一种分阶段控制卧式固态发酵系统技术方案

一种分阶段控制卧式固态发酵系统，至少包括，发酵罐体，其用于放置酒糟，发酵罐体内设置有沿其轴向排列的搅拌轴，搅拌轴穿出发酵罐体的两端并且被配置为能够沿其轴向执行自转以通过其径向上设置的叶片搅动发酵罐体内酒糟的结构，其中，发酵罐体远离地面的一端设置有三通管，其一端连通至发酵罐体内，另外两端分别可控开闭地连通至外界大气和抽气部，其中，当罐内处于发酵前期阶段时，基于可控开闭的三通管，发酵罐体仅通过与外界大气连通的通路与外界大气连通已形成缺氧环境；当罐内处于发酵中期阶段时，基于可控开闭的三通管，发酵罐体仅通过与抽气部连通的通路被抽气部处理为厌氧环境。氧环境。氧环境。

【技术实现步骤摘要】
一种分阶段控制卧式固态发酵系统


[0001]本专利技术涉及酒发酵酿造领域，尤其涉及一种分阶段控制卧式固态发酵系统。

技术介绍

[0002]固态发酵技术在白酒、酱醋等传统食品生产领域广泛应用，尤其是浓香型白酒的生产的核心工艺。
[0003]随着科学技术的发展，传统酿制行业也逐步向机械化、自动化、智能化改进，以泸州老窖等为代表的名酒企业建立了现代化的酿酒产业基地，为白酒产业升级起到了带头示范作用。然而，业内仍然未能实现传统发酵窖池的机械化、自动化和智能化改造，存在操作方式粗放、生产效率低下、人工成本高、产品质量不稳定、发酵过程黑箱操作等问题，制约了白酒产业的现代化改造和制造升级。对于传统泥坑发酵池，一旦填入糟醅后即无法采取后续调控措施，只能任其自然发酵完成，导致不同温度季节或不同作坊地点的窖池发酵质量差异较大。
[0004]在发酵过程中，随着微生物的生长繁殖，在微生物酶的作用下，固态粮食糟醅中的淀粉、蛋白质等物质发生水解，引起大量乙醇、有机酸和酯类物质水解产物在重力作用下逐渐沉积于窖池下层，而其所产生的CO2和低沸点物质随着窖池内部发酵温度的升高，多聚集在发酵池的上层。
[0005]文献《多粮浓香型白酒高窖帽生产工艺糟醅理化指标分析》[酿酒科技.2012年第7期:79
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81]中吴树平等对比固态发酵窖池中单口窖池上、中、下层糟醅理化指标，发现同一发酵期，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。这表明在同一口窖池中，下层的发酵情况好于中层，中层的发酵情况好于上层，体现了发酵先后过程和发酵层次情况。同时，对单口窖池上、中、下层靠壁和中心糟醅的理化指标发现，除上层糟醅外，中、下层均是靠壁糟醅发酵情况要优于中心糟醅发酵情况。主要是由于靠壁糟醅与己酸菌和其他窖泥功能菌接触充分，使得靠壁的糟醅发酵更加充分，产香情况更理想。而上层糟醅由于均未与窖泥过多接触，所以优势并不明显，这也充分表明粮食糟醅中功能性微生物的快速稳定繁殖发酵对浓香型白酒品质的提升具有重要意义。
[0006]文献《浓香型白酒传统封窖方式与新型封窖方式的对比研究》[食品工业科技.2015.23，36)]赵扬扬等研究结果同样表明，同一窖池内相同发酵时期不同层次糟醅之间理化指标及微生物含量不同。
[0007]因此，在传统泥窖窖池中，上层、中层和下层的粮食糟醅所含的水分不同，引起乙醇、有机酸酯和溶氧等关键底物浓度不同，加之靠近窖池边沿的粮食糟醅的微生物增长速度显著快于窖池中心的微生物生长速度，导致了泥坑内不同部位的粮食糟醅发酵过程不一致，同时引起后期蒸馏过程因粮食糟醅物理化学性质不同导致的蒸馏出酒量下降。
[0008]同时现有传统酿制技术中，由于粮食糟醅经过泥窖发酵后上层、中层和下层的粮食糟醅所含的水分和功能性物质含量不同，在出窖后需要将粮食糟醅通过上下层位置换位
堆放一定时间，使粮食糟醅的组分尽可能一致，以尽可能的避免在蒸酒时由于糟醅的成分不一导致的出酒率降低现象。
[0009]本专利技术旨在开发一种固态发酵装置，通过控制机械搅拌，使发酵装置内的固态粮食糟醅的克服空间(上层、中层、下层、边沿和中心)引起的差异性，进而使粮食糟醅的水分、微生物含量、乙醇和有机酸酯均匀一致，保持粮食糟醅发酵过程的一致性和稳定性，实现规范、规模化稳定生产。
[0010]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专利技术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，然而这绝非本专利技术不具备这些现有技术的特征，相反本专利技术已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在
技术介绍
中增加相关现有技术之权利。

