CN110564576A - 一种啤酒冷冻浓缩系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种啤酒冷冻浓缩系统及方法，包括平衡罐，供料泵，刮板换热器，循环泵，重结晶罐，冲洗柱，融冰换热器，其设有第七入料口和第七出料口；啤酒通过第一入料口进入啤酒冷冻浓缩系统，第一出料口与第一输入端通过管道相连，第一输出端与第二输入端通过管道相连，第二输出端与第三入料口通过管道相连，第二出料口与第四入料口通过管道相连，第三出料口与第二输入端通过管道相连，第三出料口与第二输入端之间的管道上设置有啤酒输出管；第四出料口与第五入料口通过管道相连，第五出料口与第二入料口通过管道相连，第六出料口和第七入料口通过管道相连，第七出料口与第六入料口通过管道相连；刮板换热器和融冰换热器均配置有制冷机组。
Description
技术领域
本发明涉及浓缩啤酒技术领域，尤其涉及一种啤酒冷冻浓缩系统及方法。
背景技术
由于啤酒生产设备的特殊性，啤酒生产糖化麦汁时的麦汁浓度往往不能太高，一般10°P-12°P左右，最高16°P时就很难正常糖化生产获取麦汁，同时由于酵母的特性不同，即酵母耐酒精程度的不同，正常生产制备的啤酒的酒精含量最高一般为5％(V/V)，随着人们物质文化消费的不断提高，传统的由高浓度啤酒稀释为低浓度啤酒的做法越来越不受人们接纳，而新鲜、健康、营养并独具特色的精酿啤酒日益受到人们的青睐，为了开发特色啤酒，提高啤酒中的酒精浓度及香气组合，开发一种提高啤酒中酒精浓度和香气组合的啤酒浓缩系统及方法极为必要。
发明内容
本发明的目的在于提一种啤酒冷冻浓缩系统及方法，通过该系统及方法可生产冰馏烈性啤酒，拥有特殊香味和口感，差异化明显，满足日益个性化的消费观。所谓冰溜，指的就是将成熟酒液放置于冰点温度，使之产生冷浑浊(冰晶、蛋白质等)，然后去除冷固物，从而生产出酒精度数更高，口味更浓醇的啤酒。此方法可以被多次重复，增加酒精度，最终制得冰馏烈性啤酒。
本发明提供一种啤酒冷冻浓缩系统，包括：
平衡罐，其设有第一入料口、第二入料口和第一出料口；
供料泵，其具有第一输入端和第一输出端；
刮板换热器，其设有第三入料口和第二出料口；
循环泵，其具有第二输入端和第二输出端；
重结晶罐，其设有第四入料口、第三出料口和第四出料口；
冲洗柱，其设有第五入料口、第六入料口、第五出料口和第六出料口；
融冰换热器，其设有第七入料口和第七出料口；
啤酒通过所述第一入料口进入所述啤酒冷冻浓缩系统，所述第一出料口与所述第一输入端通过管道相连，所述第一输出端与所述第二输入端通过管道相连，所述第二输出端与所述第三入料口通过管道相连，所述第二出料口与所述第四入料口通过管道相连，所述第三出料口与所述第二输入端通过管道相连，所述第三出料口与所述第二输入端之间的管道上设置有啤酒输出管；所述第四出料口与所述第五入料口通过管道相连，所述第五出料口与第二入料口通过管道相连，所述第六出料口和所述第七入料口通过管道相连，所述第七出料口与所述第六入料口通过管道相连；
所述刮板换热器、所述重结晶罐和所述融冰换热器均配置有制冷机组。
优选的，所述刮板换热器、所述重结晶罐和所述冲洗柱均配置有搅拌器。
优选的，所述第七出料口与所述第六入料口之间设置有水循环泵，所述水循环泵具有第三输入端和第三输出端；所述第七出料口与所述第三输入端通过管道相连，所述水循环泵的第三输出端与所述第六入料口通过管道相连。
优选的，所述平衡罐和所述重结晶罐分别设置有第一通孔和第二通孔，外部二氧化碳通过管道和所述第一通孔进入所述平衡罐，外部二氧化碳和脱氧水通过管道和所述第二通孔进入所述重结晶罐内。
