專利名稱：一種在醬油生產過程中回收乙醇的方法及設備的制作方法
技術領域：
本發明屬于發酵工藝領域，具體涉及一種在醬油生產過程中回收乙醇的方法及設備。
背景技術：
醬油是我國一種傳統釀造調味品，也是東方飲食必不可少的調味品。典型的醬油分為生抽和老抽兩大類。現代老抽生產工藝通常是通過將生抽和焦糖色一起調配，再經過濃縮工序，才制作出體態濃稠的老抽產品，因此制作老抽的過程中應當有一濃縮程序。最初的老抽濃縮是在開口的煮鍋中進行的，即通過在開口的煮鍋中加熱混合液蒸發水分而濃縮成老抽產品；現在通常采用真空濃縮鍋進行老抽濃縮，即在密閉的濃縮鍋內通過抽真空加速水分蒸發，從而加快濃縮速度。由于采用了抽真空，能夠快速降低水蒸氣的分壓，加速蒸發的同時還可以適度降低濃縮溫度，減少因高溫對醬油風味的影響。然而，真空濃縮鍋的蒸發面積取決于容器的截面積，其蒸發面積有限，蒸發效率低，蒸汽消耗量大， 不能滿足現代化大規模生產的要求。現在醬油濃縮生產已開始使用蒸發面積大，生產效率快的降膜濃縮方法。醬油在發酵過程中會產生少量酒精，這些酒精是高鹽稀態發酵醬油的風味成分之一。在濃縮程序之后，在對冷凝水的采樣中發現，其中含有1.5 5%不等的酒精，且具有醬油典型的香味。然而，通常是將產生的冷凝水集中收集后輸送到廢水處理廠處理達標后排放，造成資源的浪費。
發明內容
本發明的一個目的是針對以上要解決的技術問題，提供一種能夠在醬油生產過程中有效回收乙醇、增加生產經濟效益的方法。本發明的另一個目的是提供一種專用于該方法的設備。為了達到上述目的，本發明的技術方案如下本發明提供了一種在醬油生產過程中回收乙醇的方法，包括以下步驟(1)使用降膜濃縮方式對醬油進行濃縮，產生冷凝液；(2)收集冷凝水，蒸餾出不同濃度的酒精液；(3)收集酒精液，按所需規格進行調配，制成成品酒精。作為一種優選實施方式，所述步驟(1)中使用雙效降膜濃縮方式。作為一種優選實施方式，所述步驟(1)中的濃縮溫度低于70°C。作為一種優選實施方式，所述步驟(2)中的蒸餾溫度為70 100°C。作為一種優選實施方式，所述步驟(2)中的冷凝水的酒精度為1-7% V/V。作為一種優選實施方式，所述步驟(3)中的酒精液的酒精度為30 70% V/V。本發明還提供了一種專用于在醬油生產過程中回收乙醇的設備，該設備包括降膜濃縮裝置和乙醇回收裝置，所述降膜濃縮裝置的冷凝水出水口與所述乙醇回收裝置的進料口相連接。作為上述設備的一種優選實施方式，所述的降膜濃縮裝置上設有一自動在線沖洗 直ο作為上述設備的一種優選實施方式，所述的乙醇回收裝置包括通過管路依次相連的再沸器、蒸餾塔筒體和臥式冷凝器。進一步的，所述的降膜濃縮裝置為雙效降膜濃縮裝置。與現有技術相比，本發明具有以下明顯有益效果(1)本發明是對在醬油濃縮過程中產生的冷凝水進行酒精回收，既可回收酒精進行廢物利用，提高生產效益，又可減少廢物排放，減輕污水處理的負荷，節省能源，保護環境；(2)本發明工藝流程步驟合理，簡便易操作；(3)采用降膜濃縮方式，酒精的回收效率高；(4)本發明的酒精回收設備能夠在不停機的情況下實現自動在線沖洗，并有效防止在降膜濃縮過程中由于結鹽而堵塞管道的問題。
