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PATENTANSPRÜCHE
1. Gärbehälter für die Rotweinmaische-Gärung, mit einem Gärraum und einem vom Gärraum getrennten, über ein Moststeigrohr mit ihm verbundenen, nach aussen abgeschlossenen Überflutraum, in den Most aus dem Gärraum unter dem Druck der im Gärraum entwickelten Gärgase hochgedrückt werden kann, mit einer im Gärraum befindlichen, auf den Mostspiegel im Gärraum ansprechenden Gärgasentspannungseinrichtung zum periodischen Ableiten von Gärgasen und mit einem Ventil zwischen dem Überflutraum und dem Gärraum zum periodischen Rückführen des Mostes aus dem Überflutraum in den Gärraum, dadurch gekennzeichnet, dass die Gärgasentspannungseinrichtung (19, 19') in den Überflutraum (9) mündet, und dass Drosselungsmittel (67, 69, 71) vorgesehen sind,
um den nach erfolgter Betätigung der Gärgasentspannungseinrichtung (19,19') angestiegenen Druck im Überflutraum (9) wieder praktisch auf die Höhe des Umgebungsdruckes abzusenken.
2. Gärbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gärgasentspannungseinrichtung (19, 19') ein Gärgasablassrohr (23) aufweist, das vom Gärraum (7) in den Überflutraum (9) führt und zugleich als Moststeigrohr dient, und dass ein ungleichschenkliges U-förmiges Rohr (25) vorgesehen ist, dessen kürzerer Schenkel (27) derart in das untere Ende des Gärgasablassrohrs (23) ragt, dass er, um beim Erreichen eines vorbestimmten Mostspiegels im Gärraum (7) das Entweichen der Gärgase durch das Gärgasablassrohr (23) zu unterbinden, durch den Most überflutbar ist.
3. Gärbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass der kürzere Schenkel (27) des U-förmigen Rohrs (25) in die Wandung des Gärgasablassrohrs (23) eingelassen ist.
4. Gärbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Gärgasentspannungseinrichtungen (19, 19') vorgesehen sind, und dass jede Gärgasentspannungseinrichtung mit einem Absperrventil versehen ist.
5. Gärbehälter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Absperrventile Mittel (61) aufweisen, die eine Betätigung der Absperrventile (59, 59') von ausserhalb des Gärtanks gestatten.
6. Gärbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Drosselungsmittel eine Gärgasleitung (69) vorgesehen ist.
7. Gärbehälter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der Gärgasleitung eine Rückschlagklappe (71) vorgesehen ist.
8. Gärbehälter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Überflutraum (9) und der Rückschlagklappe (71) ein Gärgasspeicher (75) angeordnet ist.
9. Gärbehälter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Gärgasspeicher eine Ballonhülle (77) aufweist.
10. Gärbehälter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ballonhülle in einem Behälter (79) angeordnet ist, der eine Luftöffnung (81) aufweist.
11. Gärbehälter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Gärgasspeicher (75) ein Gasometer ist.
12. Gärbehälter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der Gärgasleitung (69) ein Druck-Vakuum-Ventil angeordnet ist.
Die Erfindung betrifft einen Gärbehälter für die Rotweinmaische-Gärung mit einem Gärraum und einem vom Gärraum getrennten, über ein Moststeigrohr mit ihm verbundenen, nach aussen abgeschlossenen Überflutraum, in den Most aus dem Gärraum unter dem Druck der im Gärraum entwickelten Gärgase hochgedrückt werden kann, mit einer im Gärraum befindlichen, auf den Mostspiegel im Gärraum ansprechenden Gärgasentspannungseinrichtung zum periodischen Ableiten von Gärgasen, und mit einem Ventil zwischen dem Überflutraum und dem Gärraum zum periodischen Rückführen des Mostes aus dem Überflutraum in den Gärraum.
Beim Gärprozess von Rotweinmaische ist die Pigmentausbeute von besonderer Bedeutung. Der Wein soll eine schöne rote Farbe haben. Um eine gute Pignientausbeute zu erreichen, sollte der auf dem Most schwimmende Tresterhut möglichst oft überspült werden. Zum Überspülen des Tresterhutes mit Most sieht ein bekannter automatisch arbeitender Gärbehälter (OS-PS 330 705) einen durch einen Trennboden vom Gärraum getrennten Überflutraum vor, in den ein Moststeigrohr mündet, durch das in Betrieb Most vom Gärraum in den Überflutraum gefördert werden kann. Im Trennboden ist ein Ventil vorgesehen, durch das der Most aus dem Überflutraum wieder in den Gärraum zurückfliessen kann. Die Förderung des Mostes vom Gärraum in den Überflutraum erfolgt unter dem Einfluss der sich im Gärraum entwickelnden Gärgase.
Eine Gärgasablasseinrichtung ist vorgesehen, um periodisch Gärgas aus dem Gärraum abzulassen. Dadurch wird bewirkt, dass der auf das Ventil einwirkende Gärgasdruck nicht mehr ausreicht, um das Ventil geschlossen zu halten, wobei dann der Druck des Mostes im Überflutraum das Öffnen des Ventils bewirkt, worauf der Most aus dem Überflutraum wieder in den Gärraum zurückströmen kann. Die Gärgasablasseinrichtung besteht aus einem Gärgasablassrohr, das aus dem Gärraum direkt ins Freie führt.