优选的，所述平衡罐配置有第一压力指示器和液位指示器；所述第一输出端与所述第二输入端之间的管道上设置有压力传感器；所述第二出料口与所述第四入料口之间的管道上设置有第一温度传感器；所述重结晶罐配置有第二压力指示器和导电换能器；所述第三出料口和所述啤酒输出管之间设置有温度指示器；所述第七出料口与所述第三输入端之间的管道上设置有第三压力指示器和第二温度传感器。
优选的，所述第一入料口与外部啤酒输入管道之间设置有手动阀；所述第二出料口和所述第四入料口之间的管道上设置有第一自动阀；所述第三出料口和所述温度指示器之间设置有第二自动阀；所述第四出料口和所述第五入料口之间的管道上设置有第四自动阀；所述第五出料口和所述第二入料口之间设置有第五自动阀。
优选的，所述第三出料口和所述第二自动阀之间的管道上开设有预留管道，所述预留管道上设置有第三自动阀。
本发明还提供一种啤酒冷冻浓缩系统的啤酒冷冻浓缩的方法，包括以下步骤，
S100：将0℃的啤酒输送至平衡罐内；
S200：利用供料泵将平衡罐内的啤酒输送至刮板换热器中，啤酒在制冷机组的激冷下产生冰晶，利用刮板换热器内的搅拌器刮去刮板换热器内表面的冰晶，使啤酒冷却至-4℃；
S300：将步骤S200得到的啤酒和冰晶送至重结晶罐中，在重结晶罐内的搅拌器搅动以及在制冷机组的激冷下的冰晶成长为冰块；
S400：将步骤S300得到的部分冰块和部分啤酒送至冲洗柱中，进行冰块和啤酒的分离；分离后冰块进入融冰换热器中融化；分离后的啤酒送至平衡罐内；
S500：通过循环泵使步骤S300得到的部分啤酒在刮板换热器和重结晶罐中循环，浓缩的啤酒在冰点温度下通过啤酒输出管送出啤酒冷冻浓缩系统。
优选的，步骤S500中所述冰点温度设置为-10℃。
优选的，步骤S400中融化后的一部分水经水循环泵循环用于冲洗柱，另一部分水排出啤酒冷冻浓缩系统。
与现有技术相比，本发明提供的技术方案具有以下优势：
1、生产的啤酒洒休更洁亮透明，口味更纯正、更柔和、,淡雅而清爽，无异味异臭，适合现代人对大自然的追求。
2、酒精含量较高,酒体更醇厚,口感更丰满。
3、啤酒的非生物稳定性得到进一步改善,保质期得以延长。
4、纯冰在融冰换热器中融化，部分水循环用于冲洗柱，减少了废水产生。
附图说明
图1为本发明的啤酒冷冻浓缩系统结构框图；
附图标号：1-第一入料口，2-第二入料口，3-第一出料口，4-第三入料口，5-第二出料口，6-第四入料口，7-第三出料口，8-第四出料口，9-第五入料口，10-第六入料口，11-第五出料口，12-第六出料口，13-第七入料口，14-第七出料口，15-啤酒输出管，16-搅拌器，17-第一通孔，18-第二通孔，19-第一压力指示器，20-液位指示器，21-压力传感器，22-第一温度传感器，23-第二压力指示器，24-导电换能器，25-温度指示器，26-第三压力指示器，27-第二温度传感器，28-手动阀，29-第一自动阀，30-第二自动阀，31-第四自动阀，32-第五自动阀，33-预留管道，34-第三自动阀。
具体实施方式
下面结合具体实施例来对本发明进行进一步说明，但并不将本发明局限于这些具体实施方式。本领域技术人员应该认识到，本发明涵盖了权利要求书范围内所可能包括的所有备选方案、改进方案和等效方案。
