CN104046554A - 一种半固态循环深层酿醋方法及设备 - Google Patents

一种半固态循环深层酿醋方法及设备 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种食醋的酿醋设备，特别是一种半固态循环深层酿醋方法及设备。本发明包括螺旋搅拌***和液体循环喷淋***，原料可被螺旋搅拌***提升，由半固态发酵罐内壁流下，形成内循环；液态发酵罐的液体可提升至半固态发酵罐的顶部，进而实现了酿醋的两个循环，达到半固体高效深层酿醋要求。本发明具有发酵效率优于固态发酵，所获得醋的风味优于液态深层发酵与液态表明发酵。

Description

一种半固态循环深层酿醋方法及设备
技术领域
本发明涉及一种食醋的酿醋设备，特别是一种半固态循环深层酿醋方法及设备。 
背景技术
醋，由中国汉族人发明，在各民族菜系中传统的调味品。据现有文字记载，以曲作为发酵剂来发酵酿制食醋的所谓东方醋起源于中国，据有文献记载的酿醋历史至少也在三千年以上。“醋”中国古称“酢”、“醯”、“苦酒”等。中国著名的醋有山西老陈醋、镇江香醋、保宁醋及红曲米醋。源于中国传统医药学的记载、验方、现代中医学的发展和现代医学临床实践、营养学以及饮食保健的科技成果。食醋的功能特性主要包括抗菌作用、降血糖作用、降血压作用、防癌抗癌作用及解酒作用等。传统的酿醋工艺大多是固态发酵，其优点是风味独特，但是发酵效率比较低。在德国弗林斯的醋酿造工艺主要采用液态深层发酵，日本则采用液态表明发酵，优点是发酵效率比较高，但是风味相对单一。 
发明内容
本发明专利提供了一种半固态循环深层酿醋工艺及设备，本发明包括螺旋搅拌***和液体循环喷淋***，原料可被螺旋搅拌***提升，由半固态发酵罐内壁流下，形成内循环；液态发酵罐的液体可提升至半固态发酵罐的顶部，进而实现了酿醋的两个循环，达到半固体高效深层酿醋要求。本发明具有发酵效率优于固态发酵，所获得醋的风味优于液态深层发酵与液态表明发酵。 
本发明的技术方案是：一种半固态循环深层酿醋设备，包括半固态发酵罐和液态发酵罐和微孔板，微孔板将半固态发酵罐和液态发酵罐隔离成上下两部分，其特征在于：它还包括螺旋搅拌***和液体循环喷淋***，原料可被螺旋搅拌***提升，由半固态发酵罐内壁流下，形成内循环；液态发酵罐的液体可提升至半固态发酵罐的顶部，形成外循环。 
如上所述的半固态循环深层酿醋设备，其特征在于：所述的螺旋搅拌***由螺旋搅拌叶片、搅拌杆、被动轮组成，所述的螺旋搅拌叶片螺距与螺纹深度的比值范围为1:10至1:2，螺旋搅拌叶片直径与半固态发酵罐内径的比值范围为：1:2至4:5，螺旋搅拌叶片的旋转速度：10r/min至150r/min。 
如上所述的半固态循环深层酿醋设备，其特征在于：所述的液体循环喷淋***包括斜面漏液微孔板、液体提升泵，喷淋头及液体管道，斜面漏液微孔板的孔径范围为0.15mm至1.00mm，液体提升泵流量范围为0.1m3/s至2.0 m3/s，所述的液态发酵罐中液体由液体提升泵提升至罐体顶部，由喷淋头再次喷入半固态发酵罐中。 
如上所述的半固态循环深层酿醋设备，其特征在于：它还包括渗液器，渗液器包括搅拌杆及螺纹，螺纹设置在搅拌杆上，所述的渗液器贯穿半固态发酵罐和液态发酵罐。 
如上所述的半固态循环深层酿醋设备，其特征在于：它还包括供氧***，所述的供氧***由通气孔、气体管道、气体流速控制泵组成，其中通气孔设置在螺旋搅拌叶片的下表面。 
如上所述的半固态循环深层酿醋设备，其特征在于：所述的通气孔的孔径范围为0.01mm至1. 0mm，通气口间距范围为0.05m至0.5m。 
