一種相變控溫發(fā)酵裝置制造方法
【專利摘要】一種相變控溫發(fā)酵裝置，包括相變控溫發(fā)酵槽、相變控溫蓋板、控制器，所述相變控溫發(fā)酵槽為雙層嵌套保溫箱體，雙層嵌套保溫箱體之間填充有相變蓄能材料，相變控溫蓋板內(nèi)填充有相變蓄能材料，相變控溫蓋板安裝在相變控溫發(fā)酵槽上，所述相變控溫發(fā)酵槽和相變控溫蓋板內(nèi)均設(shè)有換熱循環(huán)水盤管，所述換熱循環(huán)水盤管的一端通過進水閥與進水管相連，另一端通過出水閥與出水管相連，所述相變控溫發(fā)酵槽的雙層壁面內(nèi)及槽內(nèi)壁面上、相變控溫蓋板內(nèi)均設(shè)有溫度傳感器，溫度傳感器與控制器相連，所述相變控溫發(fā)酵槽的內(nèi)壁面上設(shè)有酸度傳感器，酸度傳感器與控制器相連。本發(fā)明可準(zhǔn)確將發(fā)酵槽內(nèi)的發(fā)酵液的溫度場均勻地控制在適宜的范圍，提高出酒率和酒的品質(zhì)。
【專利說明】一種相變控溫發(fā)酵裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種發(fā)酵裝置，特別是涉及一種相變控溫發(fā)酵裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 在生產(chǎn)大曲酒時，如發(fā)酵溫度控制適宜，發(fā)酵時間適當(dāng)延長，則產(chǎn)品質(zhì)量較高而味 濃郁；如發(fā)酵溫度偏低，時間短，酒味就淡薄。所以，各種名酒、優(yōu)質(zhì)酒的發(fā)酵周期都比較長。
[0003] 在生產(chǎn)麩曲白酒時，要使霉菌和酵母菌在整個發(fā)酵中充分發(fā)揮作用，必須給它們 創(chuàng)造適宜的條件。入窖溫度的高低是影響出酒率的重要環(huán)節(jié)。發(fā)酵溫度過高，侵入的雜菌 大量繁殖，通過細菌的作用，會生成較多的苦味和異味，出酒率也較低。低溫入窖，由于酵母 不易衰老，雜菌也不易繁殖，糖化發(fā)酵徹底，使淀粉得以充分利用。因此，采用低溫入窖可以 保證生產(chǎn)的均衡性，多產(chǎn)酒。在高溫季節(jié)，往往采用人工調(diào)溫和使用冰鎮(zhèn)水來降低入窖溫 度，并采取調(diào)整配料比例，降低淀粉濃度，減少麩曲和酒母用量，以縮短發(fā)酵期、調(diào)整工作時 間等措施，盡量達到低溫入窖的要求。
[0004] 人工調(diào)溫，目前的方法，有傳統(tǒng)的利用土壤傳熱的埋地窖池，也有利用中央空調(diào)系 統(tǒng)對發(fā)酵槽進行降溫的空調(diào)恒溫發(fā)酵車間。傳統(tǒng)方法節(jié)能環(huán)保，但需選擇季節(jié)生產(chǎn)，對窖池 溫度也無法準(zhǔn)確控制?？照{(diào)恒溫發(fā)酵車間需要有低溫冷凍水作為供冷來源，其造價和能耗 都較高。
[0005] 酸度也是白酒生產(chǎn)發(fā)酵過程的重要指標(biāo)。適當(dāng)?shù)乃岫饶芊€(wěn)定窖內(nèi)升溫達到發(fā)酵過 程"前緩中挺"，有利于淀粉糊化水解生成可發(fā)酵性糖，在酵母菌的作用下生成乙醇，抑制發(fā) 酵過程中的雜菌生長，促進酒中的各種香味物質(zhì)生成。溫度與酸度的關(guān)系：入池溫度高，前 期發(fā)酵升溫猛，生酸幅度大，導(dǎo)致產(chǎn)酸快，酸度高。若入池溫度低，酸度大會導(dǎo)致發(fā)酵升溫緩 慢或不升溫而"掉排"。相反，若入池溫度高，酸度低，會造成前期升溫過猛，也一樣使生酸幅 度加大，降低出酒率，影響產(chǎn)品質(zhì)量。
[0006] 相變材料（Phase Change Materials，簡稱PCM)，是指隨溫度變化而改變形態(tài)并 能提供潛熱的物質(zhì)。相變材料由固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)或由液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)的過程稱為相變過程。 相變過程中，相變材料將吸收或釋放大量的潛熱。所以，單位體積、單位質(zhì)量的相變材料 蓄能的量遠遠高于溫差蓄能。按照材質(zhì)分，相變材料可分為有機（Organic)相變材料和 無機（Inorganic)相變材料；按照相變機理分，可分為水合（Hydrated)相變材料和錯質(zhì) (Paraffin Wax)相變材料。隨著科技的進步，科研人員目前逐漸研制出了多種高溫相變蓄能 材料，相變溫度高于〇°C，可在5°C?40°C之間，相變溫度范圍涵蓋了白酒發(fā)酵適宜的溫度 范圍。由于相變蓄能材料的大相變潛熱，用相變蓄能材料制成的容器具有很好的保持溫度 的特性，典型的例子就是把飲料放到冰桶中（冰就是一種最常見的相變材料)，即使在炎熱 的夏季，飲料也能長時間保持低溫。
