CN101760366B - 自动力发酵方法及专用自动力发酵罐组 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种葡萄酒酿造行业中用于葡萄发酵液发酵的自动力发酵罐组。该发酵罐组可通过增强浸渍效果来提高发酵质量。该发酵罐组包括至少两个罐体，所述罐体之间设置有连通管，各罐体的顶部设置有排气阀，发酵时当任何一个罐体内的发酵液的液面处在最低位置时仍高于连通管的端口，当任何一个罐体内的发酵液的液面处在最高位置时仍低于其排气阀。本发明的自动力发酵罐组利用各罐体聚集发酵过程中产生的气体，并通过控制排气阀使罐体之间产生气压差，从而形成动力驱动发酵液在不同罐体间流动，进而使各罐体内发酵液的液位上下变动，促进酒帽与发酵液的充分混合，并能有效的破坏酒帽的固结，达到对果皮中有效物质进行有效浸责的目的，提高发酵质量。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于葡萄酒酿造的发酵设备。
背景技术
葡萄酒酿造主要包括破碎、除梗、前发酵、陈酿等工艺步骤。前发酵在发酵罐内进行，即将经过破碎或部分破碎的葡萄放入发酵罐，这时罐内的发酵液中包含有葡萄汁和果皮、葡萄种子，通过浸渍从葡萄皮中提取天然色素和芳香物质，从果核中作提取优质丹宁。在发酵生产过程中，发酵罐的顶部皮渣会上浮在形成一层厚厚的固态酒帽，酒帽最上层悬浮在汁液的上方，无法提取果皮中的天然色素和芳香物质，降低浸渍效果，这会对葡萄酒的品质构成严重的影响。因此，在发酵过程中必须破碎紧密的酒帽，防止其结成坚硬的块，并能使它浸泡在发酵液中。目前，为保持浸渍效果而采用的下述几种通行的方法：
一是通过人工捣压酒帽，使其下沉和散开，这种方式存在工人劳动强度大和难于持久保持之不足。
另一种方法是用泵抽取下层的汁液对酒帽进行持续的喷淋，其不足之处是会增加设备的投入和生产成本，而且会在一定程度上影响红葡萄酒的发酵质量。
还有一种已知的发酵罐，是在罐内安装阻拦构件形成朝罐底敞开的腔体，用以积聚发酵时产生的部分气体，在达到一定量时释放它们，形成一串上升的气泡来搅拌浮动的酒帽。因为释放的上升的气泡是沿阻拦构件中的释放机构位置向上的固定路线向上移动，而且阻拦构件形成的积聚气体空间不能过大，否则会减少发酵产品的产量，这使积聚气体释放后产生的搅拌力受到影响，因此不能对酒帽所有部分进行破坏，另外阻拦构件的制作安装也增加成本，而阻拦构件中的释放机构一但出现漏气故障，就无法积聚发酵时产生的气体，只有转罐后修复释放机构，发酵罐才能重新投入。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种可通过增强浸渍效果来提高发酵质量的自动力发酵罐组。
解决上述技术问题的技术方案是：自动力发酵罐组，包括至少两个罐体，所述罐体之间设置有连通管，各罐体的顶部设置有排气阀，发酵时当任何一个罐体内的发酵液的液面处在最低位置时仍高于连通管的端口，当任何一个罐体内的发酵液的液面处在最高位置时仍低于其排气阀。
进一步的是，各罐体内位于其发酵液的液面最高位置和最低位置之间还设置有带开口的上控温板。
进一步的是，各罐体内上下错位安装有两个半圆形结构的下控温板，靠上的下控温板设置在发酵液的液面的最低位置与连通管的端口之间，靠下的下控温板设置在连通管的端口下方。
进一步的是，在所述连通管与各罐体的连接处，连通管的轴向线与此处罐体的圆面径向线之间设置有倾斜角度。
进一步的是，所述罐体之间还设置有至少两个导气管，所述至少两个导气管的一端分别安装在不同罐体的顶部，另一端分别安装在另一罐体的侧壁上并略低于该罐体内的发酵液的液面最高位置，各导气管上设置有阀门。
进一步的是，各罐体的侧壁上沿周相间隔设置有至少两个同时与导气管连接的端口。
进一步的是，各罐体内还设置有用于阻挡发酵过程中皮渣上浮的横隔膜。
