CN102533485A - 发酵罐组 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发酵罐组，该发酵罐组包括主罐体、可密闭罐体以及连接主罐体与可密闭罐体的通道，所述的主罐体与可密闭罐体的位置关系为可密闭罐体在主罐体下面或侧面；所述的通道至少为两条，其中一条通道为主罐体内的发酵液在重力作用下进入可密闭罐体以及可密闭罐体内产生的气体进入主罐体的通道；另一条通道为可密闭罐体内的发酵液在压力作用下进入主罐体的通道。本发明利用发酵过程中产生的气体作为推动力：一方面搅动发酵罐顶部的葡萄皮，使其与发酵液充分接触，避免形成酒帽，另一方面，它可促使发酵液由可密闭罐体流向主罐体，从而在重力与发酵气体压力的共同作用下，发酵液可以在主罐体与可密闭罐体间进行循环。

Description

发酵罐组

技术领域

本发明属于果酒酿造设备领域，尤其是涉及葡萄酒酿造的发酵罐组。

背景技术

在葡萄酒发酵生产设备中，有多种类型的发酵罐，但不管那种类型的发酵罐，都有一个最基本的前提，即所述的发酵罐包含至少一个适合盛装发酵液的容器，该容器被设计成斜底或倒锥形的底，并且罐体上至少有一个进料口以及在罐体的侧壁或罐底至少有一个出料口。

通常情况下，所述的葡萄发酵液基本包括葡萄汁、葡萄皮、葡萄籽以及少量或微量的葡萄梗。在上述发酵罐发酵过程中，葡萄皮会逐渐浮起升到发酵液的上面，随着时间的延续，一部分皮层会超出液面而无法与发酵液接触，如果长时间接触不到液体，这部分皮层会慢慢固结，人们通常称之为酒帽。它的危害性极大，无法使葡萄皮中的着色成分以及多酚物质融入葡萄酒中，严重影响葡萄酒的质量。

为了避免在发酵过程中形成酒帽，必须在此期间经常破坏葡萄皮上浮所形成的紧密葡萄皮层，防止其固结。

为实现上述目的，现有的发酵罐基本采用如下方法：

施加外力于酒帽上，迫使葡萄皮分散于发酵液中，具体包括机械搅拌或者用泵抽取发酵罐下部的发酵液对酒帽进行循环喷淋。该类方法的共同特点是采用机械作用，其不仅增加设备制造成本和葡萄酒生产中的生产成本。更重要的还在于过分的强制搅拌会使葡萄皮过分破碎，从而增加半成品酒中酒泥的含量，给后续工艺增加负担，同时大量的劣质单宁进入葡萄酒中，也会降低成品葡萄酒的品质。

为了使葡萄皮在整个发酵过程中都能浸泡在发酵液中，一种发酵罐采用在罐内设置压板的方法，将葡萄皮压入发酵液中，虽然这种方法能有效防止葡萄皮上浮形成酒帽，但仍然需要用酒泵对发酵罐内的发酵液进行循环，避免接触葡萄皮的部分发酵液局部过饱和而影响浸提效果，另外，葡萄皮长时间浸泡在发酵液中，也会将葡萄皮中的劣质单宁浸提出来，这同样存在上述不良弊端。

进一步的技术方案是发明专利97182142.9提供的发酵罐，该发酵罐的技术特征是在发酵罐中设计安装一隔板，使其能拦截发酵过程中产生的气泡，并能在气泡变大时释放它们，进而对顶部的酒帽产生浮动作用，避免酒帽的固结。该发明创造性地把葡萄酒发酵过程中产生的气体利用起来，并作为搅动酒帽的动力。它不仅提高了葡萄酒的产品质量，而且减少了发酵罐内机械装置的数量，降低了设备的制造成本，同时也降低了葡萄酒的生产成本。

虽然97182142.9提供的发酵罐有如上诸多优点，但是仍然有不足之处，如隔板下部至罐底在发酵过程中，发酵液处于相对静止状态，因而，发酵罐下部温度很难控制均匀；同时发酵液在整个发酵期内无法循环起来，也存在发酵均匀问题，如当葡萄皮上浮后，发酵罐中下部的发酵液无法与葡萄皮接触；其次，尽管发酵罐内的装置比传统的发酵罐大为减少，但仍然不够；最后一点是对于现有葡萄酒厂仍在运行的传统设备的改造显得力不从心。

