CN109554257A - 一种新型多功能葡萄酒发酵装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型多功能葡萄酒发酵装置，该装置是集自动发酵、自动过滤、自动澄清和多功能储酒装置为一体的既可常压又能耐压发酵的二联体葡萄酒酿造系统；无需额外配置动力搅拌系统就可使发酵自动启动和顺利进行，在带皮渣酿酒时，从根本上杜绝了皮渣盖形成的可能性，可使色素和芳香等物质的浸提作用达到最大化；实施温度、pH值、酒度、残糖等参数监控的在线化，可随时观察并掌握罐内酿造过程的动态变化；无需配备专用过滤澄清设备与介质就可酿出无任何添加剂、防腐剂的澄清透亮的纯天然自流酒。本装置操作简便，一机多用，既可酿酒，又能贮酒，流程短，效率高，省时省力，节能环保效益显著；既可酿造静止葡萄酒，又可酿造起泡酒/香槟酒。

Description

一种新型多功能葡萄酒发酵装置

技术领域

本发明涉及酒类酿造技术设备领域，具体涉及一种新型多功能葡萄酒发酵装置，尤其是涉及一种可酿造多种高档优质葡萄酒的装置。

背景技术

葡萄酒是用葡萄酿造的酒，是人类最早学会酿造的酒，早在6000年前苏美尔人和古埃及人就已经会酿造葡萄酒了。葡萄酒营养丰富，保健作用强，类型多样，深受人们所喜爱。虽然人类酿造和饮用葡萄酒已有6000多年的历史，葡萄酒的酿造装备和技术也已从远古的锅盆池坛式的自然发酵发展到现代的大型不锈钢罐式工厂化发酵，但仍然存在许多不足和缺陷。采用现有设备和工艺技术生产葡萄酒，不仅劳动强度大，动力消耗高，效率低，成本高，带皮渣发酵时无法真正消除“皮渣盖/帽”，发酵不均一，花色苷等色素类物质及其它多种生理活性物质浸出率低，易染菌，还有设备配置不先进，发酵生产过程经验性强，难以实时监测和控制，必须靠经验和添加已引起人们担忧的对人体有害的防腐剂（如SO₂，山梨酸盐等）才能生产出“合格”产品。

如何酿造更优质的葡萄酒一直是人们努力的方向和追求的目标，目前国内外，人们为了生产出更优质的葡萄酒，除了在水果品种选育、种植、酿造技术等方面不断地进行着努力和探索外，在酿酒装置的设计与研发方面也已做出了多方面的努力和改进，专利CN202030734U公开了一种自酿葡萄酒发酵罐，仅适用于家庭作坊式酿造；CN201362707公开了一种可降温葡萄酒发酵罐，但未报道能否升温； CN2103561公开的多功能葡萄酒发酵罐，其多功能是仅表现在可控制罐内自动粉碎、自动出渣等特征；CN205398594U公开的一种多功能果酒发酵装置是一种内置复杂搅拌与破碎刀具等部件的发酵罐；专利CN201751414U公开了一种红葡萄酒旋转发酵罐，CN202081082U公开了一种在罐体底部布置有气动管的发酵罐，这2种发酵罐虽然都可实现一定的发酵醪液的循环流动，但要想消除在发酵过程中形成的完整的致密的厚实的皮渣盖（帽）层（约占醪液总高度或体积的1/5-1/3）几乎是不可能的。实践证明，这类罐若没有较长时间的强大的外力机械搅拌作用，仅靠一定的气流和罐体旋动是无法打破致密的厚实的皮渣盖的。专利CN100500822C虽然公开了一种具有压帽作用的干红葡萄酒发酵罐，但这种发酵罐结构相当复杂，同时，它还需配备液压机等装备为该罐上的压帽机构提供动力，并需要更高更大的发酵车间才能满足该设备的正常运行，这不仅提高了发酵罐的制造成本和运行成本，还会增加染菌的机会，另外，从该专利的说明书附图可以看出，由于其压板设计的原因，该专利发酵罐也仅在压帽机构运行时具有一定的压帽作用，也无法真正全程消除发酵过程中形成的皮渣盖（帽）。上述发酵装置大都是针对某一功能缺陷做出了明显改进且大多为单一罐体，还需要配备多种其它设备和工艺（如过滤澄清陈酿等）才能酿造出合格产品。再者，现有的葡萄酒发酵罐大都是常压发酵罐，都只适于酿造静止葡萄酒。

