專利名稱：以甜高粱稈為原料的釀酒裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種采用農(nóng)副產(chǎn)品制取酒精或酒的設(shè)備，具體為一種以甜高粱桿為原料制取酒精或酒的設(shè)備。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)的利用甜高粱進(jìn)行發(fā)酵制取酒精的方法主要由液態(tài)發(fā)酵技術(shù)和固態(tài)發(fā)酵技術(shù)，液態(tài)發(fā)酵技術(shù)由于是先榨取甜高粱秸桿中的汁液，利用汁液進(jìn)行液態(tài)發(fā)酵，在實(shí)際應(yīng)用中存在在榨汁的過程中會(huì)有大量糖分損失，而且工藝復(fù)雜，成本較高的問題。而現(xiàn)有的固態(tài)發(fā)酵技術(shù)是先接種，然后在發(fā)酵池中發(fā)酵，結(jié)束后再將發(fā)酵料裝入蒸餾釜中進(jìn)行蒸餾， 得到乙醇產(chǎn)品。上述過程中，發(fā)酵前需將甜高粱秸桿進(jìn)行露天粉碎并露天輸送，造成原材料粉碎粉塵大、原料堆積占地面積大，除菌困難，污染空氣；此外從發(fā)酵到蒸餾過程中需要經(jīng)過物料的幾次轉(zhuǎn)移，無法連續(xù)進(jìn)行發(fā)酵操作，而且接種或發(fā)酵時(shí)，菌種與原料混合不均勻， 致使發(fā)酵時(shí)間長(zhǎng)，發(fā)酵料發(fā)酵不勻，酒精產(chǎn)量低，生產(chǎn)成本高。占地面積大、而且不適合自動(dòng)化生產(chǎn)。中國(guó)專利200710126780公開了一種“甜高粱桿等秸桿連續(xù)發(fā)酵蒸餾乙醇生產(chǎn)工藝”，其整個(gè)生產(chǎn)過程為開放式，容易產(chǎn)生污染及溫度損失。中國(guó)專利200820080140公開的一種“以生物質(zhì)為原料的乙醇制備系統(tǒng)”。其設(shè)置一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)螺旋輸送機(jī)構(gòu)，在二級(jí)輸送機(jī)構(gòu)上設(shè)置有輸送連接管及給料裝置。中國(guó)專利200810152465公開的一種“甜高粱秸桿固態(tài)連續(xù)發(fā)酵及蒸餾生產(chǎn)乙醇工藝及系統(tǒng)”。其采用連續(xù)固態(tài)發(fā)酵及自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)，原料經(jīng)一至十層托料裝置連續(xù)翻料及發(fā)酵處理，然后經(jīng)預(yù)熱、強(qiáng)化蒸餾及殘蒸三個(gè)步驟得乙醇。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種以甜高粱桿為原料的釀酒裝置。解決了現(xiàn)有甜高粱進(jìn)行發(fā)酵制取酒精時(shí)采用固態(tài)發(fā)酵技術(shù)存在原材料露天粉碎、露天輸送，粉塵大、除菌困難、污染空氣以及無法連續(xù)生產(chǎn)、發(fā)酵時(shí)間長(zhǎng)、酒精產(chǎn)量低等問題，
本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