进一步的是，所述罐体之间连接有用于防止其发酵液之间的液面高度差超出允许最大液位差的的安全通道，所述安全通道上设置有控制阀。
本发明的有益效果是：本发明的自动力发酵罐组利用各罐体聚集发酵过程中产生的气体，并通过控制排气阀使罐体之间产生气压差，从而形成动力驱动发酵液在不同罐体间流动，进而使各罐体内发酵液的液位上下变动，促进酒帽与发酵液的充分混合，并能有效的破坏酒帽的固结，达到对果皮中有效物质进行有效浸责的目的，提高发酵质量。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明自动力发酵罐组的结构示意图；
图2为本发明中连通管与罐体的安装示意图;
图3为本发明中导气管与罐体的安装示意图；
图4为本发明中温控板的结构示意图；
图5为图4所示的温控板所形成的酒帽的结构示意图；
图6为本发明中温控板的另一种实施方式的结构示意图；
图7为图6所示的温控板所形成的酒帽的结构示意图；
图8为本发明中温控板的另一种实施方式的结构示意图；
图9为图8所示的温控板所形成的酒帽的结构示意图；
图10为本发明中温控板的另一种实施方式的结构示意图；
图11为图10所示的温控板所形成的酒帽的结构示意图；
图12至14为发酵液在发酵罐中的三种工作状态示意图。
图中标记为：罐体1、连通管2、控温板3、下控温板3A1、下控温板3A2、上控温板3B、排气阀4、导气管5、圆面径向线6、阀门7、发酵液8、酒帽9、轴向线10、安全通道11、控制阀12。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
如图1、图12～图14所示的自动力发酵罐组，包括至少两个罐体1，所述罐体1之间设置有连通管2，各罐体1的顶部设置有排气阀4，发酵时当任何一个罐体1内的发酵液8的液面处在最低位置时仍高于连通管2的端口，当任何一个罐体1内的发酵液8的液面处在最高位置时仍低于其排气阀4。该发酵罐组由两个或两个以上的罐体1组成，罐体1之间由连通管2连接成为连通器，但各罐体1中的发酵液8在发酵过程中处在最低位置时液面也能高于连通管2的端口。排气阀4用来调节发酵液8在发酵过程中罐体1内的气压。由于发酵液8在发酵过程中会产生气体，当罐体1内的气压过高时可以通过排气阀4排出多余气体。排气阀4要设置在罐体1的顶部，当发酵液8在发酵过程中处在最高位置时排气阀4也能高于液面的高度。在发酵液8的发酵过程中只打开发酵罐组中的部分罐体1的排气阀4，打开排气阀4的罐体1内气压比未打开排气阀4的罐体1内气压低，这就使得发酵液8从气压高的罐体1通过连通管2流向气压低的罐体1，并且罐体1不断通过排气阀4排气调节发酵液8液面的高度。当发酵过程中产生的酒帽9积累到一定的厚度时，就打开所有的罐体1的排气阀4，由于液位差形成动力将高液位罐体1的发酵液8通过连通管2流向低液位罐体1，利用其冲击力对发酵液8进行搅拌，破坏在发酵液8液面形成的酒帽9，促进酒帽与发酵液的充分混合，并能有效的阻止酒帽9的固结，达到对果皮中有效物质进行有效浸责的目的，提高发酵质量。
如图1、图4～图11、图12～图14所示，各罐体1内位于其发酵液8的液面最高位置和最低位置之间还设置有带开口的上控温板3B。在各罐体1中的发酵液8的上下运动过程中，上控温板3B对酒帽9具有切碎作用，使固结的酒帽9被破坏；在发酵过程中，上控温板3B对上浮的果皮起到阻挡的作用，延长了果皮上浮的时间，并形成涡流，阻碍了酒帽9的形成；同时由于上控温板3B具有体调温的功能，能够根据发酵情况调节发酵液8的温度，以便对发酵过程的控制。
如图1、图4～图11、图12～图14所示，各罐体1内上下错位安装有两个半圆形结构的下控温板3A1、3A2，靠上的下控温板3A1设置在发酵液8的液面的最低位置与连通管2的端口之间，靠下的下控温板3A2设置在连通管2的端口下方。通过下控温板3A1、3A2的上述结构，既能够实现对发酵液8温度的控制，更重要的是能够使从连通管2流出的发酵液8产生向上的冲力，加强对发酵液8的搅动，由于对酒帽9的破坏。
