專利名稱：一種液態(tài)果醋的發(fā)酵設備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種發(fā)酵設備，尤其涉及一種液態(tài)果醋的發(fā)酵設備。
背景技術(shù)：
果醋歷史悠久，早在IO世紀葡萄醋在法國已相當盛行。目前，歐美果醋生產(chǎn)消 費高于亞洲l，品種以蘋果醋、葡萄醋為主，美國年產(chǎn)蘋果醋0. 93億升，占食醋總產(chǎn)量的 16.6%，我國食醋仍以糧食醋為主，果醋較少。 果醋發(fā)酵過程是醋酸菌使果酒中的酒精通過好氧發(fā)酵轉(zhuǎn)化成醋酸，醋酸菌屬于嚴 格好氧的微生物，醋酸菌的生長和酒精的轉(zhuǎn)化均需要氧氣。目前果醋的生產(chǎn)方式包括固態(tài) 發(fā)酵和液態(tài)發(fā)酵，固態(tài)發(fā)酵屬傳統(tǒng)發(fā)酵方法勞動強度大，質(zhì)量難控制。最常用的液態(tài)發(fā)酵的 發(fā)酵設備為通風機械攪拌發(fā)酵罐，但通風攪拌發(fā)酵罐，通入的空氣量過大容易將發(fā)酵過程 中產(chǎn)生的醋酸隨空氣排出發(fā)酵罐，導致醋酸含量偏低；而通入空氣量過小則空氣傳質(zhì)效果 不佳，酒精轉(zhuǎn)化率低。 在果醋發(fā)酵中，大多數(shù)醋酸菌菌株存在過氧化現(xiàn)象，當發(fā)酵物料中乙醇消耗完畢 后，能將醋酸氧化成二氧化碳和水，使醋酸含量降低，因此如何控制果醋發(fā)酵過程中的過氧 化現(xiàn)象對控制果醋得率十分關(guān)鍵。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種液態(tài)果醋的發(fā)酵設備。該設備既能有效溶氧同時又 能減少醋酸揮發(fā)的，提高了液態(tài)果醋產(chǎn)品的質(zhì)量。
本實用新型的目的是通過以下技術(shù)措施來實現(xiàn)的一種液態(tài)果醋的發(fā)酵設備，其
包括控制裝置，以及分別與控制裝置連接的空氣處理系統(tǒng)、泵、發(fā)酵罐和控溫系統(tǒng)；其中，
所述的泵為氣液混合泵；所述的空氣處理系統(tǒng)與氣液混合泵的進氣口連接，所述的氣液混
合泵和控溫系統(tǒng)分別與發(fā)酵罐連接；所述的發(fā)酵罐包括罐體、進料口、液體排放口、液體入
口和氣體排放口 ，所述的液體排放口和液體入口分別與氣液混合泵的進液口和氣液排出口
連接形成可為發(fā)酵液循環(huán)供氧的回路；所述的氣體排放口上設置冷凝器，所述的冷凝器與
制冷系統(tǒng)連接，用于回收揮發(fā)的醋酸。先把物料從進料口投入發(fā)酵罐中，啟動氣液混合泵，
吸入經(jīng)由空氣處理系統(tǒng)處理后的空氣和發(fā)酵罐內(nèi)的物料進行充分混合，然后再送入發(fā)酵罐
中，由控溫系統(tǒng)對發(fā)酵罐進行加熱至發(fā)酵溫度并保持恒溫促進物料發(fā)酵。發(fā)酵期間定期啟
動氣液混合泵對發(fā)酵液進行循環(huán)處理，為發(fā)酵液提供新鮮的空氣，促進物料的發(fā)酵。 所述的空氣處理系統(tǒng)包括空氣過濾器和空氣流量計，所述的空氣流量計的輸入端
與空氣過濾器連接，其輸出端通過管道和空氣流量調(diào)節(jié)閥與氣液混合泵上的進氣口連接。
采用空氣過濾器對空氣進行過濾除雜，保證了空氣的潔凈，有利于果醋發(fā)酵的進行。而空氣
