CN2761617Y - 环保型高效节能酿造设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种环保高效节能酿造设备，是新一代酿造装置，主要用于酿酒业，也可用于以蒸煮、加热、蒸馏等形式获得提取物的场合或行业。设备包括收集塔、冷凝收集器等，关键是将高频、微波加热技术应用于酿造的蒸煮、蒸馏提取工艺和设备中，在原料容器的外壁设有高频、微波加热装置，还附加有温度传感器。设备还包括电源和相关的控制电路，其加热部分外部由屏蔽金属壳密封。简化了蒸煮、蒸馏环节，不仅解决了酿造业中加热燃烧带来的污水及有害气体的排放问题，还实现了加热时间短，效率高，能耗低，并能提高酒的浓度和醇度，能对加热时间和功率精确控制。因微波的穿透杀菌，对食品加工更符合卫生要求，利于健康；酒糟含水量小，易存放和再加工。

Description

环保型高效节能酿造设备

技术领域

本实用新型涉及酿造业，主要涉及酿造设备，具体讲就是一种新型的环保型高效节能酿造设备。

背景技术

目前在传统的酿造业中是以蒸煮、加热、蒸馏的形式来获得提取物的，其设备包括蒸煮装置、加热装置、蒸馏装置等，传统的酿造方式是用开水蒸煮原料，当酒***溶液加热沸腾时，用蒸汽加热含有酒精的醪液，当达到该酒***溶液的沸点时，它们便沸腾汽化，蒸汽中的酒精含量便高于醪液，既醪液中失去了较多的酒精和较少的水分.若将酒汽冷凝而收集，则可得到较高浓度酒精的水溶液，这也就是酒液。整个过程是在水蒸汽密集气压高的环境下进行的，这种设备在蒸馏过程中使用的燃料是煤，在煤的燃烧过程中会产生大量的尘埃，CO₂，以及有害气体，这些气体不仅会损害健康还会污染环境，造成温室效应。其次，在蒸馏之后的剩余物中有很多的废水，这些废水通常并没有经过处理就直接被排放到环境中去了，这样会造成水质污染。另外含有酒精的醪液，当达到该酒***溶液的沸点时，它们便沸腾汽化，蒸汽中的酒精含量便高于醪液，既醪液中失去了较多的酒精和较少的水分。实际上不仅造成了一些浪费，也降低了生产效率。再则传统的蒸煮是用开水蒸煮原料，能量是从外部向内部扩散的，原料细胞中的有用物质不能被充分加热且需要的时间较长。

在现代社会生活中，微波技术有极其广泛的应用，但在酿造业中应用得极少。

2001年5月9日提出的专利申请是利用微波高频电磁场对进入醇化腔内的白酒进行辐射和加热，加快了白酒醇化过程中的物理和化学反应，缩短了醇化时间，但只是用于醇化过程。

专利号94106247.3的“应用远红外辐射材料的流过式人工陈酿酒类的方法及装置”也是将高频、微波技术用于去除新酒味及加速酯化以达到的人工陈酿效果。

专利号8.6205277的“一种微波老熟酒处理机”是由微波源和缩短电容式环形谐振器构成，也是用于酒的老熟处理，以上几项专利均是将高频、微波技术用于酒的醇化和老熟，目前还没有发现将高频、微波技术用于酒的蒸煮和蒸馏提取的工艺以及相关的设备。经我们对行业内的了解和进行的检索、查新，未发现有与本实用新型相同的产品问世和信息报道。

发明内容

本实用新型的目的是克服上述技术或装置存在的缺点，提供一种将高频、微波技术应用于酿造业的，改变了酿造业中传统的蒸煮和蒸馏方式，大大简化了蒸煮和蒸馏环节，能够随机进行精确的温度和时间控制，并能提高酒的浓度和醇度，加热过程的效果好且用时较短，热量损失少，同时具有杀菌、灭菌作用，酒糟含水量小，易于存放和再加工，不再使用煤等燃料进行加热，不用排放废水、CO₂以及有害气体，无污染，环保、高效、节能的环保型高效节能酿造设备。