如图1，本发明展示了一种啤酒冷冻浓缩系统，包括平衡罐，其设有第一入料口1、第二入料口2和第一出料口3；供料泵，其具有第一输入端和第一输出端；刮板换热器，其设有第三入料口4和第二出料口5；循环泵，其具有第二输入端和第二输出端；重结晶罐，其设有第四入料口6、第三出料口7和第四出料口8；冲洗柱，其设有第五入料口9、第六入料口10、第五出料口11和第六出料口12；融冰换热器，其设有第七入料口13和第七出料口14；啤酒通过所述第一入料口1进入所述啤酒冷冻浓缩系统，所述第一出料口3与所述第一输入端通过管道相连，所述第一输出端与所述第二输入端通过管道相连，所述第二输出端与所述第三入料口4通过管道相连，所述第二出料口5与所述第四入料口6通过管道相连，所述第三出料口7与所述第二输入端通过管道相连，所述第三出料口7与所述第二输入端之间的管道上设置有啤酒输出管15；所述第四出料口8与所述第五入料口9通过管道相连，所述第五出料口11与第二入料口2通过管道相连，所述第六出料口12和所述第七入料口13通过管道相连，所述第七出料口14与所述第六入料口10通过管道相连；所述刮板换热器、所述重结晶罐和所述融冰换热器均配置有制冷机组。
其中制冷机组为氟利昂压缩机。
其中平衡罐接收来自冲洗柱和外部的啤酒并向刮板化热器提供啤酒，同时平衡罐还起着平衡啤酒冷冻浓缩系统压力的作用。供料泵用于将平衡罐内的啤酒输送至刮板换热器内。刮板换热器以及配置的制冷机组用于将啤酒冷却并结成小冰晶。重结晶罐及其制冷机组用于将刮板换热器内结成的小冰晶制冷结成更大的冰块。冲洗柱用于将重结晶罐内的啤酒和冰块分离。
进一步地，所述刮板换热器、所述重结晶罐和所述冲洗柱均配置有搅拌器16。
其中刮板换热器内的搅拌器16用于将刮板换热器内表面的冰晶刮去，冰晶掉入啤酒中进一步降低啤酒的温度，同时冰晶被啤酒带入重结晶罐内；重结晶罐内的搅拌器16是为了促进重结晶罐内的冰晶成长为冰块；冲洗柱内的搅拌器16促进冰块和啤酒的分离。
进一步地，所述第七出料口14与所述第六入料口10之间设置有水循环泵，所述水循环泵具有第三输入端和第三输出端；所述第七出料口14与所述第三输入端通过管道相连，所述水循环泵的第三输出端与所述第六入料口10通过管道相连。纯冰在融冰换热器中融化，经水循环泵抽回至冲洗柱内，循环用于冲洗柱。
进一步地，所述平衡罐和所述重结晶罐分别设置有第一通孔17和第二通孔18，外部二氧化碳通过管道和所述第一通孔17进入所述平衡罐，外部二氧化碳和脱氧水通过管道和所述第二通孔18进入所述重结晶罐内。
啤酒冷却浓缩系统运行时，向平衡罐内通入二氧化碳控制平衡罐内的气压；向重结晶罐内通入脱氧水和二氧化碳，防止啤酒被空气氧化。
进一步地，所述平衡罐配置有第一压力指示器19和液位指示器20；所述第一输出端与所述第二输入端之间的管道上设置有压力传感器21；所述第二出料口5与所述第四入料口6之间的管道上设置有第一温度传感器22；所述重结晶罐配置有第二压力指示器23和导电换能器24；所述第三出料口7和所述啤酒输出管15之间设置有温度指示器25；所述第七出料口14与所述第三输入端之间的管道上设置有第三压力指示器26和第二温度传感器27。
其中第一压力指示器19和液位指示器20分别用于显示平衡管内的气压值和液位值；压力传感器21用于检测第一输出端和第二输入端之间的管道的压力；第一温度传感器22用于检测第二出料口5和第四出料口8之间管道的温度值，通过该温度值判断刮板换热器是否正常工作；第二压力指示器23用于显示重结晶罐内的压力，导电换能器24用于检测重结晶罐内啤酒溶液导电性。温度指示器25，用于显示从第三出料口7出来的啤酒的温度；当啤酒温度为冰点温度或低于冰点温度则送出啤酒冷却浓缩系统；第二温度传感器27用于显示融冰换热器排除的纯水的温度，第三压力指示器26用于显示水循环泵和融冰换热器之间管道的压力。
