專(zhuān)利名稱(chēng)：一種在醬油生產(chǎn)過(guò)程中回收乙醇的方法及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于發(fā)酵工藝領(lǐng)域，具體涉及一種在醬油生產(chǎn)過(guò)程中回收乙醇的方法及設(shè)備。
背景技術(shù)：
醬油是我國(guó)一種傳統(tǒng)釀造調(diào)味品，也是東方飲食必不可少的調(diào)味品。典型的醬油分為生抽和老抽兩大類(lèi)?，F(xiàn)代老抽生產(chǎn)工藝通常是通過(guò)將生抽和焦糖色一起調(diào)配，再經(jīng)過(guò)濃縮工序，才制作出體態(tài)濃稠的老抽產(chǎn)品，因此制作老抽的過(guò)程中應(yīng)當(dāng)有一濃縮程序。最初的老抽濃縮是在開(kāi)口的煮鍋中進(jìn)行的，即通過(guò)在開(kāi)口的煮鍋中加熱混合液蒸發(fā)水分而濃縮成老抽產(chǎn)品；現(xiàn)在通常采用真空濃縮鍋進(jìn)行老抽濃縮，即在密閉的濃縮鍋內(nèi)通過(guò)抽真空加速水分蒸發(fā)，從而加快濃縮速度。由于采用了抽真空，能夠快速降低水蒸氣的分壓，加速蒸發(fā)的同時(shí)還可以適度降低濃縮溫度，減少因高溫對(duì)醬油風(fēng)味的影響。然而，真空濃縮鍋的蒸發(fā)面積取決于容器的截面積，其蒸發(fā)面積有限，蒸發(fā)效率低，蒸汽消耗量大， 不能滿(mǎn)足現(xiàn)代化大規(guī)模生產(chǎn)的要求?，F(xiàn)在醬油濃縮生產(chǎn)已開(kāi)始使用蒸發(fā)面積大，生產(chǎn)效率快的降膜濃縮方法。醬油在發(fā)酵過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生少量酒精，這些酒精是高鹽稀態(tài)發(fā)酵醬油的風(fēng)味成分之一。在濃縮程序之后，在對(duì)冷凝水的采樣中發(fā)現(xiàn)，其中含有1.5 5%不等的酒精，且具有醬油典型的香味。然而，通常是將產(chǎn)生的冷凝水集中收集后輸送到廢水處理廠處理達(dá)標(biāo)后排放，造成資源的浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是針對(duì)以上要解決的技術(shù)問(wèn)題，提供一種能夠在醬油生產(chǎn)過(guò)程中有效回收乙醇、增加生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益的方法。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種專(zhuān)用于該方法的設(shè)備。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下本發(fā)明提供了一種在醬油生產(chǎn)過(guò)程中回收乙醇的方法，包括以下步驟(1)使用降膜濃縮方式對(duì)醬油進(jìn)行濃縮，產(chǎn)生冷凝液；(2)收集冷凝水，蒸餾出不同濃度的酒精液；(3)收集酒精液，按所需規(guī)格進(jìn)行調(diào)配，制成成品酒精。作為一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述步驟(1)中使用雙效降膜濃縮方式。作為一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述步驟(1)中的濃縮溫度低于70°C。作為一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述步驟(2)中的蒸餾溫度為70 100°C。作為一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述步驟(2)中的冷凝水的酒精度為1-7% V/V。作為一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述步驟(3)中的酒精液的酒精度為30 70% V/V。本發(fā)明還提供了一種專(zhuān)用于在醬油生產(chǎn)過(guò)程中回收乙醇的設(shè)備，該設(shè)備包括降膜濃縮裝置和乙醇回收裝置，所述降膜濃縮裝置的冷凝水出水口與所述乙醇回收裝置的進(jìn)料口相連接。