一种恒温卧式固态发酵系统的制作方法

1.本发明涉及酒发酵酿造领域，尤其涉及一种恒温卧式固态发酵系统。


背景技术：

2.白酒发酵工艺属于传统酒酿造工艺之一，近年来随着信息化、自动化的发展趋势，白酒发酵工艺也逐渐进入自动化改造。传统的白酒发酵是将酒糟填入酒窖，在上方覆盖窖泥之后，进行静态自然发酵。但是根据近年来的研究发现，采用静态发酵法，酒糟在空间上各个位置的发酵程度是不一样的，例如底层发酵程度相对更好。因此，为获得更加均匀的发酵过程，有技术将发酵从传统的窖池中脱离，并将其放入发酵容纳部中进行，同时，在罐体内设置一些搅拌装置，以在酒糟发酵时获得更加均匀的发酵效果。
3.cn108977322a公开了一种白酒酿造用的发酵罐，包括发酵容纳部，所述发酵容纳部下表面固定连接有橡胶垫，所述发酵容纳部外侧面下部两侧均固定设置有胶垫固定板，所述胶垫固定板远离发酵容纳部的一侧穿过橡胶垫侧面内壁，所述发酵容纳部左右两侧内壁上部均固定设置有限位板，所述限位板上表面滑动连接有副盖板，所述副盖板侧面与发酵容纳部内壁滑动连接，所述副盖板上表面中央开设有避让口，所述副盖板上表面位于避让口的两侧均固定设置有滑轨，所述避让口上方固定设置有轻木盖板，所述轻木盖板上表面固定连接有定位滑板，本发明涉及白酒酿造发酵技术领域。
4.cn109181940b公开了一种用于浓香型白酒酿造的发酵罐，包括顶端开口的发酵罐主体，发酵罐主体内部的竖直侧壁上覆盖有一层固态窖泥，发酵罐主体底端的一侧固定连接有支撑板，支撑板的顶部通过第一螺栓固定连接有第一电机，第一电机的输出轴通过联轴器固定连接有第一转杆，第一转杆远离第一电机的一端依次贯穿发酵罐主体和固态窖泥并延伸至发酵罐主体的内部，第一转杆的外侧壁上固定套接有螺旋叶片，发酵罐主体的一侧固定连通有与第一转杆相对应的出料管。该用于浓香型白酒酿造的发酵罐，可以在白酒酿造时，使得入窖和出窖方便，劳动强度低，效率高，且便于收集黄水。
5.上述现有技术虽然考虑到在罐体中增加搅拌结构，但是基于发酵的各个阶段的不同情况没有给出进一步的改进。基于现有发酵经验，发酵中由于微生物的分解作用，产生酒精的同时会放出大量的热量以及二氧化碳，并且放出热量与二氧化碳的时间以及程度是随着发酵程度的不同而变化的，同时，热量对于酒糟中的微生物会产生负面影响，当温度超出微生物的承受范围之后，会造成大量的不可逆的微生物活性降低甚至死亡现象，一旦出现此类问题，将造成无法估量的成本损失。现有技术中，出现该类事故时，一般是选择紧急停机，打开罐体开口进行强制散热，但是这无疑是严重拖慢了生产进度，并且实际上这也是一种基本无用的补救措施，对后续恢复生产所需要投入的成本也让相当一批酒厂难以承受。
6.此外，一方面由于本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于申请人做出本发明时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本发明不具备这些现有技术的特征，相反本发明已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在背景技术中增加相关现有技术之权利。


技术实现要素：

7.针对现有技术之不足，本发明提供了一种恒温卧式固态发酵系统，包括发酵容纳部，其内填充固态酒糟以进行发酵，发酵容纳部内设置有搅拌轴和叶片，发酵容纳部内还设置有气压检测器，其用于检测罐内发酵时产生的二氧化碳所带来的罐内气压变化，还包括控制器，其电连接至气压检测器并且能够基于气压检测器的检测结果控制搅拌轴的转速，其中，控制器基于当前罐内气压所处的气压区间而控制搅拌轴转速，被控转速与实测气压呈正相关。优势在于，采用罐内二氧化碳气压作为发酵强度的判据，继而依据不同发酵强度下的热量产生强度采取不同模式的搅拌转速以及冷却水流量，其中，低气压也即低发酵强度时，控制低转速以及低冷却水流量，从而在非必要的低产热时间段减少冷却水以及搅拌电力以减少能量损耗；正常气压也即正常发酵强度时，控制中转速以及中冷却水流量，从而能够避免位于上层的酒糟长时间待在上层而导致其内的微生物失活，同时正常流速的冷却水为保证罐内散热提供了保障，使得在该情况下罐内发酵能够维持在正常的发酵速度；高气压也即高烈度发酵时，有别于常规的发酵方案，不选择停机处理，反而是选择最高转速旋转的方式来避免大量的微生物遭受因升温而导致的不可恢复的失活，转速提升有助于位于上层的酒糟快速被轮换至下层，使得大量的热气体占据的上层空间不会对单独一个区域的酒糟造成过量的加热；同时，加速搅拌能够使得酒