CN107988000A - 一种承压式起泡葡萄酒发酵罐 - Google Patents

一种承压式起泡葡萄酒发酵罐 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种承压式起泡葡萄酒发酵罐，特征在于包括承压罐体及配置于罐体上的压力控制组件、温度控制组件和液位控制组件；所述压力控制组件、温度控制组件和液位控制组件均采用承压设计，所述温度控制组件和液位控制组件分别通讯连接至PLC电控系统，由所述PLC电控系统实时调控温度控制组件和液位控制组件。该承压式发酵罐具有适用范围广，可满足起泡葡萄酒的发酵工艺、下胶工艺、澄清工艺和罐式起泡葡萄酒的生产，简化了含汽葡萄酒的生产工艺；自动化程度高，可减轻工人工作强度，提高葡萄酒生产者的经济效益；设计新颖、巧妙，通过气体排出装置的设计，使得酒体含CO2调节工艺简单，并且减少起泡葡萄酒的浪费。

Description

一种承压式起泡葡萄酒发酵罐
技术领域
本发明涉及一种酒类发酵罐，具体地说，是一种用于起泡葡萄酒的承压式发酵罐，属于葡萄酒发酵设备技术领域。
背景技术
发酵是葡萄酒生产过程中不可缺少的环节，传统发酵罐多为薄壁封闭罐，在发酵过程中会产生大量CO2，压强过大不但影响发酵，而且存在安全隐患，甚至有可能导致发酵罐爆裂而发生危险。对于起泡酒生产需要将发酵生产C02溶解保持在酒体内，就需要可以承压的特殊发酵罐，来控制起泡酒CO2的产生和溶解，实现起泡酒的带压发酵。传统发酵罐无法实现保压状态下起泡酒的均质、下胶和澄清工艺连贯，无法避免发酵过程中CO2的释放，极大的影响起泡葡萄酒的质量。传统发酵罐在发酵生产过程中需要大量的注入CO2来保持酒体压力，耗费了葡萄酒制造商的大量人力物力，是其主要的生产成本。传统的发酵罐在起泡葡萄酒稳定性处理过程中存在很大的缺陷，如直接通过侧搅拌进行循环均质，可能导致酒液紊乱，使酒内C02释放溢出导致酒体浑浊，无法进行澄清处理，不仅造成酒的浪费，增加了生产成本，还严重影响自然发酵起泡葡萄酒的感官品质，造成更大成本的损失。
因此，亟需研究开发一种承压式发酵罐以解决上述技术问题。
发明内容
本发明旨在解决现有起泡葡萄酒发酵罐存在的承压问题，进而提供一种承压式起泡葡萄酒发酵罐，该承压式发酵罐能够实现起泡葡萄酒的带压均质、下胶、澄清等工艺的连贯操作，有效避免发酵处理过程中酒体内溶解C02的泄压释放，发酵过程中压力、温度、液位可控，发酵各工艺可连贯生产，自动化程度高，提高葡萄酒生产者经济效益，提高安全性和自然发酵起泡葡萄酒的感官品质。
为解决上述问题，本发明所采用的技术方案是：
一种承压式起泡葡萄酒发酵罐，其特殊之处在于，包括采用承压设计的罐体，以及，配置于所述罐体上的：
压力控制组件，用于控制和调节罐体内物料发酵过程中产生的CO2含量及压力；
温度控制组件，用于监测罐体内部带压的含气物料的温度，并通过控制物料温度来控制发酵工艺过程；
液位控制组件，用于监测罐体内部液位高度，并配备有液位自保护功能；
所述压力控制组件、温度控制组件和液位控制组件均采用承压设计，其中，所述温度控制组件和液位控制组件分别通讯连接至PLC电控系统，所述PLC电控系统根据实际生产需要，实时调控温度控制组件和液位控制组件。
所述罐体，采用承压式设计，工作压力0.5Mpa，最高可承受压力0.75 Mpa，符合GB150.1-150.4 2011《压力容器》制造、检验和验收要求；所述罐体材料采用SUS304-2B材质，焊接采用全焊透结构，焊缝抛光处理，罐内壁光洁度符合食品级要求。
所述罐体是由罐身内筒体5和保温外壳体11构成的双层结构，所述罐身内筒体5和保温外壳体11之间设有保温层12，所述罐身内筒体5与所述保温层12之间设有内置制冷剂的冷却板夹套10；
所述压力控制组件，包括上端由罐体上封头14高点位置伸入罐内、下端下返至罐底位置并配备有阀组的联通排气管16；所述阀组包括球阀7、压力表6和安全阀8；所述阀组用于实时监控罐内气体压力变化，同时采用排气阀和安全阀的组合来调控罐内压力，方便排空气和调节CO2压力，实现发酵过程中CO2 含量可调。