一種以甜高粱桿為原料的釀酒裝置，包括原料輸送機(jī)，與原料輸送機(jī)相連的粉碎機(jī)，固態(tài)發(fā)酵罐和酒精蒸餾器，其特征是粉碎機(jī)的出料口通過密閉管道連接滅菌集料罐，所述的滅菌集料罐罐體底部設(shè)有集料口，罐體頂部開有進(jìn)料口，罐體內(nèi)沿內(nèi)壁安裝有環(huán)形高溫蒸汽管道，罐體內(nèi)上方安裝有紫外線滅菌器，在滅菌集料罐下方裝有輸送機(jī)，滅菌集料罐的出料口與輸送機(jī)的進(jìn)料斗密閉相連，輸送機(jī)上方裝有與酵母培養(yǎng)罐相連的接種噴淋管，輸送機(jī)的出料端與固態(tài)發(fā)酵罐進(jìn)料端密閉連接，固態(tài)發(fā)酵罐的出料端與酒精蒸餾器密閉連接， 所述酒精蒸餾器的酒精蒸汽出口經(jīng)管道與冷卻塔連接，釀制酒精過程如下
(1)原料粉碎滅菌處理甜高粱秸桿經(jīng)粉碎至直徑彡1mm，長(zhǎng)度彡10mm，粉碎后經(jīng)密閉管道后由進(jìn)料口進(jìn)入滅菌集料罐，在罐內(nèi)由波長(zhǎng)為260nm的紫外線滅菌器滅菌，同時(shí)由 12(Tl50°C的高溫蒸汽進(jìn)行15 20分鐘蒸烤滅菌；
(2)酵母接種混合配料滅菌后的原料經(jīng)輸送機(jī)噴淋接種后進(jìn)入固態(tài)發(fā)酵罐，菌種重量為原料總重量的O. 8^1. 2%0 ；
(3)固態(tài)發(fā)酵在固態(tài)發(fā)酵罐內(nèi)控制溫度26 32°C，經(jīng)過2Γ40小時(shí)發(fā)酵；
(4)連續(xù)蒸餾將發(fā)酵后的物料在封閉條件下送入酒精蒸餾器內(nèi)進(jìn)行連續(xù)蒸餾，并將酒精蒸汽輸送至冷卻塔；
(5)酒精分離將酒精蒸汽在冷卻塔內(nèi)冷凝過濾。所述的以甜高粱桿為原料的釀酒裝置，其特征是所述的酒精蒸餾器包括固定盤、 一端活動(dòng)安裝在固定盤上的傳動(dòng)軸，以及安裝在傳動(dòng)軸上、并由驅(qū)動(dòng)裝置控制的傳動(dòng)輪，傳動(dòng)軸上固定有定位盤，定位盤上裝有甄鍋，各甄鍋下方分別連有與高溫蒸汽源相通的高溫蒸汽輸送管，甄鍋上方的活動(dòng)甄鍋蓋分別連有酒精蒸汽輸送管，各酒精蒸汽輸送管末端與酒精蒸汽出口連通。所述的以甜高粱桿為原料的釀酒裝置，其特征在于所述的定位盤上至少裝有兩個(gè)栗瓦鍋。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明側(cè)重于環(huán)保構(gòu)思，把原料粉碎同滅菌、原料輸送、酵母配菌有機(jī)的結(jié)合起來，從原料輸送、原料粉碎到原料滅菌、酵母配菌，形成在密閉環(huán)境中把配好菌的原料送入旋桶式固態(tài)發(fā)酵罐中進(jìn)行發(fā)酵，然后通過酒精蒸餾器實(shí)現(xiàn)連續(xù)蒸餾，本發(fā)明所述設(shè)備與工藝有機(jī)結(jié)合，使得整個(gè)發(fā)酵時(shí)間縮短，各項(xiàng)指標(biāo)易控，菌種混合度均勻，發(fā)酵料發(fā)酵均衡，排放廢氣易于收集控制，杜絕了對(duì)環(huán)境的污染，提高了發(fā)酵的性能，使發(fā)酵更為純凈，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，而且整個(gè)生產(chǎn)過程可連續(xù)不間斷進(jìn)行，自動(dòng)化程度高，大大提高了生產(chǎn)效率,降低了生產(chǎn)成本。


