一种白酒精馏气态下去除头疼有害成分的装置和方法与流程

1.本发明涉及白酒蒸馏技术领域，尤其是涉及一种白酒精馏气态下去除头疼有害成分的装置和方法。


背景技术：

2.中国白酒一般是杂粮发酵，含各种品类杂粮，成分主要有淀粉蛋白质及脂肪等，经复杂的菌群类发酵而成，发酵过程中，在霉菌和酵母菌作用下生成了各种有益香味成分(主要是酸和酯)，同时伴生了大量不利于人体健康的醛、杂醇油、硫化物、生物胺、氨基甲酸乙酯等有害成分。
3.目前我国白酒工业还是传统的生产方式，特别是白酒的蒸馏还停留在甑锅阶段，传统的白酒蒸馏方式对发酵酒醅的有益香味成分提取率低，如酒中醛、杂醇油、生物胺、氨基甲酸乙酯等，只能靠人为的掐头去尾来去除小部分有害成分和部分异杂味，酒损较大，优质酒得率低(只能有30-40％)造成中国白酒的杂醇油、生物胺、氨基甲酸乙酯含量较高的负作用大，饮后头痛、口干、恶心、脸红、心悸血压波动，甚至中毒，对白酒的饮后愉悦感、舒适度的美好体验感大大降低。再加上食品安全标准正不断提高，国内和国际上对于酒的有害成分指标要求越来越严格，因此有必要设计一种能够在白酒精馏气态下去除头疼有害成分的装置。


技术实现要素：

4.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提供一种白酒精馏气态下去除头疼有害成分的装置和方法。
5.本发明的技术方案如下：一种白酒精馏气态下去除头疼有害成分的装置，其特征在于，包括：蒸馏釜、精馏塔、冷凝塔和等离子发生管；
6.所述蒸馏釜包括锅体和设于所述锅体上的釜头，所述釜头上设有酒蒸汽出口，所述酒蒸汽出口与所述精馏塔通过管道相连，所述精馏塔的顶部与所述冷凝塔的顶部通过管道相连，所述冷凝塔的顶部设有空腔；
7.所述釜头和所述空腔内分别设有所述等离子发生管。
8.优选地，所述精馏塔的顶部设有回流冷却塔、温度传感器和冷却水温调节阀。
9.优选地，所述精馏塔为6-9节塔板。
10.优选地，所述精馏塔的侧面上分别在每节塔板之间装有引流管，所述精馏塔的另一侧面上分别在每节塔板间之间装有进气管，所述引流管和所述进气管上均设有控制阀，每个所述进气管均连通在同一根主管道上，所述主管道经鹅颈管连接所述釜头的酒蒸汽出口。
11.优选地，所述精馏塔的底部设有再热釜，所述再热釜内装有所述等离子发生管。
12.优选地，所述釜头以及所述再热釜内的等离子发生管可发出波长为185nm-254nm的双频高能射线，所述冷凝塔内的等离子发生管可发出波长为185nm的双频高能射线。
13.优选地，所述再热釜上装有光电子净化装置。
14.优选地，所述冷凝塔的上中下端分别装有温度传感器，所述冷凝塔的出酒口处装有酒度温度测量装置，所述冷凝塔的下端装有集酒罐。
15.一种白酒精馏气态下去除头疼有害成分的方法，其特征在于，所述方法应用在上述的白酒精馏气态下去除头疼有害成分的装置，所述方法包括以下步骤：
16.s1、传统蒸馏原酒在蒸馏釜进行蒸馏，酒蒸汽经过釜头内的等离子发生管进行等离子体除杂后，进入精馏塔进行精馏；
17.s2、精馏后的酒蒸汽进入冷凝塔后，先经过冷凝塔内的等离子发生管进行等离子体除杂，再进行冷凝形成精馏酒。
18.优选地，如果精馏塔上设有再热釜，再热釜上装有等离子发生管和光电子净化装置时，所述方法还包括步骤s3、精馏后的回流液回流到再热釜内进行再加热，并经过再热釜内的等离子发生管和光电子净化装置净化除杂后，可以与步骤s2中的精馏酒勾兑调合成不同风格酒体。
19.和现有技术相比，本发明的有益效果如下：
20.1、釜头和冷却塔内设有等离子发生管，通过两级的等离子高能波的氧化裂解反应在酒体汽态中把酒中的有害成分生物胺、醛类及硫化物和氨基甲酸乙酯裂解和氧化成无害的醇、酸、水和二氧化碳。