发明内容

本发明的目的在于提供一种发酵罐组，在生产葡萄酒时，它不仅具有类似发明97182142.9发酵罐的气流搅拌原理，而且可以使发酵液在发酵过程中循环起来；它不仅可以满足多种葡萄酒的生产工艺，并且在发酵过程中，随时可以排出葡萄籽；作为陈酿储罐使用时，更方便酒液与酒泥的分离；与97182142.9提供的发酵罐相比，具有工艺更先进，使用范围更广，制造成本更低等优点。

本发明的技术方案是：一种发酵罐组，包括至少两个存在一定位置关系的罐体以及连接两个罐体之间的通道，所述的两个罐体中的一个为主罐体，另一个为可密闭罐体；所述的主罐体与可密闭罐体的位置关系为主罐体的自由液面高于可密闭罐体的自由液面；所述的通道可以使主罐体内的发酵液在重力作用下流入可密闭罐体内，所述的通道可以使可密闭罐体内的气体流入主罐体，所述的通道可以使可密闭罐体内的发酵液在压力作用下流入主罐体内。所述的通道至少分为两条，其中第一条通道是主罐体内的发酵液流入到可密闭罐体的通道，同时，第一条通道也是可密闭罐体内的气体进入主罐体的通道；第二条通道是可密闭罐体内的发酵液流入主罐体的通道。打开第一条通道上的阀门，主罐体与可密闭罐体处于连通状态，主罐体内的发酵液在重力作用下，通过第一条通道进入可密闭罐体中，关闭第一条通道上的阀门，可使主罐体或可密闭罐体形成两个独立的发酵空间，主罐体在发酵过程中产生的气体可以自由逸出，而可密闭罐体在发酵过程中产生的气体由于无法逸出而使可密闭罐体内的压力不断升高；通过打开第二条通道上的阀门，在压力作用下，可密闭罐体内的发酵液可以经过第二条通道流入主罐体，当可密闭罐体内的液位下降到一定位置，关闭第二条通道上的阀门，此时可密闭罐体内有一定体积、一定压力的发酵气体空间，当打开第一条通道上的阀门，可密闭罐体内的气体会通过第一条通道进入主罐体内，并且在主罐体自由液面处释放，从而搅动葡萄皮帽，使之与发酵液混合；同时主罐体内的发酵液又在重力的作用下，沿第一条通道自由流入可密闭罐体内，如此不断进入再次循环。

在上述的循环过程中，主罐体内的葡萄籽和果梗在重力作用下，会随发酵液进入可密闭罐体内，并沉淀在可密闭罐体的底部，当可密闭罐体内发酵液在压力作用下进入主罐体后，通过打开可密闭罐体底部阀门，即可将葡萄籽或果梗排出。

由上述可知，本发明发酵罐组，在葡萄酒发酵操作过程中，不需要使用机械的、人力的动力，利用发酵过程中产生的气体，即可使发酵液在发酵罐组的两个罐体间循环起来，对主罐体内的葡萄皮进行喷淋；同时，又可以将葡萄皮搅动起来，避免酒帽形成。

由上述也可知，本发明同时可以在发酵过程中随时很方便排除葡萄籽，使酿酒师可以按照自己的意愿，灵活掌握整个发酵过程，以提高葡萄酒的品质。

另外，本发酵罐组作为葡萄酒陈酿储罐使用时，将主罐体与可密闭罐体之间的阀门打开，酒泥会逐渐进入可密闭罐体内，而主罐体内是清澈的葡萄酒，更方便酒液与酒泥的分离。

进一步的目的是针对现有葡萄酒厂的传统设备改造，它不仅可以改造传统的各类葡萄酒发酵罐，而且可以改造传统葡萄酒陈酿储罐使之成为发酵罐。

在接下来的实施例中，会看到本发明的诸多优点，它不但可以满足酿造葡萄酒的发酵工艺，而且可以生产苹果等各种果酒，发酵结束后，它还可以做果酒陈酿储罐。

附图说明

图1为本发明发酵罐组结构示意图

图2为本发明发酵罐组第一种结构变形

图3为本发明发酵罐组第二种结构变形

图4为本发明发酵罐组第三种结构变形

图5为本发明发酵罐组第四种结构变形

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

实施例1：

参见附图1、2，1代表整个发酵罐组。

本发明发酵罐组1包括至少两个存在一定位置关系的罐体以及连接两个罐体之间的通道，所述的两个罐体中的一个为主罐体2，另一个罐体为可密闭罐体3；所述的主罐体2与可密闭罐体3的位置关系为主罐体2的自由液面高于可密闭罐体3的自由液面；所述的通道可以使主罐体2内的发酵液8在重力作用下流入可密闭罐体3内，所述的通道可以使可密闭罐体3内的气体9流入主罐体2内，所述的通道可以使可密闭罐体3内的发酵液8在压力作用下流入主罐体2内。

