阅读说明：本技术 一种丢糟双轮发酵制备腐殖质、人工老窖泥的方法及生产系统 (Method and production system for preparing humus and artificial aged pit mud by waste vinasse double-round fermentation ) 是由 唐云 于 2020-07-27 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种丢糟双轮发酵制备腐殖质、人工老窖泥的方法及生产系统,包括：一轮发酵、蒸馏处理、二轮发酵、窖泥制作几个步骤,可将丢糟转化为转化为腐殖质,并使用腐殖质制备人工老窖泥。按重量份选取上述腐殖质2.5～4份,以及老窖泥10～30份,活性污泥0.5～1.5份,黏土40～60份,牛肉膏10～15份,有机物腐熟剂0.5～1.5份,复合己酸菌液10～20份,蔬菜秸秆2～5份,水果浆2～5份,窖泥添加液20～30份,经堆积发酵后可制成人工老窖泥。丢糟的二次利用主要应用于人工老窖泥配制方面,解决了传统处理方法中无法将丢糟有效利用的问题。(The invention discloses a method for preparing humus and artificial aged pit mud by double-round fermentation of waste grains and a production system, which comprise the following steps: the method comprises the steps of one-time fermentation, distillation treatment, two-time fermentation and pit mud production, can convert the waste grains into humus, and uses the humus to prepare the artificial old pit mud. 2.5-4 parts of humus, 10-30 parts of old pit mud, 0.5-1.5 parts of activated sludge, 40-60 parts of clay, 10-15 parts of beef extract, 0.5-1.5 parts of an organic matter decomposing agent, 10-20 parts of compound caproic acid bacterial liquid, 2-5 parts of vegetable straws, 2-5 parts of fruit pulp and 20-30 parts of pit mud additive liquid are selected according to the parts by weight, and the artificial old pit mud can be prepared after stacking and fermenting. The secondary utilization of the spent grains is mainly applied to the preparation of the artificial aged pit mud, and the problem that the spent grains cannot be effectively utilized in the traditional treatment method is solved.)

一种丢糟双轮发酵制备腐殖质、人工老窖泥的方法及生产 系统

技术领域

本发明属于酿酒工艺技术领域，具体涉及丢糟双轮发酵制备腐殖质、人工老窖泥的方法及生产系统。

背景技术

丢糟是酿酒生产中主要的副产物，丢糟中的淀粉含量为10%～12%，还有丰富的纤维素、蛋白质、脂肪等可利用有机物。据统计数据显示，我国白酒酿造行业每年产生约2500万吨丢糟。白酒丢糟中水分含量大、酸度高，堆积存放时极易霉变腐烂，若随意丢弃或者焚烧会造成严重的环境污染。对丢糟中营养成分充分利用不仅可以解决环保问题、节约粮食而且还可以提高经济效益。

丢糟目前的处理办法包括：

（1）用于动物养殖或生物肥料：丢糟直接出售做饲料用，经济效益低，如不能及时处理，极易腐败霉变，严重影响工厂生产环境；

（2）用于保健品生产原料：丢糟作为生物培养原料，如养殖高蛋白食用蛆食品等。

（3）用于生物饲料原料：白酒丢糟为主要原料，经黑曲霉、绿色木霉、热带假丝酵母等多菌种协同发酵，培养物不但含有大量的有益活菌体及微生物酶类等生物活性物质, 而且降解粗纤维，提升粗蛋白和真蛋白含量。丢糟发酵生物饲料，经济效益较好，但需要单独培养，且控制条件要求较高，生产难度较大，生产成本也较高。

（4）用于发酵丢糟酒：白酒丢糟的残余淀粉大多是难以被酶糖化的低级糊精，而且丢糟酸度大，还原性物质多，妨碍糖化及其他微生物如细菌、酵母菌的繁殖与发酵。目前酿酒高活性酵母仍在众多白酒工厂生产丢糟酒中使用。单独的活性干酵母配合糖化酶发酵丢糟，仅对丢糟中的淀粉利用较多，蛋白质和纤维素等物质不能被有效利用，同时过多的蛋白质和纤维素物质会阻碍丢糟中的淀粉释放和分解，从而影响出酒，且酒体口感较淡薄。不同工厂多样化的丢糟对发酵用曲要求也越来越高，多酶系及多菌种的混合发酵成为研究的方向。