Ein ungleichschenkliges U-förmiges Rohr ist vorgesehen, dessen kürzerer Schenkel derart in das untere Ende des Gärgasablassrohres ragt, dass er, um beim Erreichen eines vorbestimmten Mostspiegels im Gärraum das Entweichen von Gärgasen zu unterbinden, durch den Most überflutbar ist. Im Betrieb arbeitet die Gärgasentspannungseinrichtung so, dass beim Absinken des Mostspiegels Gärgase durch das Gärgasablassrohr entweichen können, sobald der Mostspiegel bis zum unteren Ende des Gärgasablassrohrs abgesunken ist. Durch den dabei erzeugten Sog wird der noch im U-förmigen Rohr befindliche Most durch das Gärgasablassrohr nach oben gezogen und aus dem Gärtank geschleudert. Durch das U-förmige Rohr und das Gärgasablassrohr können die Gärgase solange abströmen, bis der Mostspiegel wieder so weit angestiegen ist, dass der kürzere Schenkel des U-förmigen Rohrs überflutet wird.
Durch die Gärgasentspannungseinrichtung wird beim bekannten Gärtank der Druck im Gärraum praktisch auf den Umgebungsdruck abgesenkt, weil das Ventil erst öffnen kann, wenn der Druck im Gärraum um etliches kleiner ist als der Atmosphärendruck und der Druck der auf das Ventil wirkenden Mostsäule.
Der beschriebene Gärgasbehälter besitzt den Nachteil, dass der Umwälzprozess relativ langsam vor sich geht und nur eine relativ kleine Mostmenge pro Zeiteinheit umgewälzt wird.
Daher ist die Pigmentausbeute vielfach ungenügend und die Verweilzeit der Maische im Gärtank ist relativ lang.
Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Gärbehälter der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei dem der Most aus dem Gärraum unter dem Einfluss der bei der Gärung entstehenden Gärgase möglichst rasch und oft in den Überflutraum gefördert wird.
Gemäss der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Gärgasentspannungseinrichtung in den Überflutraum mündet und dass Drosselmittel vorgesehen sind, um den nach erfolgter Betätigung der Gärgasentspannungseinrichtung im Überflutraum angestiegenen Druck langsam wieder praktisch auf die Höhe des Umgebungsdruckes abzusenken.
Dies hat den Vorteil, dass kurz nach dem Ansprechen der
Gärgasentspannungseinrichtung im Gärraum und im Überflutraum derselbe Druck herrscht, so dass das Ventil infolge der auf ihm lastenden Flüssigkeitsmenge öffnet. Es muss also nicht wie bisher praktisch der ganze Druck im Gärraum abgebaut werden, bis das Ventil öffnet. Wenn nach dem Abfliessen des Mostes aus dem Überflutraum in den Gärraum das Ventil wieder schliesst. ist sowohl im Gärraum als auch im Überflutraum immer noch ein gewisser Druck vorhanden.
Nach der Schliessung des Ventils steigt im Gärraum der Druck infolge der sich entwickelnden Gärgase wieder an, währenddem jedoch im Überflutraum der Druck absinkt, weil das Gärgas über die Drosselungsmittel aus dem Überflutraum entweichen kann. Auch wenn sich im Gärraum nach dem Schliessen des Ventils keine Gärgase mehr entwickelt hätten, würde Most in den Überflutraum gepumpt, weil beim Schliessen des Ventils im Gärraum bereits ein höherer als der atmosphärische Druck herrschte, währenddem nach dem Abfluss der Gärgase aus dem Überflutraum durch die Drosselungsmittel im Überflutraum atmosphärischer Druck herrscht. Auf diese Weise wird erreicht, dass gemäss der Erfindung mit der gleichen Menge des sich im Gärraum entwickelnden Gärgases mehr Most umgewälzt wird als bei bekannten Gärtanks.
Dar über hinaus entfällt das lästige Herumspritzen von Most in den Gärkeller zu Beginn des Abblasens der Gärgase, wo Most aus dem U-förmigen Rohr in das Gärgasablassrohr hochgezogen wird. Bei der vorliegenden Einrichtung wird dieser Most in den Überflutraum gefördert und nicht im Gärkeller herumgespritzt.
Gemäss einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist die Gärgasentspannungseinrichtung ein Gärgasablassrohr auf, das vom Gärraum in den Überflutraum führt und zugleich als Moststeigrohr dient, wobei ein ungleichschenkliges, Uförmiges Rohr vorgesehen ist, dessen kürzerer Schenkel derart in das untere Ende des Gärgasablassrohrs ragt, dass er, um beim Erreichen eines vorbestimmten Mostspiegels im Gärraum das Entweichen der Gärgase durch das Gärgasablassrohr zu unterbinden, durch den Mostspiegel überflutbar ist. Dadurch, dass das Gärgasablassrohr nicht aus dem Gärtank herausgeführt wird, ist es möglich, dieses zugleich als Moststeigrohr zu verwenden, was eine beträchtliche Vereinfachung bringt und zugleich die Funktionssicherheit des Gärtanks erhöht.
