專利名稱：以甜高粱稈為原料的釀酒裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種采用農副產品制取酒精或酒的設備，具體為一種以甜高粱桿為原料制取酒精或酒的設備。
背景技術：
現有技術的利用甜高粱進行發酵制取酒精的方法主要由液態發酵技術和固態發酵技術，液態發酵技術由于是先榨取甜高粱秸桿中的汁液，利用汁液進行液態發酵，在實際應用中存在在榨汁的過程中會有大量糖分損失，而且工藝復雜，成本較高的問題。而現有的固態發酵技術是先接種，然后在發酵池中發酵，結束后再將發酵料裝入蒸餾釜中進行蒸餾， 得到乙醇產品。上述過程中，發酵前需將甜高粱秸桿進行露天粉碎并露天輸送，造成原材料粉碎粉塵大、原料堆積占地面積大，除菌困難，污染空氣；此外從發酵到蒸餾過程中需要經過物料的幾次轉移，無法連續進行發酵操作，而且接種或發酵時，菌種與原料混合不均勻， 致使發酵時間長，發酵料發酵不勻，酒精產量低，生產成本高。占地面積大、而且不適合自動化生產。中國專利200710126780公開了一種“甜高粱桿等秸桿連續發酵蒸餾乙醇生產工藝”，其整個生產過程為開放式，容易產生污染及溫度損失。中國專利200820080140公開的一種“以生物質為原料的乙醇制備系統”。其設置一級、二級和三級螺旋輸送機構，在二級輸送機構上設置有輸送連接管及給料裝置。中國專利200810152465公開的一種“甜高粱秸桿固態連續發酵及蒸餾生產乙醇工藝及系統”。其采用連續固態發酵及自動化生產系統，原料經一至十層托料裝置連續翻料及發酵處理，然后經預熱、強化蒸餾及殘蒸三個步驟得乙醇。
發明內容
本發明提供一種以甜高粱桿為原料的釀酒裝置。解決了現有甜高粱進行發酵制取酒精時采用固態發酵技術存在原材料露天粉碎、露天輸送，粉塵大、除菌困難、污染空氣以及無法連續生產、發酵時間長、酒精產量低等問題，
本發明是采用如下技術方案實現的
一種以甜高粱桿為原料的釀酒裝置，包括原料輸送機，與原料輸送機相連的粉碎機，固態發酵罐和酒精蒸餾器，其特征是粉碎機的出料口通過密閉管道連接滅菌集料罐，所述的滅菌集料罐罐體底部設有集料口，罐體頂部開有進料口，罐體內沿內壁安裝有環形高溫蒸汽管道，罐體內上方安裝有紫外線滅菌器，在滅菌集料罐下方裝有輸送機，滅菌集料罐的出料口與輸送機的進料斗密閉相連，輸送機上方裝有與酵母培養罐相連的接種噴淋管，輸送機的出料端與固態發酵罐進料端密閉連接，固態發酵罐的出料端與酒精蒸餾器密閉連接， 所述酒精蒸餾器的酒精蒸汽出口經管道與冷卻塔連接，釀制酒精過程如下
(1)原料粉碎滅菌處理甜高粱秸桿經粉碎至直徑彡1mm，長度彡10mm，粉碎后經密閉管道后由進料口進入滅菌集料罐，在罐內由波長為260nm的紫外線滅菌器滅菌，同時由 12(Tl50°C的高溫蒸汽進行15 20分鐘蒸烤滅菌；
(2)酵母接種混合配料滅菌后的原料經輸送機噴淋接種后進入固態發酵罐，菌種重量為原料總重量的O. 8^1. 2%0 ；
(3)固態發酵在固態發酵罐內控制溫度26 32°C，經過2Γ40小時發酵；
(4)連續蒸餾將發酵后的物料在封閉條件下送入酒精蒸餾器內進行連續蒸餾，并將酒精蒸汽輸送至冷卻塔；
