CN110591848A - 一种家用精酿啤酒机及酿啤酒方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种家用精酿啤酒机及酿啤酒方法，该装置包括发酵罐，发酵罐设有投料口和啤酒出料口，其特征在于该装置还包括：制冷系统；压力测试装置；氧气加入装置；排气装置；进水装置；出酒阀；在线实时检测糖度计；加热器；排污装置；该酿啤酒方法包括设备清洗、设备消毒、自动发酵、发酵后清洗、消毒步骤。本发明可以对调配好的糖浆进行自动酿啤酒工作，主要适用于家庭酿制啤酒工作，方便快捷，而且自动化程度高，酿酒储酒一体，提高了设备的利用率，节约了成本。

Description

一种家用精酿啤酒机及酿啤酒方法

技术领域

本发明涉及家用酿造技术领域，具体地说是一种家用精酿啤酒机及酿啤酒方法。

背景技术

随着人们生活水平的提高，家用咖啡机、家用酿啤酒机等设备已经广泛的被家庭所接纳，完成了在家就能制作咖啡、啤酒等饮料。现有市面上的部分家用精酿啤酒机的工作原理是采用配置好的糖浆作为原材料，替代了传统的过程繁杂的大麦芽糖化过程,直接对稀释完成的糖浆进行发酵来酿造啤酒并储酒。但是现有的家酿啤酒设备，操作过于繁杂，自动化程度较低，而且整个酿造过程的数据记录不完整，不利于发现异常情况及问题解决。同时，现有的家酿设备需要多次取样测试糖度值，会造成较多的浪费，而且数据量普遍偏少，多次的取样测试也容易对酿造的啤酒也容易造成污染。

现有的家酿设备多数采用夹层冷媒制冷或者盘管制冷的形式，夹层冷媒制冷由于需要额外的冷媒储罐及冷媒液，设备体型较大，不占优势；盘管制冷能够减少空间的占用，但是制冷接触面积偏低，且盘管直接制冷时接触面易出现结冰的现象，从而导致最终酒样的酒精度、口感等与工艺设计值相差较大。

总而言之，现有的家用精酿啤酒机存在诸多不足，自动化程度也不高，酿造的啤酒酒精度和口感得不到良好的控制，亟需得到改进。尤其酿酒是一项技术要求较高的工作，普通的消费者一般没有足够的技术来执行，而且现有的家用啤酒机无法解决酿酒过程中的技术问题，也不能实现酿造的自动化、数据化。

发明内容

为了解决以上的问题，本发明提供了一种家用精酿啤酒机及酿啤酒方法。

本发明的技术方案是: 一种家用精酿啤酒机，包括发酵罐，发酵罐设有投料口和啤酒出料口，该装置还包括：

制冷系统，该制冷系统包括制冷部分和内循环部分，制冷部分包括压缩机制冷设备和盘设于发酵罐上的冷却盘管，冷却盘管传导热量对发酵罐内的样本溶液进行制冷；内循环部分包括循环泵和内循环管路，促使样本溶液循环流动；

压力测试装置，压力测试装置包括气压传感器，实时监测发酵罐内的气压；

氧气加入装置，该氧气加入装置实现对发酵罐内加氧；

排气装置，用于发酵罐内气压过高时，实现排气工作；

进水装置，该进水装置实现对发酵罐内加水；

出酒阀，该出酒阀与啤酒出料口相连，实现成品啤酒出料；

在线实时检测糖度计，该装置包括取样腔、背光板、摄像头，实现取样腔内自动取样，并通过摄像头实时读取检测到的样本溶液的糖度值；

加热器，实现对发酵罐内的样本溶液加热；

排污装置，位于发酵罐的底部，通过该排污装置，实现对发酵罐内的污水或食物残渣的排泄工作；

罐内温度传感器，用于实时检测发酵罐内温度。

优选的，所述的冷却盘管盘设于所述的发酵罐的罐体周围，冷却盘管与所述压缩机制冷设备连接；所述的内循环管路包括从发酵罐罐体上延伸出来的循环管道，该循环管道的两端均与所述发酵罐的内部连接，一端为循环出口，另一端为循环进口，该循环管道上设有循环泵；该循环管道上还设有与在线实时检测糖度计的取样腔相连的管路，并设有循环电磁阀切换样本溶液的流向，；所述的冷却盘管直接盘设在所述发酵罐的外部，发酵罐和冷却盘管的外部一起包裹有保温材料，冷却盘管与发酵罐外部直接贴在一起，通过冷却盘管给发酵罐罐体进行冷却工作，在他们的外部包裹有保温材料是为了起到保温效果。