[0007] CN203187666U于2013年09月11日公開了一種相變儲能恒溫發(fā)酵罐，該罐體采用 了在常規(guī)的發(fā)酵罐外壁側(cè)面包覆一層復(fù)合相變儲能材料儲能，最外層包覆保溫層保溫，使 其具有加熱和吸熱降溫的作用，減少發(fā)酵中能源的消耗和冷卻水的使用。但該發(fā)酵罐缺乏 合理的換熱自動控制措施，且蛇形換熱管是安裝在發(fā)酵罐內(nèi)，包裹蛇形換熱管外壁的發(fā)酵 液的溫度必然無限接近于蛇形換熱管外壁的溫度，而距離蛇形換熱管外壁較遠的發(fā)酵液的 溫度必然差別較大，并無法對相變材料的溫度進行控制，因而不能準(zhǔn)確地將發(fā)酵槽內(nèi)的發(fā) 酵液的溫度場均勻地控制在適宜的范圍，進而影響出酒率和酒的品質(zhì)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種可準(zhǔn)確將發(fā)酵槽內(nèi)的發(fā)酵液的溫度場均 勻地控制在適宜的范圍，提高出酒率和酒的品質(zhì)的相變控溫發(fā)酵槽。
[0009] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種相變控溫發(fā)酵裝置，包括相變 控溫發(fā)酵槽、相變控溫蓋板和控制器，所述相變控溫發(fā)酵槽為雙層嵌套保溫箱體，所述雙層 嵌套保溫箱體之間填充有相變蓄能材料，所述相變控溫蓋板內(nèi)填充有相變蓄能材料，所述 相變控溫蓋板安裝在相變控溫發(fā)酵槽上，所述相變控溫發(fā)酵槽和相變控溫蓋板內(nèi)均設(shè)有換 熱循環(huán)水盤管，所述換熱循環(huán)水盤管的一端通過進水閥與進水管相連，另一端通過出水閥 與出水管相連，所述相變控溫發(fā)酵槽的雙層壁面內(nèi)及槽內(nèi)壁面上、相變控溫蓋板內(nèi)均設(shè)有 溫度傳感器，所述溫度傳感器與控制器相連，所述相變控溫發(fā)酵槽的內(nèi)壁面上設(shè)有酸度傳 感器，所述酸度傳感器與控制器相連。
[0010] 進一步，所述相變控溫蓋板為六面體箱體。
[0011] 進一步，所述相變控溫發(fā)酵槽的底部設(shè)有帶泄流閥的泄流管。
[0012] 進一步，所述相變控溫發(fā)酵槽與相變控溫蓋板接觸的位置粘貼有橡膠密封墊。
[0013] 進一步，所述相變控溫蓋板上設(shè)有4個吊裝環(huán)。
[0014] 進一步，所述相變蓄能材料的厚度為150?200mm。
[0015] 進一步，所述進水閥和出水閥均為電動閥。
[0016] 進一步，所述換熱循環(huán)水盤管為兩組，相對布置在相變控溫發(fā)酵槽的雙層壁面內(nèi)。
[0017] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點： 1、控溫效果好，相較傳統(tǒng)的埋地發(fā)酵槽和空調(diào)恒溫發(fā)酵車間內(nèi)與空氣換熱的發(fā)酵槽， 本發(fā)明各個壁面均設(shè)有相變蓄能材料和換熱循環(huán)水盤管，實現(xiàn)六個面全面控溫，有利于實 現(xiàn)將發(fā)酵槽內(nèi)的發(fā)酵液的溫度場均勻地控制在適宜的范圍，發(fā)酵槽控溫效果更好。
[0018] 2、自動化程度高，本發(fā)明設(shè)有控制器、溫度傳感器、酸度傳感器以及進水電動閥、 出水電動閥，可對系統(tǒng)的循環(huán)水量進行智能控制，使發(fā)酵槽的溫度處在合理的水平，自動化 程度高，控制科學(xué)合理。
