一种空间均温式温控发酵系统的制作方法

1.本发明涉及酒发酵酿造领域，尤其涉及一种空间均温式温控发酵系统。


背景技术：

2.固态发酵技术在我国白酒、酱醋等传统食品生产领域广泛应用，尤其是浓香型白酒的生产的核心工艺。浓香型白酒是采用泥窖作为发酵容器，以高粱、小麦作为原料，以传统固态发酵方式制成，具有典型的浓香风格。传统浓香型白酒生产，通常采用粮食、曲药和糠壳等混合而成的固态发酵糟醅进行固态发酵，经堆糟、加粮、蒸馏、摊晾、加曲和入窖等关键工艺酿制而成。
3.随着科学技术的发展，我国传统酿制行业也逐步向机械化、自动化、智能化改进。然而，在行业上对于传统发酵窖池仍然未能实现机械化、自动化和智能化改造，存在操作方式粗放、生产效率低下、人工成本高、产品质量不稳定、发酵过程黑箱操作等问题，制约了白酒产业的现代化改造和制造升级。对于传统泥坑发酵池，一旦填入糟醅后即无法通过后续调控措施，只能任其自然发酵完成，导致不同温度季节或不同作坊地点的窖池发酵质量差异较大。
4.cn107325926a公开了一种双向通透膜及应用、固态白酒发酵池、固态白酒发酵方法，涉及白酒酿造领域，双向通透膜包括滤膜，滤膜的孔径为0.45μm-10μm，双向通透膜用于分隔发酵用的糟醅与窖泥，其能够保证微生物生长、繁殖及代谢所需的营养成分自由通过，但糟醅与窖泥无法通过；固态白酒发酵池包括窖池，窖池内壁有窖泥，窖泥上铺设有上述的双向通透膜，该固态白酒发酵池专门用于固态白酒发酵，使用上述固态白酒发酵池的固态白酒发酵方法能使糟醅与窖泥之间进行物质交换，保证正常发酵，且能够保护窖泥。
5.cn209778789u公开了一种用于控制白酒固态发酵温度的换热装置，其技术方案要点是：包括用于设置在窖池内的隔板，所述隔板用于将窖池分割成若干分割池，若干所述分割池内均设置有螺旋换热管，所述窖池的侧壁、底部以及隔板侧壁均设置温度传感器。
6.cn102888321a公开了一种浓香型白酒原酒的罐式发酵方法和罐式发酵装置。该发明是提供一种单位面积产酒量高、易于实现机械化操作、生产安全、可对发酵过程进行调控、产品品质稳定的浓香型白酒原酒罐式发酵方法和罐式发酵装置。浓香型白酒原酒的罐式发酵方法，将发酵罐、水泵、换热器通过管道依次相连，并由plc控制水泵、换热器运行，将粮糟放入发酵罐内，向发酵罐内加入粮糟重量15～40％的黄水，粮糟在大曲、黄水和窖泥柱涵养及固定的微生物作用下发酵，发酵糟醅中的黄水经孔板渗入黄水收集层，经过换热器内调温后喷洒到发酵糟醅上并参与发酵，发酵期间黄水不断重复上述循环过程。
7.cn213266432u公开了一种固态发酵型白酒发酵装置，该固态发酵型白酒发酵装置，包括箱体，箱体的底部固定连接有支架，箱体的顶部设置有上顶盖，上顶盖的上表面固定连接有进料口，支架的下表面固定连接有多个支脚，支架的下表面固定连接有底座，底座内部的底壁固定连接有电机，箱体底部的固定连接有两个加热棒，箱体外表面的一侧设置有温度控制装置，箱体底部的一侧设置有出料口，箱体底部的另一侧设置有黄水排出口，箱
体顶部的一侧固定连接有排气管，排气管远离箱体的一端固定连接有储气罐，箱体顶部的另一侧固定连接有进水口，箱体的顶部设置有水管，支架的上表面设置有载料板，箱体的内壁上设置有窖泥填充装置。
8.温度是影响白酒固态发酵过程粮食糟醅发酵快慢和品质优劣的关键因素。热量对于酒糟中的微生物会产生负面影响，当温度超出微生物的承受范围之后，会造成大量的不可逆的微生物活性降低甚至死亡现象，一旦出现此类问题，将造成无法估量的成本损失。现有固态法白酒酿制技艺为自然发酵，将粮食糟醅投入发酵容器后，发酵过程非常依赖于外界环境温度。在夏季，外界环境温度过高时，发酵窖池温度易超过最适发酵温度，造成不良发酵，出酒率降低，异杂味物质增多；在冬季温度过低时，发酵窖池四周温度较低，发酵过程缓慢，发酵周期较长，出酒率降低。
9.而在现有技术的改进中，简单的换热装置仅能对发酵罐内的整体温度进行调控，难以针对因发酵温度不均匀或粘性酒糟的部分团聚等因素造成局部热点超出发酵过程最高限制温度的情况，进而会对发酵的效率和质量造成很大影响，这尤其是对于生产制造高端白酒的企业而言，其亏损的成本将难以预估。因此，本领域亟需一种能够完成智能温控的空间均温式温控发酵系统。
10.此外，一方面由于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发明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，然而这绝非本发明不具备这些现有技术的特征，相反本发明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：

