CN110945113A - 用于冷却酿造方法的系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于发酵液体酿造原料的酿造设备(100)，具有用于容纳液体酿造原料的液罐(200)尤其是发酵罐和用于冷却液体酿造原料的冷却装置(300)。冷却装置(300)也具有用于冷却冷却剂的制冷装置(310)、用于借助被冷却的冷却工质冷却液罐(200)内的液态酿造原料的直通式冷却器(320)和冷却工质管路。冷却工质管路包括具有用于连接将冷却工质输入制冷装置(310)的管路的第一连接部段(341)的输入管路(331)、用于将被冷却的冷却工质从制冷装置(310)输送至直通式冷却器(320)的制冷管(332)和具有用于连接将冷却工质从直通式冷却器(320)送出的管路的第二连接部段(343)的输出管路(333)。液罐(200)和冷却装置(300)作为关联的可输送单元来提供。本发明还涉及用于发酵液态酿造原料的酿造系统(400)，具有至少两个根据本发明的酿造设备(100)和用于通过其第二连接部段(343)将所有输出管路(333)经由其第一连接部段(341)连接至所有输入管路(331)以将冷却工质回送至制冷装置(310)的连接管路(501)。

Description

用于冷却酿造方法的系统

本发明涉及用于发酵液态酿造原料的酿造设备，其具有液罐和制冷装置。本发明还涉及用于发酵酿造原料的酿造系统，其具有至少两个根据本发明的酿造设备。

这样的工艺通常被称为酿造方法，其用于制造啤酒或其它可发酵液体。尤其在德国，为了酿造啤酒，此时作为配料采用水、麦芽和啤酒花。配料在得到最终酿造产物的过程中经历许多不同的工艺步骤。

因此，例如啤酒花在所谓的“麦芽汁锅”中被添加至其它已备好的配料并在那里蒸煮大约1小时(或者分多个量和几个步骤)。在所谓的“麦芽汁”在所谓的“麦芽汁冷却器”中在几小时内(例如1小时内)从约95℃温度被急冷至约6至18℃之前，在蒸煮之后从溶液中除去残渣。

为了在饮料中产生酒精含量和碳酸，在另一个工艺步骤中在混合物中添加酵母。酵母造成该混合物所含的糖在放出能量(例如以热的形式)情况下转化为酒精和碳酸。此转化过程(发酵)一般在温度受控的大发酵圆木桶或发酵罐中进行并持续大约4到8天，随后可贮存啤酒。根据所用酵母类型，必须在发酵过程中遵守一定温度以促成所述转化并且有目的(例如通过酶的作用)地获得某种物质。因此，对于所谓的“表面发酵酵母”优选约15-28℃的工艺温度，而所谓的“底部发酵酵母”优选在6-10℃的温度情况下投入使用。

从现有技术中知道了，通过中央冷却系统提供执行酿造方法所需要的冷却，例如用于麦芽汁冷却、发酵过程和贮存。

这种冷却系统通常采用冷却剂例如像水、乙二醇-水混合物或高盐度水、所谓的“卤水”以从冷却部位散热。冷却剂为此在自身的泵送回路中被循环。随后，所吸收的热通过制冷机从冷却剂中被除去。冷却部位的冷却因此以间接方式进行，因为制冷机没有直接作用于冷却部位。为了能更好地对耗冷时的负载高峰作出反应，这种冷却系统通常与蓄冷器组合，尤其可以在食品生产设备如乳制品厂和啤酒厂中找到蓄冷器。在这里，通常在长达几个小时的规定工艺步骤期间，相比于大部分的剩余工艺步骤需要大量的冷。作为这种需要大量冷的工艺步骤的例子可以列举出啤酒厂中的上述麦芽汁冷却。

但在制冷技术中也还知道了就像例如被用在家用冰箱中那样的直接冷却方法。在这样的方法中，例如在冷却部位通过吸热以气体形式将液态冷却工质例如像氨气化。随后是将其压缩和液化，随后是(例如根据波义耳-马略特定律)可通过后置的节流阀在泄压的同时来冷却和吸收热。当前可得到的冷却剂的性能通常有问题并且在购置方面也比相似的冷却剂更贵。因此，直接冷却方法在大型设备、尤其是食品加工业(例如像乳制品厂)中用得较少。而特别是在小型冷却设备中例如像在冰箱中或在饮食行业的冷藏室冷却中采用如下冷却装置，其例如借助作为制冷剂的氟利昂来运行。

如之前已描述地，在酿造方法中通常借助带有蓄冷器的中央冷却系统实现间接冷却方法。

通常，间接冷却方法具有比直接冷却方法更低的能源效率。这尤其是因为在间接冷却方法中经常在冷却部位和冷却工质间存在较小温差以及在两个部位发生热传递。而在直接冷却方法中只有热传递。