糟内部的热量快速地以二氧化碳带出的方式被逸散，有效避免了酒糟的内部温升；另外，转速变快同时导致酒糟中的微生物受到剪切力的影响增大，导致部分靠近叶片转动所形成的涡流边缘的微生物受到较大的剪切力而失活或者死亡，由此形成强制的微生物活性降低，但是这种降低非等同于温度升高所导致的活性降低，其仅针对部分涡流附近的微生物的活性降低，在转速下降之后，其余部分的微生物能够继续生长来填补上一时刻的负面影响，而高温引起的活性降低是大面积且不可修复或者极难修复的，由此，本方案实现了在不引起发酵不可逆终止的前提下强制控制发酵反应降低活性，以保证发酵整体的可继性，在不引入其余部件的情况下为人工控制过热情形提供一种可行方案。
8.优选地，发酵容纳部周侧环绕设置有用于以热交换方式控制罐内温度的循环水，循环水流速配置为能够被控制器所控制，其中，循环水流速与实测气压呈正相关。
9.优选地，当气压处于第一气压区间时，控制器控制搅拌轴的转速处于第一转速区间，控制循环水处于第一流速区间，如此情况下，酒糟内的微生物以第一生长速度繁殖。
10.优选地，当气压处于第二气压区间时，控制器控制搅拌轴的转速处于第二转速区间，控制循环水处于第二流速区间，如此情况下，酒糟发酵分解为二氧化碳伴随产生的热量所带来的温升能够被控制在局部热点值之下。
11.优选地，当气压处于第三气压区间时，控制器控制搅拌轴的转速处于第三转速区间，控制循环水处于第三流速区间，如此情况下，酒糟内部分微生物受到旋转剪切力而失活所导致的生长速度降低能够使得气压快速回落至第一或第二气压区间。
12.优选地，发酵容纳部由容纳部内壁和容纳部外壁组成，两壁之间构成夹层空间，夹层空间用于填充辅助发酵的窖泥。
13.优选地，容纳部内壁上开设有数个用作窖泥接触至罐内的酒糟以完成微生物接种的孔结构。
14.优选地，发酵容纳部远离地面的顶部设置有用于进料的入料口。
15.优选地，发酵容纳部靠近地面的底部设置有用于出料的出料口。
16.优选地，还包括驱动电机，其传动连接至搅拌轴以驱动其转动，驱动电机还电连接至控制器以在被控的情况下至少改变其转速以使得搅拌轴的转速能够被改变。
17.本发明优势在于：
18.本发明在罐体周边设置环绕的循环水散热结构，并且将搅拌控制引入对罐内温度的控制，同时考虑到发酵产生的二氧化碳团聚在罐体上方而导致持续加热的问题，以搅拌产生的切向力强制使得部分微生物失活的方式在不增加额外设备的情况下实现了对发酵超温的防止，使得发酵生产过程不会因为大量的微生物因为超温失活而被迫中断，具备生产连续、效率高等优势。
附图说明
19.图1是本发明提供的一种优选实施方式的控制回路原理图；
20.图2是本发明提供的一种优选实施方式的结构示意图；
21.图中：100、发酵容纳部；110、容纳部外壁；111、夹层空间；120、容纳部内壁；130、入料口；140、出料口；150、循环水入口；160、循环水出口；170、挡片；200、搅拌轴；300、叶片；400、驱动电机；500、密封套件；600、温度计；700、气压检测器；800、控制器；900、循环水调节装置。
具体实施方式
22.下面结合附图1和2进行详细说明。
23.本发明为解决酒糟在进行固态发酵时遇到的不同位置层级之间的数个发酵属性的差异性，提供了一种恒温卧式固态发酵系统，其用于酒糟的发酵过程。酒糟发酵的核心是一种微生物生长繁殖的过程，好的发酵能够在酒糟的各个部位产生均匀的微生物聚落，这些微生物产生的大量微生物酶将酒糟中的淀粉、蛋白质等物质进行水解，从而产生大量的乙醇、有机酸和脂类，同时排出大量的二氧化碳等低沸点物质，其中乙醇、有机酸和脂类中的部分物质为酿造白酒所必须的物质，是最终获取成品白酒的关键之一。而发酵的环境影响微生物生长的效果，其中环境的影响可能具有多种影响因素，其中一种是空间位置上的影响因素。根据研究，发酵窖池中的糟醅理化指标至少在垂直层面上具有不同，具体地，在酸度上：下层＞中层＞上层；在水分含量上：下层＞中层＞上层；在淀粉含量上：上层＞中层＞下层。这表明在同一个发酵空间中，越靠近空间垂直下方的位置发酵情况越好。同时在水平维度上，越靠近窖池壁的部分发酵情况优于靠近中间的部分。主要原因在于窖池的壁上通常涂覆有含有多种发酵菌种的窖泥，而靠近壁的酒糟与己酸菌和其他功能菌能够实现较好的接触，各种功能菌在此部分的繁殖情况相对更好，因此该部分的发酵情况优于相对更靠近中间的酒糟部分；而在垂直方向上的发酵分布也具有类似的原因，基于重力以及菌类的总体线型生长方向，位于上层的酒糟只能较少地接触窖泥以及其内部的功能菌，因此发酵效果相对中层和下层较差。基于上述发酵原理，可知，不同的发酵效果会引起发酵的产物的相关属性产生较大的不同，例如乙醇、有机酸、脂类、溶氧等关键的产出底物的浓度不同，以及位置不同导致的微生物生长情况不同而引发的各个酒糟部位的发酵情况不同，最终使得后续经过蒸馏过程获取的蒸馏酒份理化性质不同，造成出产率下降或者出产品质下降等