圖1是本發明的雙效降膜濃縮裝置的的結構簡圖。圖2是本發明的設有自動在線沖洗裝置的雙效降膜濃縮裝置的結構簡圖。圖3是本發明提供的乙醇回收裝置的結構簡圖。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步的詳述。應當理解，此處所描述的實施例僅僅是用以解釋本發明的設計，并不用于限定本發明。實施例1本發明采用專用的設備對醬油生產過程中的乙醇進行回收，所采用的專用設備包括降膜濃縮裝置和乙醇回收裝置，所述降膜濃縮裝置的冷凝水出水口與所述乙醇回收裝置的進料口相連接。首先，將待濃縮醬油通過降膜濃縮設備進行濃縮。所述降膜濃縮設備優選為雙效降膜濃縮設備，濃縮后所得到的冷凝水的酒精度為約1-7% V/V。此處，酒精度的定義為酒中所含酒精的體積百分比。降膜濃縮技術是一種新型高效的濃縮技術，通常用于果汁、牛奶的濃縮。這種濃縮方式是待濃縮液沿蒸發器內部列管內表面均勻流下，這樣在列管內表面形成一層液膜，該液膜在蒸汽加熱和抽真空條件下，快速蒸發水分，同時產生的二次蒸汽還可以作為下一蒸發器的加熱熱源。其蒸發面積比真空濃縮鍋的蒸發面積顯著增加，蒸發速度加快，且蒸汽使用效率顯著增加，可以進行連續濃縮。通常而言，濃縮設備的效數越多，效率和能效越高，但整體一次性投入越大，鑒于老抽濃縮要求蒸發量不大，同時濃縮溫度要求在70°C以下，因此本發明優選使用雙效降膜濃縮設備。該雙效降膜濃縮設備的具體結構如圖1所示。值得注意的是，由于醬油不同于果汁、牛奶等材料，因而對濃縮設備要求也有所不同。首先，醬油本身偏酸性，因此濃縮設備中和醬油接觸的部分材料要具有一定耐酸性；其次，醬油含鹽量較高，一般達到15-20% (重量)，濃縮設備和醬油接觸部分材料要能夠耐受鹽溶液腐蝕；再次，醬油中的鹽分在濃縮時濃度會進一步提高，超過飽和濃度時會結晶析出，如果過量析出則會在蒸發管表面沉積，逐步導致列管堵塞，降低濃縮效率，最后導致停機；最后，醬油中的揮發性風味物質對醬油的品質十分重要，如果過度損失，則會嚴重影響老抽品種，因此在設備設計時要盡量平衡蒸發效率和風味損失的關系。這些都是在選擇本發明較佳實施方式時所應當進一步考慮到的問題。 作為一種優選的實施方式，該雙效降膜濃縮裝置應當能夠耐受醬油偏酸和高鹽含量的介質條件，優選其與醬油接觸部分的材料采用316L不銹鋼，其他材料則采用304不銹鋼；對于該設備列管內表面應當進行機械拋光和電解拋光處理，以增加內表面光潔度，減少鹽析出后在管內壁附著的機會；在確保蒸發面積和蒸發速度的情況下，盡量增大列管直徑， 以降低因鹽析出而導致堵塞的機會，優選的列管直徑為5 8. 5厘米；最高的加熱溫度優選不超過70°C;設置濃縮液自動回流控制系統，以確保濃縮出來的產品達到所要求的濃度。為便于說明，本發明所采用的雙效降膜濃縮裝置的結構大致如圖1所示，其主要包括依次相連的I效加熱器1、I效蒸發室2、II效加熱器3、II效蒸發室4、一級預熱器6和列管式冷凝器7，所述II效加熱器3上還設有二級預熱器5。該雙效降膜濃縮裝置的其他次要結構和部件與現有技術中的降膜濃縮裝置實質上相同，并不決定性地影響本發明的技術效果， 因此在圖1中省略未示出。本發明最優選的實施方式中，雙效降膜濃縮裝置的各項技術參數如下蒸發量為 2500kg/h，進料溫度為約20°C，進料量為約10000kg/h，進料密度為約1. 220-1. 230g/ml,出料溫度為約50°C，進料量為約7500kg/h，出料濃度為約1. 285-1. 300g/ml, I效加熱蒸汽壓力為約0. 08MPa, I效蒸發壓力為約0. 079MPa, I效蒸發溫度為62°C，II效加熱蒸汽壓力為約-0. 079MPa, II效蒸發壓力為約_0. 088MPa, II效蒸發溫度為約50°C，用于蒸發的蒸汽耗量為約1400kg/h，用于預熱的蒸汽耗量為約200kg/h，單位水分蒸發量蒸汽耗量為0. 