还有，在这种冷却系统中需要附加能量用于如下所述的蓄冷器和其它所需设备的运行。

因此，例如需要用于循环冷却剂的泵，其必须运行且永久保持运转。另外，中央冷却系统经常需要在空间上与其它设备分开布置，例如像布置在机电房中，以便例如使噪音和热远离建筑其余部分。由此，有时会出现很长的从中央冷却装置至各自冷却部位的管路，由此因管路的绝缘和压力损失而进一步削弱能源效率。另外，冷却剂的吸热能力因在管路中出现的输送阻力而进一步减弱，这是因为管路阻力产生热，热至少部分被冷却剂吸收。但中央冷却系统还是尤其应用在啤酒厂中，因为它们容许按规定冷却和任意分流引导至通常在空间上分开设置的冷却部位。

中央冷却系统的冷却能力经常由过去存在的冷需求量来定。这尤其导致了能力过剩，因为针对最高负荷所设计的冷却系统于是通常对正常运行来说是超尺寸的。另外，这种设备可以无需对现有冷却系统做出较大改动地被扩展，当例如应执行产量提高时。通常，随即需要更换整个冷却系统。另外，中央冷却系统增大了在维护或维修情况下产量降低的危险，因为没有备用系统可用。

因此，本发明的任务是提供一种易安装的装置和一种用于酿造方法期间的高能效冷却的系统。该系统此时应可以灵活扩展或缩减，以便能对例如因定货情况有变或添加新设备部件而引起的生产中的能力调整做出应对。此时不仅要关注节省地方的扩展，也要关注系统的简单安装和维护。

该任务通过独立权利要求的主题完成。从属权利要求尤其有利地改进了本发明的中心思想。

本发明涉及一种用于发酵液态酿造原料的酿造设备。它具有液罐，液态酿造原料容纳在液罐中。液罐尤其可以是发酵罐或储罐。另外，该酿造设备还具有冷却装置，借此准备好液态酿造原料的冷却。该冷却装置为此具备用于冷却冷却工质的制冷装置以及借助被冷却的冷却工质冷却液罐内的酿造原料的直通式冷却器。该冷却装置还具有冷却工质管路，其包括输入管路、输出管路和制冷管。

根据本发明，管路在此是指用于引导和输送介质例如像冷却工质的装置。管路例如可以是单独的硬管或软管，但也可以是多个相互连接的硬管和/或软管的组合体。

此外，根据本发明，直通式冷却器在此是指如下设备或装置，其设立用于将液态酿造原料的一部分热能直接(即在没有其它设备或装置施加影响下)传递至流过该部件的能吸热的冷却工质。

另外，根据本发明，制冷装置在此是指如下设备或装置，其设立用于恢复冷却工质的吸热能力。

输入管路尤其具备用于连接一个将冷却工质送入制冷装置的管路的第一连接部段。输出管路具有用于连接一个用于从直通式冷却器送走冷却工质的管路的第二连接部段。借助制冷管，被冷却的冷却工质从制冷装置被送至直通式冷却器，在其下游端又最好设有该输出管路。液罐和冷却装置此时作为相结合的可运输单元来提供。

根据本发明，连接部段在此是指管路的如下部段，管路在此可连接至另一管路，例如通过相应设计的管路部段、连接件如快速联接器或其它方式。

根据本发明，相结合的可运输单元在此是指，所述部件(液罐和冷却装置)在工厂里已可投入运行地作为一个单元被安装并且在现场能以最低成本(例如借助相应管路连接该连接部段)被简单投入运行。例如该输出管路在其最简单实施方式中可以直接连接至该输入管路，因此酿造设备完全可投入运行地被发货。例如整个酿造设备的尺寸是如此设定的，它可投入运行地安装并且最好能在标准化的运输装置例如像ISO集装箱中来运输。

此外，根据本发明，相结合的可运输单元也是指，所述部件为了运输目的或许被分为子单元并且只在运营地点被组装成相结合的可运输单元。因此根据本发明，原则上至少在投入运行后且尤其在运行期间以各自部件的直接物理联接、即在液罐与冷却装置之间的直接物理联接为前提条件。在此，直接物理联接是指两个部件的彼此相对固定的接合。这意味着，例如当两个部件之一运动时，另一个部件也会随动。

由此可行的是，酿造设备作为单元可供使用，其可以简单运输和移动。在此，酿造设备已包含对发酵和贮存过程最重要的部件。这些部件通过冷却工质管路相互连接，由此可以缩短单独的冷却工质管路的管路长度。因此，所出现的冷却工质管路损失例如压力损失和能量损失可被减至最少。此外，在冷却工质管路上需要较少的绝缘材料。还有，在例如气态冷却工质的整个输送期间(即例如在商业常见的制冷机例如像具有压缩机、冷凝器和节流阀的冰箱情况下，不仅在节流阀前的加压状态下，也在节流阀后的泄压状态下)，相对于环境的温差相比于借助冷却剂的间接冷却方法表现得小。冷却工质的输送此时可以不需要泵来进行。此外，冷却工质可以具备比冷却剂更小的黏度，由此，总体上可以减小冷却工质输送所需要的能量。在冷却工质管路上的连接部段容许该装置以简单手段连接至其它管路，由此可以降低安装和投入运行的成本。因此可以实现可以在规定地点供货能起效的酿造设备并且以简单手段投入运行并可选择地将其简单集成到已有的冷却系统中。要作为进一步优点提到的是，整个酿造设备在运输至规定地点之前可被全面检查和测试，由此能提升酿造设备的可靠性和质量。

