本發(fā)明涉及無(wú)氧發(fā)酵領(lǐng)域，尤其涉及釀酒領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

我國(guó)是最早釀酒的國(guó)家之一，適度飲酒還有益身體健康，酒受到我國(guó)消費(fèi)者的喜愛(ài)。釀酒是利用微生物發(fā)酵生產(chǎn)出含一定酒精濃度的飲料的過(guò)程。我國(guó)傳統(tǒng)的釀酒方法為固態(tài)發(fā)酵法，用固態(tài)的糧食加以輔料進(jìn)行發(fā)酵，在整個(gè)發(fā)酵過(guò)程中，微生物在沒(méi)有游離水的固態(tài)基質(zhì)上進(jìn)行發(fā)酵。

傳統(tǒng)白酒發(fā)酵窖池?zé)o法進(jìn)行良好的傳質(zhì)傳熱，所以無(wú)法進(jìn)行良好的散熱，使發(fā)酵基質(zhì)無(wú)法保持釀酒適宜的溫度。特別是在炎熱的夏季，酒醅無(wú)法降溫，迫使企業(yè)生產(chǎn)停產(chǎn)，停產(chǎn)時(shí)在2～3個(gè)月之間，嚴(yán)重影響了白酒企業(yè)的生產(chǎn)強(qiáng)度與生產(chǎn)量，造成了大量的人力資源的浪費(fèi)。

2013年5月15日公開的申請(qǐng)?zhí)枮?01310040503.7的中國(guó)專利公開了一種組合式固體發(fā)酵裝置，由頂蓋、多個(gè)固體發(fā)酵屜和底座相互疊合而成，頂蓋上設(shè)有出氣孔和循環(huán)液孔，頂蓋和固體發(fā)酵屜的外側(cè)設(shè)有吊環(huán)，固體發(fā)酵屜內(nèi)側(cè)固定有層間均勻換質(zhì)器，層間均勻換質(zhì)器包括三角波形板和貫通三角波形板上側(cè)三角凹槽的導(dǎo)流槽，導(dǎo)流槽底部對(duì)應(yīng)于三角波形板上側(cè)三角凹槽位置開設(shè)有導(dǎo)流孔，三角波形板的上、下三角尖端部分別開有通氣孔和液流孔，層間均勻換質(zhì)器上側(cè)設(shè)有載料網(wǎng)，底座一側(cè)與一循環(huán)泵站的進(jìn)水口相連通，循環(huán)泵站的出水口與頂蓋上設(shè)有的循環(huán)液孔通過(guò)循環(huán)液管連通連接；頂蓋上的出氣口連通有二氧化碳收集處理裝置。這種發(fā)酵裝置，在發(fā)酵初始階段需要一定的溫度時(shí)，可將數(shù)個(gè)固體發(fā)酵裝置緊密的擺放在一起進(jìn)行保溫，當(dāng)酒醅熱量過(guò)多時(shí)，可將固體發(fā)酵裝置彼此分開進(jìn)行降溫，還可以在循環(huán)液管外設(shè)置降溫裝置進(jìn)行降溫；與此同時(shí)，發(fā)酵產(chǎn)生的二氧化碳通過(guò)出氣口進(jìn)入二氧化碳收集處理裝置。