如上所述的半固态循环深层酿醋设备，其特征在于：它还包括挥发性气体回流***，挥发性气体回流***由气体流速控制泵、气体管道组成，气体管道在液态发酵罐中的出口位于液面下。 
本发明还公开了一种半固态循环深层酿醋方法，利用权如上所述的设备进行酿醋，其特征在于：它还包括以下步骤： 
将原料投入螺旋搅拌***的步骤；
开启旋搅拌***的步骤；
开启液体循环喷淋***的步骤；
开启供氧***及挥发性气体回流***的步骤；
根据发酵物不同确定执行不同的发酵时间的步骤。其有意效果是：该方法使用两个循环，达到半固体高效深层酿醋。
附图说明： 
图1：本发明的半固态深层循环发酵醋设备结构示意图；
图2：本发明的渗液器结构示意图；
图3：本发明的通气孔结构示意图。
具体实施方式
附图标记说明：1—半固态发酵罐、2—液态发酵罐、3—螺旋搅拌叶片、4—通气孔、5—渗液器、6—进浆口、7—进液口、8—菌剂添加口、9—液体出口、10—渣料出口、11—排气口、12—观察窗、13—液位器、14—微孔板、15—提升泵、16—喷淋头、17—液体管道、18/21—气体管道、19—搅拌杆、20/22—气体流速控制泵、23—螺纹、24—被动轮 
如附图1所示，本发明的半固态循环深层酿醋设备包括半固态发酵罐1、液态发酵罐2、螺旋搅拌叶片3、通气孔4、渗液器5、进浆口6、进液口7、菌剂添加口8、液体出口9、渣料出口10、排气口11、观察窗12、液位器13、微孔板14、提升泵15、喷淋头16、液体管道17、气体管道18/21、搅拌杆19、气体流速控制泵20/22、螺纹23、被动轮24。
本发明的半固态发酵罐1和液态发酵罐2为一个发酵罐用微孔板14隔离成上下两部分。 
如附图1所示，本发明的半固态发酵罐1中间设置有螺旋搅拌叶片3、观察窗12。本发明的渗液器5贯穿半固态发酵罐1和液态发酵罐2，液位器13设置在液态发酵罐2用于观察液体高度。本发明的液体循环喷淋***通过提升泵15将液态发酵罐2中的液体通过液体管道17将液体引流到设置在半固态发酵罐1上方的喷淋头16，这样便于液体与固态原料通过不断接触，充分发酵，提高发酵效率，保证罐体内发酵的均匀性，增加固态原料中营养及功能成分溶出，进而提高醋的品质。 
如附图1所示，本发明的螺旋搅拌***主要由螺旋搅拌叶片3、搅拌杆19、被动轮24组成，其中螺旋搅拌叶片3下端固定在搅拌杆19上，被动轮24带动搅拌杆19转动，搅拌杆19带动旋搅拌叶片3转动。螺旋搅拌叶片3中空，上游联通中空搅拌杆19，下游通过通气孔4与半固态发酵罐链接。搅拌***工作时，半固态发酵罐1中原料由螺旋搅拌叶片3提升，由半固态发酵罐1内壁流下，形成内循环，即为内循环***，如图1中箭头所示。螺旋搅拌叶片3螺距与螺纹深度的比值范围为1:10至1:2，控制在此范围内，对原料搅拌及提升效果较好，利于微生物与氧气机原料的充分接触，提高发酵效率。螺旋搅拌叶片3直径与半固态发酵罐1内径的比值范围为：1:2至4:5，控制在此范围内，原料平均有96.6%在半固态发酵罐1循环（不同原料比率不同）。旋转速度范围为10r/min至150r/min，旋转速度过慢起不到搅拌效果，旋转速度过快对原料有较强的离心作用，不利于原料的提升。螺旋搅拌***动力由电机带动被动轮24提供。 
如附图1所示，本发明的液体循环喷淋***，即为外循环***，将液态发酵罐2的液体提升至半固态发酵罐1的顶部。液体循环喷淋***包括斜面漏液微孔板14、液体提升泵15，喷淋头16及液体管道17组成。斜面漏液微孔板14的孔径范围为0.15mm至1.00mm，液体提升泵流量范围为0.1 m3/s至2.0 m3/s。液态发酵罐2中液体由提升泵15提升至罐体顶部，由喷淋头16再次喷入半固态发酵罐1参与发酵后由斜面漏液微孔板流入液态发酵罐，形成液体循环。 