下面对本实用新型的技术方案进行详细说明。

本实用新型的实现是环保型高效节能酿造设备，包括有收集塔、引酒管、冷凝收集装置，在原料的蒸煮和收集酒汽过程中，其原料的容器外壁设有高频、微波加热装置，总设备还包括有电源和控制电路箱，高频、微波加热装置构成整体，形成包围形装置置于原料容器的外壁，原料容器的壁上还附加有温度传感器，该传感器与控制电路箱电路连接，控制电路箱与加热装置和电源为电路连接，整个设备外部由屏蔽金属壳屏蔽。

在传统酿造的蒸煮和蒸馏提取的工艺及设备中，见图7，加热方式主要是通过煤进行加热，通过置于灶32上的燃火31进行加热，或者说是用开水33蒸煮原料，多孔箅34，以防原料外溢，酒***溶液加热沸腾时，汽相中酒精含量较溶液中浓度增高，用蒸汽加热含有酒精的醪液，当达到该酒***溶液的沸点时，它们便沸腾汽化，酒蒸汽35通过收集塔8，进入引酒管6，在冷凝收集装置7中收集。酒蒸汽35中的酒精含量便高于醪液，既醪液中失去了较多的酒精和较少的水分.也就是易挥发性物质先挥发的原则，将酒蒸汽35冷凝而收集，则可得到较高浓度酒精的水溶液。这种火焰加热方式，时间长，耗能高。热能主要是通过热传导方式由外向内进行加热的，加热时先加热容器，再加热容器内的物质，物质温度上升慢，而在冷却时却相反，先是容器冷却，容器内物质温度下降慢。本实用新型不再采用煤进行加热，而是高频、微波加热，克服了这些缺点，且具有以下优点：加热时间短，效率高，能耗低，节约了能量成本，并能提高酒的浓度和醇度，由于是直接作用于水分子，内外同时加热，可以使加热比较均匀；微波吸收的“选择性”，也提高了能量的利用率，将传统的传导，对流，热辐射损耗降到了最低；易于精确控制加热时间和加热功率，微波有穿透杀菌的能力，应用于食品加工工业，可使产品更符合卫生要求，更有利于人们的健康；微波加热用于食品加工，对产品中维生素等营养成分的保存优于传统方式。本实用新型在获得提取物的过程中不需要大量的水蒸气这样一个环境，所以不会产生大量的废水。

本实用新型的实现还在于原料容器可以是圆形、方形、矩形，加热装置有若干加热器构成，环绕和匀布在容器的周围，在一层加热装置中，可以均由微波加热器构成，也可以均由高频加热器构成，还可以由微波加热器和高频加热器组合构成。

本实用新型的实现还在于围绕在容器周围的加热装置根据加工量的多少，可以设置为1～5层。

本实用新型的实现还在于微波加热器主要由磁控管，波导和搅拌器构成，并与电源电路连接，电源变压器把220V的交流电压升至高压，达到10KV或以上时，此高压交流电经高压电容器和整流器的整流与滤波，变为直流电再加给磁控管，在磁控管内，电能转换为915MHz或2450MHz的微波能，微波能经波导传输到容器的内部空腔，搅拌器缓慢的转动，使微波在原料容器中均匀分布，原料容器用绝缘材料制成，金属屏蔽外壳由屏蔽金属板制成，在控制电路的作用下发射出来的微波不会相互抵消，微波来回反射，不断被发酵成熟醪吸收，从而使其被加热。

本实用新型的实现还在于高频加热器，由一对电容加热极板构成，对称分置于原料容器两边。由于微波发生器的成本较高，我们还可以用电容器电场来实现加热，但它要比微波电场效率低，我们应根据实际需要去选择加热方式。

