一种密闭循环式食用酒精连续发酵装置及发酵方法与流程

本发明涉及酒精发酵设备，具体为一种密闭循环式食用酒精连续发酵装置及发酵方法。

背景技术：

1、食用酒精的生产普遍采用连续发酵工艺，其核心过程是将酒精原料糖化醪液与酵母输送至发酵罐内进行生化反应，在实际的工业化生产中，现有的连续发酵装置及工艺仍存在一些技术缺陷。

2、在进料环节，糖化醪液中往往不可避免地夹带未完全糊化的结块或原料皮壳等大颗粒杂质，现有的发酵装置进料端普遍缺乏预过滤保护结构，导致这些杂质直接随着醪液被抽吸进入设备，这种情况容易造成输送管路和泵体的堵塞与磨损，同时这些无效固形物进入发酵罐后会大量积聚，占据容积并干扰发酵进程。即便部分设备在管路上增加了常规的过滤网，但由于多采用螺栓等传统的固定连接方式，日常拆卸与清洗十分费力，导致设备停机维护时间较长，降低了连续化生产的效率。

3、与此同时，酵母发酵是一个放热的过程，对罐内的温度环境要求严格。现有的发酵装置温控能力相对较差，散热效率偏低，在连续作业时，热量无法被及时均匀地带走，容易引发罐内局部过热现象，高温不仅会导致酵母菌种失活从而造成发酵停滞，还会促使发酵过程产生大量杂醇油等副产物，导致最终产出的酒精品质下降，此外，传统的冷却管路通常缺乏完善的停机排液设计，设备停用时管道内部长期残留的水液容易引发管壁结垢与腐蚀，增加了后期的维护成本并缩短了设备的使用寿命。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种密闭循环式食用酒精连续发酵装置及发酵方法，解决了现有发酵装置缺乏进料预过滤保护导致杂质堵塞磨损设备，以及温控散热效率低导致酵母失活降质、冷却管路易结垢腐蚀的问题。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

3、本发明第一方面提供了一种密闭循环式食用酒精连续发酵装置，包括：

4、发酵罐，所述发酵罐外部左侧设置有输送泵，所述输送泵输入端设置有原料过滤机构，所述输送泵输出端固定连接有送料管，所述送料管顶部固定连接在所述发酵罐的内部，所述发酵罐外部后侧设置有发酵冷却机构，所述发酵罐顶部右侧设置有酒精除杂机构。

5、优选的，所述原料过滤机构包括安装块，所述安装块固定连接在所述输送泵的输入端，所述安装块内部滑动连接有弧形块，所述弧形块顶部固定连接有凸块，所述弧形块底部固定连接有弹簧，所述弧形块顶部固定连接有插块，所述安装块内部右侧设置有定位块，所述定位块外部固定连接有连接头，所述连接头内部安装有分离板。

6、优选的，所述发酵冷却机构包括储液箱，所述储液箱安装在所述发酵罐的外部后侧，所述储液箱外部固定连接有加注口，所述储液箱底部固定连接有排液口，所述储液箱顶部安装有制冷器，所述制冷器顶部固定连接有循环泵，所述循环泵输入端与所述制冷器相连接，所述循环泵输出端固定连接有环形管，所述环形管安装在所述发酵罐的内部，所述环形管底部固定连接有循环管，所述循环管顶部固定连接在所述储液箱的内部。

7、优选的，所述酒精除杂机构包括安装壳，所述安装壳固定连接在所述发酵罐的顶部右侧，所述安装壳内部安装有风机，所述安装壳外部左侧固定连接有连接管，所述连接管底部固定连接在所述发酵罐的内部，所述安装壳外部右侧固定连接有导向管，所述导向管底部固定连接有处理箱，所述处理箱内部安装有不锈钢滤板，所述不锈钢滤板底部设置有微孔滤膜，所述处理箱底部固定连接有衔接管，所述衔接管底部固定连接有分离箱，所述分离箱内部安装有冷凝器，所述分离箱内底部固定连接有导向板，所述分离箱底部固定连接有出液口。