如附图1所示，本发明的供氧***由通气孔4、气体管道18、气体流速控制泵20组成。通气孔4设置在螺旋搅拌叶片3的下表面。氧气经气体流速控制泵20增压，通过气体管道18，经中空的搅拌杆19，到达螺旋搅拌叶片3中通过其下表面通气孔4进入半固体发酵罐1充分与发酵原料中微生物充分接触。为醋酸发酵期间提供均匀的氧气供应量，通过改变气体流速控制泵20的频率，调节氧气供应量，提高醋酸发酵效率。其中通气孔4的孔径范围为0.01mm至1. 0mm，通气口间距范围为0.05m至0.5m，这样设置便于氧气均匀分散进入发酵原料中，利于微生物代谢充分。实验证明，通过此处供氧***的改造，较将氧气直接经发酵罐壁通入，发酵效率提高约22%。 
如附图1所示，挥发性气体回流***由气体流速控制泵22、气体管道21组成，气体管道在液态发酵罐2中的出口必须要位于液面下。通过气体回流，可使半固态发酵罐1中产生的如CO-2等废气通过排气口11排出，又因气体经过液态发酵罐中液体时吸收了带出醋酸，减低了醋酸的挥发，减低了对环境的污染。 
如附图2所示，本发明的渗液器5包括搅拌杆19及螺纹23，螺纹23设置在搅拌杆19上。在搅拌杆19设置一定微小的螺纹23，可有效阻止浆汁的下流，同时可让液体渗下。 
为使得本发明的目的、方法原理及产品构造更加清晰。现结合附图及具体实施例作进一步阐述，本领域技术人员可以按照说明对本发明进行实施。 
实施例一 
实验用设备主要技术参数：螺旋搅拌叶片3螺距与螺纹深度比1:5，螺旋搅拌叶片3直径与半固态发酵罐1内径比4:5，旋转速度100r/min。斜面漏液微孔板14孔径0.2mm，液体提升泵15流量0.5m3/s。供氧***通气孔4孔径0.02mm，通气口间距：0.1m。
操作步骤：A、从进料口泵入适量南瓜浆没过螺旋搅拌叶片3，从进液口7泵入8%vol的酿造酒，用量为南瓜酱的10%；B、开启螺旋搅拌***及挥发性气体回流***，补入南瓜酱0.01‰的酵母菌；C、开启气体流速控制泵20供氧***通入流速0.1m/s氧气发酵16h，关闭供氧***，发酵24h。D、补入南瓜酱0.01‰乳酸菌，发酵18h；E、补入南瓜酱0.05‰醋酸菌，开启供氧***通入流速0.1m/s氧气，开启液体循环喷淋***，发酵时间24h；F、发酵完成，放出渣料及成品醋，清洗设备。获得的南瓜醋，酸度达到3.6°，南瓜风味浓郁，口感绵柔，获得品尝者普遍好评。 
表1  不同方式酿造南瓜醋的比较
酿醋方式 酸度（度） 发酵时间（h） 风味物质种类 感官综合评分
固态发酵（传统） 2.5 120 78 93
液态表面发酵（日本） 2.7 76 54 72
液态深层发酵（德国） 3.8 62 57 78
循环淋醋 3.6 79 68 87
半固态深层酿醋 3.6 64 73 91
本专利公开半固态深层酿醋工艺酿得到南瓜醋的风味及感官与传统固态发酵非常接近，但是从酸度、发酵时间看，半固态深层酿醋发酵效率具有显著优势。
实施例二 
实验用设备主要技术参数：螺旋搅拌叶片3螺距与螺纹深度比1:5，螺旋搅拌叶片直径与半固态发酵罐1内径比4:5，旋转速度100r/min。斜面漏液微孔板14孔径0.2mm，液体提升泵15流量0.5m3/s。供氧***通气孔4孔径0.02mm。通气口间距：0.1m。