圖I為本發(fā)明所述設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖2為圖I中滅囷集料iiS的結(jié)構(gòu)不意圖3為圖I中酒精蒸餾器的結(jié)構(gòu)示意圖4為圖3的俯視圖中1_原料輸送機(jī)；2_粉碎機(jī)；3_密閉管道；4_滅菌集料罐；5_輸送機(jī)；6_進(jìn)料斗； 7-接種噴淋管；8_固態(tài)發(fā)酵罐；9_酒精蒸餾器；10-酒精蒸汽出口； 11-管道；12-酒精出料口 ； 13-冷卻塔；
4. I-罐體；4. 2-維修口 ；4. 3-集料口 ；4. 4-進(jìn)料口 ；4. 5-高溫蒸汽管道；4. 6-紫外線滅菌器；
9. I-固定盤；9. 2-傳動(dòng)軸；9. 3-傳動(dòng)輪；9. 4-定位盤；9. 5-甄鍋；9. 6-高溫蒸汽輸送管；9. 7-甄鍋蓋；9. 8-酒精蒸汽輸送管，9. 9-加料孔。
具體實(shí)施例方式上述原料輸送機(jī)、粉碎機(jī)、輸送機(jī)、固態(tài)發(fā)酵罐、冷卻塔等設(shè)備均為現(xiàn)有公知產(chǎn)品， 其結(jié)構(gòu)和工作原理是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所熟知的。所述輸送機(jī)又稱螺旋輸送機(jī)，旋轉(zhuǎn)的螺旋葉片將物料推移而進(jìn)行輸送，輸送的同時(shí)也能對(duì)物料起到進(jìn)一步混合攪拌作用；所述粉碎機(jī)又稱爪式粉碎機(jī)，進(jìn)料斗的物料借自重和負(fù)壓吸力而進(jìn)入粉碎室的中央，受離心力和氣流作用，自內(nèi)圈向外圈運(yùn)動(dòng)，同時(shí)受到動(dòng)、定齒爪和篩片的沖擊，剪切和搓擦、摩擦作用而粉碎，合格的粉碎料通過篩孔而排出機(jī)外進(jìn)入輸送管道內(nèi)；粗粒繼續(xù)受到打擊，直到通過篩孔為止。所述的固態(tài)發(fā)酵罐為旋桶式固態(tài)發(fā)酵罐，為現(xiàn)有公知產(chǎn)品，由驅(qū)動(dòng)裝置控制轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，繼而驅(qū)動(dòng)整個(gè)桶式發(fā)酵罐旋轉(zhuǎn)，與傳統(tǒng)固定式發(fā)酵罐相比，可以通過罐體的間歇旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)一步混合原料，使其進(jìn)行更好的發(fā)酵反應(yīng)，使得發(fā)酵更徹底。利用上述設(shè)備完成甜高粱秸桿連續(xù)式密閉配料自動(dòng)化固態(tài)發(fā)酵的方法，包括以下步驟
(O原料粉碎滅菌處理甜高粱秸桿經(jīng)原料輸送機(jī)送入粉碎機(jī)粉碎至直徑彡1mm，長(zhǎng)度< 10mm，然后經(jīng)密閉管道后由進(jìn)料口進(jìn)入滅菌集料罐，在原料下落過程中，紫外線滅菌器發(fā)出的紫外線作用于原料表面，進(jìn)行一次滅菌，同時(shí)控制高溫蒸汽管道內(nèi)的高溫蒸汽在 12(T15(TC，對(duì)原料進(jìn)行15 20分鐘蒸烤，進(jìn)行二次滅菌；
(2 )酵母接種混合配料經(jīng)滅菌后的原料由滅菌集料罐的集料口進(jìn)入輸送機(jī)的進(jìn)料斗， 在進(jìn)入的同時(shí)經(jīng)由接種噴淋管進(jìn)行接種，接種重量為原料總重量的O. 8^1. 2%o ；