进一步地，所述第一入料口1与外部啤酒输入管道之间设置有手动阀28；所述第二出料口5和所述第四入料口之间的管道上设置有第一自动阀29；所述第三出料口7和所述温度指示器25之间设置有第二自动阀30；所述第四出料口8和所述第五入料口之间的管道上设置有第四自动阀31；所述第五出料口11和所述第二入料口之间设置有第五自动阀32。
进一步地，所述第三出料口7和所述第二自动阀30之间的管道上开设有预留管道33，所述预留管道33上设置有第三自动阀33。
本发明还提供了一种啤酒冷冻浓缩方法，包括以下步骤，
S100：将0℃的啤酒输送至平衡罐内；
S200：利用供料泵将平衡罐内的啤酒输送至刮板换热器中，啤酒在制冷机组的激冷下产生冰晶，利用刮板换热器内的搅拌器16刮去刮板换热器内表面的冰晶，使啤酒冷却至-4℃；
S300：将步骤S200得到的啤酒和冰晶送至重结晶罐中，在重结晶罐内的搅拌器16搅动以及在制冷机组的激冷下的冰晶成长为冰块；
S400：将步骤S300得到的部分冰块和部分啤酒送至冲洗柱中，进行冰块和啤酒的分离；分离后冰块进入融冰换热器中融化；分离后的啤酒送至平衡罐内；
S500：通过循环泵使步骤S300得到的部分啤酒在刮板换热器和重结晶罐中循环，浓缩的啤酒在冰点温度下通过啤酒输出管15送出啤酒冷冻浓缩系统。
更具体的，步骤S500中所述冰点温度设置为-10℃。
其中，步骤S400中融化后的一部分水经水循环泵循环用于冲洗柱，另一部分水排出啤酒冷冻浓缩系统。
其中0℃的啤酒在刮板换热器中在制冷机组的激冷下产生10～50um的冰晶，并在重结晶罐中，小冰晶成长为500um的冰块。
使用上述方法和系统生产的啤酒，可达到如下效果。进入啤酒冷却浓缩系统的啤酒进口酒精度为8～9％，出口酒精度为15％。
本领域技术人员应理解，上述描述以及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的功能及结构原理，在不悖离上述展示的原则下可任意修改。
Claims (10)
1.一种啤酒冷冻浓缩系统，其特征在于：包括
平衡罐，其设有第一入料口(1)、第二入料口(2)和第一出料口(3)；
供料泵，其具有第一输入端和第一输出端；
刮板换热器，其设有第三入料口(4)和第二出料口(5)；
循环泵，其具有第二输入端和第二输出端；
重结晶罐，其设有第四入料口(6)、第三出料口(7)和第四出料口(8)；
冲洗柱，其设有第五入料口(9)、第六入料口(10)、第五出料口(11)和第六出料口(12)；
融冰换热器，其设有第七入料口(13)和第七出料口(14)；
啤酒通过所述第一入料口(1)进入所述啤酒冷冻浓缩系统，所述第一出料口(3)与所述第一输入端通过管道相连，所述第一输出端与所述第二输入端通过管道相连，所述第二输出端与所述第三入料口(4)通过管道相连，所述第二出料口(5)与所述第四入料口(6)通过管道相连，所述第三出料口(7)与所述第二输入端通过管道相连，所述第三出料口(7)与所述第二输入端之间的管道上设置有啤酒输出管(15)；所述第四出料口(8)与所述第五入料口(9)通过管道相连，所述第五出料口(11)与第二入料口(2)通过管道相连，所述第六出料口(12)和所述第七入料口(13)通过管道相连，所述第七出料口(14)与所述第六入料口(10)通过管道相连；
所述刮板换热器、所述重结晶罐和所述融冰换热器均配置有制冷机组。