(5)酒精分離將酒精蒸汽在冷卻塔內冷凝過濾。所述的以甜高粱桿為原料的釀酒裝置，其特征是所述的酒精蒸餾器包括固定盤、 一端活動安裝在固定盤上的傳動軸，以及安裝在傳動軸上、并由驅動裝置控制的傳動輪，傳動軸上固定有定位盤，定位盤上裝有甄鍋，各甄鍋下方分別連有與高溫蒸汽源相通的高溫蒸汽輸送管，甄鍋上方的活動甄鍋蓋分別連有酒精蒸汽輸送管，各酒精蒸汽輸送管末端與酒精蒸汽出口連通。所述的以甜高粱桿為原料的釀酒裝置，其特征在于所述的定位盤上至少裝有兩個栗瓦鍋。與現有技術相比，本發明側重于環保構思，把原料粉碎同滅菌、原料輸送、酵母配菌有機的結合起來，從原料輸送、原料粉碎到原料滅菌、酵母配菌，形成在密閉環境中把配好菌的原料送入旋桶式固態發酵罐中進行發酵，然后通過酒精蒸餾器實現連續蒸餾，本發明所述設備與工藝有機結合，使得整個發酵時間縮短，各項指標易控，菌種混合度均勻，發酵料發酵均衡，排放廢氣易于收集控制，杜絕了對環境的污染，提高了發酵的性能，使發酵更為純凈，提高了產品質量，而且整個生產過程可連續不間斷進行，自動化程度高，大大提高了生產效率,降低了生產成本。
圖I為本發明所述設備的結構示意圖2為圖I中滅囷集料iiS的結構不意圖3為圖I中酒精蒸餾器的結構示意圖4為圖3的俯視圖中1_原料輸送機；2_粉碎機；3_密閉管道；4_滅菌集料罐；5_輸送機；6_進料斗； 7-接種噴淋管；8_固態發酵罐；9_酒精蒸餾器；10-酒精蒸汽出口； 11-管道；12-酒精出料口 ； 13-冷卻塔；
4. I-罐體；4. 2-維修口 ；4. 3-集料口 ；4. 4-進料口 ；4. 5-高溫蒸汽管道；4. 6-紫外線滅菌器；
9. I-固定盤；9. 2-傳動軸；9. 3-傳動輪；9. 4-定位盤；9. 5-甄鍋；9. 6-高溫蒸汽輸送管；9. 7-甄鍋蓋；9. 8-酒精蒸汽輸送管，9. 9-加料孔。
具體實施例方式上述原料輸送機、粉碎機、輸送機、固態發酵罐、冷卻塔等設備均為現有公知產品， 其結構和工作原理是本領域普通技術人員所熟知的。所述輸送機又稱螺旋輸送機，旋轉的螺旋葉片將物料推移而進行輸送，輸送的同時也能對物料起到進一步混合攪拌作用；所述粉碎機又稱爪式粉碎機，進料斗的物料借自重和負壓吸力而進入粉碎室的中央，受離心力和氣流作用，自內圈向外圈運動，同時受到動、定齒爪和篩片的沖擊，剪切和搓擦、摩擦作用而粉碎，合格的粉碎料通過篩孔而排出機外進入輸送管道內；粗粒繼續受到打擊，直到通過篩孔為止。所述的固態發酵罐為旋桶式固態發酵罐，為現有公知產品，由驅動裝置控制轉軸旋轉，繼而驅動整個桶式發酵罐旋轉，與傳統固定式發酵罐相比，可以通過罐體的間歇旋轉運動，進一步混合原料，使其進行更好的發酵反應，使得發酵更徹底。利用上述設備完成甜高粱秸桿連續式密閉配料自動化固態發酵的方法，包括以下步驟
(O原料粉碎滅菌處理甜高粱秸桿經原料輸送機送入粉碎機粉碎至直徑彡1mm，長度< 10mm，然后經密閉管道后由進料口進入滅菌集料罐，在原料下落過程中，紫外線滅菌器發出的紫外線作用于原料表面，進行一次滅菌，同時控制高溫蒸汽管道內的高溫蒸汽在 12(T15(TC，對原料進行15 20分鐘蒸烤，進行二次滅菌；
(2 )酵母接種混合配料經滅菌后的原料由滅菌集料罐的集料口進入輸送機的進料斗， 在進入的同時經由接種噴淋管進行接種，接種重量為原料總重量的O. 8^1. 2%o ；
(3)固態發酵經輸送機配菌拌料后，在封閉形式下送入旋桶式固態發酵罐中進行發酵，發酵溫度為26 32°C，發酵時間為2Γ40小時；
(4)連續蒸餾發酵后的物料在封閉形式下送入酒精蒸餾器中進行連續蒸餾，經過 15 20分鐘的蒸餾后，所含酒精的蒸汽經酒精蒸汽出口進入冷卻塔；