在本发明酿造设备的一个优选设计中，该制冷装置具有用于压缩冷却工质的冷却工质压缩机、用于冷却经过压缩的冷却工质的冷凝冷却器和泄压阀，借助泄压阀将被冷凝冷却器冷却的冷却工质泄压且进而进一步冷却。在冷却工质压缩机和冷凝冷却器之间，可以设置有带有用于连接一个管路的第四连接部段的输出管路，以便将至少一部分的冷却工质从制冷装置输出。此时，还可以在冷凝冷却器与泄压阀之间设置带有用于连接一个管路的第五连接部段的输入管路，以便将自此经输出管路被输出的冷却工质又送入制冷装置。

由此可行的是，在制冷装置中首先通过冷却工质压缩机压缩该冷却工质，随后至少一部分被压缩的冷却工质借助输出管路被输出。因此，例如由冷却工质吸收的热可以通过外部的和或许高能效的装置被散走和继续使用。同时，在冷却工质压缩机和泄压阀之间存在的压差可被用于无需附加辅助手段如泵地输送冷却工质经过所述管路。

直通式冷却器和液罐在本发明酿造设备的一个优选设计中直接热耦合。优选地，该直通式冷却器为此直接设置在液罐外壁之上或之中。直通式冷却器可以设计成冷却罩，其至少部分面接触地包围该液罐。

因此可行的是，提供一种结构紧凑且能运输的酿造设备，在此，在液罐之上或之中一体拟定了酿造原料的散热冷却。它可以在现场无需附加安装成本地在直通式冷却器与液罐之间投入运行。

根据本发明，酿造设备的液罐可以具有在0.1立方米(100升)至1000立方米(1000000升)之间范围内的体积。酿造设备还可具有用于支承液罐且最好还支承冷却装置的承载件。

整个酿造设备此时最好如此设定尺寸，即它可以通过标准货盘例如根据EN13698-1的货盘或在ISO集装箱例如根据DIN/ISO668的集装箱中来运输。

制冷装置可以相对于液罐是固定的并且优选被直接安装在液罐或承载件上。尤其优选地，制冷装置具有用于冷却该制冷装置的通风机。

这尤其有以下优点，酿造设备能节省地方地安放在规定地点。借助通风机冷却该制冷装置还允许以简单方式将要散走的热交付至环境并因此保证制冷装置的效率和使用寿命。

根据酿造设备的一个有利设计，制冷管可以具有用于将连接其它酿造设备的冷却工质管路的一个管路连接至制冷网络的第三连接部段。

根据本发明，此时制冷网络尤其是指任意数量的供冷装置、耗冷装置和蓄冷装置以及用以呈网状将单独装置相连的管路例如像软管和/或硬管的互连结构。

由此可以实现，被冷却的冷却工质也可供其它的供冷、耗冷和/或蓄冷装置所用。因此，例如可以通过酿造设备运行不带自身制冷装置但有冷需求的装置。也可以想到，通过多个小型制冷装置的联合可以提供总体高的冷却能力，其符合需要地可被分配给相应的耗冷用户。此时，连接部段可以通过很简单且省地的方式被安装到可运输的酿造设备上。为此，相对短的管路就够用了，因此可以增大酿造设备的功能范围，而此时不会导致占地需求或能耗的增加。

该制冷管还可以具有一个用于控制从制冷装置被送至直通式冷却器的冷却工质量的控制阀。根据本发明，第一连接部段、第二连接部段和/或第三连接部段可以具有用于连接各自管路的快速联接器。在此，它优选可以是连通阀或可控连通阀。

由此尤其可行的是，流进和流出酿造设备的冷却工质量被控制和调整。特别是，可以调整每个冷却工质管路的冷却工质流通量。由此可以借助运营者的设定来控制该酿造设备并且关于某些标准例如像酿造原料温度或者其它能量考虑来调整。尤其是，酿造设备因此可享受自动化调节或控制。与制冷网络的其它管路的连接通过快速联接器变得很容易，因此可以降低安装成本。

本发明还涉及一种用于发酵液态酿造原料的酿造系统，其包括至少两个前述的酿造设备并且还具有一个连接管路，借此将所有输出管路通过其第二连接部段连接至所有的输入管路，在此经由其第一连接部段，以便将冷却工质回送入制冷装置。