但是采用固體發(fā)酵法進(jìn)行發(fā)酵的過(guò)程中，整個(gè)酒醅不會(huì)產(chǎn)生大量的液體，所以在循環(huán)液管外對(duì)液體進(jìn)行降溫的降溫效果有限，且液體從發(fā)酵裝置上端進(jìn)入發(fā)酵裝置，在從下端流出發(fā)酵裝置，所以會(huì)導(dǎo)致發(fā)酵裝置從上到下，溫度逐漸升高，裝置上端的溫度低于發(fā)酵適宜的溫度，裝置下端的溫度高于發(fā)酵適宜的溫度，所以無(wú)法使整個(gè)裝置同時(shí)保持在發(fā)酵適宜的溫度。其次，采用將發(fā)酵屜分開進(jìn)行散熱的方法時(shí)，由于層間置換器上設(shè)有通氣孔，所以酒醅會(huì)與外界的氧氣接觸，而微生物只有在無(wú)氧環(huán)境下才會(huì)產(chǎn)生酒精，所以酒醅與氧氣接觸后發(fā)酵會(huì)停止。另外，這種發(fā)酵裝置在排出二氧化碳的同時(shí)，混合在二氧化碳?xì)怏w中的酒精也被排出，造成了酒精的浪費(fèi)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種自動(dòng)進(jìn)行散熱的同時(shí)避免物料與外界氧氣接觸的發(fā)酵裝置。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種自動(dòng)散熱發(fā)酵裝置，包括發(fā)酵室、收集室、二氧化碳儲(chǔ)存室，二氧化碳儲(chǔ)存室與發(fā)酵室連通，發(fā)酵室內(nèi)設(shè)有膨脹室和沿豎直方向排列并可沿水平方向滑出的發(fā)酵屜，膨脹室內(nèi)滑動(dòng)設(shè)有將膨脹室分隔為膨脹腔和加壓腔的第一活塞，膨脹腔內(nèi)設(shè)有受熱膨脹物質(zhì)；發(fā)酵室外與發(fā)酵屜滑出方向相反一側(cè)設(shè)有氣缸，氣缸的活塞與抽屜之間固定有活塞桿，加壓腔與氣缸連通；二氧化碳儲(chǔ)存室外設(shè)有用于冷卻二氧化碳的冷卻機(jī)構(gòu)，二氧化碳儲(chǔ)存室連接有用于排出高壓氣體的氣泵；發(fā)酵屜上方設(shè)有朝向發(fā)酵屜的噴氣管，噴氣管與氣泵連通，發(fā)酵屜上還設(shè)有能被發(fā)酵屜打開和關(guān)閉的噴氣開關(guān)。

利用發(fā)酵裝置進(jìn)行發(fā)酵，先將物料放入發(fā)酵屜，再將發(fā)酵屜滑入發(fā)酵室內(nèi)進(jìn)行發(fā)酵。初始時(shí)，受熱膨脹物質(zhì)未膨脹。發(fā)酵開始后，發(fā)酵室內(nèi)不斷產(chǎn)生二氧化碳，發(fā)酵室內(nèi)的氣壓增加，所以產(chǎn)生的二氧化碳進(jìn)入二氧化碳儲(chǔ)存室內(nèi)，再被二氧化碳儲(chǔ)存室外的冷卻機(jī)構(gòu)冷卻，最后儲(chǔ)存在二氧化碳儲(chǔ)存室內(nèi)。經(jīng)過(guò)不斷發(fā)酵，微生物發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生的熱量使發(fā)酵室內(nèi)的溫度升高，熱量逐漸傳遞至膨脹腔內(nèi)，受熱膨脹物質(zhì)吸收熱量。當(dāng)發(fā)酵室內(nèi)的溫度達(dá)到受熱膨脹物質(zhì)的沸點(diǎn)時(shí)，受熱膨脹物質(zhì)體積變大，第一活塞向加壓腔一側(cè)滑動(dòng)，加壓腔中的氣體進(jìn)入氣缸內(nèi)，氣缸內(nèi)的氣壓增大，氣缸的活塞向發(fā)酵室一側(cè)滑動(dòng)，固定在氣缸活塞上的活塞桿將發(fā)酵屜向外推出發(fā)酵室。發(fā)酵屜向外滑出的同時(shí)打開噴氣開關(guān)，氣泵將二氧化碳儲(chǔ)存室內(nèi)的低溫氣體排出，排出的氣體從噴氣管處噴出，在每個(gè)發(fā)酵屜上方形成從上而下的“氣簾”，“氣簾”隔絕發(fā)酵室內(nèi)部和外部的空氣，可以防止發(fā)酵室內(nèi)的酒精氣體散出到外部空間。其次，噴氣管處噴出的氣體接觸到發(fā)酵屜后，在發(fā)酵屜的物料表面形成一層“氣膜”，防止物料與外界的氧氣接觸。另外，噴出的低溫氣體接觸到物料和發(fā)酵室內(nèi)的氣體后，可以對(duì)物料和發(fā)酵室內(nèi)進(jìn)行降溫，直到發(fā)酵室內(nèi)的溫度降低，受熱膨脹物質(zhì)的溫度隨即降低，則體積減小，所以第一活塞向膨脹室一側(cè)運(yùn)動(dòng)，氣缸內(nèi)的氣體被重新吸入加壓室內(nèi)，氣缸的活塞向遠(yuǎn)離發(fā)酵室一側(cè)運(yùn)動(dòng)，活塞桿將發(fā)酵屜拉入發(fā)酵室內(nèi)，此時(shí)發(fā)酵屜重新關(guān)閉噴氣開關(guān)，噴氣管停止噴氣，發(fā)酵重新開始。在發(fā)酵的過(guò)程中，產(chǎn)生的二氧化碳不斷被收集在二氧化碳儲(chǔ)存室內(nèi)，以便在發(fā)酵室下一次溫度升高時(shí)可以從噴氣管處噴出。

