投资少、易推广，因此固态发酵酿造食醋已经越来越受到人们的青睐，。大多数固态发酵法以谷类或薯类、麸皮、稻壳和水为原料，在适宜的温度和通气、供氧的控制条件下，使多数微生物和酶类在物料中共生增殖，代谢消长，酶解，将原料中的淀粉和蛋白质分解转化为食醋中的成分，这个过程，主要由三个部分组成，淀粉，被酶解为糖类即糖化，酵母菌发酵糖类生成酒精即酒化，醋酸菌氧化酒精生成醋酸即醋化。

但固体发酵工艺较为复杂，对发酵的装置和设备要求较高，传统固体发酵普遍存以下缺点。

传统固态醋酸发酵是采用浅缸进行固态醋酸发酵，依靠人工翻醅调整发酵过程中醋醅的温度、水分，同时补充新鲜空气。人工翻醅缺点是劳动条件差、翻醅工作量大，对劳动力的需求较大。目前机械化固态醋酸发酵多采用以池代缸进行翻醅，采用翻醅机代替人工实现了自动化翻醅。但现有的翻醅机多为混合翻醅，机械翻醅后物料中间的温度仍然比周围温度高。在室温较低的情况下能维持 15~20 小时正常发酵温度。在夏季室温不易控制时，就可能出现上午翻过的醋醅，下午醅温就超过了正常发酵温度。或者在第二天上班前超过了正常发酵温度，上班后再翻醅已为时已晚。为了使醋酸发酵温度控制在正常发酵区间，多数工厂一天内翻醅两次，这样不但翻醅工作量大，酒精挥发量也会增多，导致其出品率降低。

传统固态发酵食醋存在人力成本高、质量不稳定等问题，。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种能有效监控发酵温度及通气量，控制最优发酵环境，提高产品品质及稳定性的卧式全自动固态发酵酿醋设备。

本实用新型解决以上技术问题的技术方案：一种卧式全自动固态发酵酿醋设备，包括：卧式固态酿醋罐和配套动力系统，所述卧式固态酿醋罐水平卧在承载面上，所述配套动力系统传动连接卧式固态酿醋罐，使得卧式固态酿醋罐沿自身水平轴线旋转；所述卧式固态酿醋罐包括机架、罐体、托轮、加强板、支座、驱动齿轮、齿盘和减速电机；所述托轮与支座配合将罐体水平置于机架上，所述加强板周向固定于所述罐体外壁，所述托轮和齿盘分别周向固定于各自的所述加强板上，所述支座连接所述托轮；所述齿盘通过所述驱动齿轮传动连接减速电机；

用于控制卧式固态酿醋罐内温度的控温系统，包括顺序连通的冷却水进水管、罐体内换热列管、罐体外换热夹套和冷却水出水管；所述冷却水进水管和冷却水出水管设置在所述罐体外，所述罐体内换热列管轴向贯穿卧式固态酿醋罐，所述罐体外换热夹套设置于所述罐体外壁；所述冷却水出水管与所述罐体换热夹套连接，所述冷却水出口设置于所述罐体左端盖左侧。

用于向卧式固态酿醋罐内加入液体物料的液体物料进料系统，包括离心泵、进水管、多个喷头、出水管和淋醋罐，所述离心泵进口与所述淋醋罐出口连接；所述进水管与所述离心泵出口连接；所述多个喷头沿所述进水管的长度方向均匀设置于所述进水管的侧壁上；所述出水管与所述淋醋罐进水口连接，所述出水管设置于所述罐体右端盖的最低点；

用于卧式固态酿醋罐散热的通风系统，包括风机、进风管和出风管；所述风机设置于所述罐体外部；所述进风管一端连接所述风机，所述进风管另一端与所述进水管汇聚后通入所述卧式固态酿醋罐内，所述出风管置于卧式固态酿醋罐的另一端通断连接所述卧式固态酿醋罐内腔；

用于排出固体反应废料的固体物料出料系统，包括排废口、螺旋输送机和密封盖，所述排废口设置于所述罐体近右端盖侧壁上方；所述螺旋输送机的输送装置沿卧式固态酿醋罐内腔长度方向架设在所述罐体内，所述密封盖封堵于所述排废口的口部；

用于输入固体反应物料的固体物料进料系统，包括进料口、人孔、至少一个视镜；所述进料口设置于所述罐体左侧上部；所述人孔设置在所述罐体中间上部；所述视镜设置于所述罐体端盖上；