这允许能提供如下的酿造系统，其通过两个以上的能以简单方式相互连接的可运输单元构成。由此尤其可行的是，在一个酿造设备出故障时能不受损害地保持另一个酿造设备运行。此外，只需设置一个连接管路用于形成冷却工质循环。由此，不仅可以降低安装和维护成本，也可以减轻连接管路内的能量和压力的损失。此外，该酿造系统可以保持紧凑结构。此外，通过本发明的酿造系统简化了单独的酿造设备在出现故障时的更换和替代。越多的本发明酿造设备被联合组成本发明的酿造系统，此效果越明显。

根据本发明的酿造系统还可以具有另一个连接管路，借此将至少两个酿造设备的制冷管连接成一个制冷网络。这优选通过制冷管的第三连接部段进行。

这尤其有以下优点，在制冷网络中相连的所有酿造设备将冷却工质输入一个共用的制冷管中。由此，即便在一个或多个酿造设备出现故障时，也保持该制冷网络中的冷却循环。另外，可以如此获得单独的酿造设备的制冷能力的加和。因此，例如对于在酿造系统中仅有很低的冷需求的情况，可以关断供应该网络的制冷装置之一。为此，也可以在一个单独酿造设备的制冷装置不足以令人满意地排走规定热量的情况下通过另一个酿造设备的制冷能力来补偿。由此可行的是，该酿造系统能能量优化地运行并且在计划阶段中被设计，由此，酿造设备的效率可以因避免不必要的设备尺寸而被提高。此外，可以灵活应对能力扩展，做法是可以通过简单方式以积木方式将其它的酿造设备连接至这种酿造系统。此外，可以在如此设计的酿造系统中完全放弃设置和运行用于循环冷却工质的泵。

在本发明的酿造系统的一个有利设计中，该酿造系统具有另一个待冷却部件。该部件例如可以是麦芽汁冷却器。该部件为此具有另一个输入管路，其最好具有用于连接一个管路例如像所述另一个连接管路的第六连接部段，以便将冷却工质送入该部件。该部件在此还具备另一个输出管路，其优选配备有用于连接一个管路、尤其是这一个连接管路的第七连接部段，以便从该部件送出冷却工质。

由此可行的是，通过本发明的酿造系统能应对所述另一个部件的冷需求。因此，例如所有现有的制冷装置可以将被冷却的冷却工质输入至共用的制冷管，在这里，它们从第一连接管路收回又待处理的冷却工质。因此，例如可以连接上无制冷装置的麦芽汁冷却器。因此，例如可以做到连接管路内的压力几乎在任何位置都是相同的，因此所有的制冷装置根据需要可以在压力变化时被接通或关断。所期望的制冷装置切换性能于是可以通过相应的调节(例如级联布置)来获得。这尤其在该部件例如仅在短时间段内具有冷需求而在剩余时间内不需要冷时是有利的。在此情况下，可以通过将单独酿造设备的制冷能力相加而做到能够应对增加部件的有时高的冷需求。为此，例如也可以放弃蓄冷器的设置和运行。另外，也不必设置和运行用于该部件的其它制冷装置。另外，单独的制冷装置可以针对较低的制冷能力来设计，因此它们不会为了正常运行被设计为尺寸超大。由此可行的是，酿造系统的能效相比于传统的尤其是中央的被间接冷却的冷却系统有明显提升。此外，酿造系统的安装、维护和运行的成本降低。

该酿造系统还可以将这一个连接管路引导经过一个换热器以便预冷该冷却工质。在此，该换热器优选在空间上与所述至少两个酿造设备分开布置，并且该换热器最好具有用于预冷该冷却工质的散热装置。

另外，根据酿造系统的另一个有利设计而也想到，该酿造系统配设有一个换热器管路，借此将所有输出管路通过其第四连接部段连接至所有输入管路，此时借助输入管路的第五连接部段，以便相对于制冷装置使至少一部分的冷却工质绕道流过。就是说，通过设置换热器管路，至少一部分的冷却工质没有直接被输送经过制冷装置。此时该换热器管路可以被引导经过一个用于冷却该冷却工质的换热器。在此情况下，换热器最好在空间上与所述至少两个酿造设备分开地布置并且尤其优选地配设有用于散走在换热器中在冷却该却介质时出现的热的散热装置。

由此可以做到，对于应保持尽量少地散热至酿造设备环境的情况，一定量的热在其它部位被散走。当酿造系统安放在拱顶地窖中时或随后的营业场所将受到嘈杂声影响时，例如就可以是这种情况。因此例如可以做到该换热器将被压缩的冷却工质从例如70℃的温度冷却到30℃的温度，随后在液态下将其排出至酿造设备。为了引导冷却工质经过换热器和连接管路，也不需要附加的泵装置，而是冷却工质的输送可以通过连接管路内的压差造成。在换热器内冷却时所散走的热于是例如可以被用于热水产生。此过程可以因为空间分开的布置而例如在中央的且对热水产生有利的地点进行，由此可以提高酿造系统的效率。

