专利名称：一种固态发酵酱油的蠕动发酵罐的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种固态发酵装置，主要是指用于固态发酵酱油的蠕动发酵罐。
背景技术：
酱油是我国传统的发酵调味品，创始至今已有3000多年的历史。劳动人民在长期 生产实践中，积累了丰富的经验，创造了酱油酿造的独特工艺，但是随着社会的进步，人们 对酱油需求量的越来越大，传统酱油的酿造方法设备落后、发酵周期长、劳动强度大等缺点 逐渐显现出来，因此为了提高酱油的产量满足社会的需求，人们对传统的酱油酿造方法进 行了改造。 目前，根据原料、发酵状态、油渣分离方式的不同，酱油的酿造方法主要分为两大 类高盐稀态酿造法和低盐固态发酵法。前高盐稀态酿造法制备的酱油香味浓、色泽浅，产 品的品质好，最接近于传统酿造的酱油，但是该法设备的利用率低、发酵周期仍然很长。低 盐固态发酵法操作简便，设备周转快，发酵周期短，产量大颜色深，但是酱油的口感与香气 难与高盐稀态酿造酱油相比。固态发酵酿造的酱油风味之所以较差，主要是因为固态基质 的传热、传质效果要比液态基质差，致使固态发酵过程中料层的温度较高，致使许多在低温 酶钝化失活而不能发挥作用，同时酵母菌、乳酸菌等有益微生物不能生长代谢，只能完成淀 粉质和蛋白质的水解，不能为生成丰富的营养、风味物质创造条件，产品质量自然要差些。 因此，固态发酵法要想提高产品的品质，就必须要强化发酵过程传热、传质过程，解决发酵 温度过高的问题。而目前普遍采用酵池发酵方式固态物料搅拌困难或者不宜搅拌，造成发 酵过程的难以控制、发酵效率低、产品不稳定。因此，为了解决固态基质在发酵过程中传质 传热的问题，一些新型的固态基质发酵设备开始出现。吉林大学佟金、侯哲生开发了一种 发酵罐(专利号200610017078. X)，其通过贴有压电片的弹簧组固定连接的柔性壁以及内 部的E字形支架来对物料进行挤压、揉搓，实现对固态物料的搅拌。虽然，这种发酵罐可以 在一定程度上实现了强化传热、传质的目的，但是其内部结构较为复杂，物料在罐内存在死 角，清洗困难，而且卧式结构占地面积大，因此工业放大困难。 所以，本发明设计了一种新型的蠕动固态发酵罐，该发酵罐不仅可以很好地解决 固态发酵过程中的传热、传质问题，增强了发酵过程的可控性，而且蠕动作用可以促进发酵 微生物代谢，加快酶降解底物的速率，从而进一步縮短发酵的周期。此外，发酵罐采用立式 结构节省了很大的空间，而且发酵罐的构造简单，很容易进行工业放大。利用该装置进行固 态发酵制备得到酱油，不仅品质优良，达到优质酱油的标准，而且发酵周期比现行的低盐固 态发酵方法縮短了 1/3。
发明内容
为了解决目前固态发酵法制备酱油生产过程中传质、传热差的问题，本发明提供 了一种新型的固态蠕动发酵罐，该发酵罐不仅可以很好解决发酵过程中的传质传热问题， 而且还可以控制发酵的温度，解决多菌种发酵过程中不同微生物以及多种酶最适温度不同的问题，提高了酱油的风味。同时，该发酵装置在发酵过程中还可以实现对发酵微生物的周期剌激，以加速其生长，进一步縮短了发酵周期。 