一种卧式酒类发酵设备的制作方法

1.本实用新型涉及酒酿造领域，尤其涉及一种卧式酒类发酵设备。


背景技术：

2.发酵装置广泛应用于乳制品、饮料、生物工程、制药、精细化工等行业，现有发酵装置可用于厌氧发酵也可用于好氧发酵，发酵过程是一个无杂菌、无污染的过程，故发酵装置均采用了无菌系统，避免和防止了空气中微生物的污染。发酵过程中随着微生物的生长繁殖，在微生物酶的作用下，原料中的淀粉、蛋白质等物质发生水解，引起大量乙醇、有机酸和酯类物质水解产物在重力作用下逐渐沉积，而其所产生的co2和低沸点物质随着发酵温度的升高，多聚集于上层。
3.有研究对比固态发酵窖池中单口窖池上、中、下层糟醅理化指标，发现同一发酵期，在酸度上：下层＞中层＞上层；在水分含量上：下层＞中层＞上层；在淀粉含量上：上层＞中层＞下层。表明了在同一口窖池中，下层的发酵情况好于中层，中层的发酵情况好于上层，体现了发酵先后过程和发酵层次情况。同时，对单口窖池上、中、下层靠壁糟醅和中心糟醅的理化指标进行分析，发现除上层外，中、下层均是靠壁糟醅发酵情况要优于中心糟醅发酵情况。主要是由于靠壁糟醅与己酸菌和其他窖泥功能菌接触充分，使得靠壁的糟醅发酵更加充分，产香情况更理想。而上层糟醅由于均未与窖泥有太大接触，所以优势并不明显，这也充分表明粮食糟醅中功能性微生物的快速稳定繁殖发酵对浓香型白酒品质的提升具有重要意义。
4.研究表明，同一窖池内相同发酵时期不同层次糟醅之间理化指标及微生物含量不同。
5.因此，在传统泥窖窖池中，上层、中层和下层的粮食糟醅所含的水分不同，引起乙醇、有机酸酯和溶氧等关键底物浓度不同，加之靠近窖池边沿的粮食糟醅的微生物增长速度显著快于窖池中心的微生物生长速度，导致了泥坑内不同部位的粮食糟醅发酵过程不一致，同时引起后期蒸馏过程中因粮食糟醅物理、化学性质不同导致的蒸馏出酒量下降。
6.由此可见，搅拌器搅拌不均匀、容器内部有死角导致局部原料发酵存在差异是本方案需要解决的问题之一。
7.另外，不同于传统的白酒发酵所采用的静态发酵技术，这些静态发酵通常将酒糟堆料在窖池中，并且在窖池的壁上以及酒糟的顶部涂抹覆盖窖泥，在静态发酵模式下，窖泥基本不会进入酒糟中而污染酒糟。但是在采用搅拌器的方案下，搅拌器旋转产生轴向力，使得窖泥也会受到一定的影响，特别是在窖泥与酒糟接触的部分，由于窖泥与酒糟的牵扯作用，可能会有一部分的窖泥被带出，由此对酒糟产生了污染，仅简单地减小窖泥与酒糟接触的开口或许在一定层面上能够防止窖泥进入酒糟，但是这相反地造成了窖泥中的大量参与酒发酵的微生物群系难以与酒糟产生生物传递联系而导致酒发酵进程缓慢甚至质量出现问题，因此如何解决在实现搅拌的环境下防止窖泥进入酒糟同时又不大幅度地影响微生物在窖泥与酒糟中的传递成为一个值得研究的问题。
8.此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于申请人做出本实用新型时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本实用新型不具备这些现有技术的特征，相反本实用新型已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在背景技术中增加相关现有技术之权利。


技术实现要素：

9.针对现有技术之不足，本实用新型提供了一种卧式酒类发酵设备，至少包括，容纳部，其作为存放酒糟的空间，轴杆，其沿容纳部轴向排列且其上设置有沿容纳部径向方向延伸的扇叶，以使得轴杆与扇叶的组合能够搅拌空间内的酒糟，容纳部被分为由容纳外壳与容纳内壳嵌套组成的用于存放窖泥的夹层结构，容纳内壳上设置有数个能够使得窖泥与酒糟接触的孔结构，其中，孔结构被配置为沿容纳内壳壁向容纳部内空间延伸并在延伸过程中逐渐沿轴杆旋转的切向弯曲的结构。
10.优选地，孔结构被配置为具备开口结构，开口结构被配置为能够改变孔结构的通道开度，开口结构至少具备一个面积大于或等于孔结构开口的片状面，片状面被配置为至少能够覆盖孔结构的开口。
11.优选地，开口结构还包括旋转轴，旋转轴的一端设置在孔结构周围，其另一端连接至片状面上以使得片状面能够以旋转轴为轴心而旋转。
12.优选地，旋转轴传动连接至驱动组件，以使得旋转轴能够被驱动组件驱动以旋转，驱动组件能够被配置为微型电机或者传动连杆，在驱动组件被配置为传动连杆的情况下，驱动组件传动地连接至动力输出装置上。