8、优选的，所述安装块顶部开设有滑孔，所述凸块滑动连接在所述滑孔的内部。

9、优选的，所述安装块内部右侧开设有插孔，所述定位块与所述插孔相插接，所述定位块内部开设有卡槽，所述插块与所述卡槽相插接。

10、优选的，所述储液箱外部固定连接有固定架，所述固定架底部固定连接在所述发酵罐的外部后侧。

11、优选的，所述发酵罐顶部设置有电机，所述电机输出端固定连接有传动杆，所述传动杆底部转动连接在所述发酵罐的内部，所述传动杆外部两侧均固定连接有固定块，两个所述固定块外部四周均固定连接有刮板，多个所述刮板外部均固定连接有搅拌叶片，所述发酵罐顶部固定连接有安装环，所述电机固定连接在所述安装环的内部。

12、优选的，所述发酵罐外部左侧固定连接有安装杆，所述安装杆顶部安装有操作显示面板，所述发酵罐底部四周均固定连接有支腿，多个所述支腿的材质均为不锈钢材质，所述发酵罐的底部固定连接有出渣口。

13、本发明第二方面提供了一种密闭循环式食用酒精连续发酵方法，包括以下步骤：

14、将连接头及分离板固定安装于进料端，通过抽吸装置将酒精原料糖化醪液与酵母吸入，利用所述分离板进行筛分过滤，拦截大颗粒杂质及未糊化结块物后，将原料输送至发酵罐内；

15、在发酵过程中，将储液箱内的冷却液抽出并经制冷器强制降温后，循环通入位于所述发酵罐内部的环形管中流动，通过热交换带走发酵产生的热量；

16、发酵期间驱动所述发酵罐内部的搅拌叶片与刮板转动，对发酵液进行搅拌并刮除所述发酵罐内壁附着物；

17、抽取发酵产生的携带酒精蒸汽的二氧化碳气体，使所述携带酒精蒸汽的二氧化碳气体依次通过不锈钢滤板与滤微孔滤膜进行初步粗滤与深度精滤除杂，随后将纯净气体送入冷凝器进行液化处理，分离并回收液态酒精。

18、本发明提供了一种密闭循环式食用酒精连续发酵装置及发酵方法。具备以下有益效果：

19、1、本发明在发酵前需组装连接头，操作时移动凸块，带动弧形块压缩弹簧，使插块退出插孔，将连接头的定位块插入插孔后松开凸块，弹簧复位使插块卡入定位块卡槽，完成快速安装。随后将连接头置于原料中，启动输送泵吸入醪液与酵母，经分离板筛分后送入发酵罐。在进料前拦截大颗粒杂质与结块，防止固形物在罐内积聚，保护设备免受堵塞磨损，且快拆结构便于分离板拆洗，解决了现有设备缺乏预过滤保护而影响连续生产效率的问题。

20、2、本发明进料后，向储液箱加注冷却液，启动循环泵将冷却液抽出，经制冷器降温至恒定低温状态后，输送至发酵罐内壁，冷却液在内壁流动吸收罐内热量，随后回流至储液箱往复循环使用，设备停用时可排出残留液体，避免管道结垢与腐蚀，通过连续循环冷却液及时带走发酵放热，维持罐内适宜的恒温环境，防止高温致酵母失活或产生杂醇油，解决了现有设备温控差、散热低，易因局部过热导致发酵停滞及产酒品质下降的问题。

21、3、本发明进料后，电机带动搅拌叶片与刮板转动，使原料混合均匀以消除温差和浓度差，并刮除内壁残留物防结垢，提升热交换效率，发酵产生的含酒精废气由风机抽出，先后经不锈钢滤板与微孔滤膜，拦截大块泡沫及微小液滴等杂质，净化后的废气进入分离箱，由冷凝器将酒精液化并排出回收，通过搅拌刮壁保障传热均匀，通过废气多级除杂与冷凝回收降低酒精损耗，解决了传统设备内壁易结垢、废气直排浪费及管路易被杂质堵塞的问题。

1.一种密闭循环式食用酒精连续发酵装置，包括发酵罐（1），其特征在于，所述发酵罐（1）外部左侧设置有输送泵（6），所述输送泵（6）输入端设置有原料过滤机构（7），所述输送泵（6）输出端固定连接有送料管（5），所述送料管（5）顶部固定连接在所述发酵罐（1）的内部，所述发酵罐（1）外部后侧设置有发酵冷却机构（11），所述发酵罐（1）顶部右侧设置有酒精除杂机构（13）。