根据酿造系统的一个有利设计，所述另一个连接管路具有多个管路段，它们通过阀门或节流阀相连以便能可选择地将制冷网络分为多个功能部段。这一个连接管路还可以具有用于连接至其对应的连接部段的快速联接器。优选地，在这里也有连通阀和尤其可控的连通阀。替代地或与这一个连接管路的前述设计组合地，所述另一个链接管路也可以具有用于连接至其对应的连接部段的快速联接器。

该酿造系统还可以具有测量部位例如像测压部位。替代地或组合地，在酿造系统中也可以找到调节部位例如像可调节的节流阀。也可以设置有最好用于自动控制该酿造系统、尤其是用于发酵和冷却过程的可控的连通阀和/或控制阀和/或阀门和/或节流阀的测量和调节单元。

由此可能的是，最好(半)自动地控制和调整该酿造系统，因此其能在工作中最佳运行。由此，酿造系统的操作和运行被简化，并且允许使用调整策略和将经验值置入酿造系统的控制中。该控制单元还可以被用于信息再现，例如像在屏幕或移动终端机上显示当前运行值。通过设置快速联接器，可以简化酿造系统的安装、维护和更换，降低其成本。

结合以下实施例并与附图图示相关地描述本发明的其它实施方式和优点，其中：

图l示出根据本发明一个实施方式的酿造设备的示意图，

图2示出根据本发明的第一实施方式的酿造系统的示意图，

图3示出根据本发明第二实施方式的具有两个根据图1的酿造设备的酿造系统的示意图，

图4示出根据本发明第三实施方式的具有四个根据图1的酿造设备和另一个待冷却部件(例如麦芽汁冷却器)的酿造系统的示意图，

图5示出基于图4的酿造系统和换热器的根据本发明第四实施方式的酿造系统的示意图，

图6示出制冷装置的设计的示意图，

图7示出基于带有图6的制冷装置的图3的酿造系统设计的根据本发明第五实施方式的酿造系统的示意图。

图1示出根据本发明的酿造设备100的一个实施例，借此可以实现其作为相结合的、可交付使用的且可运送的单元来提供并且最好是如此提供，即，多个所述酿造设备100可联合成一个酿造系统400。本发明的酿造设备100的以及本发明的酿造系统400的不同的实施例如图所示。

附图示出根据本发明的用于发酵液态酿造原料的酿造设备100的不同的实施例(在此一方面是图1、图3、图4、图5、图6、图7，另一方面是图2)。液态酿造原料例如可以是来自麦芽汁冷却器的过滤后的液体，但总体上也可想到可被发酵的其它液体。酿造设备100具有液罐200以容纳液态酿造原料。液罐200尤其可以是发酵罐或储罐，但也可以想到适于容纳液态酿造原料的其它容器。液罐200所具有的体积优选在0.1立方米至1000立方米之间的范围内，在此，本发明不局限于此。前述体积此时特别是液罐200的包围容积或内容积。也还要指出的是，在酿造设备100的相应尺寸情况下，液罐200也可以由多个部分(部段)组成，它们只能现场组装和构建以便由此例如避免超出可运输质量。

酿造设备100还优选具有用于支承液罐200的承载件220。因此在图1中，液罐200例如被安装在带有四个支腿的承载件220上。但承载件220也可以更通用地被设计为支座或三腿结构。另外，也可以想到在框架内吊装液罐200，人们也可以将液罐200横放，在这里，所述列举不应被视为限制性的。相反，本发明不局限于承载件220的某种设计。

另外，酿造设备100配备有用于冷却液态酿造原料的冷却装置300。它最好还可以由承载件220支承。液罐200和冷却装置300此时作为相结合的可运输单元来提供。

冷却装置300为此具有制冷装置310，借此冷却该冷却工质。作为冷却工质，可以采用例如氨、碳氢化合物或二氧化碳，其在自然界出现且属于自然冷却工质组。也存在合成产生的冷却工质，其经常由卤化碳氢化合物构成且也可被用在根据本发明的酿造设备100中。该制冷装置可以相对于液罐200固定地设置，它优选被直接固定在液罐200上。制冷装置310也可以被固定在承载件220上，就像例如在图1中示出的那样。在此图示中，制冷装置310相对于承载件220的两个支脚之一被固定。制冷装置310还可以配备有用于冷却该制冷装置310的通风机，其也可以由承载件220承载。

冷却装置300还具有用于借助被冷却的冷却工质来冷却液罐200内的液态酿造原料的直通式冷却器320。直通式冷却器320优选直接热耦合至液罐200。为此，直通式冷却器320可以直接设置在液罐的外壁210、211之上或之中。尤其优选地，直通式冷却器320被设计成冷却罩，其至少部分面接触地包围液罐200。在选择适合用于固定直通式冷却器320的外表面210、211的情况下，最好选择这样的表面，其允许在液罐200和直通式冷却器320之间以面的方式良好传递热。两个部件之间的热传递优选还可以通过使用导热膏被改善。直通式冷却器320本身例如可以被设计成板式冷凝器、板式换热器、盘绕的管路或者冷却罩，但也可以想到借此可以输送冷却工质经过液罐200的接触面以吸收热的其它实施方式。因此，例如可以在直通式冷却器320被设计成板式冷却器的情况下将其内板设计成液罐200的壁面。