优选的，所述的氧气加入装置包括氧气泵，所述的氧气泵上连接有加氧电磁阀；所述的排气装置包括自动排气装置和手动排气装置，自动排气装置包括排气电磁阀，手动排气装置包括机械泄压阀，所述的自动排气装置和手动排气装置的末端与所述的排污装置连接；该装置还设有喷头，喷头从进水装置处引水，实现清洗工作；所述的进水装置上连接有进水电磁阀；所述的排污装置上连接有电动阀，实现排污工作。

优选的，该装置还包括气液组装件，所述的压力测试装置、氧气加入装置、排气装置、进水装置均连接在所述的气液组装件上，所述的气液组装件的另一端与发酵罐的罐体内部连接。

作为进一步优选的，该装置还包括二氧化碳加入装置，二氧化碳加入装置实现对发酵罐内加二氧化碳；该二氧化碳加入装置与气液组装件连接，或者直接与所述的发酵罐罐体连接。

优选的，该装置还包括液位传感器和环境温度传感器；所述的出酒阀与啤酒出料口之间设有出口流量传感器，所述的进水装置设有进水流量传感器，；所述的投料口设有可开启和封闭盖体，所述的盖体上还设有安全阀。

优选的，所述的在线实时检测糖度计包括棱镜、折射镜头组、目镜、取样腔、背光板和摄像头，所述的取样腔设于棱镜前端，容纳需要检测的样本溶液，所述的取样腔设有样本溶液进口和样本溶液出口，需要检测的样本溶液从样本溶液进口流入到取样腔内，从样本溶液出口处流出，实现自动取样；背光板设于取样腔的上方，朝向取样腔，为取样腔提供折射的光源；摄像头设于目镜的后端，正对目镜的观察孔，读取实时检测到的样本溶液的糖度值。

作为进一步优选的，所述的样本溶液进口设于所述取样腔的前端，所述的样本溶液出口设于所述取样腔的上端；所述的样本溶液进口的水平位置不高于所述棱镜的中心水平高度，所述的样本溶液出口位于取样腔的上端，且靠近棱镜的一端；该装置的外部设有固定座，所述的折射镜头组的外部设有镜筒，棱镜设于镜筒的前端，目镜设于镜筒的后端，棱镜的中心、折射镜头组的中心、目镜的中心和摄像头的中心位于同一中心线上，且所述的镜筒和摄像头通过固定装置固定于所述的固定座上。

优选的，该装置还包括控制系统，控制系统包括控制器、信号输入端、指令执行端和通信单元，信号输入端、指令执行端和通信单元均与控制器电性连接，所述的信号输入端包括罐内温度传感器、环境温度传感器、气压温度传感器、出口流量传感器、进水流量传感器、摄像头和液位传感器；所述的指令执行端包括连接于进水装置上的进水电磁阀、氧气泵上的加氧电磁阀、排气装置上的排气电磁阀、加热器、压缩机制冷设备、电动阀、氧气泵、循环泵；加热器、压缩机制冷设备、电动阀、氧气泵、循环泵和液位传感器均设有与他们各自相接的继电器，所述的控制器分别与这些继电器连接；所述的通信单元包括WIFI模块和人机交互单元，WIFI模块用于上传信号数据至外部服务器和下发工艺文件，人机交互单元为可以读取各个传感器向控制器传输的数据，并可以向控制器发送指令信号。

一种自动酿啤酒方法，其特征在于包括以下几个步骤：

A、 设备的清洗，执行清洗流程时，控制器自动开启底部电动阀进行排污，用户再用配制的喷头及清洗工具进行清洗工作，用户确认清洗完成，结束清洗后，控制器自动关闭底部电动阀，清洗流程完成；

B、 设备的消毒，消毒前应确保进水和出水连接完成并畅通，控制器依据程序设定自动加水，依据进水流量传感器数据，到设定值时自动停止加水，开启加热器及循环泵，依据罐内温度传感器反馈数据，温度至设定值时停止加热并提示出酒阀消毒，出酒阀消毒需要人工打开出酒阀，依据出口流量传感器数据，到设定值时自动打开底部电动阀进行排水，并提示用户可以结束出酒阀，排水过程以设置时间做为执行依据，时间到后自动关闭底部电动阀，消毒流程完成；

C、 发酵流程，发酵流程的执行依据用户选择的发酵工艺，工艺文件需要通过服务器下发至控制器，发酵过程主要分为四个阶段：启发点检测阶段、前发酵阶段、后发酵阶段、储酒阶段；