本实用新型的实现还在于控制电路主要有温度控制电路、加热定时电路和功能选择电路，主要包括有定时器，多重联锁开关，密封安全开关，电源开关、继电器和温度控制器。

本实用新型的实现还在于收集塔与原料容器之间有特殊密封圈，保证微波不能向外泄漏，在引酒管的引入端设有排酒扇。

本实用新型不仅改变了酿造业中传统的蒸煮方式，还改变了酿造业中以传统的蒸馏的形式来获得白酒的生产工艺。

微波加热具有加热时间短，效率高，能耗低，节约了成本，不造成污水和有害气体的排放等优点，同时由于直接作用于水分子，内外同时加热，可以使加热比较均匀，以及微波吸收的“选择性”，提高了能量的利用率，将传统的传导，对流，热辐射损耗降到了最低；易于精确控制加热时间和加热功率。本实用新型不仅可以用于酿酒，还可以应用于酿造业中是以蒸煮、加热、蒸馏的形式来获得提取物的加工、场合和相关行业。

由于本实用新型采用了高频、微波技术设计了新型的环保型高效节能酿造设备，实现了不再使用煤等会产生污染的物质作燃料，解决了污水和有害气体的排放的问题，利用电能进行加热，加热时间短，效率高，能耗低，易于精确控制加热时间和加热功率。并能提高酒的浓度和醇度，另外，微波有穿透杀菌的能力，应用于食品加工工业，可使产品更符合卫生要求，更有利于人们的健康；不用排放废水、酒糟含水量小，易于存放和再加工，

附图说明：

1本实用新型的组成结构示意图；

2本实用新型图1的A-A面俯视图；

3本实用新型微波发生器的电路示意图；

4本实用新型微波加热电路示意图；

5本实用新型电容加热电路示意图；

6本实用新型温度控制电路图；

7传统蒸馏设备结构示意图；

8传统蒸馏设备能量流程图；

9本实用新型能量流程图。

具体实施方式：

下面结合附图对本实用新型的实施进行详细说明：

实施例1

如图1所示，该酿造设备，也包括有收集塔8、引酒管6、冷凝收集装置7，关键在于：将高频、微波加热技术和装置应用于酿造的蒸煮和蒸馏提取的工艺以及设备中。具体是用在原料的蒸煮和收集酒汽过程中，其原料的容器12外壁设有高频、微波加热装置，还包括有电源和控制电路箱10，高频、微波加热装置构成整体，形成包围形装置置于原料容器12的外壁，原料容器12的壁上还附加有温度传感器9，温度传感器9与控制电路箱10电路连接。控制电路箱10与加热装置和电源为电路连接，整个设备外部由屏蔽金属壳2密封。

实施例2

原料的容器12可以是圆形，加热装置有若干加热器1构成，环绕和匀布在容器12的周围，见图2，在一层加热装置中，由四个微波加热器构成，如果微波发生器即微波加热器是相对安放的话，必须要求产生的微波不会相互抵消，通过电路去控制，使一个微波发生器产生微波的振幅最大时，另一个产生微波的振幅则最小。

实施例3

如图3所示，微波加热器主要由磁控管15，波导16、辅助电路和搅拌器17构成，并与电源电路连接，插销11将电力引入该设备的电源变压器13，变压器13把220V的交流电压升至高压，达到10KV或以上时，此高压交流电经高压电容器和整流器14的整流与滤波，变为直流电再加给磁控管15，在磁控管15内，电能转换为915MHz或2450MHz的微波能，也可以处于915MHz～2450MHz之间，微波能经波导16传输到容器12的内部空腔，搅拌器17缓慢的转动，使微波在原料容器12中均匀分布，原料容器12用绝缘材料制成，金属屏蔽外壳2由屏蔽金属板制成，在控制电路的作用下发射出来的微波不会相互抵消，微波来回反射，不断被发酵成熟醪吸收，从而使其被加热。

