CN108048268A - 低能耗的麦汁煮沸装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低能耗的麦汁煮沸装置，属于啤酒酿造技术领域，装置包括壳体和热交换器，热交换器设置于壳体内部中心，热交换器上端连接有回流筒，回流筒上端连接有均布器，壳体下端连接有麦汁入口，麦汁入口上端连接有加热管道，加热管道穿过热交换器连接有射流器，麦汁入口一侧设有与壳体底部连接的麦汁导出管，壳体底部连接有循环出口Ⅰ和循环出口Ⅱ。热交换器用于为麦汁煮沸提供热能，其工作稳定，能源交换效率高。上述煮沸装置整体结构简单，操作便利，能够实现麦汁在流动的情况下进行均匀加热，其加热效果好，能耗低。

Description

低能耗的麦汁煮沸装置

技术领域

本发明属于啤酒酿造技术领域，具体涉及一种低能耗的麦汁煮沸装置。

背景技术

原麦芽汁浓度用来计量发酵前可发酵糖分的含量，是指开始发酵时原料中麦芽汁的糖度。原麦芽汁浓度是啤酒潜在烈性的代表性标志。1.040原麦芽汁浓度相当于10度的麦芽汁能产生出大约百分之四体积酒精度的啤酒。

制造啤酒的大麦芽和辅助原料大米等，经过麦芽淀粉酶和蛋白酶的作用，转化为麦芽糖类，以糖的含量来测定，如每公升麦芽汁含有120克糖类，就是12°。当麦芽汁浓度为7°～9°时，称低浓度啤酒。麦芽汁浓度在18°～20°的称黑啤酒。麦芽汁浓度越高，营养价值就越好，同时泡沫细腻持久，酒味醇厚柔和，保管期也长。因此，“原麦芽汁浓度”是鉴定啤酒的一个硬性参考指标，根据它的浓度来鉴定啤酒可储存期。

目前市场上的麦汁煮沸装置均结构复杂，操作繁琐，且耗能大，在煮沸过程易出现加热不均匀，煮沸效果不好的现象，从而给啤酒酿造生产增加了成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种整体结构简单，操作便利，能够实现麦汁循环流动加热且加热均匀，煮沸效率高，流动性强，不会堵塞、结垢，麦汁回收率高，所制得的啤酒口味好、稳定性高、货架期长的低能耗的麦汁煮沸装置。

本发明为解决上述技术问题所采取的方案为：低能耗的麦汁煮沸装置，包括壳体和热交换器，热交换器设置于壳体内部中心，热交换器上端连接有回流筒，回流筒上端连接有均布器，壳体下端连接有麦汁入口，麦汁入口上端连接有加热管道，加热管道穿过热交换器连接有射流器，麦汁入口一侧设有与壳体底部连接的麦汁导出管，壳体底部连接有循环出口Ⅰ和循环出口Ⅱ。热交换器用于为麦汁煮沸提供热能，其工作稳定，能源交换效率高。均布器使麦汁在壳体内部的分布更加均匀，提高了麦汁的受热均匀度。射流器将麦汁射入均布器中进行均布。循环出口Ⅰ、循环出口Ⅱ和麦汁入口形成了循环麦汁加热，使得在有限的壳体空间内部能够装入更多的麦汁，且循环加热使得麦汁能够在流动的情况下进行均匀加热，提高了热交换器的利用率，降低能耗。壳体上端设有麦汁初入口（图中未示），用于麦汁的灌入，上述煮沸装置整体结构简单，操作便利，能够实现麦汁在流动的情况下进行均匀加热，其加热效果好，能耗低。

作为优选，循环出口Ⅰ和循环出口Ⅱ通过导管分别连接至三通管的两个开口，三通管的另一个开口连接有水泵，水泵连接至麦汁入口。三通管将循环出口与麦汁入口相连接，实现麦汁的循环加热，提升麦汁煮沸效果。