迄今为止，无需额外配置搅拌循环设备和动力消耗即可使发酵自动启动和顺利进行；既可完全消除皮渣盖又可实现醪液自动循环搅拌；既可常压发酵又可带压发酵；既可酿造静止葡萄酒又可生产起泡酒（或新型香槟酒）；自原料投入罐内开始至酿出成品酒，全程都在一密闭系统内进行，既能减少杂菌污染机会，又能防止传统常规生产方式的“跑冒滴漏”现象和酒品的过度氧化变质；既可酿造葡萄酒，又可酿造其它果酒；既适用于小规模酿造，又适用于大规模生产，还可用于学术研究；既能发酵，又能储酒；既能生产，又可展示与示范；既可双温调控，又可实现酿酒四大关键参数温度、pH值、酒度、残糖的在线实时监控，真正集多种功能为一体的葡萄酒酿造装置，还未见报道。

发明内容

为了解决上述背景技术中的不足或缺陷，本发明提供一种无需额外配置搅拌循环设备和动力消耗即可使发酵自动启动和顺利进行；既可完全消除皮渣盖又可实现醪液自动循环搅拌；不用配备任何过滤设备，也无需添加任何过滤澄清介质，即可酿制出澄清透亮的酒液；自原料投入罐内开始至酿出成品酒，全程都在一密闭系统内进行，既能减少杂菌污染机会，又能防止传统常规生产方式的“跑冒滴漏”现象和酒品的过度氧化变质；既可酿造葡萄酒，又可酿造其它果酒；既适用于小规模酿造，又适用于大规模生产，还可用于学术研究；既能发酵，又能储酒；既能生产，又可展示与示范；既可双温调控，又可实现酿酒四大关键参数温度、pH值、酒度、残糖的在线实时监控，真正集多种功能为一体的葡萄酒酿造装置。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为:

一种新型多功能葡萄酒发酵装置，其特征在于: 该发酵装置是由置于上层的具斜坡形底部的A-自循环多能主酵罐，置于下层的B-多能后酵清酒储酒罐，用于固定或移动它们的D-支架平台及其上的C-监控显示装置和其下或旁置的E-冷媒箱及与其配套的连接、固定、运行操控用的管线阀板采用一定的材料和工艺精制而成的一种既可常压又能耐压发酵的一体化二联体葡萄酒酿造系统；

其中，所述的A-自循环多能主酵罐上设有如附图1所示的1-上人孔，2、6、10-上中下视镜， 3- CIP，SIP万向清洗消毒器，4-上部挡渣活动筛板，5-液位传感器，7-聚气装置，8-旁通管，9-自控旁通阀，11-清液出口，12-出渣口，13-出酒口及排污口，14-底部挡渣筛板，15-罐底部热循环装置，16-取样阀，17-罐壁冷循环装置，18-在线温度传感自动控制器，19-pH值在线传感器，20-在线酒度检测器，21-在线残糖检测器，22-进料口，23-密闭式液位计，24-压力表，25-安全阀，26-呼吸控制器，27-备用阀；

所述的B-多能后酵清酒储酒罐垂直置于上述自循环多能主发酵罐的正下方，其构成除了没有配置出渣口、液位传感器、旁通管、自控旁通阀，罐内不设上部挡渣活动筛板、底部挡渣筛板、聚气装置，22-进料口被28-清酒罐进口代替，再配上清酒出口（29）、排污口（30）外，其它配置均与A-自循环多能主酵罐相同；

所述的C-监控显示装置包括控制箱、控制显示器(31)及与其配套的装置；

所述的D-支架平台是一种带有或不带移动脚轮（32）和活动支脚（33）的可方便固定或移动本发明酿酒装置的支架平台；

所述的E-冷媒箱是一种固定于上述D-支架平台底部或其附近并可可随本发明成套酿酒装置整体一起移动的冷媒箱；

所述采用的一定的材料和工艺是指制造本装置所需的卫生级安全级材料和符合食品或制药工业装备标准的工艺，包括与物料直接接触的玻璃或/和304及其以上不锈钢及制造与其配套的符合相关标准的配附件与监控系统材料；