磁控管有一个以高导电率无氧铜制成的阳极块，其中有若干谐振腔，是产生高频振荡的谐振回路；管中还有一个发射电子的阴极，它可以是直热式，也可以是旁热式。将直流电加于阴极和阳极之间，并且通常是阳极接地，阴极接以负高压，以保证安全。采取适当的设计参数，使阴极发射的电子在作用空间做圆周运动，由于谐振腔的作用，在此过程中完成了电能向微波能的转换，再以需要的方式输出。通过电路控制，使相对安放的微波加热器的微波不会相互抵消，一个微波发生器即加热器产生微波的振幅最大时，另一个产生微波的振幅则最小。

当微波在传输过程中遇到不同物质时，由于这些物质的介电常数，介质损耗系数，比热形状和含水量等主要性质的不同，就会产生反射，吸收或穿透现象。在微波加热中，所需加热的物质通常都含水或有脂肪，它们能较好地吸收微波能并将其转换为热能。在微波电场作用下，细胞中的乙醇分子(还有其他相关分子)和水分子都产生了大量的热量，而水分子的沸点比乙醇分子的沸点高，汽化点也高，因此水分子所产生的热量大部分先传给乙醇分子(及其他相关分子)，使这些分子提前挥发，而只有很少的水分子挥发出去，其次才轮到水分子的挥发，因此在微波电场中可以根据控制水分子的浓度即湿度来控制最后收集到的酒精的浓度，这样便可以生产出高浓度的酒精，而传统的蒸馏却大不到这种功能。

其次，在微波电场的作用下，细胞中的乙醇分子获得热量的速度极快，从而快速汽化，形成了向外扩散的高蒸汽压，冲击发酵成熟醪的细胞壁，使细胞壁破裂，从而使乙醇(及相关分子)最大限度的从发酵成熟醪中挥发出来。

传统的蒸馏其能量的传递形式是：能量→蒸馏塔底部的冷水→产生蒸气→发酵成熟醪→里面的乙醇及其他相关分子→这些分子汽化→冷凝装置。

本本实用新型的能量传递形式是：能量→电磁波→直接作用于发酵成熟醪中的乙醇分子→冷凝装置。

由图8和图9的对比可知，传统的蒸馏设备中一大部分能量传递给了水，最后这部分能量有以热散失的形式扩散到了空气中去，而本实用新型克服了这一缺陷，节约了不少能源。而且电能在我国的价格越来越低，这一点可以降低酿造成本。

实施例4

祥见图4和图6，本实用新型的控制电路采用双速定时器，定时器采用步进走时电动机即时钟电机，通过两个数字转盘如凸轮来控制。其结构类似于全自动洗衣机的机械式程控器。不同之处是该定时器采用双速电机，普通定时用高速档，长延时用低速档。选定加热时间后接通电源，启动定时器电机21。当选择旋钮退回到零位时，即发出信号，并自动切断电源。功率选择开关就是用来选择微波加热功率的，将继电器触点20开关移至变压器初级绕组22的输入端，将定时器内的五组凸轮信号分别引出控制继电器的通断，使磁控管间隙发出微波。实质上功率选择就是选择在每10秒周期内的占空比。所以，如果定时器内有五组功率选择凸轮，面板上的功率选择旋钮就有五档。在收集酒汽的过程中，通过改变其功率来改变收集酒汽的快慢。联锁开关23的设置是基于这种开关必须在收集塔8与容器12实现完全对接并处于密封状态时才能闭和，并通过联锁开关23为电源变压器的初级绕组22提供通路。当未处于密封状态时，这个安全开关可断开电源变压器的电源，使该设备停止工作。继电器通过密封安全开关及热断路器，对波型搅拌器的电机18、风扇电机19、电源变压器13的电流的通断控制。热断路器25是一种热敏保护元件，它装在磁控管15上，当出现磁控管15过热时，便可切断电源停止微波发生器即微波加热器的工作，起到防止磁控管过热损坏的作用。温度控制电路主要由温度传感器9和温度控制器组成，温度控制器可在20℃到100℃内任选温度范围进行自动控制，电位器w1为温度下限予置调节，w2为温度上限予置调节。R1为一负温度系数的热敏电阻，当温度低于下限温度时，因R1阻值变大，使定时器555的第2管脚电位低于0.5Vcc，第三脚为高电位，发光二极管LED2点亮，即工作指示灯亮，继电器J1吸和，触点J1-1接通加热器电源进行加热。当温度上升到上限温度时，由于R1阻值已变小，使555的第6脚电位大于2/3Vcc，且第2脚电位必然大于1/3Vcc，这样第3脚变为低电位，发光二极管LED1点亮，继电器J1释放，触点J1-1见图4中的触点27断开加热器电源停止加热。这样，只要调节电位器W1和W2，就可以把温度控制在所需范围内，在微波蒸馏过程中一般把下限温度设为70℃，上限设为100℃。图4中，序号20：是继电器触点，序号24：是定时器触点，序号26：是密封安全开关，序号29：是压敏电阻。