流量計和空氣流量調(diào)節(jié)閥的使用，調(diào)節(jié)和控制了空氣的流量，使空氣進入發(fā)酵罐中的空氣
量達到發(fā)酵要求，不至于空氣量過少影響發(fā)酵效果。 所述的空氣處理系統(tǒng)還包括臭氧發(fā)生器，所述的臭氧發(fā)生器的空氣輸出端與空氣過濾器的空氣輸入端連接，臭氧不僅對空氣進行消毒，而且可以在進行發(fā)酵前對管道和發(fā) 酵罐進行消毒。 所述的制冷系統(tǒng)包括冷卻介質(zhì)儲罐和外置的制冷機，二者相連接形成對冷卻介質(zhì) 進行循環(huán)冷卻的回路；所述的冷卻介質(zhì)儲罐上設有與冷凝器連接的輸出端和輸入端，所述 的輸出端由泵和管道與冷凝器的輸入端連接，所述的輸入端與冷凝器的輸出端連接，形成 冷卻介質(zhì)的循環(huán)回路。 所述的控溫系統(tǒng)包括設置于發(fā)酵罐的罐體外的夾套和熱介質(zhì)產(chǎn)生裝置，所述的夾
套設有輸入口和輸出口 ，所述的夾套的輸出口通過管道與熱介質(zhì)產(chǎn)生裝置的輸入端連通；
熱介質(zhì)產(chǎn)生裝置的輸出端設有分支結(jié)構(gòu)，其中一個分支通過管道、閥門和泵與夾套的輸入
口連接形成輸送熱介質(zhì)的管路，另一分支通過管道、閥門和泵與冷卻介質(zhì)儲罐的輸出端連
接形成輸送冷卻介質(zhì)的管路，從而整體形成一個為發(fā)酵罐進行循環(huán)加熱及控溫的回路。在
發(fā)酵初期打開輸送熱介質(zhì)的管路上的閥門和泵向夾套中注入熱介質(zhì)對發(fā)酵罐進行加熱至
內(nèi)部溫度達到工藝設定值；當發(fā)酵罐內(nèi)溫度過高時打開輸送冷卻介質(zhì)的管路的閥門和泵向
夾套中注入冷卻介質(zhì)，降低發(fā)酵罐內(nèi)的溫度，從而實現(xiàn)發(fā)酵溫度的恒溫控制。 所述的控溫系統(tǒng)還可以是包括設置于發(fā)酵罐的罐體內(nèi)熱交換器和熱介質(zhì)產(chǎn)生裝
置，所述熱交換器的輸出端伸出到罐體外與熱介質(zhì)產(chǎn)生裝置的輸入端連通；熱介質(zhì)產(chǎn)生裝
置的輸出端設有分支結(jié)構(gòu)，其中一個分支通過閥門和泵與伸出到罐體外的熱交換器的輸入
端連接形成輸送熱介質(zhì)的管路，另一分支通過閥門和泵與冷卻介質(zhì)儲罐的輸出端連接形成
輸送冷卻介質(zhì)的管路，從而整體形成一個為發(fā)酵罐進行循環(huán)加熱及控溫的回路。 本實用新型可作以下改進所述冷卻介質(zhì)儲罐與冷凝器連接的輸出端設置分支結(jié)
構(gòu)，其中一個分支與冷凝器連接；另一個分支與熱介質(zhì)產(chǎn)生裝置的輸出端的其中一個分支
連接，構(gòu)成向控溫系統(tǒng)輸送冷卻介質(zhì)的管路。 所述的閥門采用電磁閥，所述的電磁閥門與控制裝置連接，控制裝置可自動打開 電磁閥門，實現(xiàn)發(fā)酵溫度的恒溫控制。 所述的熱介質(zhì)產(chǎn)生裝置包括儲水罐和加熱夾套；其中，儲水罐的輸出端上設有分
支結(jié)構(gòu)，其中一個分支通過輸送管道、閥門和泵與夾套輸入口連通，另一個分支則與冷卻介
質(zhì)儲罐輸出端的其中一個分支連接；儲水罐的輸入端則與夾套的輸出口連通；加熱夾套則
固定套裝于儲水罐的外壁上，并與蒸汽管路連通，對儲水罐內(nèi)的水進行加熱。 本實用新型還包括與控制裝置連接的溫度傳感器，所述溫度傳感器具有溫度探
頭，所述的溫度探頭伸入發(fā)酵罐內(nèi)，對發(fā)酵罐內(nèi)的溫度進行實時監(jiān)控。當溫度過高時，打開