所述主罐体2与可密闭罐体3的位置关系为可密闭罐体3在主罐体2的下面或侧面。

本发明所述的主罐体2是具有斜底17或倒锥台型底18并适合盛装发酵液8的容器，主罐体2底部用支腿28支撑。在主罐体2罐壁下部，分别设置出汁口13和下人孔31，在主罐体2罐壁中部设置温度表32，在主罐体2的罐底设置排放口12，当然，通常为保证发酵温度，常常在发酵罐外部设置夹套或在罐内设置加热或冷却蛇管(在本发明中未示出)。

发酵液8由葡萄汁23、葡萄皮24、葡萄籽25以及其它物质如酵母、果胶酶及化学添加剂等组成，发酵液8由入口11引入主罐体2内。

本发明所述的可密闭罐体3采用锥形罐顶19或椭圆形罐顶20，其顶部设置进料口22，在可密闭罐体3的罐顶设置安全阀38，在可密闭罐体3的底部设置支腿30作支撑，在罐顶部设置压力表45，在罐壁上设置温度表46。

可密闭罐体3底部为倒锥形底26或斜底27，罐底设置排放口15，排放口15连接排放阀16。

所述的主罐体2是指罐体内的发酵气体9可以自由逸出；所述的可密闭罐体3是指通过关闭罐体上的阀门，在罐体内发酵液8产生的二氧化碳气体9的作用下可使罐体内产生压力的罐体，或者通过关闭罐体上的阀门，在引入外界具有一定压力的二氧化碳或氮气等气体可以使罐体内产生压力的罐体。

在本实施例中，所述的通道至少分为两条通道6和7，所述的通道6和通道7分别连接所述的主罐体2与所述的可密闭罐体3；所述的通道6可使主罐体2内的发酵液8在重力作用下进入可密闭罐体3中，所述的通道6也可以使可密闭罐体3内的气体9进入主罐体2内；所述的通道7可使可密闭罐体3内的发酵液8在压力作用下进入主罐体2中。

在图1中，主罐体2与可密闭罐体3的位置关系为上下结构，即可密闭罐体3在主罐体2下面，主罐体2与可密闭罐体3之间通过通道6连接起来，所述的通道6由主罐体底部出料口12和可密闭罐体进料口22直接通过阀门4相连形成；图2为本发明发酵罐组第二种结构变形，它是将主罐体2与可密闭罐体3的平面位置由上下位置变成左右位置，即可密闭罐体3在主罐体2侧面，同时连通它们之间的通道6也进行变化，这里所述的通道6也可由主罐体2罐壁上的开口21、阀门4、管道10及可密闭罐体进料口22连接而成。

可密闭罐体3罐壁上设置出料口42，出料口42设置在可密闭罐体3罐壁下部或底部，在出料口42位于可密闭罐体3内侧罐壁上设置滤网(37)，所述的通道7由可密闭罐体出料口42与阀门5及管道14连接而成，通道7的另一端延伸至主罐体2内。

在可密闭罐体3罐壁上，还设置了一个进气口29，在可密闭罐体3外侧，进气口29通过阀门与供气系统44相连；在可密闭罐体3内侧与进气口29连接一个可以拆卸的气体扩散器43，该气体扩散器43朝可密闭罐体3罐底方向设置均匀小孔作出气孔。

显然，通过开启通道6上的阀门4，主罐体2与可密闭罐体3即可相通，主罐体2内的发酵液8在重力作用下进入可密闭罐体3内；通过关闭阀门4，主罐体2与可密闭罐体3内的发酵液8分别处于两个独立的发酵空间。主罐体2内的发酵液8产生的气体9从主罐体2的顶部自由逸出，而可密闭罐体3内的发酵液8产生的气体9使可密闭罐体3内的压力升高，当开启阀门5时，由于压力的作用，可密闭罐体3内的发酵液8通过通道7流入主罐体2内，同时，随着可密闭罐体3内发酵液8的减少，使可密闭罐体3内形成一个具有一定压力及一定体积的气体9空间，当打开阀门4时，可密闭罐体3内的气体9沿通道6向上进入主罐体2内，并在主罐体2自由液面处释放，从而搅拌上浮的葡萄皮24。主罐体2内的发酵液8会在重力作用下，沿通道6通过阀门4进入到可密闭罐体3内，进行下一个循环。