技术实现思路

[0011]针对现有技术之不足，本专利技术提供了一种分阶段控制卧式固态发酵系统，至少包括，
[0012]发酵罐体，其用于放置酒糟，发酵罐体内设置有沿其轴向排列的搅拌轴，搅拌轴穿出发酵罐体的两端并且被配置为能够沿其轴向执行自转以通过其径向上设置的叶片搅动发酵罐体内酒糟的结构，其中，发酵罐体远离地面的一端设置有三通管，其一端连通至发酵罐体内，另外两端分别可控开闭地连通至外界大气和抽气部，其中，当罐内处于发酵前期阶段时，基于可控开闭的三通管，发酵罐体仅通过与外界大气连通的通路与外界大气连通已形成缺氧环境；当罐内处于发酵中期阶段时，基于可控开闭的三通管，发酵罐体仅通过与抽气部连通的通路被抽气部处理为厌氧环境。
[0013]优选地，三通管的第一端口与发酵罐体内部连通，第二端口与外界大气连通，以形成发酵罐体与外界大气连通的通路，其中，在通路中还设置有空气滤芯，在“发酵罐体仅通过与外界大气连通的通路与外界大气连通”的情况下，空气滤芯被构造为能够对外界大气进入发酵罐体内的空气进行过滤。
[0014]优选地，罐内设置有用于检测罐内气压的气压表，还设置有控制器，其电连接至气压表以获取发酵罐体内的气压，并且其被构造为能够控制三通管中任意通路的开闭，当发酵罐体内气压值超出预设值时，控制器控制发酵罐体仅与抽气部连通并且控制抽气部开启抽气，从而使得发酵罐体内的气压将低至预设值之下。
[0015]优选地，控制器还被配置为能够控制搅拌轴的转速，当发酵罐体内酒糟发酵产生二氧化碳以造成罐内气压呈阶段性变化时，控制器基于罐内气压所处的气压区间来控制搅拌轴的转速和/或三通管的通断，其中，被控的搅拌轴转速与气压区间的阶段性变化呈正相关。
[0016]优选地，发酵罐体内气压至少在第一气压区间、第二气压区间和第三气压区间逐级递升变化，且在气压在第三气压区间的情况下，控制器控制搅拌轴转速达到最大区间以及控制三通管仅开启发酵罐体连通至抽气部的通路，从而使得发酵过程以非停机的方式藉由搅拌产生的旋转切向力对微生物的活性降低和/或罐内上层团聚的含热气体被抽出的方式将气压降低至第一或第二气压区间。
[0017]本方案中，考虑到发酵产生的热量总是伴随热气体而团聚在罐体内的上层空间
内，因此，有别于常规的发酵方案，当气压超限，同时温度超限时，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升温性不可恢复的失活，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；并且同时开启抽气部进行强制气体排出，有利于进一步散热。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本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种分阶段控制卧式固态发酵系统，至少包括，发酵罐体(100)，其用于放置酒糟，其特征在于，所述发酵罐体(100)内设置有沿其轴向排列的搅拌轴(200)，所述搅拌轴(200)穿出所述发酵罐体(100)的两端并且被配置为能够沿其轴向执行自转以通过其径向上设置的叶片(300)搅动所述发酵罐体(100)内酒糟的结构，其中，所述发酵罐体(100)远离地面的一端设置有三通管(700)，其一端连通至所述发酵罐体(100)内，另外两端分别可控开闭地连通至外界大气和抽气部(800)，其中，当罐内处于发酵前期阶段时，基于可控开闭的所述三通管(700)，所述发酵罐体(100)仅通过与外界大气连通的通路与外界大气连通已形成缺氧环境；当罐内处于发酵中期阶段时，基于可控开闭的所述三通管(700)，所述发酵罐体(100)仅通过与所述抽气部(800)连通的通路被所述抽气部(800)处理为厌氧环境。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述三通管(700)的第一端口(710)与所述发酵罐体(100)内部连通，第二端口(720)与外界大气连通，以形成所述发酵罐体(100)与外界大气连通的通路，其中，在通路中还设置有空气滤芯，在“所述发酵罐体(100)仅通过与外界大气连通的通路与外界大气连通”的情况下，所述空气滤芯被构造为能够对外界大气进入所述发酵罐体(100)内的空气进行过滤。3.根据前述权利要求之一所述的系统，其特征在于，所述罐内设置有用于检测罐内气压的气压表(900)，还设置有控制器，其电连接至所述气压表(900)以获取所述发酵罐体(100)内的气压，并且其被构造为能够控制所述三通管(700)中任意通路的开闭，当所述发酵罐体(100)内气压值超出预设值时，所述控制器控制所述发酵罐体(100)仅与所述抽气部(800)连通并且控制所述抽气部(800)开启抽气，从而使得所述发酵罐体(100)内的气压将低至所述预设值之下。4.根据前述权利要求之一所述的系统，其特征在于，所述控制器还...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷翔云，熊燕飞，邓波，任剑波，彭远松，曾珊，魏万涛，颜禹，
申请(专利权)人：泸州老窖股份有限公司，
类型：发明
国别省市：