向控溫系統(tǒng)輸送冷卻介質(zhì)的管路的閥門，向夾套內(nèi)輸入冷卻介質(zhì)以降低發(fā)酵罐內(nèi)的溫度。 本實用新型還設置有與控制裝置連接酒精傳感器，所述的酒精傳感器具有伸入發(fā)
酵罐內(nèi)的探頭。 本實用新型還設置有與控制裝置連接的pH傳感器，所述的pH傳感器具有伸入發(fā) 酵罐內(nèi)的探頭。 本實用新型設置的酒精傳感器和pH傳感器用于在線監(jiān)測發(fā)酵液中的pH值和殘余 的酒精含量，在酒精含量較低時進行終止發(fā)酵或補料繼續(xù)發(fā)酵防止酒精發(fā)生過氧化。 本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)的相比具有以下優(yōu)點 (1)本實用新型中物料和空氣在氣液混合泵中進行強烈的攪拌混合，由于空氣流
5量小而溶氧效率高，形成的氣液混合物中氣泡非常小，使得物料能夠充分地接觸空氣中的 氧氣，有利于物料中酒精的好氧發(fā)酵轉(zhuǎn)化成醋酸。 (2)本實用新型的發(fā)酵罐的液體排放口和液體入口分別與氣液混合泵的進液口和 氣液排出口連接形成可為發(fā)酵液循環(huán)供氧的回路，在發(fā)酵過程中為發(fā)酵物料提供充足的新 鮮空氣。 (3)本實用新型在發(fā)酵罐氣體排放口處設置冷凝器回收揮發(fā)了的醋酸，減少了果 醋中醋酸的損失，提高產(chǎn)品質(zhì)量。 (4)本實用新型在空氣處理系統(tǒng)中設置臭氧發(fā)生器，可以在發(fā)酵前對空氣、空氣過 濾器、管道以及發(fā)酵罐內(nèi)的物料進行消毒。 (5)本實用新型還配備有溫度傳感器、酒精傳感器和pH傳感器。酒精傳感器和pH 傳感器用于在線監(jiān)測發(fā)酵液中的pH值和殘余的酒精含量，在酒精含量較低時進行終止發(fā) 酵或補料繼續(xù)發(fā)酵防止酒精發(fā)生過氧化。

圖1是本實用新型實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式圖1所示的液態(tài)果醋的發(fā)酵設備，是本實用新型的實施例之一。其由分別與控制 裝置連接的空氣處理系統(tǒng)、氣液混合泵1、發(fā)酵罐、制冷系統(tǒng)、控溫系統(tǒng)、溫度傳感器13、酒 精傳感器14和pH傳感器15構(gòu)成，其中，空氣處理系統(tǒng)與氣液混合泵1的進氣口連接，所述 的氣液混合泵1和控溫系統(tǒng)分別與發(fā)酵罐連接。其中，空氣處理系統(tǒng)由臭氧發(fā)生器4、空氣 過濾器7、空氣流量計3和空氣流量調(diào)節(jié)閥5依次連接構(gòu)成。空氣流量調(diào)節(jié)閥5的輸出端由 管道連接于氣液混合泵1的進氣口上。發(fā)酵罐包括罐體26、進料口 9、液體排放口 24、液體 入口 2和氣體排放口 ，所述的液體排放口 24和液體入口 2分別與氣液混合泵1的進液口和 氣液排出口連接形成可為發(fā)酵物料循環(huán)供氧的回路；在發(fā)酵罐的氣體排放口上設置冷凝器 IO，該冷凝器10與制冷系統(tǒng)連接，用于回收揮發(fā)的醋酸。 制冷系統(tǒng)包括冷水儲罐17和外置的制冷機16。冷水儲罐17上設有兩個輸入口和 兩個輸出口 。其中， 一個輸出口通過管道和冷水泵18與制冷機16的輸入端連通， 一個輸入 口與制冷機16的輸出端連通，構(gòu)成冷卻水進行循環(huán)冷卻的回路。