Um den Querschnitt des Gärgasablassrohres möglichst gross zu halten, was bei der Verwendung als Moststeigrohr von Vorteil ist, kann der kürzere Schenkel des U-förmigen Rohrs in der Wandung des Gärgasablassrohrs eingelassen sein.
Zweckmässigerweise werden zwei Gärgasentspannungseinrichtungen vorgesehen, wobei jedes Gärgasablassrohr mit einem Absperrventil versehen ist. Dies ermöglicht es, bei einem Verstopfen der einen Gärgasentspannungseinrichtung die andere zu verwenden, ohne dass der Tank geöffnet werden müsste. Gerade hier zeigt sich der grosse Vorteil, der dadurch entsteht, dass das Gärgasablassrohr auch als Moststeigrohr verwendet wird. Es wäre schon aus Platzgründen beim vorbekannten Gärtank kaum möglich gewesen, zwei Gärgasablasseinrichtungen und zwei Moststeigrohre vorzusehen.
Zweckmässigerweise besitzen die Absperrventile Mittel, die eine Betätigung der Ventile von ausserhalb des Gärtanks gestattet. Dies ermöglicht eine leichte Bedienung.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1 einen Querschnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Gärbehälters,
Fig. 2 einen Schnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel einer Gärgasentspannungseinrichtung,
Fig. 3 einen Gärbehälter, bei dem Gärgas durch eine Rückschlagklappe ins Freie strömen kann, wobei noch ein Gärgasspeicher vorgesehen ist.
In der Zeichnung ist ein Gärbehälter dargestellt, der einen zylindrischen Mantel 1 aufweist, und durch einen Zwischenboden 3 und einen Schrägboden 5 in einen Gärraum 7 und einem über dem Zwischenboden 3 befindlichen Überflutraum 9 unterteilt ist. Der Schrägboden 5 des Gärraums 7 weist eine Neigung auf, um nach Beendigung des Gärvorgangs die im Gärraum befindliche Maische leicht durch eine Entleerungs öffnung 11 aus dem Gärbehälter entfernen zu können. Der Schrägboden 5 ist als Doppelboden ausgebildet, wobei zwischen den beiden Böden 6 und 13 Zwischenwände 15 angeordnet sind, zwischen denen ein Heiz- und Kühlmedium in bekannter Weise hindurchgeführt werden kann. Dadurch kann der Gärprozess je nach Bedarf beschleunigt oder gebremst werden.
Die Beschickung des Gärbehälters mit Maische erfolgt durch die Einbringöffnung 17. Sowohl die Einbringöffnung 17 als auch die Entleerungsöffnung 11 sind durch geeignete, in der Zeichnung nicht näher dargestellte Verschlussmittel verschlossen. Im Gärraum 7 sind zwei Gärgasentspannungseinrichtungen 19, 19' vorgesehen. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel bestehen diese Gärgasentspannungseimichtungen 19, 19' aus einem Gärgasablassrohr 23, 23', sowie aus einem Uförmigen Rohr 25,25', dessen kürzerer Schenkel 27, 27' in den unteren Teil des Gärgasablassrohres 23, 23' ragt. Das Gärgasablassrohr 23,23' führt durch den Zwischenboden 3 und verbindet damit den Gärraum 7 mit dem Überflutraum 9.
Das Gärgasablassrohr 23, 23' dient nicht nur dem Ablassen der Gärgase, sondern zugleich auch als Moststeigrohr und wird deshalb nicht in üblicher Weise aus dem Gärbehälter hinausgeführt, sondern endet im Überflutraum 9. Um ein Verstopfen der unteren Öffnung 26,26' des Gärgasablassrohres durch Maische 47 zu vermeiden, ist im Gärraum 7 ein Siebkorb 21, 21' vorgesehen, dessen Sieböffnungen lediglich den Most, nicht aber die Traubenbeerenhäute u. dgl. durchlassen.
Der Zwischenboden 3 ist gegen eine ungefähr in der Mitte desselben angeordnete Öffnung 29 nach unten gewölbt. In der Öffnung 29 ist ein Ventil 30 angeordnet, das einen tellerförmigen Ventilkörper 31 aufweist und normalerweise geschlossen ist. Der Ventilkörper 31 ist an einer Ventilführungsstange 35 befestigt, welche an einem Seilzug 41 aufgehängt ist, der über Umlenkrollen 39 zur Aussenseite des zylindrischen Mantels 1 des Gärbehälters führt. Dort ist am Seilzug 41 ein Gewicht 33 befestigt, das bestrebt ist, den Ventilkörper 31 in Schliesstellung zu bringen. Zweckmässigerweise ist dieses Gewicht nicht wesentlich schwerer als der Ventilkörper 31, so dass unter Einbezug eines Sicherheitsfaktors das Gewicht in der Lage ist, den Ventilkörper 31 aus der geöffneten Stellung unter Üb er- windung der auftretenden Reibungskräfte in die Schliesslage zu bewegen.
An der Oberseite des Gärbehälters ist eine verschliessbare Öffnung 52 vorgesehen, durch die der Überflutraum 9 z. B. für Reinigungszwecke zugänglich gemacht wird.
Der Gärbehälter weist ferner eine Öffnung 67 auf, durch welche die Gärgase über eine Leitung 69 ins Freie geführt werden können. Diese Öffnung 67 und die Leitung 69 wirken dabei als Drosselungsmittel, so dass ein Druck im Überflutraum nicht unmittelbar, sondern nur allmählich mit einer gewissen Zeitverzögerung abgebaut wird.