作为优选，热交换器下端设有蒸汽进口和冷凝水出口。

作为优选，回流筒下端两侧连接有环流管，环流管环形缠绕于热交换器表面。回流管用于将部分未进入均布器的麦汁输入到环流管内部，环形缠绕于热交换器表面的环流管提升了麦汁的流动性能，使得麦汁在环流管内部进一步的均匀混合，且缠绕于热交换器表面的环流管能够与热交换器发生热交换反应，不仅降低了热交换器的能源损耗，还可使在环流管内部的麦汁接受进一步的加热，缩短麦汁的加热时间，提高麦汁煮沸效率，降低本煮沸装置的能源损耗。

作为优选，均布器包括竖直流动管，竖直流动管下端连接有均布进口，竖直流动管上端环形均布有喷管，喷管上端设有转板，竖直流动管顶部连接有均布锥顶。射流器将麦汁射入均布进口，麦汁通过均布进口进入竖直流动管，后从喷管或均布锥顶流出，实现了麦汁的分层分散，避免麦汁堵塞于某一流动口，增强麦汁循环流动性。

作为优选，均布进口设置于回流筒内部，均布进口设置于射流器上端，均布进口与射流器之间的距离为5~15cm。射流器可为麦汁进入均布器提供动能，为实现麦汁循环提供基础，且射流器使壳体内部的热空气与麦汁混合，增加麦汁内部空气含量，使麦汁能够从其自身内的热空气中获得热量，从而加速麦汁的热交换，减少热交换器的热能损耗。

作为优选，转板侧面连接有倒槽，喷管为倾斜向上设置，喷管的喷口方向朝向倒槽。转板连接与活动环表面，活动环通过滚珠嵌套于竖直流动管表面，使得转板在受到外力影响下能够自行发生转动，喷管的喷口方向朝向倒槽，当麦汁带有一定动能从喷管喷射出后，麦汁碰撞在转板表面，倾斜设置的喷管使得麦汁倾斜喷射而出，从而给转板带入水平方向上的力，由于同时进行多个喷管的喷射，故转板会得到较大动力而转动起来，被喷射在转板表面的麦汁反射弹离转板而下落至壳体底部，在喷射-反弹过程中，麦汁分子之间受到了较大的压力，使麦汁分子实现强烈的翻滚，在翻滚过程中使得大多数蛋白质以热凝固物的形式被分离出来，从而使制作所得的啤酒具有较好的口味和稳定性，且在麦汁分子受到较大压力的同时，依附于麦汁分子表面的耐高温细菌也将受到较大的冲击力，在此冲击力之下，细菌的细胞膜破裂，造成内容物流出，细菌死亡，从而提升煮沸过程中细菌的去除，提高所制备的啤酒的稳定性，延长啤酒的货架期。而转动的转板可增强壳体内部的空气流动性，促进麦汁在壳体内部的下落，提升麦汁循环流动速度。

作为优选，均布锥顶的内壁顶部连接有导流锥，均布锥顶侧边设有均布出口。导流锥顶部为尖锥形，可使射流器混入麦汁的空气破裂，使完成热交换的空气释放出麦汁，避免影响麦汁的下落。且导流锥两边为圆弧边，在麦汁向上运动时，可将麦汁导流至均布锥顶两边，从而使麦汁从均布出口流出，提高了麦汁流动的顺畅性。