微电脑控制系统，其数据采集端用于监控卧式固态酿醋罐内的反应数据，其控制端发送调节指令给控温系统、通风系统、液体物料进料系统、固体物料进料系统和固体物料出料系统。

本实用新型进一步限定的技术方案为：

进一步的，述淋醋罐内设有内盘管冷却系统。

进一步的，微电脑控制系统包括温度传感器、压力传感器、氧浓度传感器、微电脑控制系统控制箱；所述温度传感器设置于所述罐体侧壁；所述压力传感器设置于所述罐体侧壁上方；所述氧浓度传感器设置于所述罐体侧壁；所述微电脑控制系统控制箱设置于罐体外、微电脑控制系统控制箱连接所述减速电机、所述风机、所述温度传感器、所述压力传感器、所述氧浓度传感器；利用所述微电脑控制系统PLC实现全自动化大规模生产。

本实用新型还提供：

一种控制卧式全自动固态发酵酿醋设备酿醋的工艺控制方法，包括以下步骤；

S1、将原料加入罐体，将固态发酵所需的固态基质输送入罐体内，利用所述螺旋输送机输送和所述罐体的旋转达到固态基质的充分混合；将固态发酵所需的酒液和底醋加入所述淋醋罐中，并将经扩大培养的醋酸菌接种至所述淋醋罐中，利用所述离心泵将酒液、底醋和醋酸菌均匀的喷洒在固态基质上；

S2、发酵阶段，工作时，所述微电脑控制系统监控发酵反应体系内温度、压力和氧气含量；根据发酵阶段的差异，利用所述微电脑控制系统运转所述冷却系统、所述通风系统、控制所述减速电机驱动所述转筒旋转，进而控制各发酵阶段工艺参数；固态发酵基质温度低于工艺参数温度时，所述冷却系统通入保温水、所述减速电机驱动所述转筒旋转直至温度达到工艺参数温度；固态发酵基质温度高于工艺参数温度时，所述冷却系统通入冷却水、所述减速电机驱动所述转筒旋转、风机鼓入低温空气直至温度达到工艺参数温度；固态发酵基质氧浓度低于工艺参数氧浓度时，风机鼓入新鲜空气、所述减速电机驱动所述转筒旋转直至氧浓度达到工艺参数温度；

S3、当醋汁酸含量度达到61g/100ml，酒精含量低于0.5%，醋酸发酵过程完成。

本实用新型公开的卧式全自动固态发酵酿醋设备的主要优点是：成功解决传统固态发酵食醋人力成本高、质量不稳定等问题，本实用新型提供的固态发酵酿醋罐能有效监控发酵温度及通气量，利用微电脑控制系统（PLC），及时有效地通过机械操作，精确地控制最优发酵环境，提高产品品质及稳定性，利用PLC实现全自动化大规模生产。

附图说明

图1为本实用新型提供的本固态罐发酵酿醋罐的主视图；

图2为本实用新型提供的本固态罐发酵酿醋罐的侧视图；

附图标记：1-罐体，2-机架，3-支座，4-托轮，5-加强板，6-驱动齿轮，7-齿盘，8-减速电机，9-进料口，10-人孔，11-排废口，12-螺旋输送机，13-出水管，14-视镜，15-冷却水进水管，16-冷却水出水口，17-罐体外换热夹套，18-罐体内换热内列管，19-淋醋罐，20-离心泵，21-进水管，22-喷头，23-进气管，24-出气管，25-风机，26-密封盖，27-微电脑控制系统控制箱（PLC），28-温度传感器，29-压力传感器，30-氧浓度传感器。

具体实施方式

实施例1

本实施例提供一种新型卧式全自动固态发酵酿醋设备，如图1所示，卧式固态酿醋罐，包括罐体1，罐体1为轴线水平设置于机架2上，机架2上设置有支座3，罐体1外壁设置有加强板5，托轮4设置于所述加强板5上，支座3连接托轮4，齿盘7设置于罐体1外壁，齿盘7与驱动齿轮6啮合，驱动齿轮6由减速电机8驱动旋转，从而带动罐体沿自身轴线旋转。

如图1～2所示，工作时，进料口9设置于罐体1左侧上部，螺旋输送机12固定设置在所述罐体内，螺旋输送机12的轴线与罐体1的轴线平行且不重合。具体的，物料由进料口9进入罐体内，利用减速电机8的驱动力，使罐体1沿自身轴线旋转，达到径向的混匀；利用螺旋运输机将物料运输至中部和右部，从而达到轴向的混匀。