本发明通过如下技术方案提供一种用于酱油酿造的固态蠕动发酵罐，其技术特征在于发酵罐具有三层壁结构，分别为外侧的固定壁，内侧的弹性壁以及中间紧贴弹性壁的支撑壁；固定壁上面固定有一系列的震动泵和震动臂，震动臂前端呈半球形；中间支撑壁上预留有圆形的孔道，使半球形的震动臂可以直接作用在内侧的弹性壁上，而且支撑壁内侧贴有保温材料；内侧弹性壁外部装有热交换管道，弹性壁底部开有细孔，细孔内部装配有双层过滤膜；发酵罐底部和弹性壁内侧还装有两个高压气囊，气囊下面是酱油储罐，罐顶部装配有喷头，发酵罐还配有一个物料输送泵。 按照技术方案提供的一种用于酱油酿造的固态蠕动发酵罐，其特点在于半球形震动臂为中空结构，采用的材料为不锈钢。 按照技术方案提供的一种用于酱油酿造的固态蠕动发酵罐，其特点在于震动泵固定在外侧的固定壁上，在罐体的同一高度均匀分布着4个震动泵，不同位置的震动泵在外加动力源的带动下间歇性地驱动震动臂作用于内侧的弹性壁上，使其产生蠕动，作用于罐内的发酵物料，产生挤压，揉搓，混合等作用，加速罐内物料的传热传质。同时通过蠕动作用周期剌激发酵微生物，加速其代谢速度，可进一步縮短固态发酵的周期。 按照技术方案提供的一种用于酱油酿造的固态蠕动发酵罐，其特点在于发酵罐底部配置的高压气囊为双气囊结构， 一个位于中心，呈半球形；另一个处于外侧，呈环形。通过交替给这两个气囊通气，给罐内的物料一个轴向作用力，使其在轴向上进行蠕动，加速物料的混合。 按照技术方案提供的一种用于酱油酿造的固态蠕动发酵罐，其特点在于内侧弹性壁采用的材料是铸造用弹性硅橡胶，并且弹性壁下部分布着直径为0. 5 5mm的细孔，起到粗滤的作用并保护内侧过滤膜不被物料刮破。 按照技术方案提供的一种用于酱油酿造的固态蠕动发酵罐，其特点在于弹性壁细孔内侧装有双层过滤膜，外侧膜为粗滤膜，起到并保护内膜的作用，内膜用于分离发酵产物，膜的直径为所要分离的液体产品中最大分子量分子直径的1. 5倍。 按照技术方案提供的一种用于酱油酿造的固态蠕动发酵罐，其特点在于弹性壁外侧的热交换管道采用与弹性壁相同的材料，管道内通有不同温度的循环水来起到热交换的作用。 按照技术方案提供的一种用于酱油酿造的固态蠕动发酵罐，其特点在于发酵罐底部的出料口采用螺旋输送器进行出料。 按照技术方案提供的一种用于酱油酿造的固态蠕动发酵罐，其特点在于发酵罐底部储罐中油通过一个泵输送到罐顶部，并由一个喷头均匀地淋浇到罐内的固体物料上，进行再发酵。
图1是一种酱油酿造用固态蠕动发酵罐主视图,
图2是一种酱油酿造用固态蠕动发酵罐俯视图,
图3是一种酱油酿造用固态蠕动发酵罐左视图,
图中1-1弹性壁，l-2弹性多孔壁，l-3支撑壁，l-4固定壁，2-l半球形震动臂， 2-2震动泵，3-1半球形高压弹性气囊，3-2环形高压弹性气囊，4物料输送泵，5出料口 ， 6热 交换管，7喷头，8保温层，9双层滤膜，10-1高压空气管道(半球形弹性气囊)，10-2高压空 气管道(环形弹性气囊)，11螺旋输送器。
具体实施例方式实施例1 豆粕与麸皮混合，在118t:条件下保压8min，以0. 3%量接入种曲，混匀。成曲与 15° Be盐水按l : 1.2的比例混合，然后置于蠕动发酵罐内，进行发酵，发酵周期为20天。 前10天，温度控制在30 35°C ，震动泵和气囊的振动周期为每lh震动一次，每次震动5分 钟，振动时处于同一高度相对的两个震动泵为一组，并同另一组交替作用于内侧弹性壁上， 两个高压气囊则交替充气放气对物料施加轴向作用力，物料输送泵每6h将罐底储罐内的 滤液输送到罐顶部，通过顶部的喷头均匀淋浇到罐内固体物料上。