[0019] 3、節(jié)約能耗，本發(fā)明利用相變蓄能材料潛熱大的特性，可根據(jù)溫度傳感器的信號 利用控制器控制進水電動閥、出水電動閥動作，使換熱循環(huán)水盤管自動選擇變流量運行或 間歇運行(例如，在夜間低谷電時段運行)，不必一直保持換熱循環(huán)水盤管處于額定流量換 熱狀態(tài)，可有效節(jié)約換熱系統(tǒng)循環(huán)能耗和電費。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020] 圖1為本發(fā)明實施例的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖中：1-相變控溫發(fā)酵槽，2-相變控溫蓋板，3-相變蓄能材料，4-換熱循環(huán)水盤管， 5-進水電動閥，6-進水管，7-出水電動閥，8-出水管，9-溫度傳感器，10-酸度傳感器， 11-控制器，12-吊裝環(huán)，13-帶泄流閥的泄流管。

【具體實施方式】
[0021] 以下結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0022] 參照附圖，本實施例之相變控溫發(fā)酵裝置，包括相變控溫發(fā)酵槽1、相變控溫蓋板 2、控制器11，所述相變控溫發(fā)酵槽1為雙層嵌套保溫箱體，所述雙層嵌套保溫箱體之間填 充有相變蓄能材料3,所述相變控溫蓋板2內(nèi)填充有相變蓄能材料3,所述相變控溫蓋板2 安裝在相變控溫發(fā)酵槽1上；所述相變控溫發(fā)酵槽1和相變控溫蓋板2內(nèi)均設(shè)有換熱循環(huán) 水盤管4,所述換熱循環(huán)水盤管4的一端通過進水電動閥5與進水管6相連，另一端通過出 水電動閥7與出水管8相連；所述相變控溫發(fā)酵槽1的雙層壁面內(nèi)及槽內(nèi)壁面上、相變控溫 蓋板2內(nèi)均設(shè)有溫度傳感器9,所述溫度傳感器9與控制器11相連；所述相變控溫發(fā)酵槽1 的內(nèi)壁面上設(shè)有酸度傳感器10,所述酸度傳感器10與控制器11相連。
[0023] 所述相變控溫蓋板2為六面體箱體。
[0024] 所述相變控溫發(fā)酵槽1的底部設(shè)有帶泄流閥的泄流管13,可在沖洗、清理時進行 泄水。
[0025] 所述相變控溫發(fā)酵槽1與相變控溫蓋板2接觸的位置粘貼有橡膠密封墊。
[0026] 所述相變控溫蓋板2上設(shè)有4個吊裝環(huán)12。
[0027] 所述換熱循環(huán)水盤管4為兩組，相對布置在相變控溫發(fā)酵槽1的雙層壁面內(nèi)。
[0028] 本發(fā)明相變控溫發(fā)酵槽1和相變控溫蓋板2可使用不銹鋼板制造。每個面之間可 焊接連接。填充相變蓄能材料厚度一般在150?200mm之間（也可根據(jù)需要加厚，最大不超 過400_)，相變控溫發(fā)酵槽口部雙層窖槽板之間使用不銹鋼板條焊接封口后，粘貼橡膠密 封墊。相變控溫蓋板2放置在相變控溫發(fā)酵槽1之上時，由于重力作用擠壓橡膠密封墊，可 將相變控溫發(fā)酵槽1與外界完全封閉。
[0029] 本發(fā)明相變蓄能材料3的相變溫度根據(jù)發(fā)酵需要靈活選擇。入糧發(fā)酵時，槽頂部 糧食覆蓋PE塑料薄膜密封。
[0030] 本發(fā)明溫度傳感器9對槽內(nèi)的水溫或發(fā)酵物溫度進行測量，并將測量結(jié)果傳輸至 控制器11。溫度傳感器9可使用PtlOOO鉬電阻、配套溫度變送器制成。
[0031] 本發(fā)明酸度傳感器10對槽內(nèi)的酸度進行測量，并將測量結(jié)果傳輸至控制器11。
[0032] 本發(fā)明設(shè)有控制器11，根據(jù)溫度傳感器9、酸度傳感器10的參數(shù)，控制進水電動閥 5、出水電動閥7動作，科學(xué)合理控制系統(tǒng)進行換熱，將槽內(nèi)溫度控制在適宜的水平?？刂破?11可使用現(xiàn)有技術(shù)制成，比如使用基于通用PLC的智能控制器制成，控制程序可使用PLC廠 家配套的開發(fā)工具根據(jù)本說明書編制。本發(fā)明可通過電動閥的開啟度的變化對進入相變控 溫發(fā)酵槽1和相變控溫蓋板2內(nèi)的換熱循環(huán)水盤管4水流量進行按需控制。當(dāng)槽內(nèi)溫度超 出規(guī)定范圍時，電動閥開度加大，循環(huán)水流量加大。當(dāng)槽內(nèi)溫度在適宜范圍內(nèi)時，電動閥開 度減小，循環(huán)水流量減小，循環(huán)能耗降低，系統(tǒng)節(jié)能運行。