其次，還可以根據(jù)不同種類的酒發(fā)酵適宜的溫度對(duì)受熱膨脹物質(zhì)種類進(jìn)行調(diào)整，使受熱膨脹物質(zhì)的沸點(diǎn)與適宜的溫度相近，如此可以保證在發(fā)酵生產(chǎn)不同種類的酒時(shí)都可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)散熱。

本發(fā)明的有益效果為：

（一）在發(fā)酵屜內(nèi)溫度升高時(shí)可以自動(dòng)滑出發(fā)酵屜，氣簾可以隔絕物料與外界氧氣，使發(fā)酵屜保持厭氧環(huán)境，還可以對(duì)物料和發(fā)酵室進(jìn)行降溫；且在發(fā)酵屜溫度降低時(shí)，自動(dòng)使發(fā)酵屜滑入發(fā)酵室內(nèi)。

（二）氣簾可以防止發(fā)酵室和物料中的酒精揮發(fā)入空氣中，避免酒精浪費(fèi)。

（三）利用發(fā)酵產(chǎn)生的二氧化碳，可以減少外界通入氣體的成本。

（四）整個(gè)裝置不需要人工控制，可以減少工人的工作量，還可以避免人工判斷出現(xiàn)誤差。

（五）噴氣管噴出的氣體為二氧化碳，二氧化碳的分子量大于空氣，且二氧化碳不會(huì)燃燒，所以二氧化碳被噴出后會(huì)覆蓋在物料表面，防止物料中的酒精揮發(fā),散出到外界空間造成浪費(fèi)。優(yōu)選方案一，作為對(duì)基礎(chǔ)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，發(fā)酵屜上方還轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)有風(fēng)車形的攪拌葉片。攪拌葉片插入物料中，在發(fā)酵屜溫度升高、從發(fā)酵室內(nèi)滑出時(shí)，物料從攪拌葉片表面滑過(guò)，攪拌葉片轉(zhuǎn)動(dòng)，攪拌葉片在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中對(duì)物料進(jìn)行攪拌，加快物料中的熱量的散失，所以物料冷卻的速度會(huì)加快。

優(yōu)選方案二，作為對(duì)優(yōu)選方案一的進(jìn)一步改進(jìn)，發(fā)酵室與二氧化碳儲(chǔ)存室之間還設(shè)有酒精回收室，酒精回收室內(nèi)放置有水，發(fā)酵室通過(guò)出氣管與酒精回收室連通，出氣管插入水面以下。酒精溶于水，出氣管插入水面以下，從發(fā)酵室內(nèi)進(jìn)入出氣管的混合氣進(jìn)入水中后，好、混合氣體中的酒精溶于水中，二氧化碳形成氣泡浮出水面，最后進(jìn)入二氧化碳儲(chǔ)存室內(nèi)被儲(chǔ)存，所以可以回收酒精,減少酒精浪費(fèi)。