很显然，由于上面所述循环不断进行，因而促使发酵液8的循环以及对皮帽的喷淋，同时气体9不断对主罐体2顶部葡萄皮24进行搅拌，促使葡萄皮24与发酵液8混合。与此同时，在主罐体2罐底18上的葡萄籽25会随发酵液8进入可密闭罐体3内，并落入倒锥形底26或斜底27上，通过开启阀门16，即可将葡萄籽25排掉。

通过可密闭罐体3上设置的进气口29，可以在发酵初期或发酵末期人为加入需要的气体9，也可以根据发酵进行的情况决定是否通入空气，很显然，当整个发酵罐组1作为葡萄酒陈酿储罐时，通过进气口29还可以通入陈酿所需的气体如氮气或二氧化碳等气体。

在本实施例中，当整个发酵罐组1作为葡萄酒陈酿储罐时，将主罐体2与可密闭罐体3之间的阀门4打开，酒泥会逐渐进入可密闭罐体3内，而主罐体2内是清澈的葡萄酒，更方便酒液与酒泥的分离。

图2所示的发酵罐组中，在出料口21位于主罐体2内侧设置过滤网37′。

所述的通道7上的管道14的外周设置冷却或加热套管39，在套管39上设置换热介质入口40以及换热介质出口41，由于发酵液8不断循环，因而，在这里进行换热，其效率要高于在主罐体2外夹套或内部蛇管换热，并且设备造价要大幅降低，同样的道理，可以在管道14上安装板式换热器等其它高效换热器。

实施例2

在实施例1中，通道6起到两个作用，一是主罐体2内发酵液8进入可密闭罐体3的通道，二是可密闭罐体3内的气体9进入主罐体2的通道，也就是说，通道6既是液体通道又是气体通道。

在本实施例2中，将通道6的功能分开，所述的通道6分为液体通道6′与气体通道33，所述的液体通道6′为主罐体2中发酵液8进入可密闭罐体3的通道，所述的气体通道33为可密闭罐体3内气体9进入主罐体2的通道。

图3、图4为本发明发酵罐组第三种结构变形以及第四种结构变形，它分别是在图1及图2的基础上，将原有的通道6的功能分为液体通道6′与气体通道33。

在主罐体2罐壁设置开口34，所述的开口34设置在主罐体2的自由液面处罐壁以下。

所述的通道6′由主罐体2底部出料口12、阀门4与可密闭罐体进料口22连接而成或由主罐体2底部出料口12、阀门4、管道10与可密闭罐体3上的任意部位开口连接而成。

所述的气体通道33由主罐体2罐壁上的开口34、阀门35、管道36以及可密闭罐体3罐壁上部或罐顶部上的开口连接而成。

实施例3

在实施例3中，与实施例1、2所不同的是，实施例1、2中的可密闭罐体3内的发酵液8通过通道7进入主罐体2中，可以实现发酵液8在主罐体2与可密闭罐体3之间循环，而本实施例3的发酵液8在两罐体之间通过通道47进出主罐体2与可密闭罐体3之间。

在图5中，所述的通道至少分为两条通道47和48，所述的通道47和通道48分别连接所述的主罐体2与所述的可密闭罐体3；所述的通道47可使主罐体2内的发酵液8在重力作用下进入可密闭罐体3中，所述的通道47也可以使可密闭罐体3内的发酵液8在压力作用下进入主罐体2中；所述的通道48可使可密闭罐体3内的气体9进入主罐体2内。

所述的通道47由主罐体2罐壁中部或下部或底部上的开口、阀门49以及管道50与可密闭罐体3罐壁下部或底部上的开口连接而成；所述的通道48由主罐体2自由液面罐壁处以下与罐壁中部之间的开口、阀门51、管道52以及可密闭罐体3罐壁上部或罐顶部上的开口连接而成。

显然，本发明可以将多台主罐体2共用一台可密闭罐体3，或一台主罐体2配两台以上的可密闭罐体3使用，这只需将所述的通道在主罐体2和可密闭罐体3之间进行合理的布置即可达到。

因此，本发明不仅可以在无外界动力的情况下，实现发酵过程中发酵液的自循环、对葡萄皮帽的自喷淋以及对葡萄皮帽的搅动，避免形成酒帽固结，这对于发酵过程中控制产品质量，避免发酵事故都有积极意义。

很明显，在本发明发酵罐组的主罐体(2)下部或者可密闭罐体(3)下部外接一个循环泵(图略)，就构成本发明与传统发酵方式的结合，既可以实现发酵过程中自喷或去除葡萄籽，又可以方便在陈酿过程中去除酒泥。