如图2所示，在将下控温板3A1、3A2按上述结构设置的基础上，在所述连通管2与各罐体1的连接处，连通管2的轴向线10与此处罐体1的圆面径向线6之间设置有倾斜角度。这样能够使进入罐体1的发酵液8形成旋流，进一步加强对发酵液8的搅拌作用，对酒帽9的分离作用更加有效。更重要的情况是，发酵液8的这种流动可以避免外力强制流动（如酒泵）对果皮和种子的严重破碎，有利于通过浸渍从果皮中提取需要的天然色素和芳香物质，从果核中提取优质丹宁，避免不必要的物质因过度破碎而进入发酵液，这就有效的保证和提高了葡萄酒的品质。
如图4～图11所示，上控温板3B可根据情况设置成多种结构。如图4～5所示，上控温板3B为外圆环状，其外圆面固定在罐体1上。在此基础上，如图6～7所示，可以在外圆环内设置网格，产生对酒帽9的切碎、作用，将酒帽9分解的更为细小。当然，上控温板3B也可设置为图8～9所示的内圆环状结构，并在此基础上如图10～11所示在内圆环的外圈处设置对酒帽9产生切碎、分解作用的网格。
如图1、图12～图14所示，所述罐体1之间还设置有至少两个导气管5，所述至少两个导气管5的一端分别安装在不同罐体1的顶部，另一端分别安装在另一罐体1的侧壁上并略低于该罐体1内的发酵液8的液面最高位置，各导气管5上设置有阀门7。各导气管5与罐体1的侧壁连接的端口位置最好高于上控温板3B。在发酵液8的发酵过程中，由于排气阀4的调压作用，罐体1内的发酵液8液面上升，并在此过程中形成酒帽9。当高液位的罐体内的发酵液8的液面高度高于导气管5在上控温板3B上方的连接口时，打开导气管5上的阀门7，低液位罐体中的气体由于压力的作用，由导气管5排上高液位的罐体中，由于高液位的罐体内的发酵液8的液面高度高于导气管5在上控温板3B上方的连接口，进入高液位罐体中的气体对酒帽9形成冲击力，破坏高液位罐体中的酒帽9。如图3所示，各罐体1的侧壁上沿周相间隔设置有至少两个同时与导气管5连接的端口。这些端口最好沿罐体1的径向圆周面均布，形成多个冲口。这样使导气管5对高液位罐体中的酒帽9的破坏范围更广，更均匀。
此外，如图1、图12～图14所示，所述罐体1之间连接有用于防止其发酵液8之间的液面高度差超出允许最大液位差的的安全通道11，所述安全通道11上设置有控制阀12。具体来讲，该安全通道11的两端位于各罐体1中发酵液8的最低液面处，当罐体1之间其发酵液8的液面高度差超出允许最大液位差时，该安全通道11的一端口与发酵液8的液面处于最低位的罐体1导通，此时打开控制阀12就可以降低发酵液8之间的液面高度差。
此外，各罐体1内还设置有用于阻挡发酵过程中皮渣上浮的横隔膜（图中未示出）。
综上所述，本发明所述的发酵罐组由两个或两个以上相同结构的罐体1组成。利用罐体聚集发酵过程中的气体形成动力进行工作，使发酵液8在不同罐体之间流动。通过对排气阀4的控制，产生动力，实现对酒帽9与发酵液8的充分混合，并有效破坏酒帽9的固结，在发酵液8液面升降过程中，通过上温控板3B以及下控温板3A1、3A2的作用，形成对果皮上浮产生阻碍，并加强发酵液8的内部流动加强发酵液8对果皮的有效浸渍，并阻碍和破坏酒帽9的固结。在发酵液8在罐体1中反复交替流动过程中，避免了酒帽的固结，实现果皮与发酵液8充分长时间处于混合状态，实现从果皮中充分提取天然色素和芳香物质，从果核中充分提取优质丹宁的目的，有效的保证了葡萄酒的品质。
实施例