丢糟中残存的淀粉和香味物质可以作为白酒生产的原料和白酒风味物质，丢糟用于生产丢糟酒已十分广泛，工艺技术较为成熟，但是在具体的生产过程中常会遇到以下几方面的问题：

（1）比较重视对淀粉的利用，忽视了对丢糟中酸、蛋白、氨基酸等物质的利用；

（2）传统方式制曲生产的丢糟曲微生物种类、菌体数及活性难以精准控制，严重制约了生产的工业化。

（3）虽然通过糖化酶、干酵母、复合酶等辅料配合使用，一定程度提高丢糟的利用效率，但是辅料种类繁多，配比复杂，增加了生产控制难度。

随着现代分子生物学技术、微生物育种技术、微生物种群分析技术在白酒研究中的应用，推动了传统白酒行业的发展，加快了白酒企业产业升级。针对白酒丢糟产业化生产中遇到的技术难点，新的技术手段很好地帮助解决生产实际问题。

腐殖质是窖泥中结构复杂的有机物，不仅是窖泥中微生物营养的主要来源，而且对窖泥营养的保持、酸度的调节以及保持窖泥的滋润具有重要的作用，一般占有机质总量的50%～70%。腐殖质的主要组成元素为碳、氢、氧、氮、硫、磷等。腐殖质并非单一的有机化合物，而是在组成、结构及性质上既有共性又有差别的一系列有机化合物的混合物，其中以胡敏酸与富里酸为主。胡敏酸是一类能溶于碱溶液而被酸溶液所沉淀的腐殖质物质，其分子量比富里酸大，分子组成中各元素的百分含量分别是：C（50%～60%），H（2.8%～6.6%），O（31%～40%），N（2.6%～6.0%）。胡敏酸比富里酸的酸度小，呈微酸性，吸收容量较高，它的一价盐类溶于水，二价和三价盐类不溶于水，这对土壤养分的保持及土壤结构的形成都具有重要意义。富里酸是一类既溶于碱溶液又溶于酸溶液的腐殖质物质，其分子量比胡敏酸小，分子组成中各元素的百分含量分别是：C（40%～52%），H（4%～6%），O（40%～48%），N（2%～6%）。富里酸呈强酸性，移动性大，吸收性比胡敏酸低，它的一价、二价、三价盐类均溶于水，因此富里酸对促进矿物的分解和养分的释放具有重要作用。腐殖质在黏土中可以呈游离的腐殖酸和腐殖酸盐类状态存在，也可以呈凝胶状与矿质粘粒紧密结合，成为重要的胶体物质。

发明内容

本发明提供了一种丢糟双轮发酵制备腐殖质的方法，目的在于将丢糟通过发酵转化成腐殖质，以拓展丢糟的利用途径，提高资源利用率。

本发明还提供了一种丢糟双轮发酵制备人工老窖泥的方法，目的在于解决现有人工老窖泥质量不高，导致窖池产酒率较低的问题。

本发明还提供了一种丢糟双轮发酵制备腐殖质的生产系统，目的在于解决现有生产装置能耗高，以及生产效率较低的问题。

为此，本发明采用如下技术方案：

一种丢糟双轮发酵制备腐殖质的方法，包括以下步骤：

S1.一轮发酵：将丢糟降温至25～32℃后，按照重量份选取丢糟70～90份，复合酶液5～15份，复合菌液10～20份拌和均匀，在16～25℃条件下将混合好的物料装入一轮发酵装置中进行一轮发酵，发酵时间60～100天，发酵温度20～40℃；

所述复合酶液的成分为：淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶和纤维素酶，各成分的重量比例为（3～5）：（1.5～3.5）：（1～2.5）：（1～2）；复合菌液的成分为：酿酒酵母、产酯酵母、黑根霉和米曲霉，各成分的重量比例为（5～6）：（2～4）：（0.5～2）：（0.5～2）；

S2.蒸馏处理：一轮发酵结束后排出一轮发酵装置中黄水，然后将糟醅倒出并装入蒸馏装置中蒸馏30～50min，并将黄水倒入底锅中串蒸；蒸馏过程中分别摘出酒头、原酒和酒尾，待酒尾的酒精度低于8～10%vol时停止蒸馏，并收集底锅水；

S3.二轮发酵：蒸馏结束后将糟醅降温至18～35℃，按照重量份选取步骤S2得到的糟醅50～70份，活性污泥20～40份，EM菌活化液0.2～0.5份拌和均匀，将混合后的物料装入二轮发酵装置中，发酵30～60天后，使糟醅转化为用于制备人工老窖泥的腐殖质。