13.优选地，容纳部在工作状态下以其轴向平行于地面的方式被放置于地面上。
14.优选地，容纳部远离地面的一侧贯通地设置有能驱动扇叶转动的动力部。
15.优选地，还包括控制器，其按照分时段控制不同部段的扇叶旋转的启动和停止的方式连接至动力部上。
16.优选地，容纳部远离地面的一侧贯通地设置有能够连通外界与容纳部内部的可开闭的入料通道。
17.优选地，容纳部靠近地面的一侧贯通地设置有能够连通外界与容纳部内部的可开闭的出料通道。
18.优选地，扇叶沿轴杆径向向外突出的部分在不与容纳内壳接触的情况下保持最大突出程度。
19.所述轴杆从所述容纳部穿出的部位设置有用于阻挡酒糟泄漏至外部的阻挡部。
20.本实用新型优势在于：
21.1、保证了发酵产物的均一性，同时旋转搅拌可增强窖泥与粮食糟醅的接触，并使粮食糟醅中由窖泥引入的功能性微生物均匀分散，利于发酵过程的同步和稳定。
22.2、增加了添加原料的孔洞，可根据发酵的不同时期添加不同的物质，避免了原料孔洞过少导致的部分孔洞需要进行反复的物料添加操作，以此避免了污染的风险。
23.3、孔结构呈突出容纳内壳的弯曲管结构，且每个孔结构弯曲的方向是符合其所在位置的轴杆旋转切向的，由此使得孔结构的侧壁能够为存放在其内的窖泥阻挡大部分的搅拌产生的切向力或者切向流动的酒糟，由此显著降低窖泥被旋转中的酒糟带出的可能性。
并且，基于研究表明微生物在具备曲率的界面上移动速度相对更快、活性相对更高，由此采取蜿蜒配置的孔结构能够相对提升窖泥中的微生物转移进入酒糟中的效率，可以弥补一部分由于高速旋转而带来的微生物死亡损失，同时在旋转轴非旋转搅拌期间，此种设置也可以相对提升微生物的转移效率，能够有效推进酒糟中建立发酵微生物环境的进展。
附图说明
24.图1是本实用新型提供的一种优选实施方式的结构示意图；
25.图2是本实用新型提供的容纳内壳孔洞结构示意图；
26.图3是本实用新型提供的一种优选实施例下孔结构以及开口结构的结构示意图；
27.附图标记
28.100：容纳部；110：容纳外壳；111：中间空间；120：容纳内壳；121：孔结构；130：入料通道；140：出料通道；150：开口结构；151：片状面；152：旋转轴；153：驱动组件；200：轴杆；300：扇叶；400：动力部；500：阻挡部；600：控制器。
具体实施方式
29.下面结合附图1至3进行详细说明。
30.本实用新型为解决酒糟在进行固态发酵时遇到的不同位置层级之间的数个发酵属性的差异性，提供了一种卧式生物发酵装置，其用于酒糟的发酵过程。本系统中，至少包括容纳部100、轴杆200、扇叶300。
31.如图1所示，容纳部100用于容纳发酵用的底物，容纳部100内设置有沿容纳部100轴向配置的轴杆200，轴杆200外部按照能够伴随轴杆200的旋转而搅拌容纳部100中的酒糟的方式在轴向上设置有至少沿其径向方向突出的扇叶300。容纳部100由容纳外壳110和容纳内壳120嵌套构成，容纳外壳110和容纳内壳120之间具有中间空间111。使用时，在中间空间111中填充窖泥，窖泥中含有大量的发酵微生物，其与酒糟接触以完成微生物接种，即微生物在酒糟中的繁殖迁移。
32.根据一种优选的实施方式，扇叶300为螺旋带扇叶300，且扇叶300沿轴杆200径向向外突出的部分在不与容纳内壳120接触的情况下保持最大突出程度，从而可最大程度地对容纳部100内的底物进行搅拌，避免发酵罐角落的发酵物搅拌不均匀的情况。
33.根据一种优选的实施方式，轴杆200至少一端从容纳部100中穿出并且传动连接至动力部400，动力部400用于带动轴杆200旋转以实现搅拌目的。轴杆200从容纳部100穿出的部位设置有阻挡部500，阻挡部500用于阻挡容纳部100中的酒糟等物质，使其不会脱出容纳部100内部空间。动力部400例如可以是旋转电机，阻挡部500例如可以是带孔密封塞，其上的孔用于穿出且仅能够穿出轴杆200。
34.根据一种优选的实施方式，控制器600按照分时段控制不同位置设置的扇叶300旋转的启动和停止的方式通过导线连接至动力部400上，该控制器600通过输入其中的控制指令对扇叶300进行电力驱动，所输入的控制指令可以是定时驱动扇叶300其中一个部段的旋转，该动力部400在远离地面的一侧贯通地设置于容纳部100上，从而避免对罐体内的发酵底物的污染。