D、 启发点检测阶段：将稀释好的糖浆溶液从投料口加入到发酵罐后，在人机交互单元上选择“发酵流程”，控制器开启压缩机制冷设备工作，进行自动降温，到达预设温度范围18-25℃后，提示用户投放酵母，用户投放完成后在人机交互单元上确认投放；控制器自动打开氧气泵，为发酵罐内充氧气，依据气压传感器数据，达到设定值0.04-0.08MPa时，控制器关闭氧气泵；此后发酵罐内气压缓慢变小或基本不变，待酵母复活开始工作后，发酵罐内气压会较明显上升，气压的增值达到设置值0.01-0.02MPa后，启发点检测成功，控制器自动打开排气电磁阀进行排气至设定值0.01-0.02MPa时自动关闭，进入前发酵阶段；

E、 前发酵阶段，酵母复活工作，能将原料中的各类糖转化为酒精和二氧化碳；该阶段依据糖度值进行主控制，同时在该阶段时间内，控制器依据工艺要求自动控制温度及气压在设定范围内，前发酵阶段分常压发酵和保压发酵，发酵阶段温度控制在18-25℃，常压发酵气压控制在0.01-0.02MPa，时间1-3天，保压发酵阶气压上限为0.15MPa，时间5-7天，在发酵过程中，样本溶液的糖度会下降，同时酒精度会上升，当糖度下降到2-4左右并保持一段时间不变后，表示前发酵阶段完成，自动降温进入后发酵阶段；

F、 后发酵阶段，是啤酒的熟成阶段，是其口感、风味形成的重要时期。该阶段依据时间进行主控制，同时在该阶段时间内，控制器依据工艺要求自动控制温度及气压在设定范围内，温度控制在5-10℃，气压控制在0.15MPa以下，时间设定在5-7天，时间到达后自动进入到储酒阶段；

G、 储酒阶段，控制器依据工艺要求自动控制温度及气压在设定范围内，储酒阶段，温度控制在2-5℃，气压控制在0.15MPa以下，制冷系统制冷控制温度，发酵罐内气压如有下降，手动开启二氧化碳加入装置，增加发酵罐内气压；储酒阶段时即可打酒品尝，依据出口流量传感器数据，可以换算为发酵罐内剩余酒量；

H、 发酵后清洗、消毒，步骤同A、B。

本发明的有益效果为：本发明可以进行自动酿啤酒工作，主要适用于家庭酿制啤酒工作，方便快捷，而且自动化程度高，酿酒储酒一体，提高了设备的利用率，节约了成本。

本发明在样本溶液进口和样本溶液出口处接上管路，并配以循环泵之后，即可实现样本溶液的自动取样工作，不需要反复在棱镜上滴上样本溶液，实现了取样的自动化，且样本溶液是可流动的，避免了原有的样本溶液中，容易发生沉淀后导致检测精度不准确的问题；本装置还设有背光板，替代了原有的采用自然光作为光源，解决了现有的自然光的光线容易影响到检测精度的问题，可以在任何光亮环境下实现检测工作；本发明配以摄像头读数，可以设置好拍摄时间，实现定时进行实时检测的功能，替代人工定时取样读数，自动化程度高。

本发明的制冷系统不单单是采用压缩机和冷却盘管，还配以内循环部分，工作时，通过制冷部分对发酵罐罐体内的样本溶液进行制冷，内循环部分对样本溶液进行不间断的循环工作，样本溶液一直是流动的状态，制冷更加的均匀，酿造的酒精度和口感的可控程度高，避免出现冷却盘管附近的样本溶液温度过低出现结冰的情况影响啤酒的酒精度和口感。

本发明采用发酵和储酒在一个发酵罐内完成，各个装置之间的相互配合，实现自动化酿酒和储酒，就算是没有酿酒技术的人也可以轻松使用，便于家庭内部使用。

附图说明

图1是本发明的内部立体结构示意图之一。

图2是本发明的内部立体结构示意图之二。

图3是本发明的后视图。

图4是本发明的右视图。

图5是本发明的俯视图。

图6是本发明的在线实时检测糖度计的剖视图。

图7是本发明的电路控制框图。

图8是本发明的气路控制框图。

标号说明：

1：发酵罐；2：出口流量传感器；3：出酒阀；4：安全阀；5：在线实时检测糖度计；6：液位传感器；7：循环泵；8：罐内温度传感器；9：压缩机制冷设备；10：喷头；11：循环管道；12：循环电磁阀；13：盖体14：压力测试装置；15：加热器；16：氧气泵；17：自动排气装置；18：手动排气装置；19：氧气加入装置；20：二氧化碳加入装置；21：冷却盘管；22：进水装置；23：进水流量传感器；24：排污装置；25：排气装置；26：气液组装件；27：固定座；28：背光板；29：样本溶液出口；30：目镜；31：摄像头；32：镜筒；33：棱镜；34：取样腔；35：样本溶液进口；36：人机交互单元。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