11.针对现有技术之不足，本发明提供了一种空间均温式温控发酵系统，以解决上述至少部分技术问题。
12.本发明公开了一种空间均温式温控发酵系统，其包括：容纳单元，用于为糟醅的固态发酵过程提供容纳空间；制冷单元，配置在容纳空间内以接触于至少部分糟醅；中控单元，至少用于生成能够调控容纳单元内温度分布情况的控制信号，中控单元能够基于接收的检测数据建立容纳单元内的温度分布模型，基于温度分布模型确定容纳单元的整体温度分布情况和/或超出设定的最高限制温度的局部热点情况，以通过填充在容纳单元内的换热物质和/或制冷单元内的换热物质对容纳单元内的温度分布情况进行调节，其中，容纳单元内的换热物质至少能够被填充在第一壳体层的夹层结构内。
13.根据一种优选实施方式，容纳单元的壳体部包括以嵌套方式设置的第一壳体层和第二壳体层，其中，嵌套于所述第一壳体层内的所述第二壳体层与所述容纳单元的腔体部连通。
14.根据一种优选实施方式，第二壳体层与所述腔体部之间设置的隔板上以间隔布设的方式开设有若干允许物料通过的通孔，其中，在所述第二壳体层与所述隔板之间限定出用于放置窖泥的装填区域。
15.根据一种优选实施方式，制冷单元至少包括配置于所述容纳单元内的换热组件，其中，所述换热组件内的至少部分区域被限定为用于承装换热物质的存放区，超出存放区存放容量的换热物质将被排出所述换热组件。
16.根据一种优选实施方式，容纳单元内配置的搅拌单元至少包括杆轴和扇叶，其中，所述扇叶能够以内外螺带的形式绕所述杆轴设置，并能够随所述杆轴旋转。
17.根据一种优选实施方式，搅拌单元的杆轴以穿过封闭单元的方式连接至驱动单元，其中，所述驱动单元能够受控于所述中控单元的控制信号，使所述搅拌单元至少能够在所述中控单元确定的中止时机下停止运行。
18.根据一种优选实施方式，容纳单元内至少配置有若干用于获取内部环境温度数据的检测单元，其中，所述检测单元能够将采集的带有时间标签和位置标签的温度数据发送至所述中控单元。
19.根据一种优选实施方式，接收到所述检测单元发送的内部环境温度数据的所述中控单元能够将同一时间标签的温度数据按照其相应位置标签的分布构建出所述容纳单元内部环境的温度分布模型，其中，部分的所述检测单元能够被配置在搅拌单元的杆轴和/或扇叶上。
20.根据一种优选实施方式，中控单元能够在按照时间标签次序排列的温度分布模型中，判断相邻且连续的多个动态数据模型中是否存在至少一个具有关联关系的局部热点区域，以确定局部制冷程序的启用情况。
21.根据一种优选实施方式，中控单元在启动局部制冷程序时，能够预估任一局部热点区域在未来一个或多个的时间标签下的位置标签，以获取多个预估热点位置，并在任一预估热点位置的位置标签与任一换热组件的位置标签达到预设匹配度时确定中止时机。
附图说明
22.图1是本发明提供的发酵系统在一种优选实施方式的结构示意图；
23.图2是本发明提供的发酵系统在一种优选实施方式的模块连接示意图。
24.附图标记列表
25.100：容纳单元；110：第一壳体层；120：第二壳体层；130：进料口；140：出料口；150：换热入口；160：换热出口；170：挡片；200：搅拌单元；210：杆轴；220：扇叶；300：制冷单元；310：换热组件；320：供给组件；330：回收组件；400：驱动单元；500：封闭单元；600：检测单元；700：中控单元。
具体实施方式
26.下面结合附图1和2进行详细说明。
27.图1是本发明提供的发酵系统在一种优选实施方式的结构示意图；图2是本发明提供的发酵系统在一种优选实施方式的模块连接示意图。
28.酒糟发酵的核心是一种微生物生长繁殖的过程，好的发酵能够在酒糟的各个部位产生均匀的微生物聚落，这些微生物产生的大量微生物酶将酒糟中的淀粉、蛋白质等物质进行水解，从而产生大量的乙醇、有机酸和脂类，同时排出大量的二氧化碳等低沸点物质，其中，乙醇、有机酸和脂类中的部分物质为酿造白酒所必须的物质，是最终获取成品白酒的关键之一。而发酵的环境影响微生物生长的效果，其中，环境中存在多种能够影响微生物生长的影响因素。本发明公开了一种能够应对多种环境因素影响的空间均温式温控发酵系统，其中，该系统尤其可适应温度因素波动带来的影响。
29.优选地，温度是影响白酒固态发酵过程粮食糟醅发酵快慢和品质优劣的关键因素，其中，温度至少包含外部环境温度和内部局部温度。
30.现有固态法白酒酿造工艺最常用的为自然发酵，即将粮食糟醅投入发酵容器后，发酵过程非常依赖于外界环境温度。在夏季或者温度较高的时间段，发酵场所内的温度可能会超过合适的发酵温度范围，导致发酵相关菌类活性降低，发酵效果不佳，出酒率降低，异常以及杂味物质增多；在冬季或者温度较低时，发酵场所内的温度可能会低于合适的发酵温度范围，发酵相关菌类活性同样会降低，发酵过程迟缓，发酵周期延长，出酒率同样会降低。