所述的一体化二联体葡萄酒酿造系统是指A-自循环多能主酵罐、B-多能后酵清酒储酒罐、与C-监控显示装置和D-支架平台及E-冷媒箱通过与其配套连接的管、线、阀、板、轮配附件与固定装置牢固联结为一体共同构成一套便于操控与使用的全密闭酿酒系统装置。

本发明发酵罐包括试验研究型、小型生产展示型、中型和大型生产装置；试验研究型装置可置于桌上或可移动可拆卸平台上，小型生产展示型装置可置于带有或不带移动脚轮（32）和活动支脚（33）的可移动可拆卸平台（支架平台（D））上（参见附图1），试验研究型和小型生产展示型装置的底部或其旁边均可直接配置一个冷媒箱（E），中型和大型生产装置则分层直接固定于地基或其它牢固支撑物上；试验研究型与中型和大型生产装置可根据实际需要按一定比例进行缩小或放大精制而成。

所述的聚气装置由上下两部分对接组成，其上部为上宽下窄的圆台形筒状结构，下部为圆柱形筒状结构，其最上缘与罐内壁密封焊接而成。

本发明装置上的23-密闭式液位计，其特征在于：所述的密闭式液位计不仅有液位显示功能，还具有可单独排空功能。

本发明装置上的CIP，SIP万向清洗消毒器（3），其特征在于：所述的CIP，SIP万向清洗消毒器（3）是内置的可移动可拆卸的。

本发明装置上的A-自循环多能主酵罐的异形底部，其特征在于：所述发酵罐的底部（201）是有一定倾角的斜坡形的设计（参见附图2），底部挡渣筛板水平置于其上，底部挡渣筛板的一端与出渣口（12）的下缘平齐。

本发明装置的主酵罐上的上部挡渣活动筛板、底部挡渣筛板，其特征在于：所述挡渣筛板均是可拆卸式的。

本发明装置上主酵罐上的进料口，其特征在于：所述进料口是一种带阀门的进料口，兼具出酒口功能。

本发明装置本身的布置方式为多层布置，优选为2层布置。

本发明所述的常压是指20℃下1个大气压，所述的低压生物反应器是指可耐受8个大气压的发酵装置。

本发明装置上设置的18-在线温度传感自动控制器，19-pH值在线传感器，20-在线酒度检测器，21-在线残糖检测器类监控装置，其特征在于：监控装置上的凡与物料直接接触的器件均耐高压蒸汽灭菌。

实际应用时，自原料从进料口进料后即可在自循环多能主酵罐中发酵，发酵完成后进入多能后酵清酒储酒罐陈酿澄清成熟后即得或供饮用或继续智能控温储藏的成品酒。本发明装置上阻菌呼吸控制器的设置既保证了主发酵罐的常压发酵的罐压不会增高，又能避免杂菌的侵染，同时，又可实现升压浸提与发酵；所设的密闭式液位计既可显示罐内液位的变化，还具有可单独排空功能，这样就不至于让进入液位管中的有可能氧化污染变质的酒液返回发酵罐而影响罐内酒液；温度传感自动控制器和米勒板或列管换热器及保温层的装配通过冷热介质的导入可以有效地对本发明多功能葡萄酒发酵罐进行自动双温调控，可实施全年无季节性的葡萄酒酿造或生产；内置的可移动可拆卸的CIP，SIP万向清洗消毒器能保证对设备罐管内的每一个角落进行清洗与消毒或杀菌；本发明装置上发酵罐的底部斜坡形结构和长方形出渣口设计既便于出渣又便于清洗（参见图2）；本装置发酵罐体内巧妙设置的上下挡渣筛板（网）都是可拆卸式的，进料口的中上位设置再加上可拆卸的上部挡渣活动筛板的安装从一开始就切断了在正常酿造带皮渣发酵红葡萄酒时果浆皮渣及发酵醪残渣浮至罐顶的可能性，在发酵过程中也不可能形成常规发酵产生的皮渣盖；在用果汁作原料酿造白葡萄酒不需要筛板时，又可轻易的把挡渣筛板（网）去掉，使罐内更加简洁，从而使发酵罐兼具储酒罐的功能。上中下位视镜的配置可随时观察罐内发酵过程的动态变化以利于对酿造过程进行有效的调控；发酵罐内集气装置与旁通管和自控旁通阀及液位传感器的设置为自动循环搅拌发酵实施温和而有效的搅拌循环以利于微生物的均匀分布和发酵的顺利进行提供了技术保障；发酵罐里下挡渣筛板的设置配上皮渣本身的滤饼作用不用再配任何过滤设备，也无需添加任何过滤澄清介质，仅需按照原料从主酵罐发酵再到多能后酵清酒储酒罐静置的工艺流程即可酿制出澄清透亮的美酒。