如图1-5所示，一种家用精酿啤酒机，包括发酵罐1，发酵罐1设有投料口和啤酒出料口，其特征在于该装置还包括：

制冷系统，该制冷系统包括制冷部分和内循环部分，制冷部分包括压缩机制冷设备9和盘设于发酵罐1上的冷却盘管21，冷却盘管21传导热量对发酵罐1内的样本溶液进行制冷；内循环部分包括循环泵7和内循环管路，促使样本溶液循环流动；

压力测试装置14，压力测试装置14包括气压传感器，实时监测发酵罐1内的气压；

氧气加入装置19，该氧气加入装置19实现对发酵罐1内加氧；

排气装置25，用于发酵罐1内气压过高时，实现排气工作；

进水装置22，该进水装置22实现对发酵罐1内加水；

出酒阀3，该出酒阀3与啤酒出料口相连，实现成品啤酒出料；

在线实时检测糖度计5，该装置包括取样腔34、背光板28、摄像头31，实现取样腔34内自动取样，并通过摄像头31实时读取检测到的样本溶液的糖度值；

加热器15，实现对发酵罐1内的样本溶液加热；

排污装置24，位于发酵罐1的底部，通过该排污装置24，实现对发酵罐1内的污水或食物残渣的排泄工作；

罐内温度传感器8，用于实时检测发酵罐1内温度。

本实施例中，所述的冷却盘管21盘设于所述的发酵罐1的罐体周围，冷却盘管21与所述压缩机制冷设备9连接，通过压缩机制冷设备9制冷，并通过冷却盘管21传导热量对发酵罐1罐体进行制冷；所述的内循环管路包括从发酵罐1罐体上延伸出来的循环管道11，该循环管道11的两端均与所述发酵罐1的内部连接，一端为循环出口，另一端为循环进口，该循环管道11上设有循环泵7，循环泵7开启后，能实现发酵罐1内的样本溶液从循环出口处流出至发酵罐1的罐体外，从循环进口处流入至发酵罐1的罐体内，实现发酵罐1内的样本溶液循环流动，避免冷却盘管21附近的样本溶液过冷结冰的情况出现；该循环管道11上还设有与在线实时检测糖度计5的取样腔34相连的管路，并设有循环电磁阀12切换样本溶液的流向，与取样腔34相连的结构设计，可以在样本溶液循环流动的时候，通过循环电磁阀12的切换，实现样本溶液自动流入到在线实时检测糖度计5的取样腔34内，实现在线实时检测糖度计5的自动取样工作，并实时更新取样腔34内的样本溶液，提高糖度检测精度；所述的冷却盘管21直接盘设在所述发酵罐1的外部，发酵罐1和冷却盘管21的外部一起包裹有保温材料，冷却盘管21与发酵罐1外部直接贴在一起，通过冷却盘管21给发酵罐1罐体进行冷却工作，在他们的外部包裹有保温材料是为了起到保温效果。

本实施例中，所述的氧气加入装置19包括氧气泵16，所述的氧气泵16上连接有加氧电磁阀，实现自动加氧工作；所述的排气装置25包括自动排气装置17和手动排气装置18，自动排气装置17包括排气电磁阀，手动排气装置18包括机械泄压阀，所述的自动排气装置17和手动排气装置18的末端与所述的排污装置24连接，因为排气过程中可能会产生泡沫，需要将其从排污装置24排出；该装置还设有喷头10，喷头10从进水装置22处引水，实现清洗工作；所述的进水装置22上连接有进水电磁阀；所述的排污装置24上连接有电动阀，实现排污工作。

本实施例中，该装置还包括气液组装件26，所述的压力测试装置14、氧气加入装置19、排气装置25、进水装置22均连接在所述的气液组装件26上，所述的气液组装件26的另一端与发酵罐1的罐体内部连接，设有气液组装件26是为了减少发酵罐1的罐体上的打孔，全部统一连接到气液组装件26上可以减少加工和维修难度。

本实施例中，该装置还包括二氧化碳加入装置20，二氧化碳加入装置20实现对发酵罐1内加二氧化碳；该二氧化碳加入装置20与气液组装件26连接，或者直接与所述的发酵罐1罐体连接。二氧化碳加入装置20主要作用是在储酒阶段，检测到罐体内气压不足时，对发酵罐1内加入二氧化碳，以确保所酿造的啤酒有充足的气体，具有较好的口感和风味，二氧化碳加入装置20可采用加二氧化碳手动阀。