作為上述設(shè)備的一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述的降膜濃縮裝置上設(shè)有一自動(dòng)在線(xiàn)沖洗 直ο作為上述設(shè)備的一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述的乙醇回收裝置包括通過(guò)管路依次相連的再沸器、蒸餾塔筒體和臥式冷凝器。進(jìn)一步的，所述的降膜濃縮裝置為雙效降膜濃縮裝置。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下明顯有益效果(1)本發(fā)明是對(duì)在醬油濃縮過(guò)程中產(chǎn)生的冷凝水進(jìn)行酒精回收，既可回收酒精進(jìn)行廢物利用，提高生產(chǎn)效益，又可減少?gòu)U物排放，減輕污水處理的負(fù)荷，節(jié)省能源，保護(hù)環(huán)境；(2)本發(fā)明工藝流程步驟合理，簡(jiǎn)便易操作；(3)采用降膜濃縮方式，酒精的回收效率高；(4)本發(fā)明的酒精回收設(shè)備能夠在不停機(jī)的情況下實(shí)現(xiàn)自動(dòng)在線(xiàn)沖洗，并有效防止在降膜濃縮過(guò)程中由于結(jié)鹽而堵塞管道的問(wèn)題。


圖1是本發(fā)明的雙效降膜濃縮裝置的的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。圖2是本發(fā)明的設(shè)有自動(dòng)在線(xiàn)沖洗裝置的雙效降膜濃縮裝置的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。圖3是本發(fā)明提供的乙醇回收裝置的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳述。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的實(shí)施例僅僅是用以解釋本發(fā)明的設(shè)計(jì)，并不用于限定本發(fā)明。實(shí)施例1本發(fā)明采用專(zhuān)用的設(shè)備對(duì)醬油生產(chǎn)過(guò)程中的乙醇進(jìn)行回收，所采用的專(zhuān)用設(shè)備包括降膜濃縮裝置和乙醇回收裝置，所述降膜濃縮裝置的冷凝水出水口與所述乙醇回收裝置的進(jìn)料口相連接。首先，將待濃縮醬油通過(guò)降膜濃縮設(shè)備進(jìn)行濃縮。所述降膜濃縮設(shè)備優(yōu)選為雙效降膜濃縮設(shè)備，濃縮后所得到的冷凝水的酒精度為約1-7% V/V。此處，酒精度的定義為酒中所含酒精的體積百分比。降膜濃縮技術(shù)是一種新型高效的濃縮技術(shù)，通常用于果汁、牛奶的濃縮。這種濃縮方式是待濃縮液沿蒸發(fā)器內(nèi)部列管內(nèi)表面均勻流下，這樣在列管內(nèi)表面形成一層液膜，該液膜在蒸汽加熱和抽真空條件下，快速蒸發(fā)水分，同時(shí)產(chǎn)生的二次蒸汽還可以作為下一蒸發(fā)器的加熱熱源。其蒸發(fā)面積比真空濃縮鍋的蒸發(fā)面積顯著增加，蒸發(fā)速度加快，且蒸汽使用效率顯著增加，可以進(jìn)行連續(xù)濃縮。通常而言，濃縮設(shè)備的效數(shù)越多，效率和能效越高，但整體一次性投入越大，鑒于老抽濃縮要求蒸發(fā)量不大，同時(shí)濃縮溫度要求在70°C以下，因此本發(fā)明優(yōu)選使用雙效降膜濃縮設(shè)備。該雙效降膜濃縮設(shè)備的具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。值得注意的是，由于醬油不同于果汁、牛奶等材料，因而對(duì)濃縮設(shè)備要求也有所不同。首先，醬油本身偏酸性，因此濃縮設(shè)備中和醬油接觸的部分材料要具有一定耐酸性；其次，醬油含鹽量較高，一般達(dá)到15-20% (重量)，濃縮設(shè)備和醬油接觸部分材料要能夠耐受鹽溶液腐蝕；再次，醬油中的鹽分在濃縮時(shí)濃度會(huì)進(jìn)一步提高，超過(guò)飽和濃度時(shí)會(huì)結(jié)晶析出，如果過(guò)量析出則會(huì)在蒸發(fā)管表面沉積，逐步導(dǎo)致列管堵塞，降低濃縮效率，最后導(dǎo)致停機(jī)；最后，醬油中的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)對(duì)醬油的品質(zhì)十分重要，如果過(guò)度損失，則會(huì)嚴(yán)重影響老抽品種，因此在設(shè)備設(shè)計(jì)時(shí)要盡量平衡蒸發(fā)效率和風(fēng)味損失的關(guān)系。