Währenddem gemäss Fig. 1 der kürzere Schenkel 27 des Uförmigen Rohrs koaxial im Gärgasablassrohr 23 angeordnet ist, sieht eine andere Ausführungsform gemäss Fig. 2 vor, den kürzeren Schenkel 27 in der Wandung des Gärgasablassrohrs 23 einzubauen, so dass dieses einen möglichst grossen Querschnitt aufweist, durch den die Gärgase, bzw. der Most fliessen können.
Um beim Ausfall einer Gärgasentspannungseinrichtung 19,
19' eine andere Gärgasentspannungseinrichtung in Betrieb zu nehmen, sind Ventile 59, 59' vorgesehen, die mittels einer Stange 61, 61' von aussen bewegbar sind. Es ist natürlich möglich, auch eine andere Ventilkonstruktion zu benützen.
Der Gärbehälter arbeitet wie folgt: Im Ruhezustand wird der Ventilkörper 31 durch das Gewicht 33 in die Schliesstellung gedrückt so dass das Ventil 30 gasdicht schliesst. Setzt nun die Gärung im Gärraum 7 ein, so drücken die dabei entstehenden Gärgase auf den Ventilkörper 31, so dass dieser fest nach oben gedrückt wird. Unter dem Einfluss des Druckes, der sich im Gärraum 7 entwickelnden Gärgase wird der Most durch das Gärgasablassrohr 23 in den Überflutraum 9 hochgedrückt. Dies dauert solange an, bis der Flüssigkeitsspiegel bis zur Öffnung 26 des Gärgasablassrohrs 23 absinkt und somit die Gärgase aus dem Gärraum 7 durch diese Öffnung 26 in den Überflutraum 9 entweichen können. Von dort können die Gärgase durch die Öffnung 67 und die Leitung 69 ins Freie abgeführt werden, so dass keine Gefahr besteht, dass sich die Gärgase im Gärkeller ansammeln.
Beim Ansprechen der Gärgasentspannungseinrichtung 19 fällt der Gasdruck im Gärraum 7 plötzlich ab. Es herrscht dann im Gärraum 7 und im Überflutraum 9 praktisch derselbe Druck. Infolgedessen wird nun der Ventilkörper 31 durch den Druck des auf ihm lastenden Mostes entgegen der Wirkung des Gewichtes 33 nach unten gedrückt, so dass der sich im Überflutraum befindliche Most in den Gärraum 7 zurückströmen kann. Dabei überströmt er den Tresterhut 55 und löst daS darin enthaltene Pigment. Ist im Überflutraum 9 kein Most mehr vorhanden, dann hört der Flüssigkeitsdruck auf den Ventilkörper 31 auf, so dass dieser unter dem Einfluss des Gewichtes 33 in die Schliesslage zurückgezogen wird.
In diesem Moment herrscht sowohl im Gärraum 7 als auch im Überflutraum 9 noch der gleiche Druck, der höher als der atmosphärische Druck ist, weil die Öffnung 67 so bemessen ist, dass sie als Drossel wirkt. Nach dem Schliessen des Ventils beginnt sich aber der Druck der Gärgase im Gärraum 7 von neuem aufzubauen, währenddem der Druck im Überflutraum durch das weitere Abströmen der Gase durch die Öffnung 67 und die nicht eingezeichnete Leitung weiter absinkt. Auch wenn keine Gärgase mehr im Gärraum erzeugt würden, so würde das Absinken des Druckes im Überflutraum bewirken, dass der bereits im Gärraum vorhandene Druck Most in den Überflut- raum pumpen würde.
Da nun aber weiterhin Gärgase produziert werden, erfolgt die Förderung von Most aus dem Gärraum in den Überflutraum sehr rasch, bis wiederum die Gärgasentspannungseinrichtung anspricht und das Ventil 30 von neuem öffnet.
Zum besseren Verständnis der Funktionsweise des Gärtanks soll nun noch die Arbeitsweise der Gärgasentspannungseinrichtung in mehr Details erläutert werden. Die Höhenlage der unteren Öffnung 26 des Gärgasablassrohrs 23 ist so gewählt, dass das Abblasen der Gärgase erst dann einsetzen kann, wenn sich genügend Most im Überflutraum 9 befindet. Die obere Öffnung 57 des Gärgasabiassrohrs 23 ist so angeordnet, dass es nach dem Fördern der gewünschten Mostmenge in den Überflutraum immer noch über die Oberfläche des Mostes im Überflutraum 9 herausragt. Sinkt im Betrieb des Gärtanks der Spiegel im Gärraum bis zur Höhe der Öffnung 26 des Gärgasablassrohrs 23 ab, so können die Gärgase plötzlich durch das Gärgasablassrohr 23 entweichen.