问题。
24.本方案所采用的卧式固态发酵系统能够解决上述至少一部分问题。本系统中，至少包括发酵容纳部100、搅拌轴200、叶片300。
25.发酵容纳部100构成为一种能够容纳酒糟的容器，在本实施例中，其为空心圆柱罐体形，且在其被投入使用时，其大致是以其轴线平行于地面的方式被安装的，以此形成了卧式发酵的结构构型。如上所述发酵容纳部100被构造为空心结构，其内部可以填入酒糟，为向其内送入酒糟原料，在发酵容纳部100周侧上开设有至少一个连通至发酵容纳部100内部的入料口130。同时，在发酵容纳部100周侧不同于开设入料口130位置的另一位置开设有出料口140，其用于排出已经发酵完成的酒糟或者排出发酵产物(如乙醇、有机酸、脂类等混合物)。并且，基于重力效应，一种优选的实施例中，入料口130设置在发酵容纳部100周侧上远离地面的一侧位置，出料口140设置在发酵容纳部100周侧上靠近地面的一侧位置。在进行发酵工序时，可以从位于发酵容纳部100上方的入料口130进料，投入入料口130的酒糟受重力而逐层在发酵容纳部100中堆叠，从下至上填满整个罐体，发酵产生的产物或者发酵后的酒糟利用重力从出料口140中落出。
26.根据一种优选实施例，发酵容纳部100具有至少内外两层，分别为容纳部内壁120和容纳部外壁110，两个壁为套层结构，容纳部外壁110将容纳部内壁120套在其内。并且，套层结构中间留有一定间隙。容纳部外壁110构成为实体密封壁面，容纳部内壁120构成具备一定物质透过性的壁面结构。优选地，容纳部内壁120上设置有穿透的孔结构，数个孔结构按照规则或者不规则的方式排列在容纳部内壁120上，以实现上述的提供一部分的物质透过性。优选地，孔结构是按照一定预设距离的矩阵式排列在容纳部内壁120上的，从整体上看，容纳部内壁120构成为网状或者板筛结构。在使用时，向容纳部内壁120与容纳部外壁110之间的间隙内填入窖泥，填入量至少能够满足间隙内的窖泥能够与容纳部内壁120上的孔结构平齐或者能够部分穿过孔结构接触至容纳部内壁120的酒糟。通过均匀设置的孔结构，能够使得窖泥与罐体内的酒糟各部位产生较为均匀且充分的接触。
27.搅拌轴200大致构成为条状或者杆状结构，基础地，其设置在发酵容纳部100的轴线位置，即其两端分别连接至发酵容纳部100的两个顶面大致中心的位置。搅拌轴200能够被驱动以执行沿其轴心或者在其被设置在发酵容纳部100轴线时能够沿发酵容纳部100的轴心进行自旋转，驱动方式可以是设置在搅拌轴200至少其中一端的驱动电机400进行电机驱动的方式。具体地，驱动电机400可以设置在发酵容纳部100之外，在此情况下，搅拌轴200至少传动连接至驱动电机400的一端被构造为穿过发酵容纳部100的一个顶面到外部，穿出部位与发酵容纳部100之间通过密封套件500密封以防止罐体内物质由此泄露。搅拌轴200穿出的一端传动连接至驱动电机400以在驱动电机400的传动下能够沿自身轴线旋转。在本实施中，搅拌轴200的两端都穿出发酵容纳部100，并且两端都设置有上述密封套件500。
28.搅拌轴200的轴向路径上设置有至少一个叶片300，在本实施例中，叶片300至少沿搅拌轴200径向突出，较佳地，叶片300突出的长度至少保证能够将与其处于同一平面的所有酒糟在搅拌轴200旋转的带动下产生转动，为此，叶片300可能突出至接近容纳部内壁120附近；优选地，数个叶片300按照搅拌轴200的轴向路径进行排列，使得罐体中所有的酒糟均能够在叶片300的旋转下被带动；可替代地，叶片300可以设置为连续的螺旋形叶片300，类似于混凝土搅拌机中的搅拌叶。在搅拌轴200的旋转带动下，叶片300能够搅动存在于罐体
内的酒糟，使其内部的每一个细小单元部分均能够偏离原本所在的位置并且在后续持续搅动的时间内能够出现在罐体内的任意位置。细小单元指的是假想的能够组成酒糟整体的最小物质，例如可以以分子进行表示。
29.上述发酵系统在使用前，向发酵容纳部100内喷洒食用酒精进行消毒灭菌，将发酵环境控制为无菌或者近似无菌的环境，接着向容纳部外壁110与容纳部内壁120之间填充窖泥。在一些实施例中，窖泥是一直存在于间隙中被反复使用的。随后启动驱动电机400，带动搅拌轴200和叶片300进行旋转。接着向入料口130中填入酒糟，酒糟在旋转叶片300的带动下被均匀地送至罐体内部的各个位置，随着酒糟填入量增大，最终罐体内部被填满，最后封闭入料口130。