进一步地，步骤S3中，加入种子菌10～20份，所述种子菌为上轮二轮发酵结束所取的菌胶团。

进一步地，步骤S1中，所述复合酶液和复合菌液与丢糟混合前先溶于15～25℃的水中。

进一步地，步骤S3中，所述活性污泥为藕塘泥或鱼塘污泥。

一种丢糟双轮发酵制备人工老窖泥的方法，包括如下原料，按重量份计：

选取上述的腐殖质2.5～4份，以及老窖泥10～30份，活性污泥0.5～1.5份，黏土40～60份，牛肉膏10～15份，有机物腐熟剂0.5～1.5份，复合己酸菌液10～20份，蔬菜秸秆2～5份，水果浆2～5份，窖泥添加液20～30份；

所述窖泥添加液由上述的酒头、原酒、酒尾以及底锅水配置而成，各成分的重量比例为：底锅水4～6：酒头0.1～0.5：原酒0.1～0.5：酒尾2～5。

进一步地，包括如下步骤：将各物料拌和均匀，堆积发酵10～20天后，将堆积发酵物料与窖泥皮按重量比1：2拌和再次发酵60～90天，即得到所需人工老窖泥。

一种丢糟双轮发酵制备腐殖质的生产系统，包括一轮发酵装置、蒸馏装置以及二轮发酵装置；

所述一轮发酵装置包括支架和设于支架上的发酵罐，所述发酵罐的顶部连接有罐盖，发酵罐内的底部设有水平的隔板，所述隔板上层铺设有过滤网；隔板与发酵罐的罐底之间形成黄水收集仓，所述发酵罐的罐底还设有黄水排出口；

所述蒸馏装置包括甑锅和甑盖，所述甑锅的底部设有加热室，加热室的下方设有热水室，热水室的下方设有冷水室，所述加热室与热水室之间使用单向阀分隔，热水室与冷水室之间也使用单向阀分隔，所述单向阀的流向均为从下至上；加热室内设有电磁加热线圈，甑锅下方还设有换热器，所述换热器位于热水室与冷水室内，换热器的入口与甑盖之间连接有蒸汽管，所述蒸汽管上连接有伸缩管；换热器的底部设有进水口和出水口；

所述二轮发酵装置包括储料仓，所述储料仓内设有搅拌装置，储料仓顶部设有气压检测器和排气口；储料仓的上部设有进料口，进料口上连接有物料提升装置；储料仓的下部设有卸料口，所述卸料口上连接有固液分离卸料装置。

进一步地，所述加热室的上部还设有溢流口和液位控制器，加热室和热水室之间还设有输水管，所述输水管上还设有水泵，所述液位控制器控制水泵的开启和关闭。

本发明的有益效果在于：

1.丢糟的二次利用主要应用于人工老窖泥配制方面，解决了传统处理方法中无法将糟醅降解的弊端；

2.将丢糟二次发酵，可以将丢糟中的高分子物质彻底降解使其在窖泥发酵中被充分利用，一方面起到了接种菌源的作用，另一方面也为窖泥发酵提供能源；

3.发酵终产物腐殖质直接应用于窖泥，有利于窖泥微生物的附着，既增加窖泥胶连性又可为菌种提供能源与活动场所；

4.一体式蒸馏器使得能源充分利用，节约热能、节约用水、节约场地，提高了换热效率，有利于收集发酵副产物（底锅水、酒尾等）。

附图说明

图1是本发明一轮发酵装置的结构示意图；

图2是本发明蒸馏装置的结构示意图；

图3是本发明二轮发酵装置的结构示意图；

图中：1-发酵罐，2-罐盖，3-隔板，4-黄水收集仓，5-黄水排出口，6-甑锅，7-甑盖，8-加热室，9-热水室，10-冷水室，11-换热器，12-蒸汽管，13-伸缩管，14-电磁加热线圈，15-单向阀，16-溢流口，17-输水管，18-储料仓，19-搅拌装置，20-气压检测器，21-排气口，22-进料口，23-物料提升装置，24-卸料口，25-固液分离卸料装置。

具体实施方式

一种丢糟双轮发酵制备腐殖质、人工老窖泥的方法，包括以下步骤：

实施例1：

S1.一轮发酵：将丢糟降温至25～27℃后，按照重量份选取丢糟90份，复合酶液10份，复合菌液20份拌和均匀，在16～18℃条件下将混合好的物料装入一轮发酵装置中进行一轮发酵，发酵时间80天，发酵温度40℃；

其中复合酶液的成分为：淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶和纤维素酶，各成分的重量比例为4：1.5：1：1；复合菌液的成分为：酿酒酵母、产酯酵母、黑根霉和米曲霉，各成分的重量比例为5：2：2：1，复合酶液和复合菌液与丢糟混合前先溶于15～25℃的水中。