31.根据一种优选实施方式，本发明的发酵系统可包括用于提供发酵场所的容纳单元100，其中，容纳单元100可包括作为发酵场所的腔体部和用于限定出腔体部的壳体部。优选地，容纳单元100能够大致被配置为呈柱状的罐体结构，且该罐体结构能够以轴线方向水平布设的方式形成卧式构型，以使得其径向方向与承载台面大致正交。进一步地，容纳单元100可以通过与壳体部连接的支撑部放置于承载台面上。
32.进一步地，容纳单元100可配置有用于穿过壳体部使腔体部与外部环境连通的进料口130和出料口140，以使得酒糟原料可以从进料口130进入腔体部，并在完成发酵过程后从出料口140排出已经发酵完成的酒糟或者排出发酵产物(如乙醇、有机酸、脂类等混合物)。优选地，基于重力效应，进料口130通常设置在出料口140的重力方向上方，该重力方向上方仅表示进料口130的设置高度可高于出料口140设置，并不完全限定为具有同一垂向投影位置。换言之，进料口130设置在容纳单元100周侧上远离承载台面的一侧位置，出料口140设置在容纳单元100周侧上靠近承载台面的一侧位置。在进行发酵工序时，可以从位于容纳单元100上方的进料口130进料，投入进料口130的酒糟受重力而逐层在容纳单元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酒糟利用重力从出料口140中落出。
33.优选地，容纳单元100的壳体部可包括以嵌套方式设置的第一壳体层110和第二壳体层120，其中，第二壳体层120可嵌套于第一壳体层110内，以使得第一壳体层110相对靠近于外部环境，而第二壳体层120相对靠近于腔体部并可与之局部连通。
34.优选地，第二壳体层120与腔体部之间可通过隔板分隔，以限定出第二壳体层120装填区域，其中，第二壳体层120与腔体部可通过隔板上开设的若干通孔实现连通，以使得在第二壳体层120的装填区域内所填入的占据至少部分空间的窖泥能够通过隔板上开设的通孔与容纳单元100内的酒糟接触。进一步地，隔板上的通孔可均匀布设，以使得第二壳体层120内的窖泥与容纳单元100内的酒糟可以在各部位均匀且充分的接触。优选地，窖泥可至少被装填在第二壳体层120的侧壁方位上，其中，大致呈卧式罐体结构的容纳单元100的第二壳体层120的侧壁方位可以是在重力方向上的设置高度处于设定范围内的部分区域，以使得在设置高度高于侧壁方位的区域被设定为顶部方位，设置高度低于侧壁方位的区域被设定为底部方位。进一步地，第二壳体层120的顶部方位对应的装填区域可不设置有窖泥，以便于含有大量热量的二氧化碳从顶部方位排出。进一步地，由于第二壳体层120的底部方位对应的装填区域会产生黄水，因此，该装填区域不设置窖泥。
35.进一步地，为降低外部环境温度对发酵过程的影响，具有夹层结构的第一壳体层110可以被填充有换热物质，以通过换热物质阻隔外部环境与容纳单元100的腔体部直接进
行热量交换，从而使得容纳单元100的腔体部基于换热物质的换热特性而维持在常规温度工况下。进一步地，换热物质可以通过设置于第一壳体层110上的换热入口150和换热出口160实现在第一壳体层110的夹层结构中流通，以使得经过换热的换热物质可以被引出，并及时补入“全新”或“再生”的换热物质，以保证第一壳体层110的换热效果，其中，换热物质可以是常规的换热流体，例如水，在选择换热物质时可以根据容纳单元100在发酵过程中所需维持的发酵温度范围选择具有相应换热特性的换热流体，且选用相态为液态或气态的换热流体可以实现夹层结构中换热物质的快速流通，从而保证热量的及时移入或移出。进一步地，“全新”的换热物质可以是从未进入第一壳体层110进行换热的换热物质，“再生”的换热物质可以是进入过第一壳体层110进行换热后在回收时恢复其换热特性的换热物质，换言之，被补入的换热物质均可具有第一壳体层110所需的换热特征，该换热特性至少包含换热物质的当前温度及其比热容，以表征其被进行换热时的换热效果。
36.进一步地，用于在第一壳体层110内连通换热入口150和换热出口160的夹层结构中可配置有一个或多个挡片170，以使得夹层结构能够被大致分隔成一条或多条单向流通的流道，且上述流道能够覆盖第一壳体层110的全部区域，从而使得从换热入口150进入夹层结构的换热物质能够流经由挡片170构造成的流道以历遍整个第一壳体层110的方式抵达换热出口160。
37.优选地，换热入口150能够与储存有换热物质的第一换热单元连通，以使得第一换热单元在被驱动时能够为第一壳体层110提供具有相应换热特性的换热物质。进一步地，第一换热单元可以与换热出口160连通，以使得从换热出口160流出的经过换热后的换热物质能够被第一换热单元回收，其中，被回收的换热物质可以经过“再生”。
