一种高原坛式静态发酵系统及方法与流程

本发明涉及发酵设备技术领域，尤其涉及一种高原坛式静态发酵系统及方法。

背景技术：

陶坛是由黏土或含有黏土的混合物经高温烧结而成的容器，其断面存在许多空隙，透气性较好。陶坛在烧制过程中，有机物被烧掉，其他气体大都被排出，因而形成许多大小不一的空隙，犹如生命体的毛细血管，起着透气和呼吸的作用。这种空隙网状结构和极大的表面积形成陶坛特有的吸附效果，可以除掉料液中的异杂味。同时，陶土具有与高岭土类似的作用，能够对混浊的液体起到澄清作用。此外，陶坛材质中所含一些变价金属元素，如fe、cr、cn、pb、v在陶土高温烧结时，形成高价态，在酵素发酵过程中形成自然的氧化催化剂，把一些醇、酯类物质氧化成有机酸并进一步反应生成芳香酯。陶坛独特的“微氧”环境、自然的缓慢的氧化催化作用，使得酵素在发酵过程中香气增加，酸味柔和，多种成分之间趋于协调，风味质量得以提高。

目前，在食品类酵素的生产中，为进行高效的工业化生产，一般都采用大型发酵罐等进行工业发酵，其发酵过程高效快捷，同时能够保证产品产量。然而采用金属发酵罐发酵，虽然提高了生产效率，但是其发酵出来的产品口感体验较差，不能代替传统的坛式发酵方法。

坛式静态发酵后的酵素的口感更佳，风味更好，但发酵过程需要特定的环境，对环境温度、湿度、空气洁净度、含氧量等均有要求，而高原地区低温、干燥、含氧量低，不适合直接进行酵素坛式静态发酵。因此，有必要设计并提供一种高原坛式静态发酵系统和方法，实现在高原低温、干燥、缺氧等环境中进行酵素坛式静态发酵。

技术实现要素：

本发明旨在提供一种高原坛式静态发酵系统及方法，很好的解决了上述问题，其结构简单，使用方便，在采用传统的坛式静态发酵工艺时，引入了半自动化封闭式的发酵环境，实现了高原地区大规模的坛式发酵生产，并缩短了发酵时间，保证了坛式发酵食用酵素的口感风味。

本发明的技术方案是一种高原坛式静态发酵系统，包括蒸煮组件和发酵组件，所述蒸煮组件包括高压蒸煮锅，所述高压蒸煮锅上设置有夹套，所述夹套上连接有蒸汽进口和蒸汽出口，所述发酵组件包括发酵室，所述发酵室内设置有至少一个陶坛放置柜，所述陶坛放置柜上设置有多个发酵陶坛，还包括出料管，所述出料管一端与高压蒸煮锅连接，所述出料管另一端位于发酵室内，所述出料管上设置有出料泵。

进一步的，所述高压蒸煮锅上设置有进水口，所述进水口设置有流量电磁阀。

进一步的，所述高压蒸煮锅上设置有蒸煮锅温度传感器、压力传感器、排气口；

所述高压蒸煮锅包括蒸煮锅体和蒸煮锅盖，所述蒸煮锅盖带有密封圈，高压蒸煮锅可密封，蒸煮锅体内设有提料篮，可根据需要，在加热加压蒸煮过程中自动上下提料、放料。

进一步的，所述陶坛放置柜上设置有多个固定孔，所述发酵陶坛放置在固定孔内。

进一步的，所述陶坛放置柜底部设置有多个万向轮。

进一步的，所述陶坛放置柜下部设置有废料槽，所述废料槽上设置有排污管。

进一步的，所述发酵室上还设置有进水管、移料管、臭氧进气管。

进一步的，所述发酵室设置有加热器、加湿器、风机、空气过滤器；所述发酵室还安装有发酵温度传感器、湿度传感器、氧气传感器。

进一步的，还包括控制器，所述控制器与蒸煮锅温度传感器、压力传感器、提料篮、发酵温度传感器、湿度传感器和氧气传感器通信连接，所述控制器与流量电磁阀、加热器、加湿器和风机控制连接。