2.根据权利要求1所述的一种密闭循环式食用酒精连续发酵装置，其特征在于，所述原料过滤机构（7）包括安装块（701），所述安装块（701）固定连接在所述输送泵（6）的输入端，所述安装块（701）内部滑动连接有弧形块（702），所述弧形块（702）顶部固定连接有凸块（704），所述弧形块（702）底部固定连接有弹簧（703），所述弧形块（702）顶部固定连接有插块（705），所述安装块（701）内部右侧设置有定位块（708），所述定位块（708）外部固定连接有连接头（706），所述连接头（706）内部安装有分离板（707）。

3.根据权利要求1所述的一种密闭循环式食用酒精连续发酵装置，其特征在于，所述发酵冷却机构（11）包括储液箱（1101），所述储液箱（1101）安装在所述发酵罐（1）的外部后侧，所述储液箱（1101）外部固定连接有加注口（1102），所述储液箱（1101）底部固定连接有排液口（1103），所述储液箱（1101）顶部安装有制冷器（1104），所述制冷器（1104）顶部固定连接有循环泵（1105），所述循环泵（1105）输入端与所述制冷器（1104）相连接，所述循环泵（1105）输出端固定连接有环形管（1106），所述环形管（1106）安装在所述发酵罐（1）的内部，所述环形管（1106）底部固定连接有循环管（1107），所述循环管（1107）顶部固定连接在所述储液箱（1101）的内部。

4.根据权利要求1所述的一种密闭循环式食用酒精连续发酵装置，其特征在于，所述酒精除杂机构（13）包括安装壳（1301），所述安装壳（1301）固定连接在所述发酵罐（1）的顶部右侧，所述安装壳（1301）内部安装有风机（1303），所述安装壳（1301）外部左侧固定连接有连接管（1302），所述连接管（1302）底部固定连接在所述发酵罐（1）的内部，所述安装壳（1301）外部右侧固定连接有导向管（1304），所述导向管（1304）底部固定连接有处理箱（1305），所述处理箱（1305）内部安装有不锈钢滤板（1306），所述不锈钢滤板（1306）底部设置有微孔滤膜（1307），所述处理箱（1305）底部固定连接有衔接管（1308），所述衔接管（1308）底部固定连接有分离箱（1309），所述分离箱（1309）内部安装有冷凝器（1310），所述分离箱（1309）内底部固定连接有导向板（1311），所述分离箱（1309）底部固定连接有出液口（1312）。

5.根据权利要求2所述的一种密闭循环式食用酒精连续发酵装置，其特征在于，所述安装块（701）顶部开设有滑孔（10），所述凸块（704）滑动连接在所述滑孔（10）的内部。

6.根据权利要求2所述的一种密闭循环式食用酒精连续发酵装置，其特征在于，所述安装块（701）内部右侧开设有插孔（8），所述定位块（708）与所述插孔（8）相插接，所述定位块（708）内部开设有卡槽（9），所述插块（705）与所述卡槽（9）相插接。

7.根据权利要求3所述的一种密闭循环式食用酒精连续发酵装置，其特征在于，所述储液箱（1101）外部固定连接有固定架（12），所述固定架（12）底部固定连接在所述发酵罐（1）的外部后侧。

8.根据权利要求1所述的一种密闭循环式食用酒精连续发酵装置，其特征在于，所述发酵罐（1）顶部设置有电机（15），所述电机（15）输出端固定连接有传动杆（17），所述传动杆（17）底部转动连接在所述发酵罐（1）的内部，所述传动杆（17）外部两侧均固定连接有固定块（18），两个所述固定块（18）外部四周均固定连接有刮板（19），多个所述刮板（19）外部均固定连接有搅拌叶片（20），所述发酵罐（1）顶部固定连接有安装环（14），所述电机（15）固定连接在所述安装环（14）的内部。

9.根据权利要求1所述的一种密闭循环式食用酒精连续发酵装置，其特征在于，所述发酵罐（1）外部左侧固定连接有安装杆（3），所述安装杆（3）顶部安装有操作显示面板（4），所述发酵罐（1）底部四周均固定连接有支腿（2），多个所述支腿（2）的材质均为不锈钢材质，所述发酵罐（1）的底部固定连接有出渣口（16）。

10.一种密闭循环式食用酒精连续发酵方法，应用于权利要求1-9任一项所述的一种密闭循环式食用酒精连续发酵装置，其特征在于，包括以下步骤：