38.优选地，发酵系统可在容纳单元100之外配置有温度传感器，以用于获取外部环境温度，其中，温度传感器可以将监测得到的外部环境温度发送至中控单元700，以使得中控单元700基于预设的外部环境温度阈值判定外部环境温度状态，以此生成相应的温度调控信号。进一步地，中控单元700所生成的温度调控信号至少能够通过当前的外部环境温度和第一换热单元中储存的换热物质的当前换热特性计算得到。
39.示例性地，当外部环境温度较高时(例如夏季的正午)，中控单元700基于温度传感器获取的高温数据生成用于驱动降温的温度调控信号，响应于温度传感器的温度调控信号而被驱动的第一换热单元可以将具有指定换热特性的换热物质引入第一壳体层110中，其中，被引入的换热物质的当前温度至少低于外部环境温度；当外部环境温度较低时(例如冬季的夜晚)，中控单元700基于温度传感器获取的低温数据生成用于驱动降温的温度调控信号，响应于温度传感器的温度调控信号而被驱动的第一换热单元可以将具有指定换热特性的换热物质引入第一壳体层110中，其中，被引入的换热物质的当前温度至少高于外部环境温度。
40.优选地，考虑到壳体部被配置为具有分层结构的第一壳体层110与第二壳体层120，且第二壳体层120的局部装填区域内填入有一定厚度的窖泥，使得第一壳体层110内流通的换热物质通常只能用于阻挡外部环境温度对发酵过程的影响，而当容纳单元100的内部环境温度出现异常时，难以通过第一壳体层110内流通的换热物质完成及时调温。进一步地，尤其是在进行静态发酵时，因内部环境温度不均匀可导致局部位置发酵较快致使该位置的温度超出发酵最高限制温度(通常为35℃)，进而产生局部热点；粘性酒糟的部分团聚
也可产生一定的局部热点。
41.优选地，在容纳单元100内可均匀地或非均匀地布设有若干用于获取容纳单元100的局部区域的内部环境温度的检测单元600(图中仅为示例)，其中，检测单元600获取的内部环境温度数据能够以带有时间标签和位置标签的方式发送至中控单元700。进一步地，接收到检测单元600发送的内部环境温度数据的中控单元700能够将同一时间标签的温度数据按照其相应位置标签的分布构建出容纳单元100内部环境温度分布模型，即中控单元700能够基于容纳单元100的空间结构构建出相应的三维虚拟模型，并基于若干检测单元600获取的内部环境温度数据模拟得到能够以不同颜色表示相应温度梯度的温度分布模型，其中，通过该温度分布模型可以获取容纳单元100内任一区域(尤其是不与任意一个检测单元600具有相同位置标签的区域)的模拟温度值，将上述区域可设定为目标区域，该目标区域的模拟温度值是由中控单元700基于多个温度数据校准计算得到，其选用的温度数据关联度越高，相应的校准权重也会越大，且当校准权重低于设定权重阈值时将被舍弃，该关联度可以依据该目标区域的位置标签与分布在容纳单元100内各处的检测单元600的位置标签的空间关系确定。进一步优选地，上述空间关系不仅包括两个位置标签之间的最近直线距离，以判断相应检测单元600所测温度数据的可信程度，还可包括两个位置标签在所处容纳单元100的相对位置，以基于容纳单元100在进行发酵过程中各层区的大致温度分布梯度确定相应检测单元600所测温度数据的影响程度。
42.优选地，中控单元700可基于检测单元600获取的内部环境温度数据所附带的时间标签完成温度分布模型基于时间标签次序的模型更新，其中，中控单元700在进行模型更新的过程中至少可以判断局部热点的产生，该局部热点至少表征为局部区域内的模拟温度值的空间均值超出设定温度阈值。进一步地，局部热点所处的空间区域的边界处的模拟温度值大致等同于设定温度阈值，以使得被上述边界处圈定出的空间区域的空间均值超出了设定温度阈值，其中，中控单元700能够基于上述空间区域的构型与体积制定相应的制冷方案。进一步地，中控单元700所制定的制冷方案能够由制冷单元300执行，以通过制冷单元300对局部热点的热量进行换热后导出，从而通过局部热点的降温实现整个容纳单元100的发酵过程处在标准温度工况下，其中，制冷单元300执行的制冷方案至少为局部制冷程序。优选地，制冷单元300在执行制冷方案(尤其是局部制冷程序)时能够使制冷影响范围大致覆盖局部热点区域，并减少与容纳单元100的其他区域的覆盖重合程度，以完成针对性制冷操作。