所述温度控制组件，包括插入式温度探头9和数显温度计22，所述插入式温度探头9经由与罐身焊接的内插套管9-1插入到套管内测量罐内物料温度；所述内插套管9-1与罐身焊接可以确保罐体的密封和保压，所述插入式 温度探头9通讯连通至PLC电控系统，所述PLC电控系统获取到物料温度后，通过控制电磁阀的开闭来调控罐内温度。
所述液位控制组件，通过连通于罐体上封头14和下封头4之间的压力联通管道32和压力变送器33来实时监测罐内液位，压力变送器33将检测到的罐内压力转换为液位信号，并将其输出至PLC电控系统；罐体上还设有用来实现自动低液位保护功能的侧向搅拌器34，当物料液位过低或液面低于侧向搅拌器的叶片时，不能开启侧向搅拌器，避免了使用搅拌器对酒体均质时酒体内CO2的溢出释放。
所述罐体上部设有上阀门17，下部设有用于排出澄清后酒泥酒的第一出料阀29、用于排出澄清物料的第二出料阀28及用于日常取样的取样阀组；上述各阀经由阀门接口及管道与循环泵相连接形成物料循环管路，用以完成罐体保压排料、进料、澄清、补充CO2和泄压；
所述取样阀组由第一控制阀24、第二控制阀25和取样阀26构成；因罐内带压，普通取样阀在开启时物料压力过高，瞬间导致CO2释放，本发明通过上述阀组结合，取样时先关闭第二控制阀25，后打开第一控制阀24，物料进入阀组后关闭第一控制阀24，打开取样阀26。这样取出的酒样品不会因为瞬间失压而释放CO2出现泡沫。
所述罐体上还配备有承压式设计的喷淋装置，其结构包括架固于罐体外侧壁上的清洗管道20，所述清洗管道20的下部安装有清洗阀门23，所述清洗管道20的上部经由双活接盲盖18贯穿罐体顶部上封头14竖直伸入罐体内部，在罐体内部的上方形成竖直喷淋管道；伸入罐体内部的竖直喷淋管道的末端可拆卸连接有喷淋头19；
所述双活接盲盖18包括与罐体焊接的第一活接公头18-1，以及通过螺纹连接于所述第一活接公头18-1的外周且端部带有活结盲板18-2的活结母头18-3，所述竖直喷淋管道的上端通过第二活结公头18-4与外部清洗管道20相连，所述竖直喷淋管道的下端贯穿所述活结盲板18-2伸入所述罐体内部 ；在所述第一活结公头18-1与活结母头18-3之间设有密封用的活结垫子18-5；
所述罐体与上封头14、下封头4、承压下人孔27、阀组及连接件等受压元件焊接。
本发明的一种承压式起泡葡萄酒发酵罐，能有效解决传统发酵罐无法承压问题，实现起泡酒的带压均质、下胶、澄清等工艺的连贯操作，并有效民中免发酵处理过程中酒体内溶解CO2 的泄压释放。罐体配备的压力控制组件、温度控制组件、液位控制组件实现了对发酵过程中的压力、温度、液位的有效控制，自动化程度高，提高葡萄酒生产者经济效益，提高安全性和自然发酵起泡葡萄酒的感官品质。
附图说明
图1：本发明一种承压式起泡葡萄酒发酵罐结构示意图；
图2：压力控制组件结构示意图；
图3：内插套管安装结构示意图；
图4：竖直喷淋管道结构示意图；
图5：双活接盲盖结构示意图；
在图中，1、调节支脚，2、支腿板，3、支腿，4、下封头，5、罐身内筒体，6、压力表，7、球阀，8、安全阀，9、插入式温度探头，9-1、内插套管，10、冷却板夹套，11、保温外壳体，12、保温层，14、上封头，15、吊耳，16、联通排气管，17、上阀门，18、双活接盲盖，18-1、第一活结公头，18-2、活结盲板，18-3、活结母头，18-4、第二活结公头，18-5、活结垫子，19、喷淋头，20、清洗管道，21、管支架，22、数显温度计，23、清洗阀门， 24、第一控制阀，25、第二控制阀，26、取样阀，27、承压下人孔，28、第二出料阀，29、第一出料阀，30、出料管，31、冷媒进出口，32、压力联通管道，33、压力变送器，34、侧向搅拌器。
具体实施方式
下面就附图1-5对本发明一种起泡葡萄酒承压式发酵罐作以下详细说明。
实施例1
一种承压式起泡葡萄酒发酵罐，包括采用承压设计的罐体，所述罐体底部设有支腿3、支腿板2和调节支脚1，顶部设有吊耳15；所述罐体上配备有：用于控制和调节罐体内物料发酵过程中产生的CO2含量及压力压力控制组件；用于监测罐体内部带压的含气物料的温度，并通过控制物料温度来控制发酵工艺过程的温度控制组件，以及用于监测罐体内部液位高度，并配备有液位自保护功能的液位控制组件；所述压力控制组件、温度控制组件和液位控制组件均采用承压设计，其中，所述温度控制组件和液位控制组件分别通讯连接至PLC电控系统，所述PLC电控系统根据实际生产需要，实时调控温度控制组件和液位控制组件。