本实施例中，该装置还包括液位传感器6和环境温度传感器，实时显示发酵罐1内的液位以及环境温度，环境温度传感器没有固定的设置位置，只需固定在该装置上，能检测环境温度即可。液位传感器6具有实时显示液位的功能，只能识别液位在液位传感器6上或者下，在液位由上变下的那一刻，实现对发酵罐1内剩余量的校准，此处的液位传感器6只是一个定容/定标的作用；所述的出酒阀3与啤酒出料口之间设有出口流量传感器2，所述的进水装置22设有进水流量传感器23，出口流量传感器2用于记录成品啤酒出酒量，进水流量传感器23设于进水装置22与气液组装件26之间，用于记录消毒或投料时的进水量；所述的投料口设有可开启和封闭盖体13，所述的盖体13上还设有安全阀4。安全阀4的设置是在罐体压力过高的情况下进行紧急泄压工作，避免罐体内压力过高发生危险。

本实施例中，如图6所示，所述的在线实时检测糖度计5包括棱镜33、折射镜头组、目镜30、取样腔34、背光板28和摄像头31，所述的取样腔34设于棱镜33前端，容纳需要检测的样本溶液，所述的取样腔34设有样本溶液进口35和样本溶液出口29，需要检测的样本溶液从样本溶液进口35流入到取样腔34内，从样本溶液出口29处流出，实现自动取样；背光板28设于取样腔34的上方，朝向取样腔34，为取样腔34提供折射的光源；摄像头31设于目镜30的后端，正对目镜30的观察孔，读取实时检测到的样本溶液的糖度值。所述的棱镜33、折射镜头组、目镜30的结构与现有市场上的手持式折光仪结构相同，可参考常见的LB20T手持式折光仪。

本实施例中，所述的样本溶液进口35设于所述取样腔34的前端，所述的样本溶液出口29设于所述取样腔34的上端；所述的样本溶液进口35的水平位置不高于所述棱镜33的中心水平高度，所述的样本溶液出口29位于取样腔34的上端，且靠近棱镜33的一端；这一结构的设置，是为了在样本溶液流动的过程中，从取样腔34的前端流入，并沿着棱镜33上升，从取样腔34的上端流出，且样本溶液的流入端不高于所述棱镜33的中心水平高度，所以不会出现样本溶液中的物质沉淀影响检测精度的问题。

本实施例中，所述的背光板28为LED背光板，可以采用3V，10-20mA电流的背光板，避免光源过暗看不清检测结果，光源过亮，在读数的过程中发生曝光。

该装置的外部设有固定座27，所述的折射镜头组的外部设有镜筒32，棱镜33设于镜筒32的前端，目镜30设于镜筒32的后端，棱镜33的中心、折射镜头组的中心、目镜30的中心和摄像头31的中心位于同一中心线上，且所述的镜筒32和摄像头31通过固定装置固定于所述的固定座27上。这样可以避免各个部件之间发生相对晃动，一旦发生晃动，会影响糖度的读数。

如图7、8所示，本实施例中，该装置还包括控制系统，控制系统包括控制器、信号输入端、指令执行端和通信单元，信号输入端、指令执行端和通信单元均与控制器电性连接，控制器采用单片机，所述的信号输入端包括罐内温度传感器8、环境温度传感器、气压温度传感器、出口流量传感器2、进水流量传感器23、摄像头31和液位传感器6；所述的指令执行端包括连接于进水装置22上的进水电磁阀、氧气泵16上的加氧电磁阀、排气装置25上的排气电磁阀、加热器15、压缩机制冷设备9、电动阀、氧气泵16、循环泵7；加热器15、压缩机制冷设备9、电动阀、氧气泵16、循环泵7和液位传感器6均设有与他们各自相接的继电器，所述的控制器分别与这些继电器连接；所述的通信单元包括WIFI模块和人机交互单元36，WIFI模块用于上传信号数据至外部服务器和下发工艺文件，人机交互单元36为可以读取各个传感器向控制器传输的数据，并可以向控制器发送指令信号。