发酵罐由两个罐体1组成，分别为1#罐体和2#罐体，罐体1之间连接有连通管2和导气管5，连通管2的轴向线10与此处罐体1的圆面径向线6之间设置有角度，两个导气管5分别将两个罐体1连通，在罐体1的顶部设置有排气阀4。在发酵罐工作时，先将发酵液8装入发酵罐的罐体1中，高度为刚好漫过上温控板3B的顶面，利用升温装置对发酵液8进行升温发酵，如果罐体1内的温度过高，则利用上温控板3B以及下控温板3A1、3A2降温。这时，打开发酵罐中1#罐体的排气阀4，其余关闭。发酵时发酵体8产生气泡，带动果皮上浮，上浮过程中受到阻挡，延长了果皮上浮时间，最后果皮在上温控板3B的中间开口处聚集，逐渐固结形成酒帽9，因为其中1#罐体的排气阀4为打开状态，此罐体中因发酵形成的气体会通过排气阀4排出，而2#罐体中因发酵形成的气体则逐渐聚集，形成压力，这种压力将2#罐体中的发酵液8通过连通管2压向1#罐体中，在此过程中，温控板对果皮产生阻挡，减缓了果皮的移动，并形成涡流，阻碍了酒帽的形成，破坏已经形成的酒帽8；发酵液8继续发酵，产生的气压将2#罐体内的发酵液8流向1#罐体，2#罐体内的发酵液到达下温控板3A位置时，达到最低位，1#罐体罐体内的发酵液8到达最高位，这时下端接口在1#罐体内的1#导气管的两端接口都没有被发酵液浸住，可以通过1#导气管上的阀门7的开闭来调节罐体内的气压，使发酵液8的液面稳定。由于1#导气管上的阀门7反复开闭，导致发酵液8液面的反复小量移动，使2#罐体内的下控温板3A1对酒帽9产生破坏作用，在此过程中，酒帽9的聚集逐渐增多，需要将酒帽9破坏。这时将2#导气管上的阀门打开，2#罐体内的气体通过2#导气管流向1#罐体内的发酵液8，对发酵液8形成喷击，破坏1#罐体内的酒帽9。如果酒帽9继续加厚，就打开2#罐体的排气阀，开启后2#罐体的气体被释放，1#罐体与2#罐体内发酵液8之间的液位差，产生压力驱动发酵液8通过连通管2从1#罐体流向2#罐体，流动过程中形成的液流通过2#罐体内的下控温板3A1对酒帽9形成冲击力，破坏生成的酒帽9，液流的流动对2#罐体内的发酵液8产生由强到弱的搅拌作用，实现对酒帽9的破坏，并使酒帽9与发酵液8充分混合，最终发酵液8平衡在两罐体1内的初始位置。这时开启2#罐体上的排气阀4，其余关闭，重复上述步骤，只是1#罐体与2#罐体起的作用互换。如此往复，就可以有效破碎结成的酒帽9，防止其结成坚硬的块，并能使其浸泡在发酵液8中。
Claims (20)
1.自动力发酵方法，其特征在于：使用自动力发酵罐组，所述自动力发酵罐组包括至少两个罐体（1），所述罐体（1）之间设置有连通管（2），各罐体（1）的顶部设置有排气阀（4），发酵时当任何一个罐体（1）内的发酵液（8）的液面处在最低位置时仍高于连通管（2）的端口，当任何一个罐体（1）内的发酵液（8）的液面处在最高位置时仍低于其排气阀（4）；在发酵液（8）的发酵过程中只打开部分罐体（1）的排气阀（4），打开排气阀（4）的罐体（1）内气压比未打开排气阀（4）的罐体（1）内气压低，使得发酵液（8）从气压高的罐体（1）通过连通管（2）流向气压低的罐体（1），并且通过排气阀（4）排气调节发酵液（8）液面的高度；当发酵过程中产生的酒帽（9）积累到一定的厚度时，打开所有的罐体（1）的排气阀（4），由于液位差形成动力将高液位罐体（1）的发酵液（8）通过连通管（2）流向低液位罐体（1），利用其冲击力对发酵液（8）进行搅拌。
2.如权利要求1所述的自动力发酵方法，其特征在于：各罐体（1）内位于其发酵液（8）的液面最高位置和最低位置之间还设置有带开口的上控温板（3B）。
3.如权利要求2所述的自动力发酵方法，其特征在于：所述上控温板（3B）为设置有网格的外圆环状或内圆环状结构。
4.如权利要求1所述的自动力发酵方法，其特征在于：各罐体（1）内上下错位安装有两个半圆形结构的下控温板（3A1、3A2），靠上的下控温板（3A1）设置在发酵液（8）的液面的最低位置与连通管（2）的端口之间，靠下的下控温板（3A2）设置在连通管（2）的端口下方。
5.根据权利要求1～4中任意一项权利要求所述的自动力发酵方法，其特征在于：在所述连通管（2）与各罐体（1）的连接处，连通管（2）的轴向线（10）与此处罐体（1）的圆面径向线（6）之间设置有倾斜角度。