21.2、通过增设精馏工序，并在精馏塔的每一节都装有引流管，可以人为调整酒体的微量成分比例大小达到优级酒的色谱骨架成分比例，增加优级酒的获得率。
22.3.通过上述精馏塔的不同塔节排出对人体有害的杂醇油，使酒体更为安全、纯净，口感优雅、绵柔，舒适感大大提升。
23.4.精馏塔的釜底液回流再热釜后，可以通过光电子净化装置再次净化去除杂醇油、生物胺、氨基甲酸乙酯，净化液中的有益有机酸和残留酒精可以混合上述精馏酒中勾兑调合成不同风格酒体，实现废物利用和节能降耗。
24.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
25.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图：
26.图1是本发明的示意图。
27.附图标记如下：
28.1、蒸馏釜；2、精馏塔；3、冷凝塔；4、等离子发生管；5、锅体；6、釜头；7、回流冷却塔；8、温度传感器；9、主管道；10、鹅颈管；11、再热釜；12、酒度温度测量装置；13、集酒罐。
具体实施方式
29.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例
中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
30.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
31.中国白酒一般是杂粮发酵，含各种品类杂粮，成分主要有淀粉蛋白质及脂肪等，经复杂的菌群类发酵而成，发酵过程中，在霉菌和酵母菌作用下生成了各种有益香味成分(主要是酸和酯)，同时伴生了大量不利于人体健康的醛、杂醇油、硫化物、生物胺、氨基甲酸乙酯等有害成分。
32.下面将对几种有害成分做具体介绍。
33.一、杂醇油：杂醇油是酿酒分解过程中酵母正常代谢的伴生产物，适宜的杂醇油含量及各种风味物质之间的恰当比例可以使酒体丰满圆润，口感柔和协调，层次丰富，味道独特，但过高的杂醇油存在特别是杂醇油中的异丁醇、异戊醇、正己醇过量会引起口感有异杂味会导致酒体产生辛辣、苦涩，而且对人体有毒害作用。杂醇油在人体内氧化速度比乙醇慢，停留时间长，会引起头痛，神经系统充血，有宿醉产生。
34.高度原酒的杂醇油含量mg/l
[0035] 液态清香固态清香固态浓香固态酱香固态芝麻香杂醇油2360.701255.601985.704063.502785.40
[0036]
二、生物胺的性质：生物胺是一类碱性的低分子有机化合物，该物质普遍存在于日常发酵食品中，生物胺可看做是氨分子中1-3个氢原子被烷基或芳基取代后而生成的物质，是脂肪族、酯环组或杂环组的低分子量的有机碱，常存在于动植物体内及食品中，特别是日常发酵食品中。微量的生物胺是生物体(包括人体)内的正常活性成分，在生物细胞中具有重要的生理功能，其中生物胺中的组胺、酪胺毒性最大，但当人体摄入过量的生物胺(尤其是同时摄入多组分生物胺)时会引起诸如头痛、恶心呕吐、心悸、脸红、呼吸絮乱等中毒过敏反应，严重可危及生命；当过量的生物胺和酒精混合作用于人体，这也是含有生物胺正常量的酒中由于生物胺的致敏性和中毒性被酒精的致敏性和中毒性加乘，其致敏性和中毒反应被数十倍放大，所以在酒中极微量的生物胺存在使人体的过敏反应会更加剧烈，减少酒中的生物胺的含量是提高酒后舒适度及愉悦感健康安全的市场需求，也是中国酒企提高酒体品质的达到健康安全的方向。
[0037]