本发明装置的多能后酵清酒储酒罐上的阻菌呼吸控制器的设置，再加上温度、pH值、酒度、残糖的在线实时监控装置的安装，使本多功能发酵装置不仅具有智能储酒罐、澄清罐、陈酿罐的作用，还具有酿造产气起泡酒或香槟酒的功能。

自原料投入罐内开始至酿出成品酒，全程都在一密闭系统内进行，既能减少杂菌污染机会，又能防止传统常规生产方式的“跑冒滴漏”现象和酒品的过度氧化变质；既可酿造葡萄酒，又可酿造其它果酒；既适用于小规模酿造，又适用于大规模生产，还可用于学术研究；既能发酵，又能储酒；既能生产，又可展示与示范；既可双温调控，又可实现pH值、酒度、残糖的在线监控，所以，本发明发酵罐是一种真正地集多种功能为一体的葡萄酒酿造装置。

与现有技术相比，本发明具有的突出优点和有益效果如下：

1、在酿造带皮渣发酵葡萄酒时，从根本上杜绝了皮渣盖形成的可能性，再加上本发明发酵罐的可加压作用，可使色素和芳香等物质的浸提作用达到最大化；

2、三自一体——集自动循环搅拌发酵、自动过滤、自动澄清和多功能储酒装置为一体；依靠对发酵装置的巧妙设计，无需额外配置外置或内装搅拌循环装置和动力消耗就可使发酵自动启动和顺利进行，并且，也无需再配备过滤澄清和陈酿设备与介质就可酿出多种优质美酒，节能环保效益显著；

3、操作简便——本装置虽是进行分批发酵，但因全程密闭，工艺流程又短，所以，仅需一次清洗消毒，即可进行多批次长时间加工或生产，只要投料并及时排渣即可进行连续生产或酿造出成品，省时省力，效率明显提高；

4、一机多用——既可酿造静止葡萄酒，又可酿造起泡酒/香槟酒；无论是红葡萄酒、白葡萄酒还是其它果酒酿造，都可完美实现；本发明装置既可做发酵罐使用，亦可作贮酒罐使用；

5、集温度、pH值、酒度、残糖等多种重要发酵参数的在线实时监控于一体，可随时观察并掌握罐内发酵与储藏过程的动态变化以便对酿造过程进行有效的调控；

6、采用本发明装置能顺利酿造出口感柔顺、果香丰富、酒香浓郁、风格独特、典型性强、不含任何人工添加剂和防腐剂且保质期还长的健康理化卫生指标明显优于传统标准的纯天然自流酒。

以下结合附图对本发明做进一步说明和描述。

附图说明

图1为本发明装置的整体结构示意图；

图2为本发明中主酵罐的侧视图。

附图1中：1-上人孔，2、6、10-上中下视镜， 3- CIP，SIP万向清洗消毒器，4-上部挡渣活动筛板，5-液位传感器，7-聚气装置，8-旁通管，9-自控旁通阀，11-清液出口，12-出渣口，13-出酒口及排污口，14-底部挡渣筛板，15-罐底部热循环装置，16-取样阀，17-罐壁冷循环装置，18-在线温度传感自动控制器，19-pH值在线传感器，20-在线酒度检测器，21-在线残糖检测器，22-进料口，23-密闭式液位计，24-压力表，25-安全阀，26-呼吸控制器，27-备用阀。