30.发酵阶段时，持续开启驱动电机400，使得发酵中的酒糟能够被叶片300驱动地持续移动，其内任意位置的单位酒糟均能够在后续时间内被移动至不同于上一时间所在位置的任意其他位置。
31.发酵结束之后，仍然打开驱动电机400，将出料口140打开，通过叶片300的旋转，将罐体内发酵完成的酒糟由出料口140全部送出，最后关闭驱动电机400。
32.优选地，考虑到发酵容纳部100中各处的温度在不同的发酵情况下可能产生不同，继而导致酵母菌在这些温度不同的环境下产生的不同活性，给出一种优选实施例。本实施例中，容纳部外壁110设置为腔体结构，即具有一定厚度的容纳部外壁110中间空出一定厚度的空置夹层，在容纳部外壁110上分别设置有循环水入口150和循环水出口160。在一种实施例中，循环水入口150和循环水出口160设置在容纳部外壁110对角的位置，使得向腔体结构中灌入的冷却水能够基本覆盖至腔体结构的所有区域。考虑到发酵容纳部100可能在实用过程中其侧壁以及下方的遮挡问题，在另一种实施例中，循环水入口150和循环水出口160均是设置在容纳部外壁110的远离地面的同一侧的，并且两者相对距离可以设置得较近，为防止由循环水入口150通入的循环水直接由循环水出口160流出或者被吸出，可以在循环水入口150和循环水出口160之间的腔体结构内设置挡片170，挡片170可以配合容纳部外壁110的形状而构成为弧形片状，但是不能够构成环形片状，因为这完全阻挡了循环水前往循环水出口160的路径。
33.通过循环水入口150和循环水出口160，可以向容纳部外壁110通入循环水，循环水进入腔体结构后能够将其基本充满，并且始终保持容纳部外壁110的腔体结构内的循环水处于流动的状态以将吸收的部分热量带出至罐体外部。
34.温度是影响白酒固态发酵过程粮食糟醅发酵快慢和品质优劣的关键因素。现有固态法白酒酿造工艺最常用的为自然发酵，即将粮食糟醅投入发酵容器后，发酵过程非常依赖于外界环境温度。在夏季或者温度较高的时间段，发酵场所内的温度可能会超过合适的发酵温度范围，导致发酵相关菌类活性降低，发酵效果不佳，出酒率降低，异常以及杂味物质增多；在冬季或者温度较低时，发酵场所内的温度可能会低于合适的发酵温度范围，发酵相关菌类活性同样会降低，发酵过程迟缓，发酵周期延长，出酒率同样会降低。
35.而本方案通过在发酵容纳部100周侧设置绕壁的换热循环水，通过设置符合事宜发酵温度的循环水，结合上述搅拌轴200与叶片300组成的搅拌组件，能够在发酵过程中将多余产生的热量带出或者将补充的热量带入糟醅，使其温度能够保持在最佳的发酵温度范围，从而解决发酵过程中糟醅中不同位置本身发酵情况不同而导致的温升不同或者外界环
境温度不同导致的各部分发酵程度的不同。有利于缩短发酵时间，提升出酒率和出酒品质。能够保证糟醅的无论是温度还是发酵情况的一致性。旋转搅拌可以增强窖泥与糟醅的接触，使得糟醅中由窖泥引入的功能性微生物均匀分散，利于发酵过程的同步和稳定。
36.优选地，考虑到本实施例中设置的容纳部外壁110与容纳部内壁120的分层结构以及该分层中填充有用于支持发酵过程的窖泥，仅在容纳部外壁110设置的双层结构中添加循环水来维持罐体内部的温度可能是不足的，因为首先容纳部外壁110距离罐体内部的酒糟特别是靠近搅拌轴200的中心层面的酒糟较远，热量传递效果在多次梯度递减之后所剩无几，其次由于夹在循环水与酒糟中间的窖泥层的阻挡以及其本身的吸热效果，循环水对罐体内酒糟的冷却效果较差。因此本方案提供的优选实施例将其中一个循环水管路设置在搅拌轴200以及与附加在搅拌轴200上的叶片300内，以实现直接在酒糟内部配合散热的效果，能够实现对酒糟中心位置的控温。具体地，搅拌轴200与叶片300内部均可以设置为至少具备一定厚度的空心通道结构，这些空心通道用于向循环水提供流通途径，在搅拌轴200穿过发酵容纳部100的其中一端位置处设置有连通搅拌轴200内的空心通道与容纳部外壁110内的夹层空间111的旋转连接件。旋转连接件用于向搅拌轴200内的空心通道通入循环水，同时不会影响搅拌轴200本身的自转，可以利用市场上较为常见的旋转水管连接头实现。或者，直接在搅拌轴200与容纳部外壁110的夹层空间111交叉段落中的任意位置设置至少一个贯通夹层空间111到搅拌轴200内部的空心通道的开孔即可。在夹层空间111内充满循环水的基础上，藉由该开孔，循环水能够被水压送入该开孔继而充满整个搅拌轴200。优选地，为提升循环水进入搅拌轴200的流量，上述开孔可以设置为多个，前提是开设的多个开孔对搅拌轴200的刚性不会造成破坏性的影响，例如导致搅拌轴200断裂、弯曲等问题。相应地，搅拌轴200的另一侧也与夹层空间111连通。此方案中，搅拌轴200的两端分别由发酵容纳部100的两边穿出，在穿出部位，搅拌轴200的两端分别与相应位置的容纳部外壁110内的夹层空间111连通，使得夹层空间111内的循环水能够进入搅拌轴200或者搅拌轴200内的循环水能够排出至夹层空间111。利用循环水入口150和循环水出口160之间的压差，能够实现对搅拌轴200内的循环水流动方向的限定。