這些都是在選擇本發(fā)明較佳實(shí)施方式時(shí)所應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步考慮到的問(wèn)題。 作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，該雙效降膜濃縮裝置應(yīng)當(dāng)能夠耐受醬油偏酸和高鹽含量的介質(zhì)條件，優(yōu)選其與醬油接觸部分的材料采用316L不銹鋼，其他材料則采用304不銹鋼；對(duì)于該設(shè)備列管內(nèi)表面應(yīng)當(dāng)進(jìn)行機(jī)械拋光和電解拋光處理，以增加內(nèi)表面光潔度，減少鹽析出后在管內(nèi)壁附著的機(jī)會(huì)；在確保蒸發(fā)面積和蒸發(fā)速度的情況下，盡量增大列管直徑， 以降低因鹽析出而導(dǎo)致堵塞的機(jī)會(huì)，優(yōu)選的列管直徑為5 8. 5厘米；最高的加熱溫度優(yōu)選不超過(guò)70°C;設(shè)置濃縮液自動(dòng)回流控制系統(tǒng)，以確保濃縮出來(lái)的產(chǎn)品達(dá)到所要求的濃度。為便于說(shuō)明，本發(fā)明所采用的雙效降膜濃縮裝置的結(jié)構(gòu)大致如圖1所示，其主要包括依次相連的I效加熱器1、I效蒸發(fā)室2、II效加熱器3、II效蒸發(fā)室4、一級(jí)預(yù)熱器6和列管式冷凝器7，所述II效加熱器3上還設(shè)有二級(jí)預(yù)熱器5。該雙效降膜濃縮裝置的其他次要結(jié)構(gòu)和部件與現(xiàn)有技術(shù)中的降膜濃縮裝置實(shí)質(zhì)上相同，并不決定性地影響本發(fā)明的技術(shù)效果， 因此在圖1中省略未示出。本發(fā)明最優(yōu)選的實(shí)施方式中，雙效降膜濃縮裝置的各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)如下蒸發(fā)量為 2500kg/h，進(jìn)料溫度為約20°C，進(jìn)料量為約10000kg/h，進(jìn)料密度為約1. 220-1. 230g/ml,出料溫度為約50°C，進(jìn)料量為約7500kg/h，出料濃度為約1. 285-1. 300g/ml, I效加熱蒸汽壓力為約0. 08MPa, I效蒸發(fā)壓力為約0. 079MPa, I效蒸發(fā)溫度為62°C，II效加熱蒸汽壓力為約-0. 079MPa, II效蒸發(fā)壓力為約_0. 088MPa, II效蒸發(fā)溫度為約50°C，用于蒸發(fā)的蒸汽耗量為約1400kg/h，用于預(yù)熱的蒸汽耗量為約200kg/h，單位水分蒸發(fā)量蒸汽耗量為0. 56kg/ kg蒸發(fā)水，冷卻水耗量為60-80t/h (進(jìn)水溫度31°C，出水溫度40°C )。由于老抽醬油中一般含有15 20% (重量)的食鹽，當(dāng)醬油濃縮時(shí)，食鹽濃度快速增大到飽和狀態(tài)后就會(huì)結(jié)晶析出，從而影響蒸發(fā)管通量甚至將其完全堵死，因此優(yōu)選在雙效降膜濃縮設(shè)備的I效蒸發(fā)室2和II效蒸發(fā)室4中增設(shè)一個(gè)自動(dòng)在線(xiàn)沖洗裝置。設(shè)有自動(dòng)在線(xiàn)沖洗裝置在雙效降膜濃縮裝置在結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖2所示。該自動(dòng)在線(xiàn)沖洗裝置用于在降膜濃縮過(guò)程中防止結(jié)鹽堵塞，通常裝設(shè)于降膜濃縮裝置的加熱器上，其包括設(shè)于I效蒸發(fā)室2或II效蒸發(fā)室4下方的水箱401，該水箱401具有進(jìn)水口 4011和排水口 4012 ；分布器404，該分布器404設(shè)于降膜濃縮裝置的I效加熱器1或II效加熱器3頂端，用于將由沖洗管道405噴出的液體均勻地分散在各條降膜列管中；通過(guò)沖洗管道405，將下方的水箱401和上方的分布器404相連；靠近水箱401處設(shè)有一離心泵402，該離心泵402 —端通過(guò)沖洗管道405與所述水箱401相連，另一端通過(guò)沖洗管道405與所述分布器404相連，該離心泵402用于將所述水箱401中的水泵至所述分布器404中；該離心泵402的功率優(yōu)選為4. 