優(yōu)選方案三，作為對(duì)優(yōu)選方案二的進(jìn)一步改進(jìn)，二氧化碳儲(chǔ)存室內(nèi)還儲(chǔ)存有氮?dú)?。提前?chǔ)存氮?dú)?，可以保證在發(fā)酵產(chǎn)生的二氧化碳量較少時(shí)仍然在發(fā)酵屜上方形成氣簾，從而隔絕氧氣、防止發(fā)酵室內(nèi)的酒精揮發(fā)出來(lái)、對(duì)物料和發(fā)酵室進(jìn)行降溫。其次，空氣中含有大量氮?dú)?，所以氮?dú)獾闹苽漭^為容易，可以減少成本，而一般情形下，氮?dú)庖膊环θ紵?，所以氮?dú)馔瑯涌梢云鸬筋A(yù)防火災(zāi)的作用。

優(yōu)選方案四，作為對(duì)優(yōu)選方案三的進(jìn)一步改進(jìn)，發(fā)酵室內(nèi)沿水平方向固定有隔板，隔板將發(fā)酵室分隔為多個(gè)腔體，發(fā)酵屜、氣缸和膨脹室均設(shè)置在每個(gè)所述腔體內(nèi)。腔體獨(dú)立，每個(gè)發(fā)酵屜內(nèi)物料溫度上升只能使與該發(fā)酵屜相鄰設(shè)置的膨脹腔的受熱膨脹物質(zhì)受熱膨脹，使與該發(fā)酵屜連接的氣缸內(nèi)氣壓增大，氣缸再將該發(fā)酵屜推出發(fā)酵室，所以每個(gè)發(fā)酵屜的散熱可以相對(duì)獨(dú)立，使每個(gè)發(fā)酵屜可以在最適宜的時(shí)候進(jìn)行散熱和繼續(xù)發(fā)酵，使每個(gè)發(fā)酵屜都保持最適宜的發(fā)酵溫度。

優(yōu)選方案五，作為對(duì)優(yōu)選方案四的進(jìn)一步改進(jìn)，發(fā)酵屜下方的發(fā)酵室側(cè)壁固定有滑軌。發(fā)酵屜放置在滑軌上，可以使發(fā)酵室的滑動(dòng)更為容易。

優(yōu)選方案六，作為對(duì)優(yōu)選方案五的進(jìn)一步改進(jìn)，噴氣開關(guān)包括實(shí)現(xiàn)打開氣泵的控制開關(guān)和彈簧，彈簧固定在控制開關(guān)和發(fā)酵屜之間。在發(fā)酵屜滑出發(fā)酵室時(shí)，彈簧被拉伸，則控制開關(guān)被彈簧拉動(dòng)，氣泵打開，氣泵將二氧化碳儲(chǔ)存室內(nèi)的低溫氣體排出，對(duì)發(fā)酵屜進(jìn)行降溫；在發(fā)酵屜進(jìn)入發(fā)酵室內(nèi)后，彈簧恢復(fù)原形，氣泵關(guān)閉，低溫氣體停止排出。整個(gè)降溫過(guò)程不需要人工控制氣泵的開閉，可以減少工人的工作量，也可以防止人工控制出現(xiàn)失誤。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明：

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1的發(fā)酵室和氣缸的剖視圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為圖3的發(fā)酵室和氣缸的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

附圖標(biāo)記為：發(fā)酵室1、出氣管11、發(fā)酵屜12、轉(zhuǎn)軸13、攪拌葉片14、噴氣管15、二氧化碳儲(chǔ)存室2、氣泵21、控制開關(guān)22、噴氣總管23、噴氣分管24、彈簧25、氣缸3、活塞桿31、膨脹室4、進(jìn)氣管42、限位塊43、酒精回收室5、二氧化碳?jí)嚎s機(jī)6。