作为优选，麦汁导出管上端连接有橡胶通断阀，橡胶通断阀为中空的倒圆台形，倒圆台形的上底面和下底面的半径比为1:0.3~0.5，橡胶通断阀上端与壳体连接，橡胶通断阀下端与麦汁导出管连接。橡胶通断阀为柔软材质，橡胶通断阀上端固定于壳体表面，可通过调节麦汁导出管的高度使得橡胶通断阀具有阻断或导通的功能。在进行麦汁循环时，将麦汁导出管向上抬起，使得橡胶通断阀向壳体内部凸起，故麦汁导出管的出口高度高于循环出口Ⅰ和循环出口Ⅱ的出口高度，此时麦汁不会堵塞于麦汁导出管附近，可使壳体内部的麦汁均从循环出口Ⅰ和循环出口Ⅱ进入循环流动体中，提升麦汁加热均匀度，避免出现“死水”现象，避免结垢影响装置使用，提升麦汁煮沸效果；在需导出煮沸完毕后的麦汁时，将麦汁导出管向下拉低，使得橡胶通断阀向壳体外凸起，故麦汁导出管的出口高度低于循环出口Ⅰ和循环出口Ⅱ的出口高度，此时，可全部收集煮沸麦汁，提高麦汁回收率，避免麦汁浪费。

与现有技术相比，本发明的有益效果为:1）本述煮沸装置整体结构简单，操作便利，能够实现麦汁在流动的情况下进行均匀加热，其加热效果好，能耗低；2）环流管提升了麦汁的流动性能，降低了热交换器的能源损耗，还可缩短麦汁的加热时间，提高麦汁煮沸效率；3）转板可提升麦汁循环流动速度，还可分离麦汁分子中的大多数蛋白质，并除去细菌，延长啤酒货架期；4）橡胶通断阀可切换麦汁的循环或导出，避免出现“死水”现象，提高麦汁回收率。

本发明采用了上述技术方案提供一种低能耗的麦汁煮沸装置，弥补了现有技术的不足，设计合理，操作方便。

附图说明

图1为本发明装置的结构示意图；

图2为本发明均布器的结构示意图；

图3为本发明均布器的截面图；

图4为本发明转板与倒槽的接连主视图；

图5为本发明转板与倒槽的连接侧视图；

图6为本发明橡胶通断阀的俯视图；

图7为本发明麦汁导出管向下拉低时橡胶通断阀为“导通”状态示意图；

图8为本发明麦汁导出管向上抬起时橡胶通断阀为“阻断”状态示意图。

附图标记说明：1壳体；2均布器；2a竖直流动管；2b均布进口；2c喷管；2d转板；2e均布锥顶；2f导流锥；2g均布出口；2h倒槽；3回流筒；4加热管道；5蒸汽进口；6麦汁入口；7水泵；8环流管；9热交换器；10冷凝水出口；11麦汁导出管；11a橡胶通断阀；12三通管；13循环出口Ⅰ；14循环出口Ⅱ。

具体实施方式

以下结合附图和实施例作进一步详细描述：

实施例1：

如图1~3所示，低能耗的麦汁煮沸装置，包括壳体1和热交换器9，热交换器9设置于壳体1内部中心，热交换器9上端连接有回流筒3，回流筒3上端连接有均布器2，壳体1下端连接有麦汁入口6，麦汁入口6上端连接有加热管道4，加热管道4穿过热交换器9连接有射流器，麦汁入口6一侧设有与壳体1底部连接的麦汁导出管11，壳体1底部连接有循环出口Ⅰ13和循环出口Ⅱ14。热交换器9用于为麦汁煮沸提供热能，其工作稳定，能源交换效率高。均布器2使麦汁在壳体1内部的分布更加均匀，提高了麦汁的受热均匀度。射流器将麦汁射入均布器2中进行均布。循环出口Ⅰ13、循环出口Ⅱ14和麦汁入口6形成了循环麦汁加热，使得在有限的壳体1空间内部能够装入更多的麦汁，且循环加热使得麦汁能够在流动的情况下进行均匀加热，提高了热交换器9的利用率，降低能耗。壳体1上端设有麦汁初入口（图中未示），用于麦汁的灌入，上述煮沸装置整体结构简单，操作便利，能够实现麦汁在流动的情况下进行均匀加热，其加热效果好，能耗低。

循环出口Ⅰ13和循环出口Ⅱ14通过导管分别连接至三通管12的两个开口，三通管12的另一个开口连接有水泵7，水泵7连接至麦汁入口6。三通管12将循环出口与麦汁入口相连接，实现麦汁的循环加热，提升麦汁煮沸效果。