还提供了一种高原坛式静态发酵方法，其特征在于：包括步骤，

a.前处理：清选干物料，并将清洗后的干物料装入过滤网袋封口备用；

b.浸提：将装有干物料的网袋置于高压蒸煮锅中进行浸提；

c.溶辅料：在浸提后的料液中溶入辅料，然后进行灭菌处理；

d.入坛：通过出料管将灭菌后的料液输送到发酵陶坛内；

e.接种：待发酵陶坛内料液冷却后，进行接种；

f.发酵：控制温度、湿度、溶氧等条件，开始静态发酵。

本发明所述高原坛式静态发酵系统和方法，可调控温度、湿度、洁净空气溶氧，实现在高原低温、干燥、缺氧等环境中进行酵素坛式静态发酵；利用本发明所述高原坛式静态发酵系统和方法，进行高原坛式静态发酵所得的酵素较金属发酵罐发酵酵素口感更佳，风味更好；本发明所述高压蒸煮锅具有温度、压力和自动提料调控系统，可根据物料性质和浸提工艺选择所需浸提温度、压力和提料次数，提高物料浸提率，尤其适合在高原环境中进行物料浸提，可避免高原环境大气压低，蒸煮浸提温度低而造成物料浸提率低、浸提时间长等问题；本发明所述高压蒸煮锅具有温度、压力调控系统，料液混合后可进行原位高温高压灭菌，避免料液杂菌污染；本发明所述发酵室设有臭氧进气管，可在发酵前连接臭氧机对发酵室和陶坛进行整体臭氧灭菌，避免环境杂菌污染，确保发酵液质量安全；本发明所述发酵室设有空气过滤器，可在发酵过程中控制空气洁净度，避免发酵过程空气杂菌污染，确保发酵液质量安全；利用本发明所述高原坛式静态发酵系统和方法进行酵素生产，过程条件智能可控，产品批次质量差异小，相比传统坛式静态发酵，产品同质化程度高，容易实现规模化、标准化、规范化生产，且产品质量更有保障。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为陶坛放置架柜的结构俯视图；

图3为本发明控制流程图；

图4为本发明的工艺流程图；

图中：1.高压蒸煮锅，11.出料管，12.出料泵，13.进水口，2.夹套，21.蒸汽进口，22.蒸汽出口，3.发酵室，31.进水管，32.移料管，33.加热器、34.加湿器，35.风机，4.陶坛放置柜，41.固定孔，42.万向轮，43.废料槽，44.排污管，5.发酵陶坛。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进行进一步详细说明。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“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发明和简化描述，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或者以特定的方位构造和操作，因此其不能理解为对本发明的限制。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。

在本发明的描述中，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；当然的，还可以是机械连接，也可以是电连接；另外的，还可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，或者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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一，如图1、2所示：本发明提供了一种高原坛式静态发酵系统，包括蒸煮组件和发酵组件，所述蒸煮组件包括高压蒸煮锅1，所述高压蒸煮锅1上设置有夹套2，所述夹套2上连接有蒸汽进口21和蒸汽出口22，所述发酵组件包括发酵室3，所述发酵室3内设置有至少一个陶坛放置柜4，所述陶坛放置柜4上设置有多个发酵陶坛5，还包括出料管11，所述出料管11一端与高压蒸煮锅1连接，所述出料管11另一端位于发酵室3内，所述出料管11上设置有出料泵12。

所述夹套2上设置有蒸汽进口21和蒸汽出口22，在夹套2内通入蒸汽，使其对高压蒸煮锅1进行加热，与现有的明火加热相比，其加热迅速、无污染。而采用高压蒸煮锅1进行蒸煮，使其加热蒸煮效率高，同时适用于高原地区，使物料能够达到高温蒸煮的效果。

所述高压蒸煮锅1上设置有进水口13，方便对高压蒸煮锅1加水和清洗。

所述陶坛放置柜4上设置有多个固定孔41，所述发酵陶坛5放置在固定孔41内，所述陶坛放置柜4底部设置有多个万向轮42，方便发酵陶坛5的移动，使每一个发酵陶坛5都能移动到出料管11位于发酵室3内的出料口，进行接料等操作。