Durch den dadurch erzeugten Sog wird der im U-förmigen Rohr 25 befindliche Most entleert, so dass auch bei einem Wiederansteigen des Mostspiegels im Gärraum immer noch Gärgase durch das U-förmige Rohr 25 und das Gärgasablassrohr 23 entweichen können. Wenn aber der Druck im Gärraum 7 soweit abgebaut wird, dass das Ventil öffnet, strömt Most aus dem Überflutraum 9 in den Gärraum zurück, wie dies bereits vorher beschrieben wurde. Die Öffnung 26 des Gärgasablassrohrs wird dann wieder überflutet, aber die Gärgase können noch für kurze Zeit durch das U-förmige Rohr 25 abströmen. Wird dann jedoch auch der kürzere Schenkel 27 vom steigenden Flüssigkeitsspiegel ebenfalls überflutet, so hört das Abströmen der Gärgase aus dem Gärraum 7 in den Überflutraum 9 auf.
Infolgedessen bewirken, wie bereits beschrieben, die weiter im Gärraum erzeugten Gärgase wiederum einen Druckanstieg, durch den der Most in den Uberflutraum 9 befördert wird, bis die Gärgasentspannungseinrichtung wiederum anspricht.
Es sind noch verschiedene Abänderungen des beschriebenen Gärbehälters möglich. So erweist es sich als zweckmässig, wie in Fig. 3 dargestellt, in der von der Öffnung 67 wegführenden Gärgasleitung 69 eine Rückschlagklappe 71 vorzusehen.
Beim Abfliessen des Mostes aus dem Überflutraum 9 in den Gärraum 7 entsteht nämlich im Überflutraum 9 ein leichter Unterdruck, so dass durch die Gärgasleitung 69 von aussen Luft in den Überflutraum 9 gezogen werden könnte. Dies ist aber wegen der Oxydationswirkung des in der Luft enthaltenen Sauerstoffs nicht erwünscht und wird durch die Rückschlag Mappe 71 verhindert. Um nach dem Schliessen der Rückschlagklappe 71 einen Unterdruck im Überflutraum 9 zu verhindern, kann ferner an einem Stutzen 73 der Gärgasleitung 69 ein Gärgasspeicher 75 angeordnet sein, der in seiner einfachsten Ausführung aus einer Ballonhülle 77 besteht.
Diese wird, wenn Gärgas durch die Gärgasleitung 69 abströmt, aufgeblasen. Der dazu nötige geringe Druck wird durch die Drosselwirkung der Gärgasleitung 69 und der Rückschlagklappe 71 aufgebaut. Schliesst die Rückschlagklappe 71 infolge eines geringen Unterdruckes im Überflutraum 9, so kann das im Gärgasspeicher 75 enthaltene Gärgas in den Überflutraum 9 zurückströmen. Dadurch wird vermieden, dass im Überflutraum 9 beim Abfliessen des Mostes in den Gärraum 7 ein grösserer Unterdruck entsteht. Um die Ballonhülle 77 vor Beschädigung zu schützen, ist es zweckmässig, diese in einem Behälter 79 anzuordnen, der in der Fig. 3 gestrichelt dargestellt ist. Eine Öffnung 81 im Behälter 79 kann vorgesehen werden, um den Abfluss und Zufluss von Luft in den Raum zwischen Behälter 79 und Ballonhülle 77 zu gestatten.
Anstelle des beschriebenen Speichers für Gärgase können aber auch andere geeignete Gasspeicher verwendet werden, z.B. ein Gasometertank.
Wenn der Eintritt einer geringen Luftmenge in den Überflut- raum toleriert werden kann, ist es auch zweckmässig, an der Öffnung 67 ein Druck-Vakuum-Ventil anzubringen.
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PATENT CLAIMS
1. Fermentation tank for the fermentation of red wine mash, with a fermentation chamber and a flooding space, which is separated from the fermentation chamber and connected to it via a must riser pipe, into which must can be pressed upwards from the fermentation chamber under the pressure of the fermentation gases developed in the fermentation chamber, with one Fermentation gas expansion device located in the fermentation chamber, which responds to the must level in the fermentation chamber, for periodically discharging fermentation gases and with a valve between the flooding chamber and the fermentation chamber for periodically returning the must from the flooding chamber to the fermentation chamber, characterized in that the fermentation gas relaxation device (19, 19 ') opens into the flood space (9) and that throttling means (67, 69, 71) are provided,
in order to practically reduce the pressure in the flooding space (9), which has risen after the fermentation gas expansion device (19, 19 ') has been actuated, to the level of the ambient pressure.
2. fermentation tank according to claim 1, characterized in that the fermentation gas expansion device (19, 19 ') has a fermentation gas discharge pipe (23) which leads from the fermentation chamber (7) into the flood chamber (9) and at the same time serves as a must riser pipe, and that an unequal leg U Shaped tube (25) is provided, the shorter leg (27) of which protrudes into the lower end of the fermentation gas discharge tube (23) in such a way that, when a predetermined must level in the fermentation chamber (7) is reached, the fermentation gases escape through the fermentation gas discharge tube (23 ) to prevent the must from flooding.
3. fermentation tank according to one of claims 1 to 2, characterized in that the shorter leg (27) of the U-shaped tube (25) is embedded in the wall of the fermentation gas discharge tube (23).
4. fermentation tank according to one of claims 1 to 3, characterized in that two fermentation gas expansion devices (19, 19 ') are provided, and that each fermentation gas expansion device is provided with a shut-off valve.
5. fermentation tank according to claim 4, characterized in that the shut-off valves have means (61) which allow actuation of the shut-off valves (59, 59 ') from outside the fermentation tank.