各部件采用以下参考型号或相当产品：

摄像头5MP 6mm 1/2.5”；

进水流量传感器：HJ-HZ21WI 4分双外牙；

出口流量传感器：MJ-HZ41WC 2分双外牙；

气压传感器：MPS-3117 A2；

环境温度传感器：PT100 2分外螺纹 2.5cm；

罐内温度传感器8：PT100 贴片；

进水电磁阀、加氧电磁阀、排气电磁阀均采用：DC12V DN15 耐高温；

加热器15：1500W 1寸外螺纹；

压缩机制冷设备：WQ12HF 220V 260W；

电动阀：6分 二通 220V 三线两控；

氧气泵：KPM32E-12J DC12V 出气口径3.9mm；

循环泵：WS129 4分外螺纹；

液位传感器：4分外螺纹 双极；

人机交互单元：TJC8048T070_011R 7寸；

WIFI模块：ESP-01；

继电器：凡华 W15L-1C5T-L1 DC12V 16A；

机械泄压阀：1.5KG 四分螺纹接口 进外出内；

安全阀：2KG。

一种自动酿啤酒方法，其特征在于包括以下几个步骤：

A、 设备的清洗，为手动流程，执行清洗流程时，在人机交互单元36上选择“清洗流程”后，控制器自动开启底部电动阀，以清洗过程中方便排水，用户再用配制的喷头10及清洗工具进行清洗工作，用户确认清洗完成，结束清洗后，在人机交互单元36上进行确认流程完成，控制器自动关闭底部电动阀，清洗流程完成；

B、 设备的消毒，为自动流程，消毒前应确保进水和出水连接完成并畅通，在人机交互单元36上选择“消毒流程”后，控制器依据程序设定控制进水装置22自动加水，依据进水流量传感器23数据，到设定值时自动停止加水（该设定值在实际工作中跟根据发酵罐的大小确定，发酵罐比较大的情况进水量较大，发酵罐小的情况，进水量少），开启加热器15及循环泵7，依据罐内温度传感器8反馈数据，温度至设定值95℃时停止加热并提示出酒阀消毒，出酒阀消毒需要人工打开出酒阀3，依据出口流量传感器22数据，到设定值（该设定值根据实际工作情况确定，目的在于高温水冲洗出酒阀）时自动打开底部电动阀进行排水，并提示用户可以结束出酒阀，排水过程以设置时间（高温连续冲洗出酒阀15-20秒）做为执行依据，时间到后自动关闭底部电动阀，消毒流程完成；

C、 发酵流程，发酵流程的执行依据用户选择的发酵工艺，工艺文件需要通过服务器下发至控制器，发酵过程主要分为四个阶段：启发点检测阶段、前发酵阶段、后发酵阶段、储酒阶段；

D、 启发点检测阶段：将稀释好的糖浆溶液从投料口加入到发酵罐1后，在人机交互单元36上选择“发酵流程”，控制器开启压缩机制冷设备9工作，进行自动降温，到达预设温度范围18-25℃后，提示用户投放酵母，用户投放完成后在人机交互单元36上确认投放；控制器自动打开氧气泵16，为发酵罐1内充氧气，依据气压传感器数据，达到设定值0.04-0.08MPa时，控制器关闭氧气泵16；此后发酵罐1内气压缓慢变小或基本不变，待酵母复活开始工作后，发酵罐1内气压会较明显上升，气压的增值达到设置值0.01-0.02MPa后，启发点检测成功，控制器自动打开排气电磁阀进行排气至设定值0.01-0.02MPa时自动关闭，进入前发酵阶段；

E、 前发酵阶段，酵母复活工作，能将原料中的各类糖转化为酒精和二氧化碳；该阶段依据糖度值进行主控制，同时在该阶段时间内，控制器依据工艺要求自动控制温度及气压在设定范围内，前发酵阶段分常压发酵和保压发酵，发酵阶段温度控制在18-25℃，常压发酵气压控制在0.01-0.02MPa，时间1-3天，保压发酵阶气压上限为0.15MPa，时间5-7天，在发酵过程中，样本溶液的糖度会下降，同时酒精度会上升，当糖度下降到2-4左右并保持一段时间不变后，表示前发酵阶段完成，自动降温进入后发酵阶段；

F、 后发酵阶段，是啤酒的熟成阶段，是其口感、风味形成的重要时期。该阶段依据时间进行主控制，同时在该阶段时间内，控制器依据工艺要求自动控制温度及气压在设定范围内，温度控制在5-10℃，气压控制在0.15MPa以下，时间设定在5-7天，时间到达后自动进入到储酒阶段；

G、 储酒阶段，控制器依据工艺要求自动控制温度及气压在设定范围内，储酒阶段，温度控制在2-5℃，制冷系统制冷控制温度，发酵罐1内气压如有下降，手动开启二氧化碳加入装置20，增加发酵罐1内气压；储酒阶段时即可打酒品尝，依据出口流量传感器2数据，可以换算为发酵罐1内剩余酒量；

H、 发酵后清洗、消毒，步骤同A、B。

在本发明说明书的描述中，需要理解的是，术语“内”、“外”、“上”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或可以互相通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种家用精酿啤酒机，包括发酵罐，发酵罐设有投料口和啤酒出料口，其特征在于该装置还包括：