附图2的标记及含义：201-发酵罐的斜坡形底部，12-出渣口， 14-底部挡渣筛板。

注：为简洁起见，多能后酵清酒储酒罐上与发酵罐上许多雷同配置不在一一标注，仅以示意图示之。

具体实施方式

如图1所示，本发明与传统或其它葡萄酒发酵罐的不同之处主要在于本发明装置是由置于上层的具斜坡形底部的A-自循环多能主酵罐，置于下层的B-多能后酵清酒储酒罐，用于固定或移动它们的D-支架平台及其上的C-监控显示装置和其下或旁置的E-冷媒箱及与其配套的连接、固定、运行操控用的管线阀板采用一定的材料和工艺精制而成的一种既可常压又能耐压的一体化二联体葡萄酒酿造系统；本系统的发酵罐在罐体高的2/3-4/5处安装一个可拆卸的筛板（网），筛板（网）是由筛孔直径为1-5mm的不锈钢板（网）制成，罐底也安装一个可拆卸的筛板（网），并把进料口设计在罐体偏上位置，而并未设置在罐顶或其它位置，同时，在罐体上还设计安装了能让发酵醪液上下循环流动的集气装置和旁通管与自控旁通阀和液位传感器，这样，就能让该系统在无需任何动力搅拌装置和能耗条件下即可实施发酵醪液的上下循环流动；并且，还不会有皮渣盖的形成。本发明装置上发酵罐的底部斜坡形结构和长方形出渣口设计既便于出渣又便于清洗（参见图2）。

实际工作时，根据酿造酒种的不同，可把可拆卸的筛板（网）安装在罐体上或从罐体上拆卸下来，把其它配套部件都全部安装完好，从进料口进料，进料完毕，然后，启动发酵，在发酵全程中，葡萄皮渣（若有的话）都是完全浸没在醪液中的。该发酵罐无需任何搅拌动力消耗，清洁、无污染；无机械传动装置和其它运动部件，因此也无泄漏，使用操作及维护保养相当方便。当发酵进行到一定时间，集气装置内会积聚大量二氧化碳等气体致使液位上升至触碰到液位传感器时，旁通阀即自动打开，气体上升去冲击上层的醪液或皮渣，接着液位就下降，然后，随着发酵的进行，液位再上升然后下降，在发酵进入高峰时期，平均每12-15分钟即可完成一个升降搅拌大循环，自动搅拌效果非常明显，如此循环，就可使发酵醪液上下循环流动以实现对发酵醪液温和而有效的搅拌以利于微生物的均匀分布和发酵的顺利进行，直至发酵终止完成。

实际应用效果

采用本发明的260L装置系统分别用红葡萄、白葡萄、石榴（去皮）为原料进行酿酒试验，每种原料各投料5批，210Kg/批，没有一批失败，均能顺利酿造出口感柔顺、果香丰富、酒香浓郁、风格独特、典型性强、不含任何人工添加剂和防腐剂且保质期还长的健康理化卫生指标明显优于传统标准的纯天然自流酒。

以上所述实施例仅仅是对本发明技术方案的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种新型多功能葡萄酒发酵装置，其特征在于：该发酵装置是由置于上层的具斜坡形底部的A-自循环多能主酵罐，置于下层的B-多能后酵清酒储酒罐，用于固定或移动它们的D-支架平台及其上的C-监控显示装置和其下或旁置的E-冷媒箱及与其配套的连接、固定、运行操控用的管线阀板采用一定的材料和工艺精制而成的一种既可常压又能耐压发酵的一体化二联体葡萄酒酿造系统；

其中，所述的A-自循环多能主酵罐上设有如附图1所示的1-上人孔，2、6、10-上中下视镜， 3- CIP，SIP万向清洗消毒器，4-上部挡渣活动筛板，5-液位传感器，7-聚气装置，8-旁通管，9-自控旁通阀，11-清液出口，12-出渣口，13-出酒口及排污口，14-底部挡渣筛板，15-罐底部热循环装置，16-取样阀，17-罐壁冷循环装置，18-在线温度传感自动控制器，19-pH值在线传感器，20-在线酒度检测器，21-在线残糖检测器，22-进料口，23-密闭式液位计，24-压力表，25-安全阀，26-呼吸控制器，27-备用阀；