图1例如示出直通式冷却器320，其安装在液罐200的周面的外表面210上。但在所示实施例中也可以想到，在液罐200底部附近将直通式冷却器320设置在液罐200的呈圆锥形收缩的外表面211中。

冷却装置300还具有冷却工质管路。此时，冷却工质管路包括一个带有第一连接部段341的输入管路331，第一连接部段设置用于连接一个用于将冷却工质输入制冷装置310的管路。此外，可找到带有用于连接一个管路的第二连接部段343的输出管路333，以便从直通式冷却器320中送走冷却工质。另外，存在制冷管332，其用于将被冷却的冷却工质从制冷装置310引导至直通式冷却器320。以其最简单形式提供的酿造设备100如图2所示。另外，制冷管332还可以具有将连接其它酿造设备100的冷却工质管路的一个管路连接至制冷网络(见图3至图5)的第三连接部段342。这样的实施方式例如在图1中被示出。在此情况下示出这三个冷却工质管路331-333以及其对应的连接部段341-343。

各自冷却工质管路例如可以是硬管或软管。冷却工质管路的管路长度可以根据应用而改变。因此，对于输入管路331和输出管路333，延伸长度相对短的管路可能已经就够了(管路长度<l厘米)。相反，对于这两个冷却工质管路来说，仅设置相应的第一或第二连接部段341、343可能就够了。

第一至第三连接部段341-343可以分别具有快速联接器用于连接各自管路。快速联接器例如可以设计成插接连接、卡夹连接或螺纹连接，但也可以想到其它的超出前述连接形式的快速联接器。作为插接连接，例如也可以想到就像在汽车结构中常用到的插接连接(例如作为标准化VDA管接头或者符合标准SAEJ2044)。优选地，在第一至第三连接部段341-343上分别设有一个连通阀，其中它尤其优选是可控的连通阀。通过这种连通阀，例如可以防止冷却工质回流。另外，如果在第一至第三连接部段341-343处的其中一处连接应该松开或分开，可以防止冷却工质流出酿造设备100。

制冷管332最好还具有控制阀350以控制从制冷装置310被送至直通式冷却器320的冷却工质量。这在图1中被举例示出。此时能看到控制阀350被安装在制冷管332的一个直接位于直通式冷却器320前的管路段内。由此可行的是，仅限制要被送入直通式冷却器320中的来自制冷装置310的冷却工质量。而来自制冷装置310的用于继续送至第三连接部段342(如果有)和进而送至或许提供的制冷网络的余留冷却工质量没有受到控制阀350的影响。前述的控制阀350例如可以是机械作动阀、气压作动阀、液压作动阀或电动阀，其可以自动地或人工地操作。它也还可以是具有连续可调的流通量的阀门或者具有不连续的调节行程的阀门。

如前文已经描述地，液罐200和冷却装置300作为相结合的可运输单元来提供。例如在图1中能看到这样的联合。在这里，冷却装置300和液罐200如此相连，整个酿造设备100可以作为一个部分来运输。在图1的实施例中还能看到，通过在第一和第二连接部段341、343之间简单设置另一个管路(例如连接管路501，如以下还将描述的那样)，冷却循环被接通以便制冷装置310运行，进而酿造设备100可以通过简单方式可投入运行地准备妥当。酿造设备100的另一个特点是，通过连接部段341-343也可以通过简单方式将多个酿造设备100联合成一个酿造系统400。

以下进一步描述这种根据本发明的酿造系统400。

用于发酵液态酿造原料的酿造系统400为此具有至少两个前述酿造设备100，在这里，采用一个连接管路501以将所有输出管路333通过其第二连接部段343连接至所有输入管路331，此时经由其第一连接部段341，以将冷却工质回输入制冷装置310。

这种酿造系统400的第一实施例在图2中被示出。尤其示出两个酿造设备100，其输入管路331和输出管路333通过一个连接管路501连接。为此，分别使用第一和第二连接部段341、343。在图2的例子中还示出了冷却工质的可能流动方向。被冷却的冷却工质在此例子中首先从制冷装置310经由制冷管332流入各自的直通式冷却器320。冷却工质流过直通式冷却器320以便冷却液罐200内的液态酿造原料，随后经由相应的第二连接部段343离开直通式冷却器320，接着又在连接管路501中汇流并又经此回输并通过输入管路331的第一连接部段341又被送回制冷装置310。图2示出冷却工质的完整冷却循环。