实施例5

如图1和图5所示，为了确保微波使用的安全性，以及酒蒸汽的快速收集，本实用新型的收集塔8与原料容器12之间有特殊密封圈3，保证微波不能向外泄漏，在引酒管6的引入端设有排酒扇5。收集塔8上的导气孔用一层金属屏蔽网进行了屏蔽，使其既能收集到酒汽又不至于使微波泄漏。

Claims (7)

1.一种环保型高效节能酿造设备，包括有收集塔(8)引酒管(6)、冷凝收集装置(7)，其特征在于：在原料的蒸煮和收集酒汽过程中，其原料的容器(12)外壁设有高频、微波加热装置，还包括有电源和控制电路箱(10)，高频、微波加热装置构成整体，形成包围形装置置于原料容器12的外壁，原料容器(12)的壁上还附加有温度传感器(9)，该传感器(9)与控制电路箱(10)电路连接，控制电路箱(10)与加热装置和电源为电路连接，整个设备外部由屏蔽金属壳屏蔽。

2、根据权利要求1所述的环保型高效节能酿造设备，其特征在于：原料容器(12)可以是圆形、方形、矩形，加热装置有若干加热器(1)构成，环绕和匀布在容器(12)的周围，在一层加热装置中，可以均由微波加热器构成，也可以均由高频加热器构成，还可以由微波加热器和高频加热器组合构成。

3、根据权利要求2所述的环保型高效节能酿造设备，其特征在于：围绕在容器(11)周围的加热装置根据加工量的多少，可以设置为1～5层。

4、根据权利要求3所述的环保型高效节能酿造设备，其特征在于：微波加热器主要由磁控管(15)，波导(16)和搅拌器(17)构成，并与电源电路连接，电源变压器(13)把220V的交流电压升至高压，达到10KV或以上时，此高压交流电经高压电容器和整流器(14)的整流与滤波，变为直流电再加给磁控管(15)，在磁控管(15)内，电能转换为915MHz或2450MHz的微波能，微波能经波导(16)传输到容器(12)的内部空腔，搅拌器(17)缓慢的转动，使微波在原料容器(12)中均匀分布，原料容器(12)用绝缘材料制成，金属屏蔽外壳(2)由屏蔽金属板制成，在控制电路的作用下发射出来的微波不会相互抵消，微波来回反射，不断被发酵成熟醪吸收，从而使其被加热。

5、根据权利要求3所述的环保型高效节能酿造设备，其特征在于：高频加热器，由一对电容加热极板(30)构成，对称分置于原料容器(12)两边。

6.根据权利要求4或5所述的环保型高效节能酿造设备，其特征在于：控制电路(10)主要有温度控制电路、加热定时电路和功能选择电路，主要包括有定时器，多重联锁开关，密封安全开关(26)，电源开关、继电器和温度控制器。

7.根据权利要求6所述的环保型高效节能酿造设备，其特征在于：收集塔(8)与原料容器(12)之间有特殊密封圈(3)，保证微波不能向外泄漏，在引酒管(6)的引入端设有排酒扇(5)。

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