第10天到15天，控制发 酵温度在3『C左右，震动泵和气囊的振动周期为每0. 5h震动一次，每次震动5分钟，同时向 罐内加入生香酵母，物料输送泵每12h将罐底储罐内的滤液输送到罐顶部，通过顶部的喷 头均匀淋浇到罐内固体物料上。第15天以后，震动泵和气囊的振动周期为每0.5h震动一 次，每次震动2分钟，物料输送泵每24h将罐底储罐内的滤液输送到罐顶部，通过顶部的喷 头均匀淋浇到罐内固体物料上，直至发酵结束。发酵结束收集淋油，经检测成品酱油的色泽 较深，透明度良好，香气与滋味倶佳，总氨态氮含量达0. 71g/dL，达到一级酱油标准。
权利要求
一种固态发酵酱油的蠕动发酵设备，其特征在于发酵罐具有三层壁结构，分别为外侧的固定壁，内侧的弹性壁以及中间紧贴弹性壁的支撑壁；固定壁上面固定有一系列的震动泵和震动臂，震动臂前端呈半球形；中间支撑壁上预留有圆形的孔道，使半球形的震动臂可以直接作用在内侧的弹性壁上，而且支撑壁内侧贴有保温材料；内侧弹性壁外部装有热交换管道，弹性壁底部开有细孔，细孔内部装配有双层过滤膜；发酵罐底部和弹性壁内侧还装有两个高压气囊，气囊下面是酱油储罐，罐顶部装配有喷头，发酵罐还配有一个物料输送泵。
2. 如权利要求1所述的发酵罐，其特征在于震动泵固定在外侧的固定壁上，在罐的同一高度一共分布着4个震动泵，而且每隔90度角分布一个震动泵，震动泵采用电驱动或者采用高压空气驱动。
3. 如权利要求1所述的发酵罐，其特征在于半球形震动臂为中空结构。
4. 如权利要求1所述的发酵罐，其特征在于内侧弹性壁采用的材料是铸造用弹性硅橡胶，并且弹性壁下部分布着直径为0. 5 5mm的细孔，起到粗滤的作用并保护内侧过滤膜不被物料刮破。
5. 如权利要求1所述的发酵罐，其特征在于弹性壁细孔内侧装有双层过滤膜，外侧膜为粗滤膜，起到并保护内膜的作用，内膜用于分离发酵产物，膜的直径为所要分离的液体产品中最大分子量分子直径的1. 5倍。
6. 如权利要求1所述的发酵罐，其特征在于弹性壁外侧的热交换管道采用与弹性壁相同的材料，管道内通有不同温度的循环水来起到热交换的作用。
7. 如权利要求1所述的发酵罐，其特征在于发酵罐底部配置的高压气囊为双气囊结构， 一个位于中心，呈半球形；另一个处于外侧，呈环形。
8. 如权利要求1所述的发酵罐，其特征在于发酵罐底部安装有螺旋输送器，用于卸载发酵罐内物料。
全文摘要
本发明公开了一种固态发酵酱油的蠕动发酵罐，其技术特征在于发酵罐外侧为刚性壁，固定有一系列的震动臂，内侧为柔性壁，其在震动臂的作用下产生蠕动作用对反应的固体物料进行周期揉搓；发酵罐底部安装有两个高压气囊，可交替对反应物料施以轴向周期作用力；柔性壁外部装有螺旋形热交换管道和保温层，底部有过滤膜，用以过滤发酵产生的油，油可通过泵直接从罐底输送到发酵罐顶部，并利用固定在发酵罐顶部的喷头均匀喷洒在固体物料上。采用该发酵罐酿造的酱油不仅品质优良，完全达到一级酱油的标准，而且发酵周期比现行的固态发酵方法缩短了1/3。
文档编号A23L1/238GK101756161SQ20101011363
公开日2010年6月30日 申请日期2010年2月24日 优先权日2010年2月24日
发明者于彬, 陈洪章 申请人:中国科学院过程工程研究所