(3)固態(tài)發(fā)酵經(jīng)輸送機(jī)配菌拌料后，在封閉形式下送入旋桶式固態(tài)發(fā)酵罐中進(jìn)行發(fā)酵，發(fā)酵溫度為26 32°C，發(fā)酵時(shí)間為2Γ40小時(shí)；
(4)連續(xù)蒸餾發(fā)酵后的物料在封閉形式下送入酒精蒸餾器中進(jìn)行連續(xù)蒸餾，經(jīng)過 15 20分鐘的蒸餾后，所含酒精的蒸汽經(jīng)酒精蒸汽出口進(jìn)入冷卻塔；
(5)酒精分離酒精蒸汽在冷卻塔內(nèi)冷凝過濾后，經(jīng)下部的酒精出料口進(jìn)入儲(chǔ)酒罐進(jìn)行儲(chǔ)藏。上述滅菌集料罐中紫外線滅菌器發(fā)出的紫外線波長(zhǎng)為260nm。公知波長(zhǎng)為 20(T300nm的紫外線都有殺菌能力，本發(fā)明經(jīng)過多次試驗(yàn)及經(jīng)驗(yàn)總結(jié)確定當(dāng)紫外線波長(zhǎng)為 260nm時(shí)，殺菌力最強(qiáng)，紫外線殺菌機(jī)理主要是因?yàn)樗T導(dǎo)了胸腺嘧啶二聚體的形成和DNA 鏈的交聯(lián)，從而抑制了 DNA的復(fù)制。另一方面，由于輻射能使空氣中的氧電離成
，再使O2 氧化生成臭氧(O3)或使水(H2O)氧化生成過氧化氫(H2O2)15 O3和H2O2均有殺菌作用。參照附圖，本發(fā)明的以甜高粱桿為原料的釀酒裝置，包括固態(tài)發(fā)酵罐8、酒精蒸餾器9，所述的固態(tài)發(fā)酵罐8為旋桶式固態(tài)發(fā)酵罐，還包括原料輸送機(jī)I、與原料輸送機(jī)下料端相連的粉碎機(jī)2，粉碎機(jī)的出料口通過密閉管道3連接滅菌集料罐4，滅菌集料罐4下方裝有輸送機(jī)5，滅菌集料罐4的集料口與輸送機(jī)5的進(jìn)料斗6密閉相連，輸送機(jī)5上方裝有與酵母培養(yǎng)罐相連的接種噴淋管7，輸送機(jī)5的出料端與固態(tài)發(fā)酵罐8進(jìn)料端密閉連接，固態(tài)發(fā)酵罐的出料端與酒精蒸餾器9密閉連接，酒精蒸餾器9的酒精蒸汽出口 10經(jīng)管道11與冷卻塔13連接，在冷卻塔上開有酒精出料口 12。如圖2所示，滅菌集料罐4的結(jié)構(gòu)為，包含罐體4. I，罐體頂部設(shè)有維修口 4. 2，底部設(shè)有集料口 4. 3，罐體頂部開有進(jìn)料口 4. 4，罐體內(nèi)沿其內(nèi)壁環(huán)向安裝有高溫蒸汽管道 4. 5，罐體內(nèi)上方安裝有紫外線滅菌器4. 6。如圖3、4所示，酒精蒸餾器9包括固定盤9. I、一端活動(dòng)安裝在固定盤上的傳動(dòng)軸 9. 2以及安裝在傳動(dòng)軸上、并由驅(qū)動(dòng)裝置控制的傳動(dòng)輪9. 3，傳動(dòng)軸上固定有定位盤9. 4，定位盤上裝有至少兩個(gè)甄鍋9. 5，其數(shù)量可根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模及生產(chǎn)能力確定，本發(fā)明采用6臺(tái)甄鍋，各甄鍋下方分別連有與高溫蒸汽源相通的高溫蒸汽輸送管9. 6，甄鍋上方的甄鍋蓋9. 7 分別連有酒精蒸汽輸送管9. 8，各酒精蒸汽輸送管末端與酒精蒸汽出口 10連通。固定發(fā)酵罐8通過加料孔9. 9輪流向甄鍋9. 5供料，所述的加料孔9. 9采用翻板式密封蓋體，發(fā)酵罐的出料端插入加料孔后將翻板打開，出料孔開啟進(jìn)打加料，加料完成后出料端提起，加料孔自動(dòng)關(guān)閉。利用上述設(shè)備完成甜高粱秸桿連續(xù)式密閉配料自動(dòng)化固態(tài)發(fā)酵的方法，包括以下步驟