操作步骤：A、从进料口泵入适量苹果渣没过螺旋搅拌叶片3，从进液口泵入10%vol的酿造酒，用量为苹果渣的14%；B、补入混合菌剂（酵母菌苹果渣的用量0.01‰、乳酸菌苹果渣的用量0.01‰、醋酸菌苹果渣的用量0.05‰、米曲霉苹果渣的用量0.01‰）；C、开启螺旋搅拌***、供氧***（通过调节气体流速控制泵频率控制氧气流速0.1m/s）、液体循环喷淋***、挥发性气体回流***发酵36h。获得的苹果醋，酸度达到3.2°，苹果香气浓郁，口感绵柔、酱香，获得品尝者普遍好评。 
表2  不同方式酿造苹果醋的比较
酿醋方式 酸度（度） 发酵时间（h） 风味物质种类 感官综合评分
固态发酵（传统） 2.3 67 73 96
液态表面发酵（日本） 2.6 56 45 67
液态深层发酵（德国） 3.3 33 49 76
循环淋醋 3.2 42 65 82
半固态深层酿醋 3.2 36 69 94
本专利公开半固态深层酿醋工艺酿得到苹果醋的风味及感官与传统固态发酵非常接近，但是从酸度、发酵时间看，半固态深层酿醋发酵效率具有显著优势。
  

Claims (8)

1.一种半固态循环深层酿醋设备，包括半固态发酵罐（1）和液态发酵罐（2）和微孔板（14），微孔板（14）将半固态发酵罐（1）和液态发酵罐（2）隔离成上下两部分，其特征在于：它还包括螺旋搅拌***和液体循环喷淋***，原料可被螺旋搅拌***提升，由半固态发酵罐（1）内壁流下，形成内循环；液态发酵罐（2）的液体可提升至半固态发酵罐（1）的顶部，形成外循环。
2.如权利要求1所述的半固态循环深层酿醋设备，其特征在于：所述的螺旋搅拌***由螺旋搅拌叶片（3）、搅拌杆（19）、被动轮（24）组成，所述的螺旋搅拌叶片（3）螺距与螺纹深度的比值范围为1:10至1:2，螺旋搅拌叶片（3）直径与半固态发酵罐（1）内径的比值范围为：1:2至4:5，螺旋搅拌叶片（3）的旋转速度：10r/min至150r/min。
3.如权利要求1或2所述的半固态循环深层酿醋设备，其特征在于：所述的液体循环喷淋***包括斜面漏液微孔板（14）、液体提升泵（15），喷淋头（16）及液体管道（17），斜面漏液微孔板（14）的孔径范围为0.15mm至1.00mm，液体提升泵（15）流量范围为0.1m3/s至2.0 m3/s，所述的液态发酵罐（2）中液体由液体提升泵（15）提升至罐体顶部，由喷淋头（16）再次喷入半固态发酵罐（1）中。
4.如权利要求1所述的半固态循环深层酿醋设备，其特征在于：它还包括渗液器（5），渗液器（5）包括搅拌杆（19）及螺纹（23），螺纹（23）设置在搅拌杆（19）上，所述的渗液器（5）贯穿半固态发酵罐（1）和液态发酵罐（2）。
5.如权利要求1所述的半固态循环深层酿醋设备，其特征在于：它还包括供氧***，所述的供氧***由通气孔（4）、气体管道（18）、气体流速控制泵（20）组成，其中通气孔（4）设置在螺旋搅拌叶片（3）的下表面。
6.如权利要求1所述的半固态循环深层酿醋设备，其特征在于：所述的通气孔（4）的孔径范围为0.01mm至1. 0mm，通气口间距范围为0.05m至0.5m。
7.如权利要求1所述的半固态循环深层酿醋设备，其特征在于：它还包括挥发性气体回流***，挥发性气体回流***由气体流速控制泵（22）、气体管道（21）组成，气体管道在液态发酵罐（2）中的出口位于液面下。
8.一种半固态循环深层酿醋方法，利用权利要求1至权利要求7所述的设备进行酿醋，其特征在于：它还包括以下步骤：
将原料投入螺旋搅拌***的步骤；
开启旋搅拌***的步骤；
开启液体循环喷淋***的步骤；
开启供氧***及挥发性气体回流***的步骤；
根据发酵物不同确定执行不同的发酵时间的步骤。
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