(5)酒精分離酒精蒸汽在冷卻塔內冷凝過濾后，經下部的酒精出料口進入儲酒罐進行儲藏。上述滅菌集料罐中紫外線滅菌器發出的紫外線波長為260nm。公知波長為 20(T300nm的紫外線都有殺菌能力，本發明經過多次試驗及經驗總結確定當紫外線波長為 260nm時，殺菌力最強，紫外線殺菌機理主要是因為它誘導了胸腺嘧啶二聚體的形成和DNA 鏈的交聯，從而抑制了 DNA的復制。另一方面，由于輻射能使空氣中的氧電離成
，再使O2 氧化生成臭氧(O3)或使水(H2O)氧化生成過氧化氫(H2O2)15 O3和H2O2均有殺菌作用。參照附圖，本發明的以甜高粱桿為原料的釀酒裝置，包括固態發酵罐8、酒精蒸餾器9，所述的固態發酵罐8為旋桶式固態發酵罐，還包括原料輸送機I、與原料輸送機下料端相連的粉碎機2，粉碎機的出料口通過密閉管道3連接滅菌集料罐4，滅菌集料罐4下方裝有輸送機5，滅菌集料罐4的集料口與輸送機5的進料斗6密閉相連，輸送機5上方裝有與酵母培養罐相連的接種噴淋管7，輸送機5的出料端與固態發酵罐8進料端密閉連接，固態發酵罐的出料端與酒精蒸餾器9密閉連接，酒精蒸餾器9的酒精蒸汽出口 10經管道11與冷卻塔13連接，在冷卻塔上開有酒精出料口 12。如圖2所示，滅菌集料罐4的結構為，包含罐體4. I，罐體頂部設有維修口 4. 2，底部設有集料口 4. 3，罐體頂部開有進料口 4. 4，罐體內沿其內壁環向安裝有高溫蒸汽管道 4. 5，罐體內上方安裝有紫外線滅菌器4. 6。如圖3、4所示，酒精蒸餾器9包括固定盤9. I、一端活動安裝在固定盤上的傳動軸 9. 2以及安裝在傳動軸上、并由驅動裝置控制的傳動輪9. 3，傳動軸上固定有定位盤9. 4，定位盤上裝有至少兩個甄鍋9. 5，其數量可根據生產規模及生產能力確定，本發明采用6臺甄鍋，各甄鍋下方分別連有與高溫蒸汽源相通的高溫蒸汽輸送管9. 6，甄鍋上方的甄鍋蓋9. 7 分別連有酒精蒸汽輸送管9. 8，各酒精蒸汽輸送管末端與酒精蒸汽出口 10連通。固定發酵罐8通過加料孔9. 9輪流向甄鍋9. 5供料，所述的加料孔9. 9采用翻板式密封蓋體，發酵罐的出料端插入加料孔后將翻板打開，出料孔開啟進打加料，加料完成后出料端提起，加料孔自動關閉。利用上述設備完成甜高粱秸桿連續式密閉配料自動化固態發酵的方法，包括以下步驟
Cl)原料粉碎滅菌處理甜高粱秸桿經粉碎至直徑< 1mm，長度< 10mm，粉碎后經密閉管道后由進料口進入滅菌集料罐，杜絕了粉塵的污染，在原料下落過程中，紫外線滅菌器發出的紫外線作用于原料表面Γ5秒內殺滅細菌，紫外線波長為260nm，進行一次滅菌，同時控制高溫蒸汽管道內的高溫蒸汽在12(T150°C，對原料進行15 20分鐘蒸烤，進行二次滅菌；
(2)酵母接種混合配料經滅菌后的原料由滅菌集料罐的集料口進入輸送機的進料斗， 在進入的同時經由接種噴淋管進行接種，接種重量為原料總重量的O. 8^1. 2%o ；
(3)固態發酵經輸送機配菌拌料后，在封閉形式下送入旋桶式固態發酵罐中進行發酵，封閉原料入口、出料口，經過罐的間歇旋轉運動進一步混合原料，使其進行更好的發酵反應，罐內發酵溫度為26 32°C，因原料前期經過滅菌處理，使得菌種單一化，促使發酵時間縮短，一般經過24 40小時即可完成發酵；
(4)連續蒸餾發酵后的物料在封閉形式下送入酒精蒸餾器中進行連續蒸餾，即在驅動裝置的作用下，定位盤間歇轉動，甄鍋蓋9. 7上的加料孔與固態發酵罐的出料口對接受料， 每個甄鍋受料時間為5分鐘，排渣時間5分鐘，經過80-110°C蒸餾溫度；15 20分鐘的蒸餾后，所含酒精的蒸汽經酒精蒸汽輸送管進入冷卻塔；