制冷系统，该制冷系统包括制冷部分和内循环部分，制冷部分包括压缩机制冷设备和盘设于发酵罐上的冷却盘管，冷却盘管传导热量对发酵罐内的样本溶液进行制冷；内循环部分包括循环泵和内循环管路，促使样本溶液循环流动；

压力测试装置，压力测试装置包括气压传感器，实时监测发酵罐内的气压；

氧气加入装置，该氧气加入装置实现对发酵罐内加氧；

排气装置，用于发酵罐内气压过高时，实现排气工作；

进水装置，该进水装置实现对发酵罐内加水；

出酒阀，该出酒阀与啤酒出料口相连，实现成品啤酒出料；

在线实时检测糖度计，该装置包括取样腔、背光板、摄像头，实现取样腔内自动取样，并通过摄像头实时读取检测到的样本溶液的糖度值；

加热器，实现对发酵罐内的样本溶液加热；

排污装置，位于发酵罐的底部，通过该排污装置，实现对发酵罐内的污水或食物残渣的排泄工作；

罐内温度传感器，用于实时检测发酵罐内温度。

2.根据权利要求1所述的一种家用精酿啤酒机，其特征在于所述的冷却盘管盘设于所述的发酵罐的罐体周围，冷却盘管与所述压缩机制冷设备连接；所述的内循环管路包括从发酵罐罐体上延伸出来的循环管道，该循环管道的两端均与所述发酵罐的内部连接，一端为循环出口，另一端为循环进口，该循环管道上设有循环泵；该循环管道上还设有与在线实时检测糖度计的取样腔相连的管路，并设有循环电磁阀切换样本溶液的流向，；所述的冷却盘管直接盘设在所述发酵罐的外部，发酵罐和冷却盘管的外部一起包裹有保温材料，冷却盘管与发酵罐外部直接贴在一起，通过冷却盘管给发酵罐罐体进行冷却工作，在他们的外部包裹有保温材料是为了起到保温效果。

3.根据权利要求1所述的一种家用精酿啤酒机，其特征在于所述的氧气加入装置包括氧气泵，所述的氧气泵上连接有加氧电磁阀；所述的排气装置包括自动排气装置和手动排气装置，自动排气装置包括排气电磁阀，手动排气装置包括机械泄压阀，所述的自动排气装置和手动排气装置的末端与所述的排污装置连接；该装置还设有喷头，喷头从进水装置处引水，实现清洗工作；所述的进水装置上连接有进水电磁阀；所述的排污装置上连接有电动阀，实现排污工作。

4.根据权利要求1或3所述的一种家用精酿啤酒机，其特征在于该装置还包括气液组装件，所述的压力测试装置、氧气加入装置、排气装置、进水装置均连接在所述的气液组装件上，所述的气液组装件的另一端与发酵罐的罐体内部连接。

5.根据权利要求4所述的一种家用精酿啤酒机，其特征在于该装置还包括二氧化碳加入装置，二氧化碳加入装置实现对发酵罐内加二氧化碳；该二氧化碳加入装置与气液组装件连接，或者直接与所述的发酵罐罐体连接。

6.根据权利要求1所述的一种家用精酿啤酒机，其特征在于该装置还包括液位传感器和环境温度传感器；所述的出酒阀与啤酒出料口之间设有出口流量传感器，所述的进水装置设有进水流量传感器，；所述的投料口设有可开启和封闭盖体，所述的盖体上还设有安全阀。

7.根据权利要求1所述的一种家用精酿啤酒机，其特征在于所述的在线实时检测糖度计包括棱镜、折射镜头组、目镜、取样腔、背光板和摄像头，所述的取样腔设于棱镜前端，容纳需要检测的样本溶液，所述的取样腔设有样本溶液进口和样本溶液出口，需要检测的样本溶液从样本溶液进口流入到取样腔内，从样本溶液出口处流出，实现自动取样；背光板设于取样腔的上方，朝向取样腔，为取样腔提供折射的光源；摄像头设于目镜的后端，正对目镜的观察孔，读取实时检测到的样本溶液的糖度值。

8.根据权利要求7所述的一种家用精酿啤酒机，其特征在于所述的样本溶液进口设于所述取样腔的前端，所述的样本溶液出口设于所述取样腔的上端；所述的样本溶液进口的水平位置不高于所述棱镜的中心水平高度，所述的样本溶液出口位于取样腔的上端，且靠近棱镜的一端；该装置的外部设有固定座，所述的折射镜头组的外部设有镜筒，棱镜设于镜筒的前端，目镜设于镜筒的后端，棱镜的中心、折射镜头组的中心、目镜的中心和摄像头的中心位于同一中心线上，且所述的镜筒和摄像头通过固定装置固定于所述的固定座上。