2.根据权利要求1所述的一种啤酒冷冻浓缩系统，其特征在于：所述刮板换热器、所述重结晶罐和所述冲洗柱均配置有搅拌器(16)。
3.根据权利要求1所述的一种啤酒冷冻浓缩系统，其特征在于：所述第七出料口(14)与所述第六入料口(10)之间设置有水循环泵，所述水循环泵具有第三输入端和第三输出端；所述第七出料口(14)与所述第三输入端通过管道相连，所述水循环泵的第三输出端与所述第六入料口((10))通过管道相连。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种啤酒冷冻浓缩系统，其特征在于：所述平衡罐和所述重结晶罐分别设置有第一通孔(17)和第二通孔(18)，外部二氧化碳通过管道和所述第一通孔(17)进入所述平衡罐，外部二氧化碳和脱氧水通过管道和所述第二通孔(18)进入所述重结晶罐内。
5.根据权利要求4所述的一种啤酒冷冻浓缩系统，其特征在于：所述平衡罐配置有第一压力指示器(19)和液位指示器(20)；所述第一输出端与所述第二输入端之间的管道上设置有压力传感器(21)；所述第二出料口(5)与所述第四入料口(6)之间的管道上设置有第一温度传感器(22)；所述重结晶罐配置有第二压力指示器(23)和导电换能器(24)；所述第三出料口(7)和所述啤酒输出管(15)之间设置有温度指示器(25)；所述第七出料口(14)与所述第三输入端之间的管道上设置有第三压力指示器(26)和第二温度传感器(27)。
6.根据权利要求5所述的一种啤酒冷冻浓缩系统，其特征在于：所述第一入料口(1)与外部啤酒输入管道之间设置有手动阀(28)；所述第二出料口(5)和所述第四入料口(8)之间的管道上设置有第一自动阀(29)；所述第三出料口(7)和所述温度指示器(25)之间设置有第二自动阀(30)；所述第四出料口(8)和所述第五入料口(9)之间的管道上设置有第四自动阀(31)；所述第五出料口(11)和所述第二入料口(2)之间设置有第五自动阀(32)。
7.根据权利要求6所述的一种啤酒冷冻浓缩系统，其特征在于：所述第三出料口(7)和所述第二自动阀(30)之间的管道上开设有预留管道(33)，所述预留管道上设置有第三自动阀(34)。
8.一种用于权利要求1-7中任一项所述的啤酒冷冻浓缩系统的啤酒冷冻浓缩的方法，其特征在于：包括以下步骤，
S100：将0℃的啤酒输送至平衡罐内；
S200：利用供料泵将平衡罐内的啤酒输送至刮板换热器中，啤酒在制冷机组的激冷下产生冰晶，利用刮板换热器内的搅拌器(16)刮去刮板换热器内表面的冰晶，使啤酒冷却至-4℃；
S300：将步骤S200得到的啤酒和冰晶送至重结晶罐中，在重结晶罐内的搅拌器(16)搅动以及在制冷机组的激冷下的冰晶成长为冰块；
S400：将步骤S300得到的部分冰块和部分啤酒送至冲洗柱中，进行冰块和啤酒的分离；分离后冰块进入融冰换热器中融化；分离后的啤酒送至平衡罐内；
S500：通过循环泵使步骤S300得到的部分啤酒在刮板换热器和重结晶罐中循环，浓缩的啤酒在冰点温度下通过啤酒输出管送出啤酒冷冻浓缩系统。
9.根据权利要求8所述的一种啤酒冷冻浓缩的方法，其特征在于：步骤S500中所述冰点温度设置为-10℃。
10.根据权利要求8所述的一种啤酒冷冻浓缩的方法，其特征在于：步骤S400中融化后的一部分水经水循环泵循环用于冲洗柱，另一部分水排出啤酒冷冻浓缩系统。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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