6. fermentation tank according to one of claims 1 to 5, characterized in that a fermentation gas line (69) is provided as a throttling means.
7. fermentation tank according to claim 6, characterized in that a non-return valve (71) is provided in the fermentation gas line.
8. fermentation tank according to claim 7, characterized in that between the flood chamber (9) and the non-return valve (71), a fermentation gas reservoir (75) is arranged.
9. fermentation tank according to claim 8, characterized in that the fermentation gas storage has a balloon envelope (77).
10. fermentation tank according to claim 9, characterized in that the balloon envelope is arranged in a container (79) which has an air opening (81).
11. fermentation tank according to claim 8, characterized in that the fermentation gas storage (75) is a gasometer.
12. Fermentation tank according to claim 6, characterized in that a pressure-vacuum valve is arranged in the fermentation gas line (69).
The invention relates to a fermentation tank for the fermentation of red wine mash with a fermentation chamber and a separate from the fermentation chamber, connected via a must riser to it, which is closed to the outside and into which must from the fermentation chamber can be pushed up under the pressure of the fermentation gases developed in the fermentation chamber a fermentation gas expansion device located in the fermentation chamber, which responds to the must level in the fermentation chamber, for periodically discharging fermentation gases, and with a valve between the flooding chamber and the fermentation chamber for periodically returning the must from the flooding chamber into the fermentation chamber.
The pigment yield is of particular importance in the fermentation process of red wine mash. The wine should have a nice red color. In order to achieve a good pignient yield, the pomace hat floating on the must should be washed over as often as possible. To flush the pomace with a must, a known automatically operating fermentation tank (OS-PS 330 705) provides an overflow space separated by a separating floor from the fermentation room, into which a must riser opens, through which must can be conveyed from the fermentation room into the flooding space during operation. A valve is provided in the dividing floor through which the must can flow back into the fermentation room from the flooding area. The must must be conveyed from the fermentation room to the flooding area under the influence of the fermentation gases that develop in the fermentation room.
A fermentation gas discharge device is provided to periodically discharge fermentation gas from the fermentation chamber. The effect of this is that the fermentation gas pressure acting on the valve is no longer sufficient to keep the valve closed, the pressure of the must in the flooding space then opening the valve, whereupon the must can flow back into the fermentation chamber from the flooding space. The fermentation gas discharge device consists of a fermentation gas discharge pipe that leads directly from the fermentation chamber to the outside.
An isosceles U-shaped tube is provided, the shorter leg of which protrudes into the lower end of the fermentation gas discharge tube in such a way that it must be flooded by the must in order to prevent the escape of fermentation gases when a predetermined must level in the fermentation chamber is reached. In operation, the fermentation gas expansion device works in such a way that when the must level drops, fermentation gases can escape through the fermentation gas discharge pipe as soon as the must level has dropped to the lower end of the fermentation gas discharge pipe. Due to the suction generated, the must, which is still in the U-shaped tube, is pulled up through the fermentation gas discharge tube and flung out of the fermentation tank. The fermentation gases can flow out through the U-shaped pipe and the fermentation gas discharge pipe until the must level has risen again to such an extent that the shorter leg of the U-shaped pipe is flooded.
The fermentation gas expansion device in the known fermentation tank practically lowers the pressure in the fermentation chamber to the ambient pressure, because the valve can only open when the pressure in the fermentation chamber is considerably lower than the atmospheric pressure and the pressure of the must column acting on the valve.
The fermentation gas tank described has the disadvantage that the circulation process is relatively slow and only a relatively small amount of must is circulated per unit of time.
The pigment yield is therefore often inadequate and the residence time of the mash in the fermentation tank is relatively long.
It is therefore an object of the present invention to provide a fermentation tank of the type mentioned at the outset, in which the must from the fermentation chamber is conveyed as quickly and often as possible into the flooding space under the influence of the fermentation gases formed during fermentation.
According to the invention, this object is achieved in that the fermentation gas expansion device opens into the flooding space and that throttling means are provided in order to slowly lower the pressure in the flooding space after the activation of the fermentation gas expansion device has been practically reduced again to the level of the ambient pressure.
This has the advantage that shortly after the response of the
Fermentation gas expansion device in the fermentation chamber and in the flood chamber has the same pressure, so that the valve opens as a result of the amount of liquid on it. As before, practically all the pressure in the fermentation chamber does not have to be reduced until the valve opens. When the valve closes again after the must has drained from the flooding chamber into the fermentation chamber. there is still a certain pressure in the fermentation room as well as in the flooding room.
After the valve has been closed, the pressure in the fermentation chamber rises again as a result of the developing fermentation gases, but the pressure in the flooding chamber drops because the fermentation gas can escape from the flooding chamber via the throttling means. Even if no more fermentation gases had developed in the fermentation chamber after the valve had been closed, Most would be pumped into the flooding chamber because when the valve in the fermentation chamber was closed the atmospheric pressure was already higher, whereas after the fermentation gases had drained from the flooding chamber through the Throttling agent in the flooded area has atmospheric pressure. In this way it is achieved that, according to the invention, more must is circulated with the same amount of the fermentation gas developing in the fermentation chamber than in known fermentation tanks.
In addition, the annoying spraying of must into the fermentation cellar at the beginning of the blowing off of the fermentation gases is eliminated, where must is drawn up from the U-shaped tube into the fermentation gas discharge tube. In the present facility, this must is pumped into the flooded area and not sprayed around in the fermentation cellar.