9.根据权利要求1所述的一种家用精酿啤酒机，其特征在于该装置还包括控制系统，控制系统包括控制器、信号输入端、指令执行端和通信单元，信号输入端、指令执行端和通信单元均与控制器电性连接，所述的信号输入端包括罐内温度传感器、环境温度传感器、气压温度传感器、出口流量传感器、进水流量传感器、摄像头和液位传感器；所述的指令执行端包括连接于进水装置上的进水电磁阀、氧气泵上的加氧电磁阀、排气装置上的排气电磁阀、加热器、压缩机制冷设备、电动阀、氧气泵、循环泵；加热器、压缩机制冷设备、电动阀、氧气泵、循环泵和液位传感器均设有与他们各自相接的继电器，所述的控制器分别与这些继电器连接；所述的通信单元包括WIFI模块和人机交互单元，WIFI模块用于上传信号数据至外部服务器和下发工艺文件，人机交互单元为可以读取各个传感器向控制器传输的数据，并可以向控制器发送指令信号。

10.一种自动酿啤酒方法，其特征在于包括以下几个步骤：

A、设备的清洗，执行清洗流程时，控制器自动开启底部电动阀进行排污，用户再用配制的喷头及清洗工具进行清洗工作，用户确认清洗完成，结束清洗后，控制器自动关闭底部电动阀，清洗流程完成；

B、设备的消毒，消毒前应确保进水和出水连接完成并畅通，控制器依据程序设定自动加水，依据进水流量传感器数据，到设定值时自动停止加水，开启加热器及循环泵，依据罐内温度传感器反馈数据，温度至设定值时停止加热并提示出酒阀消毒，出酒阀消毒需要人工打开出酒阀，依据出口流量传感器数据，到设定值时自动打开底部电动阀进行排水，并提示用户可以结束出酒阀，排水过程以设置时间做为执行依据，时间到后自动关闭底部电动阀，消毒流程完成；

C、发酵流程，发酵流程的执行依据用户选择的发酵工艺，工艺文件需要通过服务器下发至控制器，发酵过程主要分为四个阶段：启发点检测阶段、前发酵阶段、后发酵阶段、储酒阶段；

D、启发点检测阶段：将稀释好的糖浆溶液从投料口加入到发酵罐后，在人机交互单元上选择“发酵流程”，控制器开启压缩机制冷设备工作，进行自动降温，到达预设温度范围18-25℃后，提示用户投放酵母，用户投放完成后在人机交互单元上确认投放；控制器自动打开氧气泵，为发酵罐内充氧气，依据气压传感器数据，达到设定值0.04-0.08MPa时，控制器关闭氧气泵；此后发酵罐内气压缓慢变小或基本不变，待酵母复活开始工作后，发酵罐内气压会较明显上升，气压的增值达到设置值0.01-0.02MPa后，启发点检测成功，控制器自动打开排气电磁阀进行排气至设定值0.01-0.02MPa时自动关闭，进入前发酵阶段；

E、前发酵阶段，酵母复活工作，能将原料中的各类糖转化为酒精和二氧化碳；该阶段依据糖度值进行主控制，同时在该阶段时间内，控制器依据工艺要求自动控制温度及气压在设定范围内，前发酵阶段分常压发酵和保压发酵，发酵阶段温度控制在18-25℃，常压发酵气压控制在0.01-0.02MPa，时间1-3天，保压发酵阶气压上限为0.15MPa，时间5-7天，在发酵过程中，样本溶液的糖度会下降，同时酒精度会上升，当糖度下降到2-4左右并保持一段时间不变后，表示前发酵阶段完成，自动降温进入后发酵阶段；

F、后发酵阶段，是啤酒的熟成阶段，是其口感、风味形成的重要时期；该阶段依据时间进行主控制，同时在该阶段时间内，控制器依据工艺要求自动控制温度及气压在设定范围内，温度控制在5-10℃，气压控制在0.15MPa以下，时间设定在5-7天，时间到达后自动进入到储酒阶段；

G、储酒阶段，控制器依据工艺要求自动控制温度及气压在设定范围内，储酒阶段，温度控制在2-5℃，气压控制在0.15MPa以下，制冷系统制冷控制温度，发酵罐内气压如有下降，手动开启二氧化碳加入装置，增加发酵罐内气压；储酒阶段时即可打酒品尝，依据出口流量传感器数据，可以换算为发酵罐内剩余酒量；

H、发酵后清洗、消毒，步骤同A、B。