另外，本发明对于新建葡萄酒厂来说，它可以大幅降低设备的投入，减少厂房的占地面积，降低设备维护费用，并且降低葡萄酒的生产成本。同时，对现有葡萄酒厂来说，经过简单的技术改造以及很少的资金投入，不但可以对现有的发酵设备进行改造，同时也可以对各类葡萄酒储罐进行改造，对于产品产量的大幅提升、产品质量的提高以及降低生产成本大有益处。

本发明不仅可以生产葡萄酒，而且还可用于如苹果等果类的发酵转化，也可以应用到其它发酵行业。因此，根据本发明原理所作的各种修改和改型，均在本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种发酵罐组，其特征在于包括至少两个存在一定位置关系的罐体以及连接两个罐体之间的通道，所述的两个罐体中的一个为主罐体(2)，另一个罐体为可密闭罐体(3)；所述的主罐体(2)与可密闭罐体(3)的位置关系为主罐体(2)的自由液面高于可密闭罐体(3)的自由液面；所述的通道可以使主罐体(2)内的发酵液(8)在重力作用下流入可密闭罐体(3)内，所述的通道可以使可密闭罐体(3)内的气体(9)流入主罐体(2)内；所述的通道可以使可密闭罐体(3)内的发酵液(8)在压力作用下流入主罐体(2)。

2.根据权利要求1所述的一种发酵罐组，其特征在于所述主罐体(2)与可密闭罐体(3)的位置关系为可密闭罐体(3)在主罐体(2)的下面或侧面。

3.根据权利要求1所述的一种发酵罐组，其特征在于所述的通道至少分为两条通道(6)和(7)，所述的通道(6)和通道(7)分别连接所述的主罐体(2)与所述的可密闭罐体(3)；所述的通道(6)可使主罐体(2)内的发酵液(8)在重力作用下进入可密闭罐体(3)中，所述的通道(6)也可以使可密闭罐体(3)内的气体(9)进入主罐体(2)内；所述的通道(7)可使可密闭罐体(3)内的发酵液(8)在压力作用下进入主罐体(2)中。

4.根据权利要求3所述的一种发酵罐组，其特征在于所述的通道(6)由主罐体底部出料口(12)和可密闭罐体进料口(22)直接通过阀门(4)相连形成；所述的通道(6)也可由主罐体(2)上的开口(21)、阀门(4)、管道(10)及可密闭罐体进料口(22)连接形成。

5.根据权利要求3所述的一种发酵罐组，其特征在于所述的通道(7)由可密闭罐体出料口(42)与阀门(5)及管道(14)连接而成，通道(7)的另一端延伸至主罐体(2)内。

6.根据权利要求3所述的一种发酵罐组，其特征在于所述的通道(6)分为液体通道(6′)和气体通道(33)，所述的液体通道(6′)为主罐体(2)中发酵液(8)进入可密闭罐体(3)的通道；所述的气体通道(33)为可密闭罐体(3)内的气体(9)进入主罐体(2)的通道。

7.根据权利要求6所述的一种发酵罐组，其特征在于所述的通道(6′)由主罐体(2)底部出料口(12)、阀门(4)与可密闭罐体进料口(22)连接而成或由主罐体(2)底部出料口(12)、阀门(4)、管道(10)与可密闭罐体(3)上的任意部位开口连接而成。

8.根据权利要求6所述的一种发酵罐组，其特征在于所述的通道(33)由主罐体(2)罐壁上的开口(34)、阀门(35)、管道(36)以及可密闭罐体(3)罐壁上部或罐顶部上的开口连接而成。

9.根据权利要求1所述的一种发酵罐组，其特征在于所述的通道至少分为两条通道(47)和(48)，所述的通道(47)和通道(48)分别连接所述的主罐体(2)与所述的可密闭罐体(3)；所述的通道(47)可使主罐体(2)内的发酵液(8)在重力作用下进入可密闭罐体(3)中，所述的通道(47)也可以使可密闭罐体(3)内的发酵液(8)在压力作用下进入主罐体(2)中；所述的通道(48)可使可密闭罐体(3)内的气体(9)进入主罐体(2)内。

10.根据权利要求9所述的一种发酵罐组，其特征在于所述的通道(47)由主罐体(2)罐壁中部或下部或底部上的开口、阀门(49)以及管道(50)与可密闭罐体(3)罐壁下部或底部上的开口连接而成；所述的通道(48)由主罐体(2)自由液面罐壁处以下与罐壁中部之间的开口、阀门(51)、管道(52)以及可密闭罐体(3)罐壁上部或罐顶部上的开口连接而成。

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