43.优选地，制冷单元300至少包括设置在容纳单元100内的若干换热组件310及与换热组件310连通的供给组件320，其中，供给组件320内容纳有至少能够通过相变进行吸热的换热物质，并能够将换热物质通过泵送的方式供给至换热组件310内存放。优选地，供给组件320内的换热物质可以与第一壳体层110内装填的换热物质相同或不同。进一步地，换热组件310可至少包含存放区和相变区，存放区内的换热物质在完成相变后可进入相变区，其中，存放区的结构特征限定了任一换热组件310内可存放换热物质的量，超出存放量的换热物质可被返回至供给组件320。优选地，换热组件310的相变区能够与真空泵以可控通断的方式连通，以使得任一换热组件310的相变区在连通至处于运行状态的真空泵时能够基于相变区的减压使得存放区内的换热物质发生相变并吸热，以达到换热组件310的制冷效果，其中，换热物质在换热组件310内发生的相变通常为液态转变为气态。进一步地，对于装填
的换热物质的相变过程为液态转变为气态的换热组件310存放区通常被设置在相变区的重力方向上，即按照上下方位进行分区，以使得在存放区转变为气态的换热物质能够沿重力反方向上升至相变区。
44.进一步地，发生相变而进入相变区的换热物质可在真空泵的吸力作用下被导出换热组件310而进入回收组件330，其中，回收组件330能够将发生相变的换热物质恢复至初始相态，以使得被恢复至初始相态的换热物质能够重新进入供给组件320内。优选地，回收组件330可以是任意的能够将处于气态的换热物质换变为液态的热交换设备，其中，在换热温差允许的情况下，也可以在回收组件330内将上述换热物质与第一壳体层110内流入或流出的换热物质进行换热，以实现热量的高效利用。
45.优选地，酒糟在发酵罐中接受微生物作用而发酵时，一般会经过几个阶段，第一阶段为发酵前期准备阶段，此时酒糟刚刚和罐体侧壁的窖泥产生接触，窖泥中的微生物开始迁移至酒糟当中，此为酒糟的接种过程，该过程是需要一定微弱含量的氧气参与的，因此此阶段罐内环境维持在一个缺氧状态。发酵中期也是整个酒糟发酵最重要的时期，其持续时间较长，一般在数个月至一年左右，期间微生物持续在酒糟中繁殖并且不断分解酒糟中的淀粉等物料以此形成酒精、风味物质等白酒酒体中的重要组成部分，该过程需要保证发酵罐内处于厌氧状态，确保微生物能够进行无氧代谢以生成目标产物。酒糟原料的分解伴随着二氧化碳的析出，并且粗略来看，二氧化碳的析出量或者析出速率与发酵速率大致呈正相关。同时发酵速率或者说发酵反应激烈程度与反应放热以及罐内温度的上升有着很大的关系。基于上述关系链可以得出，二氧化碳析出量与罐内温度温升具备一定的正相关关系。同时由于反应生成的二氧化碳伴随有大量的热量，若采用常规的静态发酵也不利于二氧化碳的高效排出，进而造成容纳单元100内温度不均匀，甚至造成局部热点(一般来说温度超过35℃)导致该部分内含微生物失活死亡。常规发酵方案中，当温度超过35℃之后，一般是直接停止发酵，将窖池中的窖泥挖开进行散热，此时发酵过程被强制中断，当前窖池的生产进程严重受阻。因此，本发明可通过在容纳单元100内设置搅拌单元200来至少促进伴随有大量热量的二氧化碳排出。
46.进一步地，发酵窖池中的糟醅理化指标至少在垂直层面上具有不同，具体地，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。这表明在同一个发酵空间中，越靠近空间垂直下方的位置发酵情况越好。同时在水平维度上，越靠近窖池壁的部分发酵情况越优于靠近中间的部分。主要原因在于窖池的壁上通常涂覆有含有多种发酵菌种的窖泥，而靠近壁的酒糟与己酸菌和其他功能菌能够实现较好的接触，各种功能菌在此部分的繁殖情况相对更好，因此该部分的发酵情况优于相对更靠近中间的酒糟部分；而在垂直方向上的发酵分布也具有类似的原因，基于重力以及菌类的总体线型生长方向，位于上层的酒糟只能较少地接触窖泥以及其内部的功能菌，因此发酵效果相对中层和下层较差。基于上述发酵原理，可知，不同的发酵效果会引起发酵的产物的相关属性产生较大的不同，例如乙醇、有机酸、脂类、溶氧等关键的产出底物的浓度不同，以及位置不同导致的微生物生长情况不同而引发的各个酒糟部位的发酵情况不同，最终使得后续经过蒸馏过程获取的蒸馏酒份理化性质不同，造成出产率下降或者出产品质下降等问题。因此，中控单元700可以对搅拌单元200的运行方式进行调节，使容纳单元100内的固态粮食糟醅可克服空间(例如上层、中层、下层、边沿和中心)引起的差异性，进而使粮食糟
醅的水分、微生物含量、乙醇和有机酸酯均匀一致，保持粮食糟醅发酵过程的一致性和稳定性，实现规范、规模化稳定生产。