56kg/ kg蒸發水，冷卻水耗量為60-80t/h (進水溫度31°C，出水溫度40°C )。由于老抽醬油中一般含有15 20% (重量)的食鹽，當醬油濃縮時，食鹽濃度快速增大到飽和狀態后就會結晶析出，從而影響蒸發管通量甚至將其完全堵死，因此優選在雙效降膜濃縮設備的I效蒸發室2和II效蒸發室4中增設一個自動在線沖洗裝置。設有自動在線沖洗裝置在雙效降膜濃縮裝置在結構簡圖如圖2所示。該自動在線沖洗裝置用于在降膜濃縮過程中防止結鹽堵塞，通常裝設于降膜濃縮裝置的加熱器上，其包括設于I效蒸發室2或II效蒸發室4下方的水箱401，該水箱401具有進水口 4011和排水口 4012 ；分布器404，該分布器404設于降膜濃縮裝置的I效加熱器1或II效加熱器3頂端，用于將由沖洗管道405噴出的液體均勻地分散在各條降膜列管中；通過沖洗管道405，將下方的水箱401和上方的分布器404相連；靠近水箱401處設有一離心泵402，該離心泵402 —端通過沖洗管道405與所述水箱401相連，另一端通過沖洗管道405與所述分布器404相連，該離心泵402用于將所述水箱401中的水泵至所述分布器404中；該離心泵402的功率優選為4. 5 8千瓦，最優選為5. 5千瓦。該裝置還包括至少一個調節閥403，其設于所述沖洗管道405上，用于調節管道的開閉和水的流量。為使控制操作更加簡單、安全，優選采用氣動調節控制方式，即所述調節閥403優選為氣動調節閥。在該優選實施方式中，輸入的壓縮空氣壓力優選為0. 8Mpa，經過氣動調節閥減壓后，工作壓力保持在0. 2 0. 5Mpa，最優選為 0.4Mpa。使用上述雙效降膜濃縮裝置進行濃縮約4小時左右，通過監控醬油濃縮的管道的通量變化，當比開機時流量減25%左右，估計濃縮管道壁有結鹽情況，即及時關閉醬油入料，停止進料，開啟離心泵402，使其將水箱401中的水經由沖洗管道405泵入I效加熱器1 或II效加熱器3上方的分布器404中，分布器404再將清水均勻分散在各條降膜列管中， 進行自動循環沖洗，5-10分鐘后停止沖洗，繼續進料，排出并收集清洗液后，繼續濃縮，從而解決因結鹽而導致堵塞列管和停機引起的效率降低的問題。通過這樣的過程，可以在不停機的情況下實現自動在線沖洗管壁上的結鹽。
實施例2將降膜濃縮后產生的一效冷凝水和二效冷凝水集中收集后經冷凝水出水口、進料口 11輸送到專用的乙醇回收裝置中，進行進一步的蒸餾和回收。蒸餾前的一效冷凝水和二效冷凝水酒精度約為1-7% (ν/ν) 0該乙醇回收裝置的結構如圖3所示，其包括通過管路分別與蒸餾塔筒體8相連的再沸器9和臥式冷凝器10，蒸餾塔筒體8上還可設有至少一個流量計12，冷凝水經進料口 11輸送至蒸餾塔筒體8中，經再沸器9和臥式冷凝器10循環回收后，通過出料口 13收集酒精液。該乙醇回收裝置上還可設有帶球閥的取樣口 14，以便于對回收的酒精液進行抽樣檢測。作為最優選的實施方式，該設備整體上要求具有至少2. 5噸/小時的處理冷凝水的能力，回收后的酒精濃度大于30% (V/V)，小于70% (V/V)。其中，該乙醇回收裝置的蒸餾塔筒體8溫度優選為70 100°C，最優選為88°C，最高工作壓力優選不大于0. IMPa，容積優選為1200L;該乙醇回收裝置的再沸器9的冷凝面積優選為8m2，筒程壓力優選為常壓，內筒體溫度優選為90°C，殼層壓力優選為常0. 05MPa，殼層溫度優選為100°C，最高工作壓力優選小于0. 