According to an advantageous embodiment of the invention, the fermentation gas expansion device has a fermentation gas discharge pipe which leads from the fermentation chamber into the flooding chamber and at the same time serves as a must riser pipe, an unequal leg, U-shaped pipe being provided, the shorter leg of which protrudes into the lower end of the fermentation gas discharge pipe such that it in order to prevent the fermentation gases from escaping through the fermentation gas discharge pipe when a predetermined must level in the fermentation chamber is reached, through which the must level can be flooded. Because the fermentation gas discharge pipe is not led out of the fermentation tank, it is also possible to use it as a must riser, which considerably simplifies and at the same time increases the functional reliability of the fermentation tank.
In order to keep the cross section of the fermentation gas discharge pipe as large as possible, which is advantageous when used as a must riser, the shorter leg of the U-shaped pipe can be embedded in the wall of the fermentation gas discharge pipe.
Two fermentation gas expansion devices are expediently provided, each fermentation gas discharge pipe being provided with a shut-off valve. This makes it possible to use the other when the fermentation gas expansion device becomes blocked without having to open the tank. This is where the great advantage that arises from the fact that the digestate drain pipe is also used as a must riser. For reasons of space, it would hardly have been possible to provide two fermentation gas discharge devices and two must risers for the known fermentation tank.
The shut-off valves expediently have means which permit the valves to be actuated from outside the fermentation tank. This enables easy operation.
An embodiment of the invention will now be described with reference to the drawing. It shows:
1 shows a cross section through an embodiment of a fermentation tank according to the invention,
2 shows a section through a second exemplary embodiment of a fermentation gas expansion device,
Fig. 3 shows a fermentation tank in which fermentation gas can flow into the open through a non-return flap, with a fermentation gas storage tank being provided.
In the drawing, a fermentation tank is shown, which has a cylindrical casing 1 and is divided by an intermediate floor 3 and an inclined floor 5 into a fermentation chamber 7 and a flooding chamber 9 located above the intermediate floor 3. The sloping floor 5 of the fermentation chamber 7 has an inclination in order to be able to easily remove the mash located in the fermentation chamber through an emptying opening 11 from the fermentation container after the fermentation process has ended. The sloping floor 5 is designed as a double floor, intermediate walls 15 being arranged between the two floors 6 and 13, between which a heating and cooling medium can be passed in a known manner. As a result, the fermentation process can be accelerated or slowed down as required.
The fermentation container is charged with mash through the introduction opening 17. Both the introduction opening 17 and the emptying opening 11 are closed by suitable closure means, not shown in the drawing. Two fermentation gas expansion devices 19, 19 'are provided in the fermentation chamber 7. In the exemplary embodiment shown, these fermentation gas expansion devices 19, 19 'consist of a fermentation gas discharge pipe 23, 23', and of a U-shaped pipe 25, 25 ', the shorter leg 27, 27' of which projects into the lower part of the fermentation gas discharge pipe 23, 23 '. The fermentation gas discharge pipe 23, 23 ′ leads through the intermediate floor 3 and thus connects the fermentation chamber 7 with the flooding chamber 9.
The fermentation gas discharge pipe 23, 23 'serves not only to discharge the fermentation gases, but also also as a must riser pipe and is therefore not routed out of the fermentation tank in the usual way, but ends in the flooding space 9. By clogging the lower opening 26, 26' of the fermentation gas discharge pipe To avoid mash 47, a sieve basket 21, 21 'is provided in the fermentation chamber 7, the sieve openings of which only the must but not the grape skins and the like. Let through.
The intermediate floor 3 is curved downward against an opening 29 arranged approximately in the middle thereof. A valve 30 is arranged in the opening 29 and has a plate-shaped valve body 31 and is normally closed. The valve body 31 is fastened to a valve guide rod 35 which is suspended from a cable 41 which leads via deflection rollers 39 to the outside of the cylindrical jacket 1 of the fermentation tank. There, a weight 33 is attached to the cable pull 41, which strives to bring the valve body 31 into the closed position. This weight is expediently not significantly heavier than the valve body 31, so that, taking into account a safety factor, the weight is able to move the valve body 31 from the open position into the closed position while overcoming the frictional forces that occur.
At the top of the fermentation tank a closable opening 52 is provided through which the flood space 9 z. B. is made accessible for cleaning purposes.
The fermentation tank also has an opening 67 through which the fermentation gases can be led outside via a line 69. This opening 67 and the line 69 act as throttling means, so that a pressure in the flooding area is not reduced immediately but only gradually with a certain time delay.
1, the shorter leg 27 of the U-shaped tube is arranged coaxially in the fermentation gas discharge pipe 23, another embodiment according to FIG. 2 provides for the shorter leg 27 to be installed in the wall of the fermentation gas discharge pipe 23, so that it has the largest possible cross section, through which the fermentation gases or the must can flow.
In the event of failure of a fermentation gas expansion device 19,
19 'to put another fermentation gas expansion device into operation, valves 59, 59' are provided which can be moved from the outside by means of a rod 61, 61 '. It is of course possible to use a different valve construction.