酿造系统400还可以包括用于连接至少两个酿造设备100的制冷管332至制冷网络的另一个连接管路502。这最好通过对应的制冷管332的第三连接部段342进行。所述另一个连接管路502此时还可以具有多个管路段，它们通过阀门或节流阀相连以便能可选择地将制冷网络分为多个功能部段。这种酿造系统400的一个例子在图3的实施例中被示出。此时清楚明白的是，这种功能部段例如可被用于通过节流阀或阀门弥补在连接管路501的一个部段中可能出现的泄漏，随后借助旁路或类似合适的装置跨过。这一个连接管路501和所述另一个连接管路502能可选择地配设有快速联接器。它们还优选包含连通阀和尤其是可控的连通阀用于连接至相应的连接部段341-343。

图3还举例示出了根据酿造系统400的这个实施方式的冷却工质的流动方向。此时可以看到，两个酿造设备100均借助所述另一个连接管路502从两个制冷装置310提供被冷却的冷却工质并且在各自的直通式冷却器320中可被用于冷却液态酿造原料。冷却工质的流动方向因此用一个箭头在两个方向上来表示。此外也清楚看到，在冷却工质管路中的各自流可如何借助控制阀350被调节。因此，在控制阀350的相应调节情况下，例如在图3的左侧所示出的酿造设备100可被供应比右侧的酿造设备100更多的冷却工质。

酿造系统400还可以具有有着冷需求的另一个部件600。在此，它例如可以是麦芽汁冷却器。部件600为此最好具有带有用于连接一个管路的第六连接部段641的另一个输入管路631。所述管路尤其可以是所述另一个连接管路502，以便将冷却工质输入该制冷装置中。另外，部件600具有另一个输出管路633，它最好配设有用于连接一个管路的第七连接部段643。在此情况下，它可以尤其是这一个连接管路501，以便借此从部件600输出冷却工质。

这种酿造系统400的一个例子在图4的实施例中被示出。在此情况下尤其能清楚看到酿造系统400内的部件600的连接。所述另一个输入管路631此时连接至所述另一个连接管路502，由此，被冷却的冷却工质可以流过该部件600。所述另一个输出管路633又将变热的冷却工质回输入冷却循环中，因为它连接至这一个连接管路501。由此例如清楚看到在使用麦芽汁冷却器作为部件600时如何可以做到通过酿造设备100来冷却它。如前所述，芽汁冷却器600在短暂时间里需要大量的冷。在此情况下，例如单独的酿造设备100的控制阀350可完全或几乎关闭，从而大部分被冷却的冷却工质可供麦芽汁冷却器600所用。由此，设置蓄冷器或将中央冷却系统设定为具有超大制冷能力是过时的。

还可以如此设计酿造系统400，这一个连接管路501被引导经过用于预冷该冷却工质的换热器701。换热器701例如可以是板式冷凝器、板式换热器或盘管，但也可以想到借此可将冷却工质输送经过换热器701的接触面以散走热的其它实施方式。优选地，换热器701为此在空间上与至少两个酿造设备100分开布置。换热器701还最好具有用于预冷该冷却工质的散热装置702。在此，最好利用散热装置702散走在换热器701中在冷却该冷却工质时出现的热，这例如借助所产生的空气流通或也可借助液体冷却例如像水冷来做到。

这种酿造系统400的一个例子在图5的实施例中被示出。在此清楚看到变热的冷却工质如何通过这一个连接管路501被引导经过换热器701。通过配属于换热器701的散热装置702，热从冷却工质被散发至环境。这例如用带有附图标记Q的箭头表示。变冷的冷却工质于是可以借助这一个连接管路501被送入冷循环中，即因此在制冷装置310处被提供。由此例如可行的是，大部分的散走的热在空间上与酿造设备100分开地被散走。因此，例如防止酿造设备100所处的拱顶地窖变热。另外，可以通过这种布置来有目的地继续使用所散走的热Q，例如像用来加热营业场所、用于工艺过程优化或者其它能量密集型工作过程。其一个具体例子是预热在麦芽汁锅中的液体，使得散走的热Q没有保持无用。因此，例如可以借助液冷式冷凝器(由换热器701和散热装置702构成的单元)来产生具有约70℃温度的热水。

也还可以想到所提出的图5的实施例的一个变型，其基本参照图6和图7来考虑。在此情况下，应该通过如前所述的相似方式散走由冷却工质吸收的热至并非冷却装置300安放地点的位置并且被有目的地继续使用。作为这种实施方式的应用可能性的例子，可以提出加热营业场所、酿造工艺的能量过程优化或者其它能量密集型工作过程。

为此，在根据图7的冷却系统400中采用如图6举例所示的制冷装置310的一个特别实施方式。

制冷装置310在此情况下可以具有冷却工质压缩机310a以压缩冷却工质。此外，制冷装置310最好设置有冷凝冷却器310c以散走被压缩的冷却工质的热。另外，该制冷装置可以具备泄压阀310e，借此将冷却工质泄压，因此被进一步冷却。制冷装置310的单独部件可以通过共用的连接管路(无附图标记)相互连接，如图6所示。