淋醋罐19设置于罐体1外，淋醋罐19内设置有内盘管冷却系统；离心泵20设置于淋醋罐19右侧，离心泵19进口与淋醋罐19出口连接；进水管21与离心泵20出口连接，穿过设置在罐体1右端盖的空心轴，沿罐体1轴线方向接近罐体1的左端盖；多个喷头22依次沿进水管21的轴向方向设置于进水管21的侧壁；出水管13与淋醋罐19进水口连接，出水管13设置于罐体1右端盖最低点。具体的，液体物料及细小颗粒物料可以在淋醋罐19中调配比例后，利用离心泵20的动力，通过进水管21运输至罐体内，使用喷头22将液体物料均匀地喷洒在固体物料表面；淋醋时，可以通过出水管13流入淋醋罐19中，储藏；罐体温度过高时，可以通过出水管13流入淋醋罐19中，待降温后，利用离心泵20、进水管21、喷头22重新回到罐体中。

冷却水进水管15设置在罐体1左端盖左侧；罐体内换热列管18与冷却水进水管连15接，罐体内换热列管18从罐体1左端盖，沿罐体1轴线方向穿过罐体1右端盖；再由弯管接入罐体外换热夹套17，罐体外换热夹套17设置于罐体1外壁；冷却水出水管16与罐体外换热夹套17连接，冷却水出水管16设置于罐体1左侧。具体的，外接冷却水源，通过冷却水进水管15进入罐体1内，由罐体内换热列管18换热，在进入罐体外换热夹套17换热，最后由冷却水出水管16排出，从而达到罐体1内外换热的要求。

风机25设置于罐体1外部；进气管23的一端设置于罐体1右端盖的空心轴连接罐体1，进风管23另一端连接风机25；出风管24设置于罐体1左端盖的空心轴连接罐体1，出风管24另一端设置于罐体1内与进水管21连接，接口处有盲板隔离。具体的，空气在风机25驱动下通过进气管24进去罐体1中，原有气体通过出气管24排出罐体1外，达到增加发酵环境氧气的目的，同时可以带走一部分发酵热量。

排废口11设置于罐体1近右端盖侧壁上方；螺旋输送机12固定设置在罐体1内，螺旋输送机12的轴线与1罐体的轴线平行且不重合；密封盖26用于封堵排废口11；人孔10设置于罐体1中间上部；视镜14设置于罐体1端盖上。具体的，发酵结束后，醋液通过出水管13排出；废渣的处理是将密封盖26打开，利用螺旋输送机12将废渣运输至排废口11排出。设置人孔方便工作人员进入罐内清洗、检查和维修；设置视镜方便观察罐内物料混合情况和发酵情况的变化。

微电脑控制系统（PLC）27控制箱连接减速电机8、风机25、温度传感器28、压力传感器29、氧浓度传感器30、控温系统。具体的，通多PLC精确监控发酵环境，控制各机械单元及时准确操作，使醋酸菌发酵处于最优发酵环境中。

实施例2：

一种控制卧式全自动固态发酵酿醋设备酿醋的工艺控制方法，其特征是，包括以下步骤；

第一步、将原料加入罐体1，将固态发酵所需的固态基质输送入罐体1内，固态基质包括稻壳、谷糠、麸曲；利用螺旋输送机12输送和罐体1的旋转达到固态基质的充分混合，物料的装载量为转鼓筒体容积的60%；将固态发酵所需的酒液和底醋加入淋醋罐19中，酒液与底醋中醋酸的比例为49:1，并将经扩大培养的醋酸菌接种至淋醋罐19中，醋酸菌接种量为体积比10%，利用离心泵20将酒液、底醋和醋酸菌均匀的喷洒在固态基质上；

第二步、发酵阶段，工作时，微电脑控制系统监控发酵反应体系内温度、压力和氧气含量；根据发酵阶段的差异，利用微电脑控制系统运转冷却系统、通风系统、控制减速电机8驱动罐体1旋转，进而控制各发酵阶段工艺参数；发酵周期为15天，1-3天为发酵初期，控制基质温度为40℃，氧浓度为21%；4-10天为发酵中期，控制基质温度为38℃，氧浓度为20%；11-15天为发酵后期，控制基质温度为36℃，氧浓度为18%；当固态发酵基质温度低于工艺参数温度时，冷却系统通入保温水、减速电机8驱动罐体1旋转直至温度达到工艺参数温度；当固态发酵基质温度高于工艺参数温度时，冷却系统通入冷却水、减速电机8驱动罐体1旋转、风机25鼓入低温空气直至温度达到工艺参数温度；固态发酵基质氧浓度低于工艺参数氧浓度时，风机25鼓入新鲜无菌空气、减速电机8驱动罐体1旋转直至氧浓度达到工艺参数温度；

第三步、当醋汁酸含量度达到61g/100ml，酒精含量低于0.5%，醋酸发酵过程完成。

除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围。