37.优选地，叶片300内也设置有空心通道结构，并且该空心通道结构至少具有一个入口和一个出口，基础地，针对本方案中设置的螺旋形叶片300，入口设置在螺旋起点位置，出口设置在螺旋终点位置，且入口和出口均与上述搅拌轴200内的空心通道连通。通过此方案，搅拌轴200内的循环水可以流入叶片300，通过叶片300与酒糟的接触实现循环水与酒糟热量的交换，以实现范围更大的温度控制。考虑到在叶片300全段落中单向流动的循环水在接近出口的末段位置时由于前期已经进行了大量的换热而导致的与外界酒糟温度温差降低所产生的换热效率下降的问题，优选地，将叶片300的全路径划分为数个段落，每个段落中均包含至少一段空心通道结构，并且每个空心通道段落均具备至少一个入口与出口，且每个入口与出口均连通至搅拌轴200内的空心通道。此种设置方案使得无论是处于叶片300段落前段还是后段的段落，均可以进入温度相对一致的循环水，使得叶片300的每个段落与其对应的酒糟环境的温差基本一致，使得在叶片300上的换热控温效果在关于发酵容纳部100轴向的空间上趋于一致，防止了前段控温好，后段控温差的问题。
38.优选地，叶片300内的空心通道可以尽量设置的较大，以实现对整个叶片300散热面积的利用，在保证叶片300强度的基础上，优选地，空心通道的体积可以占叶片300体积的
80％-90％左右，此时，叶片300的散热效果能够达到最好或者较好的程度。
39.优选地，还设置有温度计600，其设置在发酵容纳部100内部，并且可以固定设置在某一个位置，其探针位置至少接触至发酵容纳部100内的酒糟。由此可以获得发酵容纳部100内酒糟的温度，基于该温度，人员可以获知当前温度是否在合理范围内，并以此为据调整输出循环水的温度。调整从循环水入口150输入的循环水的温度可以由设置在发酵装置之外的循环水调节装置900完成。其中一种实施例是，该调节装置至少具备储水容器、制冷器和制热器，储水容器用于储存大量的循环水，制冷器用于对较热的循环水进行降温，制热器用于对较冷的循环水进行升温，使得被控制在合适温度的循环水能够进入发酵容纳部100并与酒糟进行换热以将酒糟温度稳定在设定范围内。
40.酒糟在发酵罐中接受微生物作用而发酵时，一般会经过几个阶段，第一阶段为发酵前期准备阶段，此时酒糟刚刚和罐体侧壁的窖泥产生接触，窖泥中的微生物开始迁移至酒糟当中，此为酒糟的接种过程，该过程是需要一定微弱含量的氧气参与的，因此此阶段罐内环境维持在一个缺氧状态。发酵中期也是整个酒糟发酵最重要的时期，其持续时间较长，一般在数个月至一年左右，期间微生物持续在酒糟中繁殖并且不断分解酒糟中的淀粉等物料以此形成酒精、风味物质等白酒酒体中的重要组成部分，该过程需要保证发酵罐内处于厌氧状态，确保微生物能够进行无氧代谢以生成目标产物。酒糟原料的分解伴随着二氧化碳的析出，并且粗略来看，二氧化碳的析出量或者析出速率与发酵速率大致呈正相关。同时发酵速率或者说发酵反应激烈程度与反应放热以及罐内温度的上升有着很大的关系。基于上述关系链可以得出，二氧化碳析出量与罐内温度温升具备一定的正相关关系。同时由于反应生成的二氧化碳伴随有大量的热量，由气相热力学可知，热气体具备主动向空间上部聚集的趋势，因此将二氧化碳排气口设置在罐体上部的同时，不得不考虑大量热量伴随气体团聚在罐体上半部分的问题，因为在此现象的影响下，即便在罐体内设置搅拌组件以使得酒糟各处产热情况大致平衡，同时在罐体周侧设置均匀的热交换散热装置，也会由于上层聚集的超过下层的热量而导致上下部分的热量控制不均衡，轻则造成上下层发酵效率不均匀，重则造成局部热点(一般来说温度超过35℃)导致该部分内含微生物失活死亡。常规发酵方案中，当温度超过35℃之后，一般是直接停止发酵，将窖池中的窖泥挖开进行散热，此时发酵过程被强制中断，当前窖池的生产进程严重受阻。