實(shí)施例1

如圖1、圖2所示,一種自動(dòng)散熱的發(fā)酵裝置，包括發(fā)酵室1、收集室、二氧化碳儲(chǔ)存室，發(fā)酵室1頂部設(shè)有出氣管11，出氣管11與二氧化碳儲(chǔ)存室連通，二氧化碳儲(chǔ)存室外包附有保溫材料。二氧化碳儲(chǔ)存室還連接有氣泵21，氣泵21連接有噴氣總管23，噴氣總管23連接3個(gè)噴氣分管24，噴氣分管24分別鑲嵌在發(fā)酵屜12上方的發(fā)酵室1側(cè)壁內(nèi)，噴氣分管24上設(shè)有多個(gè)噴氣管15，噴出管的開口豎直向下設(shè)置。還設(shè)有電機(jī)驅(qū)動(dòng)氣泵21，氣泵21上設(shè)有打開氣泵21的控制開關(guān)22，控制開關(guān)22與發(fā)酵屜12之間焊接有彈簧25，拉動(dòng)彈簧25，控制開關(guān)22處于閉合狀態(tài)，則氣泵21被打開。

發(fā)酵室1左側(cè)緊貼著設(shè)有氣缸3，氣缸3活塞連接有活塞桿31，活塞桿31貫穿發(fā)酵室1側(cè)壁，并焊接在發(fā)酵屜12左端部，發(fā)酵屜12左側(cè)與發(fā)酵室1側(cè)壁之間設(shè)有膨脹室4，膨脹室4內(nèi)沿豎直方向設(shè)有沿膨脹室4側(cè)壁左右滑動(dòng)的第一活塞，第一活塞將膨脹室4分割為右側(cè)的膨脹腔和左側(cè)的加壓腔，膨脹腔內(nèi)設(shè)有戊烷，膨脹室4左側(cè)側(cè)壁連接有進(jìn)氣管42，進(jìn)氣管42貫穿發(fā)酵室1頂部，并與氣缸3連通，進(jìn)氣管42右側(cè)設(shè)有限制第一活塞位置的限位塊43。發(fā)酵屜12上方沿豎直方向設(shè)有轉(zhuǎn)軸13，轉(zhuǎn)軸13轉(zhuǎn)動(dòng)連接在發(fā)酵室1側(cè)壁上，轉(zhuǎn)軸13下端固定有三片風(fēng)車形的攪拌葉片14。

在利用發(fā)酵裝置進(jìn)行發(fā)酵時(shí)，先將戊烷放入膨脹腔內(nèi)，再將物料放置在發(fā)酵屜12內(nèi)，將發(fā)酵屜12滑入發(fā)酵室1內(nèi)，發(fā)酵進(jìn)行。發(fā)酵開始后，發(fā)酵室1內(nèi)不斷產(chǎn)生二氧化碳，發(fā)酵室1內(nèi)的氣壓增加，產(chǎn)生的二氧化碳進(jìn)入出氣管11內(nèi)，然后進(jìn)入二氧化碳儲(chǔ)存室內(nèi)儲(chǔ)存。當(dāng)發(fā)酵室1內(nèi)的溫度達(dá)到戊烷的沸點(diǎn)時(shí)，戊烷體積變大，第一活塞向左滑動(dòng)，加壓腔中的氣體進(jìn)入氣缸3內(nèi)，氣缸3內(nèi)的氣壓增大，氣缸3的活塞向右滑動(dòng)，固定在氣缸3活塞上的活塞桿31將發(fā)酵屜12向外推出發(fā)酵室1。發(fā)酵屜12向外滑出的同時(shí)彈簧25被拉長(zhǎng)，控制開關(guān)22打開氣泵21，氣泵21將二氧化碳儲(chǔ)存室內(nèi)的低溫二氧化碳排出，排出的二氧化碳從噴氣管15處噴出，在發(fā)酵屜12上方噴出，形成從上而下的“氣簾”。在發(fā)酵屜12向外滑動(dòng)的同時(shí)，物料從攪拌葉片14表面滑過(guò)，攪拌葉片14受力不均開始轉(zhuǎn)動(dòng)，在對(duì)物料進(jìn)行攪拌，加快熱量的散失。