47.优选地，搅拌单元200可包括杆轴210、扇叶220。杆轴210大致构成为条状或者杆状结构，基础地，其设置在容纳单元100的轴线位置，即其两端分别连接至容纳单元100的两个顶面大致中心的位置。杆轴210能够被驱动以执行沿其轴心或者在其被设置在容纳单元100轴线时能够沿容纳单元100的轴心进行自旋转，驱动方式可以是设置在杆轴210至少其中一端的驱动单元400进行电机驱动的方式。优选地，驱动单元400的驱动方式可受中控单元700调节。具体地，驱动单元400可以设置在容纳单元100之外，在此情况下，杆轴210至少传动连接至驱动单元400的一端被构造为穿过容纳单元100的一个顶面到外部，穿出部位与容纳单元100之间通过封闭单元500密封以防止罐体内物质由此泄露。杆轴210穿出的一端传动连接至驱动单元400以在驱动单元400的传动下能够沿自身轴线旋转。在本实施中，杆轴210的两端都穿出容纳单元100，并且两端都设置有上述封闭单元500。
48.杆轴210的轴向路径上设置有至少一个扇叶220，在本实施例中，扇叶220至少沿杆轴210径向突出，较佳地，扇叶220突出的长度至少保证能够将与其处于同一平面的所有酒糟在杆轴210旋转的带动下产生转动，为此，扇叶220可能突出至接近第二壳体层120附近；优选地，数个扇叶220按照杆轴210的轴向路径进行排列，使得罐体中所有的酒糟均能够在扇叶220的旋转下被带动；可替代地，扇叶220可以设置为连续的螺旋形扇叶220，类似于混凝土搅拌机中的搅拌叶。在杆轴210的旋转带动下，扇叶220能够搅动存在于罐体内的酒糟，使其内部的每一个细小单元部分均能够偏离原本所在的位置并且在后续持续搅动的时间内能够出现在罐体内的任意位置。细小单元指的是假想的能够组成酒糟整体的最小物质，例如以分子进行表示。
49.优选地，扇叶220可被配置为内外螺带的形式，以使得物料在容纳单元100的罐体结构中翻动时，内螺带将物料由内侧推向外侧，外螺带将物料由外侧推向内侧，来回渗混的物料又在螺带转动下，沿着径向移动、变化，从而形成了对流循环，由于上述运动的搅拌，物料在很短时间内获得快速的均匀混合，其中，上述内侧和外侧为相对于杆轴210的远近程度，容纳单元100中靠近杆轴210的一侧为内侧，远离杆轴210的一侧为外侧。
50.优选地，在配置有搅拌单元200的容纳单元100中，制冷单元300的换热组件310能够以避开搅拌单元200的搅拌路径的方式设置，以使得搅拌单元200的扇叶220在跟随杆轴210旋转时能够不被换热组件310阻挡。进一步地，换热组件310在容纳单元100中的位置可固定，以使得中控单元700在对容纳单元100进行空间建模时，能够确定换热组件310对应的位置标签。优选地，为避免换热组件310对搅拌单元200的影响，换热组件310可被配置在容纳单元100的第二壳体层120与腔体部之间的隔板上，以至少对隔板周边区域进行冷却。优选地，换热组件310可以沿与容纳单元100的罐体结构轴线方向并行的方向或沿与搅拌单元200的杆轴210轴线方向并行的方向布设，其中，换热组件310能够以彼此并行的方式间隔布设在隔板上，以使得换热组件310能够以大致均匀的方式分布在搅拌单元200的搅拌区域边界。进一步地，换热组件310能够以分段式设置，以使得基于中控单元700的调控，制冷单元300可以通过仅启动相应换热组件310的方式针对局部热点区域进行冷却。如此设置，既可以通过减少容纳单元100内换热组件310的设置段数(或设置长度)以节省冷却单元的安装成本，也可以针对局部热点区域进行集中冷却，以通过减少无效冷却过程的资源浪费来节
省冷却单元的运行成本，同时还可以避免无效冷却过程对不处于局部热点区域下的糟醅进行降温后影响发酵效果，其中，无效冷却过程是在发酵过程中制冷单元300对不处于局部热点区域下的糟醅进行冷却的过程，这是由于容纳单元100内即使存在温度超出最高限制温度的糟醅，也通常会以无规则的方式散布在容纳空间内，并不完全会按照换热组件310的布设方式分布，因此，与换热组件310的换热表面接触的糟醅中存在部分，甚至绝大部分的糟醅不处于局部热点区域下，且尤其是在本发明的发酵系统中已配置有被填充有换热物质的第一壳体层110的情况下，上述不处于局部热点区域下的糟醅通常可处于正常温度范围内，在利用换热组件310对局部热点区域的糟醅进行降温时，与被启动的换热组件310接触的糟醅也会被冷却，该冷却过程在发酵过程中的作用是无效且通常为负面的。