41.根据上述情况，微生物在发酵中期进行发酵时，其并不是时刻都是以相同的发酵速度进行发酵的，温度、搅拌速度、湿度、气压甚至微生物本身的情况都会影响发酵的情况，因此发酵产生的热量也并不是每一时间、每一位置都是相同的。例如在第一时期内，发酵情况较好，产生的热量较大，在第二时期内，发酵情况较为缓和，产生的热量较小。
42.发酵容纳部100内的二氧化碳含量可以由设置在管壁上的气压表或者其他的气压检测设备获取，搅拌轴200和叶片300组合形成的搅拌组件的转速可以由转速检测组件检测。
43.以气压为基准设定至少两个气压基准值，即第一气压与第二气压，其中，第二气压高于第一气压，并且第二气压为局部热点预警值相关警戒数值。第二气压为人工设定的数字，在罐内当前气压达到甚至超过第二气压时，认为罐内的温度有较大风险会突破局部热点，造成严重的损失。以第一气压与第二气压为分界点，划分三个区间，分别称为第一气压区间、第二气压区间和第三气压区间。当罐内气压处于第一气压区间时，说明此时罐体内部
发酵程度较低，罐内温升较低；当罐内气压处于第二气压区间时，说明此时罐体内发酵程度适中，发酵产生的热量能够被环绕在罐体四周的冷却水所平衡；当罐内气压处于第三气压区间时，说明此时罐体内发酵激烈，偏离正常，向超出局部热点的温度升温变化，此时为防止紧急停机，需要对罐体内的数个参数进行调控以将罐内气压调回第二气压区间或者第一气压区间。第一气压与第二气压是基于人工经验设定的，通过使用者对自己所参与酿造的酒糟特点、当地环境情况、酒厂内的环境情况等因素，结合有限次数的实验，能够得出上述两个数值。
44.同时，基于本方案中给出的搅拌组件，其转速也是影响罐内温度均衡性的关键因素之一。转速较慢时，被搅动的酒糟移动速度较为缓慢，相应地，也有较大可能会造成位于上层的部分酒糟长时间地留存在大量热二氧化碳的区域内，导致该部分持续升温，以至于超出最高温度。转速较快时，相应地，被搅动的酒糟移动速度变快，有助于快速轮换上层的酒糟，以使得在上层的酒糟不至于快速地升温，但是过快的搅拌对酒糟中的微生物的生长是不利的，原因是搅拌产生的切向力对微生物具有剪切作用，导致搅拌速度越快，对微生物的影响越大。
45.基于上述情况，在发酵过程中设定两个转速数值，第一转速和第二转速，第一转速低于第二转速。两个转速均是判断值，并非规定搅拌组件的转速仅能够选择这两种转速。第一转速与第二转速将转速划分为三个区间，分别称为第一转速区间、第二转速区间和第三转速区间。第一转速区间为低转速区间，转速在该区间中，酒糟的移动速度相当低，由于酒糟仍然属于具备一定粘度的物质，由此在此情况下有可能会造成部分位置的酒糟结块的情况，但是此转速区间对于酒糟中的微生物活性影响是最低的，换言之此区间有助于微生物的繁殖生长。第二转速区间属于正常转速区间，该区间中的转速对酒糟中的微生物的负面影响至少在用户接受的预期之内。第三区间属于高转速区间，该区间中的转速对酒糟中的微生物活性造成较大影响，但是相对能够防止上层的酒糟长时间的存在于较热环境中而造成的微生物大面积失活，同时加速搅拌会加速存在于酒糟内部的二氧化碳释放。与上述气压值一样，转速同样可以由人工经验设定。
46.基于上述设定，本实施例还给出一种控制方案。当罐内气压处于第一气压区间时，控制转速处于第一转速区间，同时减小冷却水流量，使其处于第一流速区间，使得罐内微生物能够以第一生长速度生长。
47.当罐内气压处于第二气压区间时，控制转速处于第二转速区间，同时控制冷却水流量维持正常水平，也即维持在第二流速区间，使得罐内微生物以第二生长速度生长。
48.当罐内气压处于第三气压区间时，控制转速处于第三转速区间，同时增大冷却水流量，使其维持在第三流速区间，使得罐内微生物以第三生长速度生长，其中第一生长速度大于第二生长速度大于第三生长速度。
49.当罐内气压处于第一气压区间时，说明此时酒糟内部的微生物存量较小或者活性较小，需要进行一段微生物生长期或者恢复期，在此时期内，由于发酵强度较低，本方案控制转速降至相对最低，以使得微生物能够在几乎静态的酒糟环境中进行生长繁殖，同时，此时叶片300旋转对微生物的剪切影响也是最低的，有助于微生物快速生长。同时由于此时发酵强度较低，罐内温升较慢，没有大量的热量放出，因此即使减小搅拌转速也不会对散热造成很大影响，同时控制冷却水流速降低，以在非必要的时间段内减少冷却水使用所带来的
能量损耗。
50.当罐内气压处于第二气压区间时，此时酒糟内微生物处于正常发酵状态，发酵速率和发酵温度均属于正常范围(在本实施例中温度至少小于35℃)，此时控制搅拌转速维持在第二转速区间，并且调整冷却水流量使其控制在正常流速。在此区间段内，发酵产生的温度正常，在可控的范围内，罐内整体温度距离最高温度还有一段距离，并且基于正常转速的搅拌，能够避免位于上层的酒糟长时间待在上层而导致其内的微生物失活，同时正常流速的冷却水为保证罐内散热提供了保障。理想状态下，发酵过程维持在该情况下是相对最好的情形。正常流速和正常转速可以为人工设定的范围值，其至少应该满足相对第一转速和第一流速较大，且相对第二转速和第二流速较小。