(5)酒精分離酒精蒸汽在冷卻塔內冷凝過濾得乙醇含量為75%的醫用酒精，經下部的酒精出料口進入儲酒罐進行儲藏，經進一步提純可得燃料酒精或經勾兌可得任意度數的白酒。酒糟出完酒后分離出來再加工成牲畜飼料，整個工藝完成。上述各部件之間的連接均采用密封連接結構。保持物料由粉碎機出料后進入一個封閉的運行環境。
權利要求
1.一種以甜高粱桿為原料的釀酒裝置，包括原料輸送機(1)，與原料輸送機相連的粉碎機(2)，固態發酵罐(8)和酒精蒸餾器(9)，其特征是粉碎機(2)的出料口通過密閉管道(3)連接滅菌集料罐(4)，所述的滅菌集料罐(4)罐體(4. I)底部設有集料口(4. 3)，罐體頂部開有進料口(4. 4)，罐體內沿內壁安裝有環形高溫蒸汽管道(4. 5)，罐體內上方安裝有紫外線滅菌器(4.6)，在滅菌集料罐(4 )下方裝有輸送機(5 )，滅菌集料罐(4 )的出料口與輸送機(5)的進料斗(6)密閉相連,輸送機(5)上方裝有與酵母培養罐相連的接種噴淋管(7),輸送機(5)的出料端與固態發酵罐(8)進料端密閉連接，固態發酵罐的出料端與酒精蒸餾器 (9)密閉連接，所述酒精蒸餾器(9)的酒精蒸汽出口(10)經管道(11)與冷卻塔(13)連接， 釀制過程如下(1)原料粉碎滅菌處理甜高粱秸桿經粉碎至直徑彡1mm，長度彡10mm，粉碎后經密閉管道后由進料口進入滅菌集料罐，在罐內由波長為260nm的紫外線滅菌器滅菌，同時由 12(Tl50°C的高溫蒸汽進行15 20分鐘蒸烤滅菌；(2)酵母接種混合配料滅菌后的原料經輸送機噴淋接種后進入固態發酵罐，菌種重量為原料總重量的O. 8^1. 2% ；(3)固態發酵在固態發酵罐內控制溫度26 32°C，經過2Γ40小時發酵；(4)連續蒸餾將發酵后的物料在封閉條件下送入酒精蒸餾器內進行連續蒸餾，并將酒精蒸汽輸送至冷卻塔；(5)酒精分離將酒精蒸汽在冷卻塔內冷凝過濾。
2.根據權利要求I所述的以甜高粱桿為原料的釀酒裝置，其特征是所述的酒精蒸餾器 (9)包括固定盤(9. I)、一端活動安裝在固定盤上的傳動軸(9. 2)，以及安裝在傳動軸上、并由驅動裝置控制的傳動輪(9. 3)，傳動軸上固定有定位盤(9. 4)，定位盤上裝有甄鍋(9. 5)， 各甄鍋下方分別連有與高溫蒸汽源相通的高溫蒸汽輸送管(9. 6)，甄鍋上方的活動甄鍋蓋 (9. 7)分別連有酒精蒸汽輸送管(9. 8)，各酒精蒸汽輸送管末端與酒精蒸汽出口(10)連通。
3.根據權利要求2的以甜高粱桿為原料的釀酒裝置，其特征在于所述的定位盤(9.4) 上至少裝有兩個甄鍋(9. 5)。
全文摘要
本發明涉及甜高粱秸稈制取酒精領域，具體為一種以甜高粱稈為原料的釀酒裝置，解決現有技術存在原料露天粉碎、輸送，粉塵大、除菌困難、無法連續生產、發酵時間長、酒精產量低等問題，甜高粱秸稈經原料輸送機送入粉碎機，粉碎后經密閉管道進入滅菌集料罐；然后進入輸送機，同時由接種噴淋管進行接種；配菌拌料后，封閉形式下送入旋桶式固態發酵罐中發酵；發酵后的物料在封閉形式下送入酒精蒸餾器中進行連續蒸餾，含酒精的蒸汽進入冷卻塔分離即可。發酵時間縮短，各項指標易控，菌種混合度均勻，發酵料發酵均衡，杜絕了對環境的污染，使發酵更為純凈，提高了產品質量，可連續不間斷進行，提高了生產效率。
文檔編號C12M1/00GK102586081SQ20121002132
公開日2012年7月18日 申請日期2012年1月31日 優先權日2012年1月31日
發明者艾銘晉 申請人:山西鼎圣精工有限公司