所述罐体采用承压式设计，所述罐体是由罐身内筒体5和保温外壳体11构成的双层结构，所述罐身内筒体5和保温外壳体11之间设有保温层12，所述罐身内筒体5与所述保温层12之间设有内置制冷剂的冷却板夹套10，所述罐体与上封头14、下封头4、承压下人孔27、阀组及连接件等受压元件焊接。所述冷却板夹套10上设有冷媒进出口31；所述罐体工作压力0.5Mpa，最高可承受压力0.75 Mpa，符合GB150.1-150.4 2011《压力容器》制造、检验和验收要求；所述罐体材料采用SUS304-2B材质，焊接采用全焊透结构，焊缝抛光处理，罐内壁光洁度符合食品级要求。
所述压力控制组件包括上端由罐体上封头14高点位置伸入罐内、下端下返至罐底位置并配备有阀组的联通排气管16；所述阀组包括球阀7、压力表6和安全阀8；所述阀组用于实时监控罐内气体压力变化，同时采用排气阀和安全阀的组合来调控罐内压力，方便排空气和调节CO2压力，实现发酵过程中CO2 含量可调。
所述温度控制组件包括插入式温度探头9和数显温度计22，所述插入式温度探头9经由与罐身焊接的内插套管9-1插入到套管内测量罐内物料温度；所述内插套管9-1与罐身焊接可以确保罐体的密封和保压，所述插入式 温度探头9通讯连通至PLC电控系统，所述PLC电控系统获取到物料温度后，通过控制电磁阀的开闭来调控罐内温度，温度控制精度高，发酵温度自动控制操作方便。
本实施例采用的所述液位控制组件解决了传统液位管不能承压保压的问题，传统发酵罐使用与罐体联通的开放液位管来监测罐内液位高度，因承压式发酵罐内部有压力，故而不能使用传统液位管。所述液位控制组件通过连通于罐体上封头14和下封头4之间的压力联通管道32和压力变送器33来实时监测罐内液位，压力变送器33将检测到的罐内压力转换为液位信号，并将其输出至PLC电控系统；因承压式发酵罐没有观察口，人工无法知道液面情况，本实施例的罐体上还设有用来实现自动低液位保护功能的侧向搅拌器34，即当物料液位过低或液面低于侧向搅拌器的叶片时，不能开启侧向搅拌器，避免了使用搅拌器对酒体均质时酒体内CO2的溢出释放。
所述罐体上部设有上阀门17，下部设有用于排出澄清后酒泥酒的第一出料阀29、用于排出澄清物料的第二出料阀28及用于日常取样的取样阀组；所述第一出料阀29与罐底的出料管30相连通，所述第二出料阀28在罐内连接转向接管；上述各阀经由阀门接口及管道与循环泵相连接形成物料循环管路，用以完成罐体保压排料、进料、澄清、补充CO2和泄压；
所述取样阀组按照与罐体的连接顺序依次包括第一控制阀24、第二控制阀25和取样阀26；因罐内带压，普通取样阀在开启时物料压力过高，瞬间导致CO2释放，本发明通过上述阀组结合，取样时先关闭第二控制阀25，后打开第一控制阀24，物料进入阀组后关闭第一控制阀24，打开取样阀26。这样取出的酒样品不会因为瞬间失压而释放CO2出现泡沫。
所述罐体上还配备有承压式设计的喷淋装置，其结构包括架固于罐体外侧壁管支架21上的清洗管道20，所述清洗管道20的下部安装有清洗阀门23，所述清洗管道20的上部经由双活接盲盖18贯穿罐体顶部上封头14竖直伸入罐体内部，所述双活接盲盖18经由O型圈与所述罐体螺纹连接，在罐体内部的上方形成竖直喷淋管道；伸入罐体内部的竖直喷淋管道的末端可拆卸连接有喷淋头19。所述双活接盲盖18包括与罐体焊接的第一活接公头18-1，以及通过螺纹连接于所述第一活接公头18-1的外周且端部带有活结盲板18-2的活结母头18-3，所述竖直喷淋管道的上端通过第二活结公头18-4与外部清洗管道20相连，所述竖直喷淋管道的下端贯穿所述活结盲板18-2伸入所述罐体内部 ；在所述第一活结公头18-1与活结母头18-3之间设有密封用的活结垫子18-5。本发明的一种承压式起泡葡萄酒发酵罐，能有效解决传统发酵罐无法承压问题，实现起泡酒的带压均质、下胶、澄清等工艺的连贯操作，并有效民中免发酵处理过程中酒体内溶解CO2 的泄压释放。罐体配备的压力控制组件、温度控制组件、液位控制组件实现了对发酵过程中的压力、温度、液位的有效控制，自动化程度高，提高葡萄酒生产者经济效益，提高安全性和自然发酵起泡葡萄酒的感官品质。