冷水儲罐17的另一個輸 入口與冷凝器10的出水口 19連接，另一個輸出口連接一個冷水泵20后設置分支結(jié)構(gòu)，其 中一個分支與冷凝器10的進水口 11連接，形成冷卻水的循環(huán)回路。 控溫系統(tǒng)包括設置于發(fā)酵罐的罐體外的夾套6和熱介質(zhì)產(chǎn)生裝置。夾套6的下部 設有輸入口 25，上部設有輸出口 12 ;熱介質(zhì)產(chǎn)生裝置由熱水儲罐21和加熱夾套22構(gòu)成，熱 水儲罐21的輸入端則與夾套的輸出口 12連通，儲水罐21的輸出端設置分支結(jié)構(gòu)，其中一 個分支通過管道、熱水電磁閥門28和熱水泵23與夾套的輸入口 25連接形成輸送熱水的管 路，冷水儲罐17的輸出端另一分支通過管道、冷水電磁閥門27和冷水泵20與熱水儲罐21 的輸出端的另一分支連接形成輸送冷卻水的管路，從而整體形成一個為發(fā)酵罐進行循環(huán)加 熱及控溫的回路。加熱夾套22則套于熱水儲罐21的外壁上，其內(nèi)側(cè)壁與熱水儲罐21的外 壁焊接在一起。加熱夾套22與蒸汽管路連通，對熱水儲罐21內(nèi)的水進行加熱。在發(fā)酵初期打開輸送熱水的管路上的熱水電磁閥門28和熱水泵23向夾套6中注入熱水對發(fā)酵罐進 行加熱至內(nèi)部溫度達到工藝設定值；當發(fā)酵罐內(nèi)溫度過高時打開輸送冷卻水的管路的冷水 電磁閥門27和冷水泵20向夾套6中注入冷卻水，降低發(fā)酵罐內(nèi)的溫度，從而實現(xiàn)發(fā)酵溫度 的恒溫控制。 溫度傳感器13具有溫度探頭，該溫度探頭伸入發(fā)酵罐內(nèi)，對發(fā)酵罐內(nèi)的溫度進行 實時監(jiān)控。當溫度過高時，通知控制裝置打開冷水電磁閥27向夾套6內(nèi)輸入冷水以降低發(fā) 酵罐內(nèi)的溫度，實現(xiàn)發(fā)酵溫度的自動控制。 酒精傳感器14和pH傳感器15二者的探頭分別伸入發(fā)酵罐內(nèi)，用于在線監(jiān)測發(fā)酵 液中的pH值和殘余的酒精含量，在酒精含量較低時進行終止發(fā)酵或補料繼續(xù)發(fā)酵防止酒 精過氧化。 在進行液態(tài)果醋發(fā)酵前，先將罐體26清洗干凈，從進料口 9加入R0水，液位加至 發(fā)酵罐的體積的1/2以上，開啟臭氧發(fā)生器4和氣液混合泵1，循環(huán)攪拌30分鐘后，關(guān)閉氣 液混合泵1，排放R0水。啟動制冷機16對冷水儲罐17中的水溫度達到4t:。同時開啟蒸 汽閥門22將熱水儲罐21內(nèi)的水加熱至50-55t:后，通過自動控制系統(tǒng)使熱水溫度恒定。將 物料從進料口 9加入發(fā)酵罐中，設定溫度傳感器13的溫度至工藝設定值。開啟氣液混合泵 1對空氣和物料進行攪拌混合，調(diào)節(jié)空氣流量調(diào)節(jié)閥門26，使空氣流量達到工藝設定值。打 開熱水泵22和熱水電磁閥28向夾套6內(nèi)注入熱水，對發(fā)酵罐內(nèi)的物料進行加熱升溫至工 藝設定值。打開制冷系統(tǒng)的冷水泵20向冷凝器10內(nèi)注入4t:冷水，冷卻回收揮發(fā)的醋酸。 溫度傳感器13進行實時監(jiān)控發(fā)酵罐內(nèi)的溫度，當溫度過高時，控制裝置自動打開冷水電磁 閥27向夾套6內(nèi)輸入冷水以降低發(fā)酵罐內(nèi)的溫度。酒精傳感器14和pH傳感器15監(jiān)測發(fā) 酵罐中殘余乙醇含量，當殘余乙醇含量達到0. 1 0. 4%時，通過加熱或其他方式中止發(fā)酵 防止果醋過氧化，或者排放部分物料添加培養(yǎng)基繼續(xù)發(fā)酵。發(fā)酵期間定期啟動氣液混合泵 l對發(fā)酵液進行循環(huán)處理，為發(fā)酵液提供新鮮的空氣，促進物料的發(fā)酵。