51.优选地，检测单元600能够被设置在搅拌单元200的杆轴210和/或扇叶220上，以基于搅拌单元200的旋转获取各检测点位在旋转过程中任意采集时刻的温度数据。进一步地，中控单元700能够基于检测单元600获取的带有时间标签和位置标签的温度数据建立容纳单元100内的温度分布模型，其中，该温度分布模型能够按照时间标签次序排列，以至少获取容纳空间内温度变化的动态数据模型。由于局部热点区域中的糟醅通常是由于粘性糟醅的部分团聚造成，在搅拌单元200的搅拌过程中可破坏部分团聚现象，以使得热量可被散发，而部分难以被破坏的团聚现象需要通过换热组件310对其进行制冷操作，以避免局部高温的蔓延并影响白酒固态发酵过程粮食糟醅发酵快慢和品质优劣。因此，在中控单元700建立的按照时间标签次序排列的温度分布模型中，若相邻且连续的多个动态数据模型中存在至少一个具有关联关系的局部热点区域，则可认定为出现难以通过搅拌完成热量散发的情形以启动局部制冷程序，其中，关联关系是指针对至少两个带有时间标签和位置标签的温度数据，按照时间标签次序排列后，位于在先位置标签的糟醅能否在相差的时间间隔内通过预设的搅拌方式可以被转移至在后位置标签的对应位置，若可以被转移到达，则表明存在关联关系，该局部热点区域的时间标签被叠加，当叠加数量超出阈值时启动局部制冷程序；若不可以被转移到达，则表明不存在关联关系，两个局部热点区域的时间标签被独立计算，直至存在有关联关系的温度数据被采集时进行叠加。
52.优选地，当中控单元700启动局部制冷程序时，能够基于受中控单元700调控的驱动单元400的驱动方式确定容纳单元100内的糟醅受搅拌单元200带动时的运动状态，结合具有关联关系的局部热点区域的温度数据在不同时间标签下对应的位置标签的过渡趋势，预估该局部热点区域在未来一个或多个的时间标签下的位置标签，以获取多个预估热点位置。进一步地，中控单元700能够通过对比任一预估热点位置的位置标签与制冷单元300的任一换热组件310的位置标签，并在至少一个预估热点位置的位置标签与至少一个换热组件310的位置标签达到预设匹配度时确定中止时机，该中止时机至少是驱动单元400中止驱动搅拌单元200运行的时机，以使得在中止时机下停止运行的搅拌单元200能够将局部热点的糟醅推送至匹配的换热组件310的换热覆盖范围内，其中，预设匹配度可基于换热组件310的换热覆盖范围进行设定，满足预设重合度的预估热点位置能够被与之匹配的换热组件310吸收热量，以达到正常温度。进一步地，中控单元700在确定中止时机时可考虑机械运动的惯性。
53.进一步地，在到达中止时机之前，中控单元700能够控制驱动单元400以随时间线性或非线性的方式降低运行速度，在中止时机或中止时机前的降速阶段内中控单元700能
够以提高采样频率的方式从若干检测单元600中获取实时温度数据，以确定局部热点区域的动态位置变化情况，从而通过校准来保证驱动单元400在中止时机停止运行后局部热点的糟醅能够被推送至具有相匹配的换热组件310的预估热点位置上。优选地，基于搅拌单元200中扇叶220的布设方式，可使得处在内侧的糟醅能够被推送至外侧，处在外侧的糟醅能够被推送至内侧，以实现混合程度更高的搅拌，同时也可以使得容纳单元100内的糟醅均可具有被推送至外侧以靠近隔板的时机，从而使得在一个或多个搅拌周期内，存在局部热点的糟醅能够与隔板上设置的任意一个换热组件310接触，以完成换热，其中，上述内侧和外侧为相对于杆轴210的远近程度，容纳单元100中靠近杆轴210的一侧为内侧，远离杆轴210的一侧为外侧。
54.优选地，在中止时机或中止时机后，中控单元700可启动制冷单元300中被匹配的换热组件310来为局部热点区域进行局部换热，在局部换热期间，检测单元600能够以提高采样频率的方式将温度数据实时传输至中控单元700，以使得中控单元700能够及时掌握容纳单元100内的温度分布状况，尤其是局部热点区域的实时温度情况。进一步地，当完成局部制冷程序时(即局部热点区域被消除时)，中控单元700能够关停制冷单元300，并根据实际工艺需求判断是否重新启动驱动单元400以带动搅拌单元200进行搅拌工作。
55.优选地，当中控单元700确定多个局部热点的温度数据不存在关联关系且相应时间标签均已叠加或即将叠加至预设阈值时，则判定为容纳单元100中存在多个局部热点区域，其中，针对多个局部热点区域的位置标签，中控单元700能够分别获取相应的多个不同时间标签下的预估热点位置，并选取同一时间标签下至少大部分，甚至全部预估热点位置均存在可匹配的换热组件310的时间标签作为优选的中止时刻，未被纳入的局部热点区域可以在下一次序的局部制冷程序中被优先考虑。进一步优选地，在一次局部制冷程序中，多个局部热点区域可不与同一换热组件310匹配。
56.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发明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发明的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本发明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。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。本发明说明书包含多项发明构思，诸如“优选地”、“根据一种优选实施方式”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发明构思提出分案申请的权利。