热交换器9下端设有蒸汽进口5和冷凝水出口10。

均布器2包括竖直流动管2a，竖直流动管2a下端连接有均布进口2b，竖直流动管2a上端环形均布有喷管2c，喷管2c上端设有转板2d，竖直流动管2a顶部连接有均布锥顶2e。射流器将麦汁射入均布进口2b，麦汁通过均布进口2b进入竖直流动管2a，后从喷管2c或均布锥顶2e流出，实现了麦汁的分层分散，避免麦汁堵塞于某一流动口，增强麦汁循环流动性。

均布进口2b设置于回流筒3内部，均布进口2b设置于射流器上端，均布进口2b与射流器之间的距离为10cm。射流器可为麦汁进入均布器2提供动能，为实现麦汁循环提供基础，且射流器使壳体1内部的热空气与麦汁混合，增加麦汁内部空气含量，使麦汁能够从其自身内的热空气中获得热量，从而加速麦汁的热交换，减少热交换器9的热能损耗。

均布锥顶2e的内壁顶部连接有导流锥2f，均布锥顶2e侧边设有均布出口2g。导流锥2f顶部为尖锥形，可使射流器混入麦汁的空气破裂，使完成热交换的空气释放出麦汁，避免影响麦汁的下落。且导流锥2f两边为圆弧边，在麦汁向上运动时，可将麦汁导流至均布锥顶2e两边，从而使麦汁从均布出口2g流出，提高了麦汁流动的顺畅性。

本实施例中的常规技术为本领域技术人员所知晓的现有技术，在此不作详细叙述。

实施例2：

如图1~8所示，本实施例在实施例1的基础上进一步优化为：回流筒3下端两侧连接有环流管8，环流管8环形缠绕于热交换器9表面。回流管3用于将部分未进入均布器2的麦汁输入到环流管8内部，环形缠绕于热交换器9表面的环流管8提升了麦汁的流动性能，使得麦汁在环流管8内部进一步的均匀混合，且缠绕于热交换器9表面的环流管8能够与热交换器9发生热交换反应，不仅降低了热交换器9的能源损耗，还可使在环流管8内部的麦汁接受进一步的加热，缩短麦汁的加热时间，提高麦汁煮沸效率，降低本煮沸装置的能源损耗。

转板2d侧面连接有倒槽2h，喷管2c为倾斜向上设置，喷管2c的喷口方向朝向倒槽2h。转板2d连接与活动环表面，活动环通过滚珠嵌套于竖直流动管2a表面，使得转板2d在受到外力影响下能够自行发生转动，喷管2c的喷口方向朝向倒槽2h，当麦汁带有一定动能从喷管2c喷射出后，麦汁碰撞在转板2d表面，倾斜设置的喷管2c使得麦汁倾斜喷射而出，从而给转板2d带入水平方向上的力，由于同时进行多个喷管2c的喷射，故转板2d会得到较大动力而转动起来，被喷射在转板2d表面的麦汁反射弹离转板2d而下落至壳体1底部，在喷射-反弹过程中，麦汁分子之间受到了较大的压力，使麦汁分子实现强烈的翻滚，在翻滚过程中使得大多数蛋白质以热凝固物的形式被分离出来，从而使制作所得的啤酒具有较好的口味和稳定性，且在麦汁分子受到较大压力的同时，依附于麦汁分子表面的耐高温细菌也将受到较大的冲击力，在此冲击力之下，细菌的细胞膜破裂，造成内容物流出，细菌死亡，从而提升煮沸过程中细菌的去除，提高所制备的啤酒的稳定性，延长啤酒的货架期。而转动的转板2d可增强壳体1内部的空气流动性，促进麦汁在壳体1内部的下落，提升麦汁循环流动速度。