權(quán)利要求一種液態(tài)果醋的發(fā)酵設備，其包括控制裝置，以及分別與控制裝置連接的空氣處理系統(tǒng)、泵、發(fā)酵罐和控溫系統(tǒng)，其特征是其中，所述的泵為氣液混合泵(1)；所述的空氣處理系統(tǒng)與氣液混合泵(1)的進氣口連接，所述的氣液混合泵(1)和控溫系統(tǒng)分別與發(fā)酵罐連接；所述的發(fā)酵罐包括罐體(26)、進料口(9)、液體排放口(24)、液體入口(2)和氣體排放口，所述的液體排放口(24)和液體入口(2)分別與氣液混合泵(1)的進液口和氣液排出口連接形成可為發(fā)酵液循環(huán)供氧的回路；所述的氣體排放口上設置冷凝器(10)，所述的冷凝器(10)與制冷系統(tǒng)連接，用于回收揮發(fā)的醋酸。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的液態(tài)果醋的發(fā)酵設備，其特征是所述的空氣處理系統(tǒng)包括 空氣過濾器(7)和空氣流量計(3)，所述的空氣流量計(3)的輸入端與空氣過濾器(7)連 接，其輸出端通過管道和空氣流量調(diào)節(jié)閥(5)與氣液混合泵(1)上的進氣口連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的液態(tài)果醋的發(fā)酵設備，其特征是所述的空氣處理系統(tǒng)還包 括臭氧發(fā)生器(4)，所述的臭氧發(fā)生器(4)的空氣輸出端與空氣過濾器(7)的空氣輸入端連 接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的液態(tài)果醋的發(fā)酵設備，其特征是所述的制冷系統(tǒng) 包括冷卻介質(zhì)儲罐(17)和外置的制冷機(16)，二者相連接形成對冷卻介質(zhì)進行循環(huán)冷卻 的回路；所述的冷卻介質(zhì)儲罐(17)上設有與冷凝器(10)連接的輸出端和輸入端，所述的輸 出端由泵和管道與冷凝器(10)的輸入端連接，所述的輸入端與冷凝器(10)的輸出端連接， 形成冷卻介質(zhì)的循環(huán)回路。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的液態(tài)果醋的發(fā)酵設備，其特征是所述的控溫系統(tǒng)包括設置 于發(fā)酵罐的罐體(26)外的夾套(6)和熱介質(zhì)產(chǎn)生裝置，所述的夾套(6)設有輸入口和輸出 口，所述的夾套(6)的輸出口通過管道與熱介質(zhì)產(chǎn)生裝置的輸入端連通；熱介質(zhì)產(chǎn)生裝置 的輸出端設有分支結(jié)構(gòu)，其中一個分支通過管道、閥門和泵與夾套的輸入口連接形成輸送 熱介質(zhì)的管路，另一分支通過管道、閥門和泵與冷卻介質(zhì)儲罐的輸出端連接形成輸送冷卻 介質(zhì)的管路，從而整體形成一個為發(fā)酵罐進行循環(huán)加熱及控溫的回路。