Cl)原料粉碎滅菌處理甜高粱秸桿經(jīng)粉碎至直徑< 1mm，長(zhǎng)度< 10mm，粉碎后經(jīng)密閉管道后由進(jìn)料口進(jìn)入滅菌集料罐，杜絕了粉塵的污染，在原料下落過程中，紫外線滅菌器發(fā)出的紫外線作用于原料表面Γ5秒內(nèi)殺滅細(xì)菌，紫外線波長(zhǎng)為260nm，進(jìn)行一次滅菌，同時(shí)控制高溫蒸汽管道內(nèi)的高溫蒸汽在12(T150°C，對(duì)原料進(jìn)行15 20分鐘蒸烤，進(jìn)行二次滅菌；
(2)酵母接種混合配料經(jīng)滅菌后的原料由滅菌集料罐的集料口進(jìn)入輸送機(jī)的進(jìn)料斗， 在進(jìn)入的同時(shí)經(jīng)由接種噴淋管進(jìn)行接種，接種重量為原料總重量的O. 8^1. 2%o ；
(3)固態(tài)發(fā)酵經(jīng)輸送機(jī)配菌拌料后，在封閉形式下送入旋桶式固態(tài)發(fā)酵罐中進(jìn)行發(fā)酵，封閉原料入口、出料口，經(jīng)過罐的間歇旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)進(jìn)一步混合原料，使其進(jìn)行更好的發(fā)酵反應(yīng)，罐內(nèi)發(fā)酵溫度為26 32°C，因原料前期經(jīng)過滅菌處理，使得菌種單一化，促使發(fā)酵時(shí)間縮短，一般經(jīng)過24 40小時(shí)即可完成發(fā)酵；
(4)連續(xù)蒸餾發(fā)酵后的物料在封閉形式下送入酒精蒸餾器中進(jìn)行連續(xù)蒸餾，即在驅(qū)動(dòng)裝置的作用下，定位盤間歇轉(zhuǎn)動(dòng)，甄鍋蓋9. 7上的加料孔與固態(tài)發(fā)酵罐的出料口對(duì)接受料， 每個(gè)甄鍋受料時(shí)間為5分鐘，排渣時(shí)間5分鐘，經(jīng)過80-110°C蒸餾溫度；15 20分鐘的蒸餾后，所含酒精的蒸汽經(jīng)酒精蒸汽輸送管進(jìn)入冷卻塔；
(5)酒精分離酒精蒸汽在冷卻塔內(nèi)冷凝過濾得乙醇含量為75%的醫(yī)用酒精，經(jīng)下部的酒精出料口進(jìn)入儲(chǔ)酒罐進(jìn)行儲(chǔ)藏，經(jīng)進(jìn)一步提純可得燃料酒精或經(jīng)勾兌可得任意度數(shù)的白酒。酒糟出完酒后分離出來再加工成牲畜飼料，整個(gè)工藝完成。上述各部件之間的連接均采用密封連接結(jié)構(gòu)。保持物料由粉碎機(jī)出料后進(jìn)入一個(gè)封閉的運(yùn)行環(huán)境。
權(quán)利要求
1.一種以甜高粱桿為原料的釀酒裝置，包括原料輸送機(jī)(1)，與原料輸送機(jī)相連的粉碎機(jī)(2)，固態(tài)發(fā)酵罐(8)和酒精蒸餾器(9)，其特征是粉碎機(jī)(2)的出料口通過密閉管道(3)連接滅菌集料罐(4)，所述的滅菌集料罐(4)罐體(4. I)底部設(shè)有集料口(4. 3)，罐體頂部開有進(jìn)料口(4. 4)，罐體內(nèi)沿內(nèi)壁安裝有環(huán)形高溫蒸汽管道(4. 