5 8千瓦，最優(yōu)選為5. 5千瓦。該裝置還包括至少一個(gè)調(diào)節(jié)閥403，其設(shè)于所述沖洗管道405上，用于調(diào)節(jié)管道的開(kāi)閉和水的流量。為使控制操作更加簡(jiǎn)單、安全，優(yōu)選采用氣動(dòng)調(diào)節(jié)控制方式，即所述調(diào)節(jié)閥403優(yōu)選為氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥。在該優(yōu)選實(shí)施方式中，輸入的壓縮空氣壓力優(yōu)選為0. 8Mpa，經(jīng)過(guò)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥減壓后，工作壓力保持在0. 2 0. 5Mpa，最優(yōu)選為 0.4Mpa。使用上述雙效降膜濃縮裝置進(jìn)行濃縮約4小時(shí)左右，通過(guò)監(jiān)控醬油濃縮的管道的通量變化，當(dāng)比開(kāi)機(jī)時(shí)流量減25%左右，估計(jì)濃縮管道壁有結(jié)鹽情況，即及時(shí)關(guān)閉醬油入料，停止進(jìn)料，開(kāi)啟離心泵402，使其將水箱401中的水經(jīng)由沖洗管道405泵入I效加熱器1 或II效加熱器3上方的分布器404中，分布器404再將清水均勻分散在各條降膜列管中， 進(jìn)行自動(dòng)循環(huán)沖洗，5-10分鐘后停止沖洗，繼續(xù)進(jìn)料，排出并收集清洗液后，繼續(xù)濃縮，從而解決因結(jié)鹽而導(dǎo)致堵塞列管和停機(jī)引起的效率降低的問(wèn)題。通過(guò)這樣的過(guò)程，可以在不停機(jī)的情況下實(shí)現(xiàn)自動(dòng)在線(xiàn)沖洗管壁上的結(jié)鹽。

實(shí)施例2將降膜濃縮后產(chǎn)生的一效冷凝水和二效冷凝水集中收集后經(jīng)冷凝水出水口、進(jìn)料口 11輸送到專(zhuān)用的乙醇回收裝置中，進(jìn)行進(jìn)一步的蒸餾和回收。蒸餾前的一效冷凝水和二效冷凝水酒精度約為1-7% (ν/ν) 0該乙醇回收裝置的結(jié)構(gòu)如圖3所示，其包括通過(guò)管路分別與蒸餾塔筒體8相連的再沸器9和臥式冷凝器10，蒸餾塔筒體8上還可設(shè)有至少一個(gè)流量計(jì)12，冷凝水經(jīng)進(jìn)料口 11輸送至蒸餾塔筒體8中，經(jīng)再沸器9和臥式冷凝器10循環(huán)回收后，通過(guò)出料口 13收集酒精液。該乙醇回收裝置上還可設(shè)有帶球閥的取樣口 14，以便于對(duì)回收的酒精液進(jìn)行抽樣檢測(cè)。作為最優(yōu)選的實(shí)施方式，該設(shè)備整體上要求具有至少2. 5噸/小時(shí)的處理冷凝水的能力，回收后的酒精濃度大于30% (V/V)，小于70% (V/V)。其中，該乙醇回收裝置的蒸餾塔筒體8溫度優(yōu)選為70 100°C，最優(yōu)選為88°C，最高工作壓力優(yōu)選不大于0. IMPa，容積優(yōu)選為1200L;該乙醇回收裝置的再沸器9的冷凝面積優(yōu)選為8m2，筒程壓力優(yōu)選為常壓，內(nèi)筒體溫度優(yōu)選為90°C，殼層壓力優(yōu)選為常0. 05MPa，殼層溫度優(yōu)選為100°C，最高工作壓力優(yōu)選小于0. 5MPa ；該乙醇回收裝置的臥式冷凝器10的冷凝面積優(yōu)選為12m，筒程壓力為常壓，內(nèi)筒體溫度優(yōu)選為65°C，殼層壓力優(yōu)選為常壓，殼層溫度優(yōu)選為30°C，最高工作壓力優(yōu)選為小于0. 35MPa。實(shí)施例3經(jīng)出料口 13收集蒸餾后獲得的酒精液。在已進(jìn)行的多個(gè)平行試驗(yàn)中，經(jīng)檢測(cè)，回收后的酒精液的濃度為30-70% (ν/ν) 0對(duì)于回收獲得的酒精液，可以將其作為生產(chǎn)原料重新循環(huán)利用，也可以對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步的加工即可調(diào)配成滿(mǎn)足不同要求的酒精類(lèi)延伸產(chǎn)品。