The fermentation tank works as follows: In the idle state, the valve body 31 is pressed into the closed position by the weight 33 so that the valve 30 closes gas-tight. If the fermentation begins in the fermentation chamber 7, the fermentation gases produced thereby press the valve body 31 so that it is pressed firmly upwards. Under the influence of the pressure of the fermentation gases developing in the fermentation chamber 7, the must is forced up through the fermentation gas discharge pipe 23 into the flooding chamber 9. This continues until the liquid level drops to the opening 26 of the fermentation gas discharge pipe 23 and the fermentation gases can thus escape from the fermentation chamber 7 through this opening 26 into the flooding chamber 9. From there, the fermentation gases can be discharged outside through the opening 67 and the line 69, so that there is no danger that the fermentation gases will collect in the fermentation cellar.
When the fermentation gas expansion device 19 responds, the gas pressure in the fermentation chamber 7 suddenly drops. The fermentation chamber 7 and the flood chamber 9 then have practically the same pressure. As a result, the valve body 31 is now pressed downward against the effect of the weight 33 by the pressure of the must on it, so that the must located in the flooding area can flow back into the fermentation area 7. It overflows the pomace hat 55 and loosens the pigment it contains. If the must is no longer present in the flooding space 9, the liquid pressure on the valve body 31 ceases, so that it is pulled back into the closed position under the influence of the weight 33.
At this moment, the same pressure prevails both in the fermentation chamber 7 and in the flooding chamber 9, which is higher than the atmospheric pressure, because the opening 67 is dimensioned such that it acts as a throttle. After closing the valve, however, the pressure of the fermentation gases in the fermentation chamber 7 begins to build up again, while the pressure in the flooding space continues to decrease due to the further outflow of the gases through the opening 67 and the line (not shown). Even if fermentation gases were no longer generated in the fermentation chamber, the drop in pressure in the flooding chamber would have the effect that the pressure already present in the fermentation chamber would pump into the flooding chamber.
However, since fermentation gases continue to be produced, must must be conveyed from the fermentation chamber into the flooding space very quickly until the fermentation gas expansion device responds again and valve 30 opens again.
For a better understanding of the functioning of the fermentation tank, the operation of the fermentation gas expansion device will now be explained in more detail. The height of the lower opening 26 of the fermentation gas discharge tube 23 is selected such that the fermentation gases can only be blown off when there is sufficient must in the flooding space 9. The upper opening 57 of the fermentation gas drain pipe 23 is arranged in such a way that, after the desired quantity of must has been conveyed into the flooding space, it still protrudes above the surface of the must in the flooding space 9. If, during operation of the fermentation tank, the level in the fermentation chamber drops to the level of the opening 26 of the fermentation gas discharge pipe 23, the fermentation gases can suddenly escape through the fermentation gas discharge pipe 23.
As a result of the suction generated, the must located in the U-shaped tube 25 is emptied, so that fermentation gases can still escape through the U-shaped tube 25 and the fermentation gas discharge tube 23 even when the level of must in the fermentation chamber rises again. If, however, the pressure in the fermentation chamber 7 is reduced to such an extent that the valve opens, must flows back into the fermentation chamber from the flooding chamber 9, as has already been described above. The opening 26 of the fermentation gas discharge pipe is then flooded again, but the fermentation gases can still flow out through the U-shaped pipe 25 for a short time. However, if the shorter leg 27 is also flooded by the rising liquid level, the outflow of the fermentation gases from the fermentation chamber 7 into the flood chamber 9 stops.
As a result, as already described, the fermentation gases further generated in the fermentation chamber in turn cause a pressure rise, through which the must is conveyed into the flooding chamber 9 until the fermentation gas expansion device responds again.
Various modifications of the fermentation tank described are still possible. It has proven to be useful, as shown in FIG. 3, to provide a non-return valve 71 in the fermentation gas line 69 leading away from the opening 67.
When the must flows out of the flooding chamber 9 into the fermentation chamber 7, a slight negative pressure is created in the flooding chamber 9, so that air could be drawn into the flooding chamber 9 from the outside through the fermentation gas line 69. However, this is not desirable because of the oxidizing effect of the oxygen contained in the air and is prevented by the non-return folder 71. In order to prevent a negative pressure in the flooding space 9 after the non-return flap 71 has been closed, a fermentation gas reservoir 75 can also be arranged on a connection piece 73 of the fermentation gas line 69, which in its simplest embodiment consists of a balloon envelope 77.
This is inflated when fermentation gas flows out through the fermentation gas line 69. The low pressure required for this is built up by the throttling action of the fermentation gas line 69 and the check valve 71. If the check valve 71 closes as a result of a slight negative pressure in the flooding space 9, the fermentation gas contained in the fermentation gas reservoir 75 can flow back into the flooding space 9. This prevents a greater negative pressure from being created in the flooding space 9 when the must flows into the fermentation space 7. In order to protect the balloon envelope 77 from damage, it is expedient to arrange it in a container 79, which is shown in broken lines in FIG. 3. An opening 81 in the container 79 can be provided to allow the outflow and inflow of air into the space between the container 79 and the balloon envelope 77.
Instead of the storage for fermentation gases described, other suitable gas storage can also be used, e.g. a gasometer tank.
If the entry of a small amount of air into the flood space can be tolerated, it is also expedient to attach a pressure-vacuum valve to the opening 67.