[0033] 本發(fā)明的尺寸根據(jù)產(chǎn)量需要確定，本發(fā)明中相變控溫發(fā)酵槽長邊凈尺寸應(yīng)在發(fā)酵 槽雙層殼之間填充相變蓄能材料厚度的12?15倍之間。將相變控溫蓋板2吊裝放置在相 變控溫發(fā)酵槽1上時，可使用釀酒長廠房內(nèi)的起重行車吊裝。
[0034] 本發(fā)明相變控溫發(fā)酵槽采用雙層壁面內(nèi)填充相變蓄能材料的槽體，使用循環(huán)水對 發(fā)酵槽壁面內(nèi)填充的相變蓄能材料進行對流換熱，設(shè)有各種溫度傳感器、酸度傳感器、電動 閥以及控制器，利用相變蓄熱材料在相變點的恒溫蓄能特性，可準(zhǔn)確將發(fā)酵槽的溫度控制 在適宜的范圍，提高出酒率和酒的品質(zhì)。研究實踐表明，使用本發(fā)明采用固態(tài)法釀造白酒 時，可提高釀酒出酒率10%，并合理控制酒液中的乙酸含量（〈2. 8g/L)，提高酒液中的乙脂 含量（>2. 3g/L)，使酒的香氣和口感更佳。
【權(quán)利要求】
1. 一種相變控溫發(fā)酵裝置，包括相變控溫發(fā)酵槽、控制器，其特征在于：還設(shè)有相變控 溫蓋板，所述相變控溫發(fā)酵槽為雙層嵌套保溫箱體，所述雙層嵌套保溫箱體之間填充有相 變蓄能材料，所述相變控溫蓋板內(nèi)填充有相變蓄能材料，所述相變控溫蓋板安裝在相變控 溫發(fā)酵槽上，所述相變控溫發(fā)酵槽和相變控溫蓋板內(nèi)均設(shè)有換熱循環(huán)水盤管，所述換熱循 環(huán)水盤管的一端通過進水閥與進水管相連，另一端通過出水閥與出水管相連，所述相變控 溫發(fā)酵槽的雙層壁面內(nèi)及槽內(nèi)壁面上、相變控溫蓋板內(nèi)均設(shè)有溫度傳感器，所述溫度傳感 器與控制器相連，所述相變控溫發(fā)酵槽的內(nèi)壁面上設(shè)有酸度傳感器，所述酸度傳感器與控 制器相連。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的相變控溫發(fā)酵裝置，其特征在于：所述相變控溫蓋板為六面 體箱體。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的相變控溫發(fā)酵裝置，其特征在于：所述相變控溫發(fā)酵槽 的底部設(shè)有帶泄流閥的泄流管。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的相變控溫發(fā)酵裝置，其特征在于：所述相變控溫發(fā)酵槽 與相變控溫蓋板接觸的位置粘貼有橡膠密封墊。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的相變控溫發(fā)酵裝置，其特征在于：所述相變控溫蓋板上 設(shè)有4個吊裝環(huán)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的相變控溫發(fā)酵裝置，其特征在于：所述相變蓄能材料的 厚度為150?200_。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的相變控溫發(fā)酵裝置，其特征在于：所述進水閥和出水閥 均為電動閥。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的相變控溫發(fā)酵裝置，其特征在于：所述換熱循環(huán)水盤管 為兩組，相對布置在相變控溫發(fā)酵槽的雙層壁面內(nèi)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的相變控溫發(fā)酵裝置，其特征在于：所述換熱循環(huán)水盤管為兩 組，相對布置在相變控溫發(fā)酵槽的雙層壁面內(nèi)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的相變控溫發(fā)酵裝置，其特征在于：所述換熱循環(huán)水盤管為兩 組，相對布置在相變控溫發(fā)酵槽的雙層壁面內(nèi)。
【文檔編號】C12G3/02GK104152322SQ201410427236
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年8月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月28日
【發(fā)明者】李振來, 王寬, 李振雷, 胡樂元, 宋偉 申請人:湖南省工業(yè)設(shè)備安裝有限公司