目前生物胺在各国的标准的限量标准：澳大利亚和瑞士规定葡萄中的组胺不得高于10毫克/升，法国规定不得高于8毫克/升，荷兰规定不得高于3.5毫克/升，德国不得高于2毫克/升，我国目前还没有规定酒类中的生物胺含量的限量标准，目前我国葡萄酒中组胺含量在5-15毫克/升，总生物胺含量6.34-39.05毫克/升之间。远高于以上国家的规定上限，因此探究酒中生物胺的来源，控制消减其在酒中的含量，提高传统酒类的安全水平，增强国际市场产品竞争力是当前酒企的重要课题。
[0038]
三、氨基甲酸乙酯：我国白酒一般是酒度30
°‑
60
°
的蒸馏酒，传统白酒生产中的蒸
馏设备比较落后，并且为了提高酒的得率在操作过程中人为的“大汽冲顶(追尾)”造成氨基甲酸乙酯被高温蒸汽夹带进入白酒冷凝液中。
[0039]
氨基甲酸乙酯(ec)，又名尿烷，是食品发酵进程中自然形成的一种有害物质，国际食品法典添剂和污染物专门委员会(ccfac)在1999年将其列入“有理由预料引起癌症的物质”名单。我国食品污染监测网对中国黄酒的检测中检出率达100％，某些样品的ec含量远远超过目前最宽松的国际限量标准(400微克/升)。在黄酒的研究中发现氨基甲酸乙酯(ec)的形成主要是由尿素和乙醇的反应。对啮齿类动物氨基甲酸乙酯是一种多点致癌物，可导致肺肿瘤、淋巴癌、肝癌、皮肤癌等。国际癌症调研机构对人类的致病毒性为2b群。
[0040]
它已引起国际酿酒界的关注，在酒类生产中已开始对它的含量加以严格限制。在白酒中由于传统的蒸馏方式，尾酒的蒸馏中“大汽追尾”夹带有氨基甲酸乙酯出现，含量一般在30-80微克/升。含量虽然不高，但中国白酒的酒精度较高，在酒精的累加作用下每增加10度酒精度，氨基甲酸乙酯毒性就会成几何倍增加。
[0041]
氨基甲酸乙酯在各国酒类的限量标准：
[0042]
加拿大(1985年)佐餐葡萄酒30微克/升加强葡萄酒100微克/升
[0043]
美国(1988年以后生产)佐餐葡萄酒15微克/升加强葡萄酒60微克/升
[0044]
日本清酒100微克/升
[0045]
目前我国白酒工业还是传统的生产方式，特别是白酒的蒸馏还停留在甑锅阶段，传统的白酒蒸馏方式对发酵酒醅的有益香味成分提取率低，如酒中醛、杂醇油、生物胺、氨基甲酸乙酯等。只能靠人为的掐头去尾来去除小部分有害成分和部分异杂味，酒损较大，优质酒得率低(只能有30-40％)造成中国白酒的杂醇油、生物胺、氨基甲酸乙酯含量较高的负作用大，饮后头痛、口干、恶心、脸红、心悸血压波动，甚至中毒。对白酒的饮后愉悦感、舒适度的美好体验感大大降低，再加上食品安全标准正不断提高，国内和国际上对于酒的有害成分指标要求越来越严格，因此有必要设计一种能够在白酒精馏气态下去除头疼有害成分的装置。
[0046]
基于此，发明人设计了一种白酒精馏气态下去除头疼有害成分的装置，如图1所示，该装置包括：蒸馏釜1、精馏塔2、冷凝塔3和等离子发生管4。
[0047]
蒸馏釜1包括锅体5和设于锅体5上的釜头6，釜头6上设有酒蒸汽出口，酒蒸汽出口与精馏塔2通过管道相连，精馏塔2的顶部与冷凝塔3的顶部通过管道相连，冷凝塔3的顶部设有空腔，空腔可为圆形或壶式空腔，釜头6和空腔内分别设有等离子发生管4。
[0048]
由此，可以利用等离子体含有高能波185nm-254nm双频射线及大量高能自由基
·
oh、
·
o、
·
ho2对有机物进行分解，同时等离子体的高能光子分解氧化产生的臭氧，混入汽态酒体中更加强了对酒中ec的化学键的裂解和氧化达到降解酒中的ec和生物胺的目的，白酒中的有害成分生物胺、氨基甲酸乙酯汽态下与精馏系统中的等离子体产生的自由基，充分撞击氧化裂解成无害成分酸和水。
[0049]