35.根据一种优选的实施方式，沿容纳部100至少一个径向方向上排列设置数个平行
于容纳部100轴向的轴杆200，且每个轴杆200上均设置有任意状态下均互不接触的扇叶300。
36.根据一种优选的实施方式，容纳部100在工作状态下以其轴向平行于地面的方式被放置在地面上，容纳内壳120穿透地开设有数个孔洞，孔洞被构造为允许容纳内壳120靠空心夹层一侧的物质能够与容纳内壳120靠容纳部100内部存放底物的另一侧的物质进行物质交换的结构，容纳部100远离地面的一侧贯通地设置有不少于一个的能够连通外界与容纳部100内部的可开闭的入料通道130，容纳部100靠近地面的一侧贯通地设置有能够连通外界与容纳部100内部的可开闭的出料通道140。在进行发酵工序时，可以从位于容纳部100上方的入料通道130进料，投入入料通道130的底物受重力而逐层在容纳部100中堆叠，从下至上填满整个罐体，发酵产生的产物或者发酵后的底物从出料通道140处被收集。
37.根据一种优选的实施方式，容纳部100具有至少内外两层，分别为容纳内壳120和容纳外壳110，该容纳内壳120和容纳外壳110均为套层结构，容纳外壳110将容纳内壳120套在其内，并且，套层结构中间留有一定间隙。容纳外壳110构成为实体密封壁面，容纳内壳120构成具备一定物质透过性的壁面结构。优选地，如图所示，容纳内壳120上设置有穿透的孔结构121，数个孔结构121按照规则或者不规则的方式排列在容纳内壳120上。优选地，孔结构121是按照一定预设距离的矩阵式排列在容纳内壳120上的，从整体上看，容纳内壳120构成为网状或者板筛结构。在使用时，向容纳内壳120与容纳外壳110之间的间隙内填入窖泥，填入量至少能够满足间隙内的窖泥能够与容纳内壳120上的孔结构121平齐或者能够部分穿过孔结构121接触至容纳内壳120的底物。通过均匀设置的孔结构121，窖泥与罐体内的底物各部位能够产生较为均匀且充分的接触。
38.发酵阶段中，持续开启动力部400，使得发酵中的底物能够在扇叶300驱动下持续移动，任意位置的单位底物均能够在后续时间内被移动至不同于上一时间所在位置的任意其他位置。
39.发酵结束之后，仍然打开动力部400，将出料通道140打开，通过扇叶300的旋转，将罐体内发酵完成的底物由出料通道140全部排出，最后关闭动力部400。
40.优选地，上述实施例仅是给出了一种基础的容纳内壳120和容纳外壳110组合形成的中空空间，该中空空间被用于设置窖泥的简单方案，该方案中，容纳内壳120，也即是中空空间与发酵罐体内的交界处被配置为具备数个孔结构121，这些孔结构121基本可以被设置为简单的圆孔结构，进一步优选地，容纳内壳120本身可以是由孔板结构卷曲形成的桶状壁结构，以使得其均匀性设置的孔洞能够为酒糟和窖泥提供均匀的接触空间。然而，由于上述实施例中所述的搅拌设备的存在，搅拌扇叶300的旋转对存在于中空空间内的窖泥产生了一定的切向力，尤其是在酒糟与窖泥接触的位置，由于窖泥与酒糟都是具备一定粘性的物质，因此相互之间产生的粘性牵连作用可能会使得窖泥的一部分被带入酒糟中，从而使得酒糟被污染，酒糟被窖泥污染可能使得发酵产生的酒体中混入明显的泥味，影响整体白酒的风味表达。为解决上述技术问题中的至少其中一项，本实用新型给出一种优选实施例，该实施例中，孔结构121被配置为具备可开闭的开口结构150，开口结构150被配置为能够改变孔结构121的通道开度。开口结构150可以选择为转动覆盖结构，开口结构150至少具备一个面积大于或者等于孔结构121开口的片状面151，该片状面151可以按照配合孔结构121开口的形状而制备成一致的形状，也可以额外配置其余的形状，例如当孔结构121的开口被配置