S2.蒸馏处理：一轮发酵结束后排出一轮发酵装置中黄水，并将黄水倒入底锅中串蒸；然后将糟醅倒出并装入蒸馏装置中蒸馏30～50min；蒸馏过程中分别摘出酒头、原酒和酒尾，待酒尾的酒精度低于10%vol时停止蒸馏，最后通过蒸馏装置的底锅出水口收集底锅水。

S3.二轮发酵：蒸馏结束后将糟醅降温至32～35℃，按照重量份选取步骤S2得到的糟醅70份，活性污泥25份，EM菌活化液0.5份，种子菌20份拌和均匀，将混合后的物料装入二轮发酵装置中，发酵30～60天后，使糟醅转化为用于制备人工老窖泥的腐殖质。其中种子菌为上轮二轮发酵结束所取的菌胶团，活性污泥为藕塘泥或鱼塘污泥。首次发酵时，可不添加种子菌，第二次发酵开始添加。

S4.窖泥制作：选取上述步骤S3得到的腐殖质4份，以及老窖泥30份，活性污泥1份，黏土60份，牛肉膏10份，有机物腐熟剂1份，复合己酸菌液15份，蔬菜秸秆5份，水果浆5份，窖泥添加液30份。

其中窖泥添加液为步骤S2中的酒头、原酒、酒尾以及底锅水配置而成，各成分的重量比例为：底锅水4：酒头0.5：原酒0.3：酒尾2。蔬菜秸秆由西红柿秸秆、辣椒秸秆、茄子秸秆等粉碎制成；水果浆由苹果、梨等粉碎制成。

将各物料拌和均匀，堆积发酵10～20天后，将堆积发酵物料与窖泥皮按重量比1：2拌和再次发酵60～90天，即得到人工老窖泥。

实施例2：

S1.一轮发酵：将丢糟降温至27～30℃后，按照重量份选取丢糟70份，复合酶液5份，复合菌液15份拌和均匀，在16～18℃条件下将混合好的物料装入一轮发酵装置中进行一轮发酵，发酵时间60天，发酵温度30℃；

其中复合酶液的成分为：淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶和纤维素酶，各成分的重量比例为5：3.5：2.5：2；复合菌液的成分为：酿酒酵母、产酯酵母、黑根霉和米曲霉，各成分的重量比例为6：4：1：2，复合酶液和复合菌液与丢糟混合前先溶于15～25℃的水中。

S2.蒸馏处理：一轮发酵结束后排出一轮发酵装置中黄水，并将黄水倒入底锅中串蒸；然后将糟醅倒出并装入蒸馏装置中蒸馏30～50min；蒸馏过程中分别摘出酒头、原酒和酒尾，待酒尾的酒精度低于10%vol时停止蒸馏，最后通过蒸馏装置的底锅出水口收集底锅水。

S3.二轮发酵：蒸馏结束后将糟醅降温至28～32℃，按照重量份选取步骤S2得到的糟醅60份，活性污泥30份，EM菌活化液0.2份，种子菌10份拌和均匀，将混合后的物料装入二轮发酵装置中，发酵30～60天后，使糟醅转化为用于制备人工老窖泥的腐殖质。

S4.窖泥制作：选取上述步骤S3得到的腐殖质2.5份，以及老窖泥20份，活性污泥0.5份，黏土40份，牛肉膏15份，有机物腐熟剂1.5份，复合己酸菌液10份，蔬菜秸秆10份，水果浆4份，窖泥添加液10份。

其中窖泥添加液为步骤S2中的酒头、原酒、酒尾以及底锅水配置而成，各成分的重量比例为：底锅水5：酒头0.3：原酒0.1：酒尾5。蔬菜秸秆由西红柿秸秆、辣椒秸秆、茄子秸秆等粉碎制成；水果浆由苹果、梨等粉碎制成。

将各物料拌和均匀，堆积发酵10～20天后，将堆积发酵物料与窖泥皮按重量比1：2拌和再次发酵60～90天，即得到人工老窖泥。

实施例3：

S1.一轮发酵：将丢糟降温至25～27℃后，按照重量份选取丢糟80份，复合酶液15份，复合菌液10份拌和均匀，在18～23℃条件下将混合好的物料装入一轮发酵装置中进行一轮发酵，发酵时间100天，发酵温度20℃；