那么在进一步的实际应用中，精馏塔2的顶部装有回流冷却塔7和温度传感器8，并由冷却水温调节阀用于调节回流塔内温度，以控制其回流比。
[0050]
实际应用中，精馏塔2可为6-9节塔板，此外，还可在精馏塔2的侧面上分别在每节塔板之间装有引流管，精馏塔2的另一侧面上分别在每节塔板间之间装有进气管，引流管和进气管上均设有控制阀，每个进气管均连通在同一根主管道9上，主管道9经鹅颈管连接釜
头6的酒蒸汽出口。
[0051]
这样可根据实际需要通过控制引流管上的阀门可控制每层塔板上的酒液体流出，通过精馏塔2的不同塔节排出对人体有害的杂醇油，使酒体更为安全、纯净，口感优雅、绵柔，舒适感大大提升，人为调整酒体的微量成分比例大小达到优级酒的色谱骨架成分比例，增加优级酒的获得率。
[0052]
还可根据实际需要通过控制进气管上的阀门可以控制酒蒸汽在精馏塔2的进入口(可选择进汽口在第几节酒蒸汽进入精馏塔2)。
[0053]
实际应用中，精馏塔2的底部可设有再热釜11，用于收集回流液，及再加热，再热釜11内装有等离子发生管4，其中釜头6以及再热釜11内的等离子发生管4可发出波长为185nm-254nm的双频高能射线，冷凝塔3内的等离子发生管4可发出波长为185nm的双频高能射线。
[0054]
进一步地，再热釜11上装有光电子净化装置，这样釜底液可以通过光电子净化装置再次净化去除杂醇油、生物胺、氨基甲酸乙酯，净化液中的有益有机酸和残留酒精可以混合经过冷凝后的精馏酒中勾兑调合成不同风格酒体，实现废物利用和节能降耗。
[0055]
进一步地，冷凝塔3的上中下端分别装有温度传感器8，冷凝塔3的出酒口处装有酒度温度测量装置12，冷凝塔3的下端装有集酒罐13。
[0056]
一种白酒精馏气态下去除头疼有害成分的方法，包括以下步骤：
[0057]
s1、传统蒸馏原酒在蒸馏釜1进行蒸馏，酒蒸汽经过釜头6内的等离子发生管4进行等离子体除杂后，进入精馏塔2进行精馏；
[0058]
s2、精馏后的酒蒸汽进入冷凝塔3后，先经过冷凝塔3内的等离子发生管4进行等离子体除杂，再进行冷凝形成精馏酒。
[0059]
s3、精馏后的回流液回流到再热釜11内进行再加热，并经过再热釜11内的等离子发生管4和光电子净化装置净化除杂后，可以与步骤s2中的精馏酒勾兑调合成不同风格酒体。
[0060]
综上所述，本方案具有以下特点：
[0061]
1、釜头6和冷却塔内设有等离子发生管4，通过两级的等离子高能波的氧化裂解反应在酒体汽态中把酒中的有害成分生物胺、醛类及硫化物和氨基甲酸乙酯裂解和氧化成无害的醇、酸、水和二氧化碳。
[0062]
2、通过增设精馏工序，并在精馏塔2的每一节都装有引流管，可以人为调整酒体的微量成分比例大小达到优级酒的色谱骨架成分比例，增加优级酒的获得率。
[0063]
3.通过上述精馏塔2的不同塔节排出对人体有害的杂醇油，使酒体更为安全、纯净，口感优雅、绵柔，舒适感大大提升。
[0064]
4.精馏塔2的釜底液回流再热釜11后，可以通过光电子净化装置再次净化去除杂醇油、生物胺、氨基甲酸乙酯，净化液中的有益有机酸和残留酒精可以混合上述精馏酒中勾兑调合成不同风格酒体，实现废物利用和节能降耗。
[0065]
需要说明的是，本方案中所说的去除头疼有害成分并不意味着白酒中头疼有害成分的绝对去除清零，而是指经过本方案处理后白酒中的能引起头疼的有害成分能够显著减少。
[0066]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不
脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。