Claims (10)

1.一种承压式起泡葡萄酒发酵罐，其特征在于，包括采用承压设计的罐体，以及，配置于所述罐体上的：
压力控制组件，用于控制和调节罐体内物料发酵过程中产生的CO2含量及压力；
温度控制组件，用于监测罐体内部带压的含气物料的温度，并通过控制物料温度来控制发酵工艺过程；
液位控制组件，用于监测罐体内部液位高度，并配备有液位自保护功能；
所述压力控制组件、温度控制组件和液位控制组件均采用承压设计，其中，所述温度控制组件和液位控制组件分别通讯连接至PLC电控系统，所述PLC电控系统实时调控温度控制组件和液位控制组件。
2.如权利要求1所述的一种承压式起泡葡萄酒发酵罐，特征在于
所述罐体，采用承压式设计，工作压力0.5Mpa，最高承受压力0.75 Mpa，所述罐体材料采用SUS304-2B材质，焊接采用全焊透结构，焊缝抛光处理，罐内壁光洁度符合食品级要求。
3.如权利要求1所述的一种承压式起泡葡萄酒发酵罐，特征在于
所述罐体是由罐身内筒体（5）和保温外壳体（11）构成的双层结构，所述罐身内筒体（5）和保温外壳体（11）之间设有保温层（12），所述罐身内筒体（5）与所述保温层（12）之间设有冷却板夹套（10）。
4.如权利要求1所述的一种承压式起泡葡萄酒发酵罐，特征在于
所述压力控制组件，包括上端由罐体上封头（14）高点位置伸入罐内、下端下返至罐底位置并配备有阀组的联通排气管（16）；所述阀组包括球阀（7）、压力表（6）和安全阀（8）。
5.如权利要求1所述的一种承压式起泡葡萄酒发酵罐，特征在于
所述温度控制组件，包括插入式温度探头（9）和数显温度计（22），所述插入式温度探头（9）经由与罐身焊接的内插套管（9-1）插入到套管内测量罐内物料温度，所述插入式温度探头（9）通讯连通至PLC电控系统。
6.如权利要求1所述的一种承压式起泡葡萄酒发酵罐，特征在于
所述液位控制组件，通过连通于罐体上封头（14）和下封头（4）之间的压力联通管道（32）和压力变送器（33）实时监测罐内液位，压力变送器（33）将检测到的罐内压力转换为液位信号，并将其输出至PLC电控系统，同时罐体上还设有用来实现自动低液位保护功能的侧向搅拌器（34）。
7.如权利要求1所述的一种承压式起泡葡萄酒发酵罐，特征在于
所述罐体上部设有上阀门（17），下部设有用于排出澄清后酒泥酒的第一出料阀（29）、用于排出澄清物料的第二出料阀（28）及用于日常取样的取样阀组。
8.如权利要求1所述的一种承压式起泡葡萄酒发酵罐，特征在于
所述取样阀组由第一控制阀（24）、第二控制阀（25）和取样阀（26）构成。
9.如权利要求1所述的一种承压式起泡葡萄酒发酵罐，特征在于
所述罐体上配备有承压式设计的喷淋装置，其结构包括架固于罐体外侧壁上的清洗管道（20），所述清洗管道（20）的下部安装有清洗阀门（23），所述清洗管道（20）的上部经由双活接盲盖（18）贯穿罐体顶部上封头（14）竖直伸入罐体内部，在罐体内部的上方形成竖直喷淋管道，所述竖直喷淋管道末端可拆卸连接喷淋头（19）；
所述双活接盲盖（18）包括与罐体焊接的第一活接公头（18-1），以及通过螺纹连接于所述第一活接公头（18-1）的外周且端部带有活结盲板（18-2）的活结母头（18-3），所述竖直喷淋管道的上端通过第二活结公头（18-4）与外部清洗管道（20）相连，所述竖直喷淋管道的下端贯穿所述活结盲板（18-2）伸入所述罐体内部 ；在所述第一活结公头（18-1）与活结母头（18-3）之间设有密封用的活结垫子（18-5）。
10.如权利要求1所述的一种承压式起泡葡萄酒发酵罐，特征在于
所述罐体与上封头（14）、下封头（4）、承压下人孔（27）、阀组及连接件焊接。
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