其中复合酶液的成分为：淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶和纤维素酶，各成分的重量比例为3：2.5：2：1；复合菌液的成分为：酿酒酵母、产酯酵母、黑根霉和米曲霉，各成分的重量比例为5：3：0.5：0.5，复合酶液和复合菌液与丢糟混合前先溶于15～25℃的水中。

S2.蒸馏处理：一轮发酵结束后排出一轮发酵装置中黄水，并将黄水倒入底锅中串蒸；然后将糟醅倒出并装入蒸馏装置中蒸馏30～50min；蒸馏过程中分别摘出酒头、原酒和酒尾，待酒尾的酒精度低于10%vol时停止蒸馏，最后通过蒸馏装置的底锅出水口收集底锅水。

S3.二轮发酵：蒸馏结束后将糟醅降温至18～23℃，按照重量份选取步骤S2得到的糟醅50份，活性污泥40份，EM菌活化液0.3份，种子菌15份拌和均匀，将混合后的物料装入二轮发酵装置中，发酵30～60天后，使糟醅转化为用于制备人工老窖泥的腐殖质。

S4.窖泥制作：选取上述步骤S3得到的腐殖质3份，以及老窖泥10份，活性污泥1.5份，黏土50份，牛肉膏13份，有机物腐熟剂0.5份，复合己酸菌液20份，蔬菜秸秆2份，水果浆2份，窖泥添加液20份。

其中窖泥添加液为步骤S2中的底锅水、酒头、原酒以及酒尾配置而成，各成分的重量比例为：底锅水6：酒头0.1：原酒0.5：酒尾2。蔬菜秸秆由西红柿秸秆、辣椒秸秆、茄子秸秆等粉碎制成；水果浆由苹果、梨等粉碎制成。

将各物料拌和均匀，堆积发酵10～20天后，将堆积发酵物料与窖泥皮按重量比1：2拌和再次发酵60～90天，即得到人工老窖泥。

如图1～3所示，一种丢糟双轮发酵制备腐殖质的生产系统，包括一轮发酵装置、蒸馏装置以及二轮发酵装置；

一轮发酵装置包括支架和设于支架上的发酵罐1，发酵罐1的顶部连接有罐盖2，发酵罐1内的底部设有水平的隔板3，隔板3上层铺设有过滤网；隔板3与发酵罐1的罐底之间形成黄水收集仓4，发酵罐1罐底还设有黄水排出口5。发酵罐1的外壁设置电热丝，通过电热丝加热使发酵罐1维持发酵所需温度。

蒸馏装置包括甑锅6和甑盖7，甑锅6的底部设有加热室8，加热室8的下方设有热水室9，热水室9的下方设有冷水室10，加热室8、热水室9和冷水室10分别使用隔板3分隔。加热室8与热水室9之间设有单向阀15，热水室9与冷水室10之间也设有单向阀15，单向阀15的流向均为从下至上。加热室8内设有电磁加热线圈14，用于加热加热室8内的水，甑锅6下方还设有换热器11，换热器11位于热水室9与冷水室10内，换热器11的入口与甑盖7之间连接有蒸汽管12，所述蒸汽管12上连接有伸缩管13，换热器11的底部设有进水口和出水口。使用伸缩管13的目的在于开启甑盖7使不用取下连通器。

加热室8的上部还设有溢流口16和液位控制器，加热室8和热水室9之间还设有输水管17，输水管17上还设有水泵，液位控制器检测到水位低于最低阈值时，开启水泵通过输水管17将热水室9内的水输送至加热室8中；液位控制器检测到水位超出最高阈值时，即关闭水泵。溢流口16的主要作用在于防治沸水进入糟醅。加热室8内还设有增压器，在蒸汽压力小于0.03MPa时，增压器可提高蒸汽压力使之维持在0.03～0.05MPa之间。

二轮发酵装置包括储料仓18，储料仓18内设有搅拌装置19，储料仓18顶部设有气压检测器20和排气口21，排气口21上设有电磁排气阀；储料仓18的上部设有进料口22，进料口22上连接有物料提升装置23；储料仓18的下部设有卸料口24，卸料口24上连接有固液分离卸料装置25。固液分离卸料装置25采用常规液压式分离，在挤压作用下实现固液分离。

发酵过程搅拌装置19缓慢转动保证储料仓18内物料均匀发酵，防止发酵过程出现分层。由于厌氧发酵会产生大量气体，在罐体控制电脑上会设置储料仓18内压力阈值，当发酵罐1内压力高于设置阈值时，电磁排气阀打开，气体将从排气口21排出，再由燃气出口点燃放空。

需要说明的是，以上仅是本发明的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。