5)，罐體內(nèi)上方安裝有紫外線滅菌器(4.6)，在滅菌集料罐(4 )下方裝有輸送機(jī)(5 )，滅菌集料罐(4 )的出料口與輸送機(jī)(5)的進(jìn)料斗(6)密閉相連,輸送機(jī)(5)上方裝有與酵母培養(yǎng)罐相連的接種噴淋管(7),輸送機(jī)(5)的出料端與固態(tài)發(fā)酵罐(8)進(jìn)料端密閉連接，固態(tài)發(fā)酵罐的出料端與酒精蒸餾器 (9)密閉連接，所述酒精蒸餾器(9)的酒精蒸汽出口(10)經(jīng)管道(11)與冷卻塔(13)連接， 釀制過程如下(1)原料粉碎滅菌處理甜高粱秸桿經(jīng)粉碎至直徑彡1mm，長(zhǎng)度彡10mm，粉碎后經(jīng)密閉管道后由進(jìn)料口進(jìn)入滅菌集料罐，在罐內(nèi)由波長(zhǎng)為260nm的紫外線滅菌器滅菌，同時(shí)由 12(Tl50°C的高溫蒸汽進(jìn)行15 20分鐘蒸烤滅菌；(2)酵母接種混合配料滅菌后的原料經(jīng)輸送機(jī)噴淋接種后進(jìn)入固態(tài)發(fā)酵罐，菌種重量為原料總重量的O. 8^1. 2% ；(3)固態(tài)發(fā)酵在固態(tài)發(fā)酵罐內(nèi)控制溫度26 32°C，經(jīng)過2Γ40小時(shí)發(fā)酵；(4)連續(xù)蒸餾將發(fā)酵后的物料在封閉條件下送入酒精蒸餾器內(nèi)進(jìn)行連續(xù)蒸餾，并將酒精蒸汽輸送至冷卻塔；(5)酒精分離將酒精蒸汽在冷卻塔內(nèi)冷凝過濾。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的以甜高粱桿為原料的釀酒裝置，其特征是所述的酒精蒸餾器 (9)包括固定盤(9. I)、一端活動(dòng)安裝在固定盤上的傳動(dòng)軸(9. 2)，以及安裝在傳動(dòng)軸上、并由驅(qū)動(dòng)裝置控制的傳動(dòng)輪(9. 3)，傳動(dòng)軸上固定有定位盤(9. 4)，定位盤上裝有甄鍋(9. 5)， 各甄鍋下方分別連有與高溫蒸汽源相通的高溫蒸汽輸送管(9. 6)，甄鍋上方的活動(dòng)甄鍋蓋 (9. 7)分別連有酒精蒸汽輸送管(9. 8)，各酒精蒸汽輸送管末端與酒精蒸汽出口(10)連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的以甜高粱桿為原料的釀酒裝置，其特征在于所述的定位盤(9.4) 上至少裝有兩個(gè)甄鍋(9. 5)。
全文摘要
本發(fā)明涉及甜高粱秸稈制取酒精領(lǐng)域，具體為一種以甜高粱稈為原料的釀酒裝置，解決現(xiàn)有技術(shù)存在原料露天粉碎、輸送，粉塵大、除菌困難、無法連續(xù)生產(chǎn)、發(fā)酵時(shí)間長(zhǎng)、酒精產(chǎn)量低等問題，甜高粱秸稈經(jīng)原料輸送機(jī)送入粉碎機(jī)，粉碎后經(jīng)密閉管道進(jìn)入滅菌集料罐；然后進(jìn)入輸送機(jī)，同時(shí)由接種噴淋管進(jìn)行接種；配菌拌料后，封閉形式下送入旋桶式固態(tài)發(fā)酵罐中發(fā)酵；發(fā)酵后的物料在封閉形式下送入酒精蒸餾器中進(jìn)行連續(xù)蒸餾，含酒精的蒸汽進(jìn)入冷卻塔分離即可。發(fā)酵時(shí)間縮短，各項(xiàng)指標(biāo)易控，菌種混合度均勻，發(fā)酵料發(fā)酵均衡，杜絕了對(duì)環(huán)境的污染，使發(fā)酵更為純凈，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，可連續(xù)不間斷進(jìn)行，提高了生產(chǎn)效率。
文檔編號(hào)C12M1/00GK102586081SQ20121002132
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月31日
發(fā)明者艾銘晉 申請(qǐng)人:山西鼎圣精工有限公司