技术特征：
1.一种空间均温式温控发酵系统，其包括：容纳单元(100)，用于为糟醅的固态发酵过程提供容纳空间，制冷单元(300)，配置在所述容纳空间(100)内以接触于至少部分糟醅，中控单元(700)，至少用于生成能够调控所述容纳单元(100)内温度分布情况的控制信号，其特征在于，所述中控单元(700)能够基于建立的所述容纳单元(100)内的温度分布模型确定所述容纳单元(100)的整体温度分布情况和/或超出设定的最高限制温度的局部热点情况，以通过填充在所述容纳单元(100)内的换热物质和/或所述制冷单元(300)内的换热物质对所述容纳单元(100)内的温度分布情况进行调节。2.根据权利要求1所述的发酵系统，其特征在于，所述容纳单元(100)内至少配置有若干用于获取内部环境温度数据的检测单元(600)，其中，所述检测单元(600)能够将采集的带有时间标签和位置标签的温度数据发送至所述中控单元(700)。3.根据权利要求1或2所述的发酵系统，其特征在于，接收到所述检测单元(600)发送的内部环境温度数据的所述中控单元(700)能够将同一时间标签的温度数据按照其相应位置标签的分布构建出所述容纳单元(100)内部环境的温度分布模型。4.根据权利要求1～3任一项所述的发酵系统，其特征在于，所述中控单元(700)能够在按照时间标签次序排列的温度分布模型中，判断相邻且连续的多个动态数据模型中是否存在至少一个具有关联关系的局部热点区域，以确定局部制冷程序的启用情况。5.根据权利要求1～4任一项所述的发酵系统，其特征在于，所述中控单元(700)在启动局部制冷程序时，能够预估任一局部热点区域在未来一个或多个的时间标签下的位置标签，以获取多个预估热点位置，并在任一预估热点位置的位置标签与任一换热组件(210)的位置标签达到预设匹配度时确定中止时机。6.根据权利要求1～5任一项所述的发酵系统，其特征在于，所述容纳单元(100)的壳体部包括以嵌套方式设置的第一壳体层(110)和第二壳体层(120)，其中，嵌套于所述第一壳体层(110)内的所述第二壳体层(120)与所述容纳单元(100)的腔体部连通，所述第一壳体层(110)的夹层结构内能够被填充有换热物质。7.根据权利要求1～6任一项所述的发酵系统，其特征在于，所述第二壳体层(120)与所述腔体部之间设置的隔板上以间隔布设的方式开设有若干允许物料通过的通孔，其中，在所述第二壳体层(120)与所述隔板之间限定出用于放置窖泥的装填区域。8.根据权利要求1～7任一项所述的发酵系统，其特征在于，所述制冷单元(300)至少包括配置于所述容纳单元(100)内的换热组件(310)，其中，所述换热组件(310)内的至少部分区域被限定为用于承装换热物质的存放区，超出存放区存放容量的换热物质将被排出所述换热组件(310)。9.根据权利要求1～8任一项所述的发酵系统，其特征在于，所述容纳单元(100)内配置的搅拌单元(200)至少包括杆轴(210)和扇叶(220)，其中，所述扇叶(220)能够以内外螺带的形式绕所述杆轴(210)设置，并能够随所述杆轴(210)旋转。10.根据权利要求1～9任一项所述的发酵系统，其特征在于，所述搅拌单元(200)的杆轴(210)以穿过封闭单元(500)的方式连接至驱动单元(400)，其中，所述驱动单元(400)能
够受控于所述中控单元(700)的控制信号，使所述搅拌单元(200)至少能够在所述中控单元(700)确定的中止时机下停止运行。

技术总结
本发明涉及一种空间均温式温控发酵系统，其包括：容纳单元，用于为糟醅的固态发酵过程提供容纳空间；制冷单元，配置在容纳空间内以接触于至少部分糟醅；中控单元，至少用于生成能够调控容纳单元内温度分布情况的控制信号，中控单元能够基于接收的检测数据建立容纳单元内的温度分布模型，基于温度分布模型确定容纳单元的整体温度分布情况和/或超出设定的最高限制温度的局部热点情况，以通过填充在容纳单元内的换热物质和/或制冷单元内的换热物质对容纳单元内的温度分布情况进行调节，其中，容纳单元内的换热物质至少能够被填充在第一壳体层的夹层结构内。壳体层的夹层结构内。壳体层的夹层结构内。


技术研发人员：雷翔云 熊燕飞 邓波 敖灵 杨艳 李嘉 俞佳 丁海龙 曾珊
受保护的技术使用者：泸州老窖股份有限公司
技术研发日：2023.04.18
技术公布日：2023/7/28