麦汁导出管11上端连接有橡胶通断阀11a，橡胶通断阀11a为中空的倒圆台形，倒圆台形的上底面和下底面的半径比为1:0.34，橡胶通断阀11a上端与壳体1连接，橡胶通断阀11a下端与麦汁导出管11连接。橡胶通断阀11a为柔软材质，橡胶通断阀11a上端固定于壳体1表面，可通过调节麦汁导出管11的高度使得橡胶通断阀11a具有阻断或导通的功能。在进行麦汁循环时，将麦汁导出管11向上抬起，使得橡胶通断阀11a向壳体1内部凸起，故麦汁导出管11的出口高度高于循环出口Ⅰ13和循环出口Ⅱ14的出口高度，此时麦汁不会堵塞于麦汁导出管11附近，可使壳体1内部的麦汁均从循环出口Ⅰ13和循环出口Ⅱ14进入循环流动体中，提升麦汁加热均匀度，避免出现“死水”现象，避免结垢影响装置使用，提升麦汁煮沸效果；在需导出煮沸完毕后的麦汁时，将麦汁导出管11向下拉低，使得橡胶通断阀11a向壳体1外凸起，故麦汁导出管11的出口高度低于循环出口Ⅰ13和循环出口Ⅱ14的出口高度，此时，可全部收集煮沸麦汁，提高麦汁回收率，避免麦汁浪费。

橡胶通断阀11a采用橡胶材料，橡胶材料的优选制备方法为：取顺丁橡胶55份、氯丁橡胶28份、硅藻土5份、煅烧陶土11份、微晶石蜡4份加入密炼机中，加压13Mpa塑炼，当温度达到105℃时，排胶，在开练机上进行厚通，棍距为13mm，然后下片；把塑炼好的胶料投入密炼机中，加压混炼1.5分钟，然后投入硼酸锌9份、氧化镁10份、防老剂NBC0.02份、促进剂DM0.6份、硬脂酸1.1份，加压混炼1.5分钟，然后加入氨基琥珀酸0.003份，炭黑2份、氧化锌0.1份、柠檬酸三丁酯2.4份，进行加压混炼，压力为11Mpa, 当温度达到110℃时，加入硫磺1.3份、促进剂TMTD0.3份、共交联剂TCY0.8份进行加压混炼，当温度达到105℃时，排胶，在开炼机进行厚通，然后出片即可。上述制备方法所制得的橡胶具有优异的密封性以及柔软性。其中氨基琥珀酸中的D-（-）-氨基琥珀酸和L-（+）-氨基琥珀酸的重量比为1:0.4，加入的具有特殊比例的氨基琥珀酸与氧化镁能够形成络合物，可在后续的橡胶硫化中使硫磺活化，降低橡胶与硫磺的交联温度，提高橡胶与硫磺的交联反应速度和程度，使得所制得的橡胶通断阀11a具有优异的弹性、柔软性以及密闭性，使得橡胶通断阀11a不仅能够阻挡麦汁渗透，还可随麦汁导出管11的位置变化发生形态变化，可实现控制麦汁的循环和导出功能，同时所得到的橡胶通断阀11a的橡胶分子稳定性高，可赋予橡胶通断阀11a优异的尺寸稳定性和抗老化性，避免长时间使用，使橡胶通断阀11a断裂的现象，且延长橡胶通断阀11a的使用寿命。