为圆形时，片状面151也可以被配置为相应尺寸或者更大尺寸的圆形。开口结构150还具备一个旋转轴152，旋转轴152的一端设置在孔结构121开口周围的一个位置，旋转轴152的另一端连接至片状面151上以使得片状面151能够以旋转轴152为轴心而旋转，通常，旋转轴152与片状面151的连接点不在片状面151的形状中心上，例如不在圆形片状面的圆心上，使得片状面151能够以更多的面积在旋转过程中对孔结构121的开口进行覆盖。进一步地，旋转轴152可以被传动连接至驱动组件153，以使得旋转轴152能够被驱动组件153驱动以旋转，驱动组件153可以是微型电机或者传动连杆，考虑到容纳内壳120上存在数个甚至大量的孔结构121，选择传动连杆的方案更加适合较为狭小的空间，在此情况下，传动连杆的另一侧连接至动力输出装置，例如是电机等设备。在另一些实施例中，开口结构150也可以是内嵌式渐缩型开口结构，类似于相机快门结构。优选地，鉴于孔结构121数量可能很多而导致针对单个孔结构121配置独立调节的驱动组件153可能成本较高或者配置传动连杆较为复杂的情况，本实施例所述的控制孔结构121开度也可以按照如下方式实现：不单独对孔结构121配置开口结构150，取而代之的是在容纳内壳120面向罐体内空间的内侧和/或面向中空空间的外侧设置一层能够包裹覆盖容纳内壳120的旋转层，旋转层配合容纳内壳120而构成圆筒结构，其上按照对应容纳内壳120孔结构121的位置以及尺寸的方式开设有出孔结构。在上述配置下，旋转层上存在与容纳内壳120一样大小以及位置的出孔结构。随后，旋转层被传动连接至旋转组件上，旋转组件被配置为能够带动旋转层沿罐体轴向旋转。旋转组件，例如可以是带电机的旋转轴152结构，其两端分别连接至旋转层的两端，还可以是滚轮结构，例如滚轮配置在旋转层的任意一个或者几个侧点，例如可以是对关于圆心对称的两个测点分别分配两个滚轮，滚轮轮侧接触至旋转层，当滚轮滚动时，摩擦力带动旋转层旋转。旋转层在旋转时，原本与容纳内壳120的孔结构121对应的出孔结构逐渐变为与孔结构121不对应，即实现了旋转层在滚动过程中逐渐闭合孔结构121的效果，并且该闭合是针对整个容纳内壳120上的孔结构121的，因此可以实现利用单个或者少量驱动来调整孔结构121开度的效果。进一步地，旋转组件或者驱动组件153通信耦合地连接至调控部，调控部被用于控制旋转组件或者驱动组件153工作参数，工作参数至少包括启停。优选地，轴杆200上或者其附近设置有用于检测轴杆200转速的转速检测器，后者通信耦合地连接至调控部，调控部可以被配置为基于接收的转速检测器采集的轴杆200转速情况而控制旋转组件或驱动组件153来控制容纳内壳120的孔结构121的开度，其中，调控部的调控逻辑可以被大致设置为，转速越大时孔结构121开度越小，此种设置方式下在轴杆200转速逐渐加大时，孔结构121的开度能够相应地逐渐缩小以抵抗由于转速增大而带来的切向力的增大，能够较好地防止窖泥进入酒糟中。
41.进一步地，开闭结构将孔结构121遮蔽可能会导致窖泥中的微生物难以与酒糟产生生物传递联系，即窖泥中的微生物由于阻隔难以进入到酒糟中建立菌落，因此本方案给出了一种更为优选的实施方式。孔结构121被配置为沿容纳内壳120壁向罐内空间延伸并在延伸过程中逐渐沿轴杆200旋转的切向弯曲的结构。此时孔结构121呈突出容纳内壳120的弯曲管结构，且每个孔结构121弯曲的方向是符合其所在位置的轴杆200旋转切向的，由此使得孔结构121的侧壁能够为存放在其内的窖泥阻挡大部分的搅拌产生的切向力或者切向流动的酒糟，由此显著降低窖泥被旋转中的酒糟带出的可能性。并且，基于研究表明微生物在具备曲率的路径上移动速度和活性相对更高，由此采取蜿蜒配置的孔结构121能够相对
提升窖泥中的微生物转移进入酒糟中的效率，可以弥补一部分由于高速旋转而带来的微生物死亡损失，同时在旋转轴152非旋转产生搅拌的期间，此种设置也可以相对提升微生物的转移效率，能够有效推进酒糟中建立发酵微生物环境的进展。
42.进一步地，上述开口结构150也可以和蜿蜒的孔结构121配合构成，以更进一步地防止窖泥进入酒糟。
43.需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本实用新型公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本实用新型的公开范围并落入本实用新型的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本实用新型说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本实用新型的保护范围由权利要求及其等同物限定。本实用新型说明书包含多项实用新型构思，诸如“优选地”、“根据一个优选实施方式”或“可选地”均表示相应段落公开了一个独立的构思，申请人保留根据每项实用新型构思提出分案申请的权利。