所述的B-多能后酵清酒储酒罐垂直置于上述A-自循环多能主发酵罐的正下方，其构成除了没有配置出渣口、液位传感器、旁通管、自控旁通阀，罐内不设上部挡渣活动筛板、底部挡渣筛板、聚气装置，22-进料口被28-清酒罐进口代替，再配上清酒出口（29）、排污口（30）外，其它配置均与A-自循环多能主酵罐相同；

所述的C-监控显示装置包括控制箱、控制显示器(31)及与其配套的装置；

所述的D-支架平台是一种带有或不带移动脚轮（32）和活动支脚（33）的可方便固定或移动本发明酿酒装置的支架平台；

所述的E-冷媒箱是一种固定于上述D-支架平台底部或其附近并可可随本发明成套酿酒装置整体一起移动的冷媒箱；

所述采用的一定的材料和工艺是指制造本装置所需的卫生级安全级材料和符合食品或制药工业装备标准的工艺，包括与物料直接接触的玻璃或/和304及其以上不锈钢及制造与其配套的符合相关标准的配附件与监控系统材料；

所述的一体化二联体葡萄酒酿造系统是指A-自循环多能主酵罐、B-多能后酵清酒储酒罐、与C-监控显示装置和D-支架平台及E-冷媒箱通过与其配套连接的管、线、阀、板、轮配附件与固定装置牢固联结为一体共同构成一套便于操控与使用的全密闭酿酒系统装置。

2.根据权利要求1所述的一种新型多功能葡萄酒发酵装置，其特征在于：本发明发酵装置包括试验研究型、小型生产展示型、中型和大型生产装置；试验研究型装置可置于桌上或可移动可拆卸平台上，小型生产展示型装置可置于带有或不带移动脚轮（32）和活动支脚（33）的可移动可拆卸平台（支架平台（D））上，试验研究型和小型生产展示型装置的底部均可直接配置一个冷媒箱（E），中型和大型生产装置则分层直接固定于地基或其它牢固支撑物上，冷媒箱则置于其附近；试验研究型与中型和大型生产装置可根据实际需要按一定比例进行缩小或放大精制而成。

3.根据权利要求1所述的本发明装置上的聚气装置，其特征在于：所述的聚气装置由上下两部分对接组成，其上部为上宽下窄的圆台形筒状结构，下部为圆柱形筒状结构，其最上缘与罐内壁密封焊接而成。

4.根据权利要求1所述的本发明装置上的CIP，SIP万向清洗消毒器（3），其特征在于：所述的CIP，SIP万向清洗消毒器（3）是内置的可移动可拆卸的。

5.根据权利要求1所述的本发明装置上的A-自循环多能主酵罐的具斜坡形底部，其特征在于：所述主酵罐的底部（201）是有一定倾角的斜坡形的设计，底部挡渣筛板水平置于其上，底部挡渣筛板的一端与出渣口（12）的下缘平齐。

6.根据权利要求1所述的本发明装置的主酵罐上的上部挡渣活动筛板、底部挡渣筛板，其特征在于：所述挡渣筛板均是可拆卸式的。

7.根据权利要求1所述的本发明装置上主酵罐上的进料口，其特征在于：所述的进料口是一种带阀门的进料口，兼具出酒口功能。

8.根据权利要求1和2所述的一种新型多功能葡萄酒发酵装置的布置方式，其特征在于：本发明装置本身的布置方式为多层布置，优选为2层布置。

9.根据权利要求1所述的既可常压又能耐压的一体化二联体葡萄酒酿造系统，其特征在于：本发明所述的常压是指20℃下1个大气压，所述的能耐压是指可耐受8个大气压的发酵装置。

10.根据权利要求1所述的本发明装置上设置的18-在线温度传感自动控制器，19-pH值在线传感器，20-在线酒度检测器，21-在线残糖检测器类监控装置，其特征在于：监控装置上的凡与物料直接接触的器件均耐高压蒸汽灭菌。