經(jīng)試驗(yàn)證明，通過(guò)本發(fā)明提供的方法，能夠在制作老抽醬油的過(guò)程中有效地回收乙醇，不但可以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品附加值，創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，還能夠減少冷凝水中的乙醇含量，在一定程度上減輕了廢水處理的負(fù)擔(dān)。本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施方式，如果對(duì)本發(fā)明的各種改動(dòng)或變型不脫離本發(fā)明的精神和范圍，倘若這些改動(dòng)和變型屬于本發(fā)明的權(quán)利要求和等同技術(shù)范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型。
權(quán)利要求
1.一種在醬油生產(chǎn)過(guò)程中回收乙醇的方法，其特征在于包括以下步驟1)使用降膜濃縮方式對(duì)醬油進(jìn)行濃縮，產(chǎn)生冷凝液；2)收集冷凝水，蒸餾出不同濃度的酒精液；3)收集酒精液，按所需規(guī)格進(jìn)行調(diào)配，制成成品酒精。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟1)中使用雙效降膜濃縮方式。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于所述步驟1)中的濃縮溫度低于70°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于所述步驟2)中的蒸餾溫度為70 100°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于所述步驟2)中的冷凝水的酒精度為 1-7% V/Vo
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于所述步驟3)中的酒精液的酒精度為 30 70% V/Vo
7.一種專(zhuān)用于權(quán)利要求1中所述在醬油生產(chǎn)過(guò)程中回收乙醇的方法的設(shè)備，其特征在于該專(zhuān)用設(shè)備包括降膜濃縮裝置和乙醇回收裝置，所述降膜濃縮裝置的冷凝水出水口與所述乙醇回收裝置的進(jìn)料口相連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的專(zhuān)用設(shè)備，其特征在于所述的降膜濃縮裝置上設(shè)有一自動(dòng)在線(xiàn)沖洗裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的專(zhuān)用設(shè)備，其特征在于所述乙醇回收裝置包括通過(guò)管路依次相連的再沸器、蒸餾塔筒體和臥式冷凝器。
10.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的專(zhuān)用設(shè)備，其特征在于所述的降膜濃縮裝置為雙效降膜濃縮裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種在老抽醬油生產(chǎn)過(guò)程中回收乙醇的方法，其包括以下步驟(1)使用降膜濃縮方式對(duì)醬油進(jìn)行濃縮，產(chǎn)生冷凝液；(2)收集冷凝水，蒸餾出不同濃度的酒液；(3)收集酒精液，按所需規(guī)格進(jìn)行調(diào)配，制成成品酒精。本發(fā)明對(duì)在醬油濃縮過(guò)程中產(chǎn)生的冷凝水進(jìn)行酒精回收，既可回收酒精進(jìn)行廢物利用，提高生產(chǎn)效益，又可減少?gòu)U物排放，減輕污水處理的負(fù)荷，節(jié)省能源，保護(hù)環(huán)境。
文檔編號(hào)C07C29/78GK102442884SQ20111035782
公開(kāi)日2012年5月9日 申請(qǐng)日期2011年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月11日
發(fā)明者吳漢國(guó), 朱新貴, 林志省, 梁姚順 申請(qǐng)人:李錦記(新會(huì))食品有限公司