所述陶坛放置柜4下部设置有废料槽43，所述废料槽43上设置有排污管44，当清洗发酵陶坛5时，方便将发酵陶坛5内的废料污物直接倒入废料槽43内，集中转移处理。

所述发酵室3上还设置有进水管31、移料管32和臭氧进气管，当发酵完成后，将发酵陶坛5移动到移料管32处，通过移料管32对发酵陶坛5内的物料进行转移，然后通过进水管31导入纯净水，对发酵陶坛5进行清洗。进水管31和移料管32上都设置有动力泵。发酵陶坛5的容积为20-30l，发酵陶坛5之间的间距为30cm-50cm。

实施例二，如图3所示，在实施例一的基础上，所述高压蒸煮锅上设置有进水口，所述进水口设置有流量电磁阀。所述高压蒸煮锅上设置有蒸煮锅温度传感器、压力传感器、排气口；所述高压蒸煮锅包括蒸煮锅体和蒸煮锅盖，所述蒸煮锅盖带有密封圈，高压蒸煮锅可密封，蒸煮锅体内设有提料篮，可根据需要，在加热加压蒸煮过程中自动上下提料、放料。

所述发酵室设置有加热器、加湿器、风机、空气过滤器，使发酵室具有加热、加湿和空气流通的能力。

所述发酵室安装有发酵温度传感器、湿度传感器、氧气传感器。还包括控制器，所述控制器与蒸煮锅温度传感器、发酵温度传感器、湿度传感器和氧气传感器通信连接，所述控制器与流量电磁阀、加热器、加湿器和风机控制连接。控制器为单片机等现有的常用控制装置，其能够知晓高压蒸煮锅的温度、发酵室的温度、湿度和溶氧量，还能根据需要控制流量电磁阀、加热器、加湿器和风机，即控制高压蒸煮锅的温度，发酵室的温度、湿度和溶氧量。使在传统的坛式发酵中实现了自动化的控制。

控制器是指按照预定顺序改变主电路或控制电路的接线和改变电路中电阻值来控制电动机的启动、调速、制动和反向的主令装置。由程序计数器、指令寄存器、指令译码器、时序产生器和操作控制器组成，它是发布命令的“决策机构”，即完成协调和指挥整个计算机系统的操作。本发明的控制器可选用plc或者单片机。

如图4所示，本发明还提供了一种高原坛式静态发酵方法，包括步骤：

a.前处理：清选干物料，并将清洗后的干物料装入过滤网袋封口备用；过滤网袋为20目。

b.浸提：将装有干物料的网袋置于高压蒸煮锅中进行浸提；

c.溶辅料：在浸提后的料液中溶入辅料，然后进行灭菌处理；灭菌温度为105℃-110℃。

d.入坛：通过出料管将灭菌后的料液输送到发酵陶坛内；

e.接种：待发酵陶坛内料液冷却后，进行接种；

f.发酵：：控制温度、湿度、溶氧等条件，开始静态发酵。发酵室内的温度为25℃-35℃，湿度为30％-40％，发酵时间为15-20天。

当然，在蒸煮、溶辅料以及在发酵室内的接种、移料、清洗等操作均需要人工进行。

本发明所述高原坛式静态发酵系统和方法，可调控温度、湿度、洁净空气溶氧，实现在高原低温、干燥、缺氧等环境中进行酵素坛式静态发酵；利用本发明所述高原坛式静态发酵系统和方法，进行高原坛式静态发酵所得的酵素较金属发酵罐发酵酵素口感更佳，风味更好；本发明所述高压蒸煮锅具有温度、压力和自动提料调控系统，可根据物料性质和浸提工艺选择所需浸提温度、压力和提料次数，提高物料浸提率，尤其适合在高原环境中进行物料浸提，可避免高原环境大气压低，蒸煮浸提温度低而造成物料浸提率低、浸提时间长等问题；本发明所述高压蒸煮锅具有温度、压力调控系统，料液混合后可进行原位高温高压灭菌，避免料液杂菌污染；本发明所述发酵室设有臭氧进气管，可在发酵前连接臭氧机对发酵室和陶坛进行整体臭氧灭菌，避免环境杂菌污染，确保发酵液质量安全；本发明所述发酵室设有空气过滤器，可在发酵过程中控制空气洁净度，避免发酵过程空气杂菌污染，确保发酵液质量安全；利用本发明所述高原坛式静态发酵系统和方法进行酵素生产，过程条件智能可控，产品批次质量差异小，相比传统坛式静态发酵，产品同质化程度高，容易实现规模化、标准化、规范化生产，且产品质量更有保障。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。