5MPa ；該乙醇回收裝置的臥式冷凝器10的冷凝面積優選為12m，筒程壓力為常壓，內筒體溫度優選為65°C，殼層壓力優選為常壓，殼層溫度優選為30°C，最高工作壓力優選為小于0. 35MPa。實施例3經出料口 13收集蒸餾后獲得的酒精液。在已進行的多個平行試驗中，經檢測，回收后的酒精液的濃度為30-70% (ν/ν) 0對于回收獲得的酒精液，可以將其作為生產原料重新循環利用，也可以對其進行進一步的加工即可調配成滿足不同要求的酒精類延伸產品。經試驗證明，通過本發明提供的方法，能夠在制作老抽醬油的過程中有效地回收乙醇，不但可以提高生產效率和產品附加值，創造更多的經濟價值，還能夠減少冷凝水中的乙醇含量，在一定程度上減輕了廢水處理的負擔。本發明并不局限于上述實施方式，如果對本發明的各種改動或變型不脫離本發明的精神和范圍，倘若這些改動和變型屬于本發明的權利要求和等同技術范圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型。
權利要求
1.一種在醬油生產過程中回收乙醇的方法，其特征在于包括以下步驟1)使用降膜濃縮方式對醬油進行濃縮，產生冷凝液；2)收集冷凝水，蒸餾出不同濃度的酒精液；3)收集酒精液，按所需規格進行調配，制成成品酒精。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟1)中使用雙效降膜濃縮方式。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于所述步驟1)中的濃縮溫度低于70°C。
4.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于所述步驟2)中的蒸餾溫度為70 100°C。
5.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于所述步驟2)中的冷凝水的酒精度為 1-7% V/Vo
6.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于所述步驟3)中的酒精液的酒精度為 30 70% V/Vo
7.一種專用于權利要求1中所述在醬油生產過程中回收乙醇的方法的設備，其特征在于該專用設備包括降膜濃縮裝置和乙醇回收裝置，所述降膜濃縮裝置的冷凝水出水口與所述乙醇回收裝置的進料口相連接。
8.根據權利要求7所述的專用設備，其特征在于所述的降膜濃縮裝置上設有一自動在線沖洗裝置。
9.根據權利要求7或8所述的專用設備，其特征在于所述乙醇回收裝置包括通過管路依次相連的再沸器、蒸餾塔筒體和臥式冷凝器。
10.根據權利要求7或8所述的專用設備，其特征在于所述的降膜濃縮裝置為雙效降膜濃縮裝置。
全文摘要
本發明提供了一種在老抽醬油生產過程中回收乙醇的方法，其包括以下步驟(1)使用降膜濃縮方式對醬油進行濃縮，產生冷凝液；(2)收集冷凝水，蒸餾出不同濃度的酒液；(3)收集酒精液，按所需規格進行調配，制成成品酒精。本發明對在醬油濃縮過程中產生的冷凝水進行酒精回收，既可回收酒精進行廢物利用，提高生產效益，又可減少廢物排放，減輕污水處理的負荷，節省能源，保護環境。
文檔編號C07C29/78GK102442884SQ20111035782
公開日2012年5月9日 申請日期2011年11月11日 優先權日2011年11月11日
發明者吳漢國, 朱新貴, 林志省, 梁姚順 申請人:李錦記(新會)食品有限公司