51.当罐内气压处于第三气压区间时，此时酒糟内微生物处于旺盛发酵状态，虽然对于发酵生产效率来说具有益处，但是发酵过量所导致的罐内温度急剧升高反而会导致微生物活性降低甚至不可逆性的失活。因此本方案中，有别于常规的发酵方案，不选择停机处理，反而是选择最高转速旋转的方式来避免大量的微生物遭受因升温而导致的不可恢复的失活，转速提升有助于位于上层的酒糟快速被轮换至下层，使得大量的热气体占据的上层空间不会对单独一个区域的酒糟造成过量的加热；同时，加速搅拌能够使得酒糟内部的热量快速地以二氧化碳带出的方式被逸散，有效避免了酒糟的内部温升；另外，转速变快同时导致酒糟中的微生物受到剪切力的影响增大，导致部分靠近叶片300转动所形成的涡流边缘的微生物受到较大的剪切力而失活或者死亡，由此形成强制的微生物活性降低，但是这种降低非等同于温度升高所导致的活性降低，其仅针对部分涡流附近的微生物的活性降低，在转速下降之后，其余部分的微生物能够继续生长来填补上一时刻的负面影响，而高温引起的活性降低是大面积且不可修复或者极难修复的，由此，本方案实现了在不引起发酵不可逆终止的前提下强制控制发酵反应降低活性，以保证发酵整体的可继性，在不引入其余部件的情况下为人工控制过热情形提供一种可行方案。
52.根据一种优选实施例，本实施例中，搅拌并非是长时间开启的，经本发明研究发现，发酵过程并非一直需要搅拌，在相当一段时长内，罐内发酵情况较为稳定或者发酵阶段较为平缓时，出于节省电力以及防止过分搅动造成罐内环境被破坏之考量，通常有工艺人员选择在此时关闭搅拌轴200。虽然上述在不需要搅拌时，可以将搅拌速率维持在很低的程度以节省电力，但是，仍然存在一些酒厂希望关闭搅拌轴200。因此本实施例中，将上述对转速的控制转变为对转数的控制，即对一段时间内或者在某一模式下的整体转数或者过程中的分时转数进行调控设计。转数是指搅拌轴200旋转的周数，转数为1即为搅拌轴200旋转一周。
53.第一模式下，搅拌轴200需要在一定时限内完成规定次数的转动。因此，控制器800基于外部输入而被切换为第一工作模式时，其在预设的时间段内对搅拌轴200的旋转次数执行累加的统计，当累加次数达到预设的规定次数时，判定本次第一工作模式达成目标，并且可以控制搅拌轴200停止。上述第一工作模式针对一个阶段内需要执行的搅拌次数进行控制，通常可以利用到一个阶段的搅拌中，从单次搅拌来看，一个小区域内的部分酒糟仅会产生一小段的移动，尤其是在使用螺旋带型搅拌叶片300的情况下，是在罐内的轴向上进行一小段的移动，若想要实现将罐内的酒糟进行径向以及轴向上的均匀搅拌(即以一小部分酒糟观察，其在一段时间内能够经历罐内的各个空间)，需要执行不止一次的搅拌，而能够
将罐内酒糟进行至少一次的径向以及轴向上的均匀搅拌的次数可以作为一个基本搅拌组。而上述的第一工作模式，以至少能够保证酒糟能够完成规定次数的径向及轴向上的均匀搅拌循环为目的，可以称为一次均匀搅拌，可以将规定次数设定为单个基本搅拌组或者数倍基本搅拌组的数值。第一工作模式，在搅拌期间具备停止搅拌状态的前提下，能够实现至少完整的一次基本搅拌组的搅拌，能够保证酒糟在罐内的充分流转，实现罐内发酵环境的重新分配，使得罐内各个位置的发酵情况、物质分布以及微生物分布等状态达成均衡。第一工作模式适用于发酵中期，发酵中期为发酵的主要时期，此时间段内发酵周期相对较为规律且节奏清晰，一般是一段高发酵效率时间，一段低发酵效率时间交替进行，因此此时搅拌停止状态的时间往往较为规律，且工艺人员通常会选择在低发酵效率时间段内停止搅拌以恢复微生物的发酵产能。
54.第二模式下，搅拌轴200需要在一定时限内完成至少一次连续的高于规定次数的转动。具体地，控制器800基于外部输入而被切换为第二工作模式时，其在预设的时间内对搅拌轴200的旋转次数执行重置计数的统计，当某一次的连续转动转数达到或超过预设的规定次数时，判定本次第二工作模式达成目标。第二工作模式中的规定次数可以设置为单个基本搅拌组或者数倍基本搅拌组的数值。基于上述设置，第二模式能够保证酒糟在该时段内至少经历一次连续且能够在罐内完全混合的搅拌。与上述第一模式不同，第二模式采用重置计数的统计模式，每次计数以搅拌轴200开始搅拌到停止搅拌为间隔，记录期间的转数，当搅拌轴200下一次开启时，将上一次记录的转数重置清零后重新计数，在预设时间内如此重复，直至在某一次计数中，数值达到或者超过预设数值。第二模式是适用于发酵前期，发酵前期由于微生物繁殖较多而发酵进程较慢，所以为保护微生物生长，经常选择将搅拌停止，故前期时间段内，停机周期以及频率相对后面的阶段较高，在上述条件前提的基础上，为保证酒糟能够在发酵前期进行至少一次完整的均匀循环以混合酒糟中的各项状态，设置了第二工作模式对搅拌轴200的转数进行了监控。