本实施例中的常规技术为本领域技术人员所知晓的现有技术，在此不作详细叙述。

实施例3：

如图1~8所示，低能耗的麦汁煮沸装置，其工作原理为：将待煮的麦汁从麦汁初入口加入到壳体1内部，打开电源，将麦汁导出管11向上抬起，使橡胶通断阀11a具有“阻断”作用，使热交换器9和水泵7开始工作，麦汁从循环出口Ⅰ13和循环出口Ⅱ14流出，流入三通管12，水泵7将麦汁从麦汁入口6泵入加热管道4，热交换器9将加热管道4内部的麦汁加热，具有一定温度的麦汁流出加热管道4后，通过射流器射入均布器2，部分麦汁进入回流筒3，进入均布器2的麦汁通过均布出口2g和喷管2c喷出，下落至壳体1底部，进入回流筒3内部的麦汁进入环流管8，环流管8增加了麦汁的流动性，且进一步与热交换器9进行热交换，麦汁后从环流管8流出进入壳体1底部，壳体1底部的麦汁从循环出口Ⅰ13和循环出口Ⅱ14又重新被泵入麦汁入口6进行下一步循环加热，直至加热完成，停止热交换器9和水泵7工作，将麦汁导出管11向下拉低，使橡胶通断阀11a具有“导通”功能，导出麦汁完成一次麦汁煮沸。

本实施例中的常规技术为本领域技术人员所知晓的现有技术，在此不作详细叙述。

以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型。因此，所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (9)

1.低能耗的麦汁煮沸装置，包括壳体（1）和热交换器（9），其特征在于：所述的热交换器（9）设置于壳体（1）内部中心，所述的热交换器（9）上端连接有回流筒（3），所述的回流筒（3）上端连接有均布器（2），所述的壳体（1）下端连接有麦汁入口（6），所述的麦汁入口（6）上端连接有加热管道（4），所述的加热管道（4）穿过热交换器（9）连接有射流器，所述的麦汁入口（6）一侧设有与壳体（1）底部连接的麦汁导出管（11），所述的壳体（1）底部连接有循环出口Ⅰ（13）和循环出口Ⅱ（14）。

2.根据权利要求1所述的低能耗的麦汁煮沸装置，其特征在于：所述的循环出口Ⅰ（13）和循环出口Ⅱ（14）通过导管分别连接至三通管（12）的两个开口，所述的三通管（12）的另一个开口连接有水泵（7），所述的水泵（7）连接至麦汁入口（6）。

3.根据权利要求1所述的低能耗的麦汁煮沸装置，其特征在于：所述的热交换器（9）下端设有蒸汽进口（5）和冷凝水出口（10）。

4.根据权利要求1所述的低能耗的麦汁煮沸装置，其特征在于：所述的回流筒（3）下端两侧连接有环流管（8），所述的环流管（8）环形缠绕于热交换器（9）表面。

5.根据权利要求1所述的低能耗的麦汁煮沸装置，其特征在于：所述的均布器（2）包括竖直流动管（2a），所述的竖直流动管（2a）下端连接有均布进口（2b），所述的竖直流动管（2a）上端环形均布有喷管（2c），所述的喷管（2c）上端设有转板（2d），所述的竖直流动管（2a）顶部连接有均布锥顶（2e）。

6.根据权利要求5所述的低能耗的麦汁煮沸装置，其特征在于：所述的均布进口（2b）设置于回流筒（3）内部，所述的均布进口（2b）设置于射流器上端，所述的均布进口（2b）与射流器之间的距离为5~15cm。

7.根据权利要求5所述的低能耗的麦汁煮沸装置，其特征在于：所述的转板（2d）侧面连接有倒槽（2h），所述的喷管（2c）为倾斜向上设置，所述的喷管（2c）的喷口方向朝向倒槽（2h）。

8.根据权利要求5所述的低能耗的麦汁煮沸装置，其特征在于：所述的均布锥顶（2e）的内壁顶部连接有导流锥（2f），所述的均布锥顶（2e）侧边设有均布出口（2g）。

9.根据权利要求1所述的低能耗的麦汁煮沸装置，其特征在于：所述的麦汁导出管（11）上端连接有橡胶通断阀（11a），所述的橡胶通断阀（11a）为中空的倒圆台形，所述的倒圆台形的上底面和下底面的半径比为1:0.3~0.5，所述的橡胶通断阀（11a）上端与壳体（1）连接，所述的橡胶通断阀（11a）下端与麦汁导出管（11）连接。