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的液態(tài)果醋的發(fā)酵設備，其特征是所述冷卻介質(zhì)儲罐(17)與冷凝器(10)連接的輸出端設置分支結(jié)構(gòu)，其中一個分支與冷凝器(10)連接；另一個分支與熱介質(zhì)產(chǎn)生裝置的輸出端的其中一個分支連接。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的液態(tài)果醋的發(fā)酵設備，其特征是所述的熱介質(zhì)產(chǎn)生裝置包括儲水罐(21)和加熱夾套(22);其中，儲水罐(21)的輸出端上設有分支結(jié)構(gòu)，其中一個 分支通過輸送管道、閥門和泵與夾套(6)輸入口連通，另一個分支則與冷卻介質(zhì)儲罐(17) 輸出端的其中一個分支連接；儲水罐(21)的輸入端則與夾套(6)的輸出口連通；加熱夾套 (22)則固定套裝于儲水罐(21)的外壁上，并與蒸汽管路連通，對儲水罐(21)內(nèi)的水進行加 熱。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的液態(tài)果醋的發(fā)酵設備，其特征是所述的發(fā)酵設備還包括與控制裝置連接的溫度傳感器(13)，所述溫度傳感器(13)具有溫度探頭，所述的溫度探頭伸 入發(fā)酵罐內(nèi)，對發(fā)酵罐內(nèi)的溫度進行實時監(jiān)控。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的液態(tài)果醋的發(fā)酵設備，其特征是所述的發(fā)酵設備還設置有 與控制裝置連接酒精傳感器(14)，所述的酒精傳感器(14)具有伸入發(fā)酵罐內(nèi)的探頭。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的液態(tài)果醋的發(fā)酵設備，其特征是所述的發(fā)酵設備還設置有與控制裝置連接pH傳感器(15)，所述的pH傳感器(15)具有伸入發(fā)酵罐內(nèi)的探頭。
專利摘要本實用新型公開了一種液態(tài)果醋的發(fā)酵設備，其包括控制裝置，以及分別與控制裝置連接的空氣處理系統(tǒng)、泵、發(fā)酵罐和控溫系統(tǒng)；其中，所述的泵為氣液混合泵(1)；所述的空氣處理系統(tǒng)與氣液混合泵(1)的進氣口連接，所述的氣液混合泵(1)和控溫系統(tǒng)分別與發(fā)酵罐連接；所述的發(fā)酵罐包括罐體(26)、進料口(9)、液體排放口(24)、液體入口(2)和氣體排放口，所述的液體排放口(24)和液體入口(2)分別與氣液混合泵(1)的進液口和氣液排出口連接形成可為發(fā)酵液循環(huán)供氧的回路；所述的氣體排放口上設置冷凝器(10)，所述的冷凝器(10)與制冷系統(tǒng)連接，用于回收揮發(fā)的醋酸。本實用新型既能有效溶氧同時又能減少醋酸的揮發(fā)，提高了液態(tài)果醋產(chǎn)品的得率和質(zhì)量。
文檔編號C12J1/10GK201459102SQ200920056560

公開日2010年5月12日 申請日期2009年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月14日
發(fā)明者劉亮, 吳繼軍, 唐道邦, 張友勝, 張巖, 徐玉娟, 李升鋒, 楊萬根, 溫靖, 肖更生, 陳衛(wèi)東 申請人:廣東省農(nóng)業(yè)科學院蠶業(yè)與農(nóng)產(chǎn)品加工研究所;廣東寶桑園健康食品研究發(fā)展中心