55.优选地，上述控制器800基于外部输入而切换模式也可以更改为基于控制器800自主判断的当前发酵所处阶段而切换工作模式。自主判断是指控制器800具备传感功能或者设置有传感器，其能够藉由传感获取发酵罐的至少一项判定参数，并根据该判定参数来切换工作模式。判定参数可以有多种，其可以由人工进行选择和设定，例如微生物含量、二氧化碳含量、水分含量等等，以二氧化碳含量为例，发酵前期二氧化碳含量较少，发酵中期由于转入主要发酵阶段二氧化碳含量具有一个较为明显的抬升，以此可以作为一个切换阶段以及工作模式的判据。
56.优选地，上述两种模式可以按照被动监控的方式开展，即控制搅拌轴200开启、停止、搅拌时长以及转速等动作均由工艺人员自主进行，系统或者基于程序的自动控制系统不参与上述对搅拌轴200的控制，此方案优势在于能够充分发挥工艺人员的制酒经验，在一些目前尚未弄清发酵机理的情况下，能够较为完美地复现酒的品质。而被动监控是指，仅对搅拌轴200的转数情况进行监控，当其达成当前模式的目标时，可以向外界发送达成目标的提示信息，以方便工艺人员了解罐内的酒糟是否至少经历了一次均匀搅拌；当在预设时间内没有达成目标时，可以向外界发送未达成目标的提示信息，以方便工艺人员获知后补救性地进行至少一次的均匀搅拌。上述方案实现了在尽量还原人工参与酿酒的情况下，针对酒糟中各项参数或者状态均匀性地监控，使得酒的发酵在接近传统工艺的基础上防止了部
分酒糟发酵的不均匀性，同时保障了酒的品质和均匀性。
57.优选地，上述两种模式还可以按照主动控制的方式开展，即控制器800至少具备部分搅拌轴200的控制权。根据本方案，控制器800能够在当前的工作模式下预设时间结束时仍未达成目标的情况下，自动控制搅拌轴200执行至少一次基本搅拌组的转数的旋转以使得酒糟经历至少一次均匀搅拌。或者，在获取至少一组全发酵流程搅拌轴200停机记录表的情况下，控制器800基于当前选定的模式以及停机次数和单次时长自动规划每次搅拌轴200启动的搅拌次数。上述搅拌轴200停机记录表可以由单次或者数次完整的发酵流程中记录获取，基于至少在一段时间内，发酵的条件和环境是趋于相对稳定的前提，往期记录的搅拌轴200停机数据能够被用于预测或者控制下一次发酵的搅拌方式，因此采用上述记录来归纳预测本次搅拌的停机时间、频次以及时长是能够实现的，并且能够伴随记录的数据增多、人工参与优化度的提升而更加能够贴合于本次的发酵搅拌控制。基于获取的搅拌记录，控制器800能够自动规划每次搅拌的转数，例如可以是基于记录中较长时间开启的时间段，控制器800规划该时间段搅拌应当执行至少一次基本搅拌组的转动，当控制器800在当前选定的“应当执行至少一次基本搅拌组的转动”的时间段内没有检出符合基本搅拌组的转数时，直接向外界发送提示信息。因为，此时控制器800在最有可能会产生至少一次基本搅拌组的时间段类没有发现实际达成了一次基本搅拌组的转数，通过对往期搅拌停机规律的归纳，合理推测后续产生一次达标转数的可能性很低，故在此时间段内直接向外界发出提示或者直接接管搅拌轴200转动以实现至少一次均匀搅拌。上述方案实现了依照搅拌停机历史记录来划分“最适应”的转数检测时机，以实现主动式的监控或者调整，而非被动式的监控或补救式的调整，进而在产生数次搅拌停机的基础上实现对酒糟均匀性的基本保障，有利于酒糟发酵均匀度的提升，有利于出酒品质的均一性。
58.需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本发明公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本发明的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本发明说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。本发明说明书包含多项发明构思，诸如“优选地”、“根据一个优选实施方式”或“可选地”均表示相应段落公开了一个独立的构思，申请人保留根据每项发明构思提出分案申请的权利。