6.根据权利要求1～4中任意一项权利要求所述的自动力发酵方法，其特征在于：所述罐体（1）之间还设置有至少两个导气管（5），所述至少两个导气管（5）的一端分别安装在不同罐体（1）的顶部，另一端分别安装在另一罐体（1）的侧壁上并略低于该罐体（1）内的发酵液（8）的液面最高位置，各导气管（5）上设置有阀门（7）；当高液位的罐体内的发酵液（8）的液面高度高于导气管（5）与该高液位罐体侧壁上的连接口时，打开该导气管（5）上的阀门（7），低液位罐体中的气体由于压力的作用，由导气管（5）排入高液位的罐体中，进入高液位罐体中的气体对酒帽（9）形成冲击力，破坏高液位罐体中的酒帽（9）。
7.如权利要求6所述的自动力发酵方法，其特征在于：各导气管（5）与罐体（1）的侧壁连接的端口位置高于上控温板（3B）。
8.如权利要求6所述的自动力发酵方法，其特征在于：各罐体（1）的侧壁上沿周相间隔设置有至少两个同时与导气管（5）连接的端口。
9.根据权利要求1～4中任意一项权利要求所述的自动力发酵方法，其特征在于：各罐体（1）内还设置有用于阻挡发酵过程中皮渣上浮的横隔膜。
10.根据权利要求1～4中任意一项权利要求所述的自动力发酵方法，其特征在于：所述罐体（1）之间连接有用于防止其发酵液（8）之间的液面高度差超出允许最大液位差的的安全通道（11），所述安全通道（11）上设置有控制阀（12）。
11.权利要求1至10中任意一项权利要求所述自动力发酵方法的专用自动力发酵罐组，其特征在于：包括至少两个罐体（1），所述罐体（1）之间设置有连通管（2），各罐体（1）的顶部设置有排气阀（4），发酵时当任何一个罐体（1）内的发酵液（8）的液面处在最低位置时仍高于连通管（2）的端口，当任何一个罐体（1）内的发酵液（8）的液面处在最高位置时仍低于其排气阀（4）。
12.如权利要求11所述的自动力发酵罐组，其特征在于：各罐体（1）内位于其发酵液（8）的液面最高位置和最低位置之间还设置有带开口的上控温板（3B）。
13.如权利要求12所述的自动力发酵罐组，其特征在于：所述上控温板（3B）为设置有网格的外圆环状或内圆环状结构。
14.如权利要求11所述的自动力发酵罐组，其特征在于：各罐体（1）内上下错位安装有两个半圆形结构的下控温板（3A1、3A2），靠上的下控温板（3A1）设置在发酵液（8）的液面的最低位置与连通管（2）的端口之间，靠下的下控温板（3A2）设置在连通管（2）的端口下方。
15.根据权利要求11～14中任意一项权利要求所述的自动力发酵罐组，其特征在于：在所述连通管（2）与各罐体（1）的连接处，连通管（2）的轴向线（10）与此处罐体（1）的圆面径向线（6）之间设置有倾斜角度。
16.根据权利要求11～14中任意一项权利要求所述的自动力发酵罐组，其特征在于：所述罐体（1）之间还设置有至少两个导气管（5），所述至少两个导气管（5）的一端分别安装在不同罐体（1）的顶部，另一端分别安装在另一罐体（1）的侧壁上并略低于该罐体（1）内的发酵液（8）的液面最高位置，各导气管（5）上设置有阀门（7）。
17.如权利要求16所述的自动力发酵罐组，其特征罐组：各导气管（5）与罐体（1）的侧壁连接的端口位置高于上控温板（3B）。
18.如权利要求16所述的自动力发酵罐组，其特征罐组：各罐体（1）的侧壁上沿周相间隔设置有至少两个同时与导气管（5）连接的端口。
19.根据权利要求11～14中任意一项权利要求所述的自动力发酵罐组，其特征在于：各罐体（1）内还设置有用于阻挡发酵过程中皮渣上浮的横隔膜。
20.根据权利要求11～14中任意一项权利要求所述的自动力发酵罐组，其特征在于：所述罐体（1）之间连接有用于防止其发酵液（8）之间的液面高度差超出允许最大液位差的的安全通道（11），所述安全通道（11）上设置有控制阀（12）。
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