直到發(fā)酵室1內(nèi)的溫度降低，戊烷的溫度隨即降低，則體積減小，所以第一活塞向右運(yùn)動(dòng)，氣缸3內(nèi)的氣體被重新吸入加壓室內(nèi)，氣缸3的活塞向左運(yùn)動(dòng)，活塞桿31將發(fā)酵屜12拉入發(fā)酵室1內(nèi)，此時(shí)彈簧25回復(fù)原位，彈簧25不再被拉長(zhǎng)，所以控制開關(guān)22關(guān)閉氣泵21，噴氣管15停止噴氣，發(fā)酵重新開始。在發(fā)酵的過(guò)程中，產(chǎn)生的二氧化碳不斷被收集在二氧化碳儲(chǔ)存室內(nèi)，以便在發(fā)酵室1下一次溫度升高時(shí)可以從噴氣管15處噴出。

實(shí)施例2

如圖3、圖4所示，與實(shí)施例1不同之處在于，發(fā)酵室1和二氧化碳儲(chǔ)存室之間設(shè)有酒精回收室5,酒精回收室5內(nèi)放有純凈水,出氣管11端部插入純凈水液面以下,酒精回收室5左側(cè)側(cè)壁還設(shè)有二氧化碳?jí)嚎s機(jī)6，壓縮機(jī)通過(guò)氣管與二氧化碳儲(chǔ)存室連接；在發(fā)酵前，在二氧化碳儲(chǔ)存室內(nèi)儲(chǔ)存有氮?dú)狻０l(fā)酵室1沿水平方向固定有2個(gè)隔板，隔板將發(fā)酵室1分割為相對(duì)獨(dú)立的3個(gè)腔室，每個(gè)腔室均與酒精回收室5連通。膨脹室4設(shè)置在隔板上，每個(gè)加壓腔均連接進(jìn)氣管42。設(shè)置3個(gè)分別與3個(gè)發(fā)酵屜12對(duì)應(yīng)的氣缸3，每個(gè)進(jìn)氣管42分別與對(duì)應(yīng)的氣缸3連通。膨脹時(shí)上方的發(fā)酵室1左右側(cè)壁膠接有滑軌，發(fā)酵室1放置在滑軌上，膨脹腔內(nèi)的受熱膨脹物質(zhì)還可以為沸點(diǎn)在30度的石油醚。噴氣開關(guān)為分別封閉3個(gè)噴氣分管24的分管開關(guān)，以及連接發(fā)酵屜12和對(duì)應(yīng)的分管開關(guān)的彈簧25。

發(fā)酵屜12內(nèi)的溫度升高時(shí)，該發(fā)酵屜12所在的腔體中的溫度升高，所在腔體中的膨脹室4內(nèi)的石油醚膨脹，加壓腔內(nèi)的氣體進(jìn)入與之對(duì)應(yīng)的氣缸3內(nèi)，該氣缸3的活塞桿31將該發(fā)酵屜12推出發(fā)酵室1進(jìn)行降溫。發(fā)酵屜12滑出時(shí)，彈簧25被拉動(dòng)，則與之對(duì)應(yīng)的分管開關(guān)打開，由于二氧化碳?jí)嚎s機(jī)6使二氧化碳儲(chǔ)存室內(nèi)保持較高的氣壓，所以在分管開關(guān)打開后，高壓的二氧化碳?xì)怏w從噴氣管15處噴出。所以每個(gè)發(fā)酵屜12的溫度可以獨(dú)立控制。

以上所述的僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以作出若干變形和改進(jìn)，這些也應(yīng)該視為本發(fā)明的保護(hù)范圍，這些都不會(huì)影響本發(fā)明實(shí)施的效果和專利的實(shí)用性。本發(fā)明所省略描述的技術(shù)、形狀、構(gòu)造部分均為公知技術(shù)。