制冷装置310获得通过输入管路331和制冷管332连接至冷却装置300的其它组成部分的连接可能性。这在图6中被示出。还能看到，输入管路331可直接连接至冷却工质压缩机310a并且泄压阀310e可被连接至制冷管333。

制冷装置310的结构可以被用作所有实施例中并且可以根据本发明还被如此扩展，在冷却工质压缩机310a与冷凝冷却器310c之间设置用于从制冷装置310输出至少一部分冷却工质的输出管路831。输出管路831优选此时以第四连接部段841设置用于连接一个管路。另外，可以在冷凝冷却器310c与泄压阀310e之间设置用于将经由输出管路831所输出的冷却工质输入制冷装置310中的输入管路832。输入管路832优选具有用于连接一个管路的第五连接部段842。这在图6中被举例示出。在图6中也看到冷却工质的可能流动方向，其由实心的和空心的箭头表示，以提高流动方向与各自管路段的对应配属性。

另外，可控的截止阀310b、310d也可以如此布置在制冷装置中，即，例如流过冷凝冷却器310c的冷却工质的流通量可以根据需要被调节和控制。截止阀310b、310d的这种布置在图6中被举例示出。

如图7所示的实施例基于已经从图3中知道的酿造系统400，其由根据本发明被连接至一个制冷网络的两个酿造设备100构成。

在此实施例中，连接至制冷网络的酿造设备100的至少一部分优选具有前面提到的图6的制冷装置310。

制冷装置310的各自输出管路831此时可以借助共用的换热器管路801通过其第四连接部段841经由其第五连接部段842连接至所有的输入管路832，以便因此与制冷装置310相关地使至少一部分冷却工质旁流。

但也还可以想到的是冷却工质或是完全根本没有或者其总体上经由输出管路831流出制冷装置310。冷却工质此时最好通过输入管路331被送入制冷装置310。

换热器管路801可以被引导经过换热器701，它尤其优选在空间上与所述至少两个酿造设备100分开布置。换热器701此时例如可以设计成冷凝器、板式换热器、管束式换热器等。

换热器701还可以连接至散热装置702，以便散走在换热器701中在冷却工质冷却时所出现的热。这在图7中由代表标记Q的箭头表示。散热装置702例如可以被设计成冷凝器的液体冷却装置、对流换热器、再生式热回收器或暖风散热器。因此，换热器701与散热装置702之间连接的实施方式和形式来自两个部件的各自所选的实施方式。

在冷却工质在换热器701中冷却之后，被冷却的冷却工质可以通过换热器管路801从换热器701被回送至各自的制冷装置310并且被送入对应的输入管路832。从那里，冷却工质最好被输送至泄压阀310d并且经由冷却工质管路332被交付至制冷网络，从而被冷却的冷却工质例如又可供酿造原料冷却所用。

在管路网络中的冷却工质的可能流动方向在图7中由箭头表示。换热器管路801以及输出管路831和输入管路832由虚线表示以便更好概览。另外，特别是在前述管路中的可能流动方向由空心箭头表示。

还可以想到，通过控制该可控的截止阀310b、310c，在由冷凝冷却器310c在制冷装置310中冷却该冷却工质(两个截止阀的阀位为开)与通过换热器701在制冷装置310外冷却该冷却工质(两个截止阀的阀位为关)之间进行选择。还也可以想到的是，若例如在麦芽汁冷却期间有提高的冷需求，同时由冷凝冷却器310c和换热器701来冷却冷却工质。

酿造系统400还可以具有测量位置，例如用于例如借助压力表测量管路331、332、333、501、502内的压力。可选择地，也可以设置一个调整位置例如像可调的节流阀。它们随后可以尤其被用于给测量和调整单元提供信息和工艺过程干预可能性以针对发酵和冷却过程可选择地自动控制酿造系统400。借此例如可行的是，用于酿造系统400的能量优化的调整策略可以自动进行。

以下简介用于本发明酿造系统、尤其是液态酿造原料的最好是自动化的发酵和冷却过程且尤其是其温度控制的可行方法。

首先提供至少两个根据本发明的酿造设备。接着，借助用于将冷却工质回输入制冷装置310中的连接管路501将(所有)输出管路333通过其第二连接部段343经由其第一连接部段341连接至(所有)输入管路331(见图2)。因此，提供根据本发明的酿造系统400。在一个优选实施方式中，至少两个(或更多个或所有的)酿造设备的制冷管332可借助另一个连接管路502与制冷网络相连，这最好通过其第三连接部段342(见图3至图5)。在此，另一个连接管路502可以具有多个管路段，它们通过阀门或节流阀相连以便能可选择地将制冷网络分为多个功能部段。酿造系统400还可以具有另一个待冷却部件600例如像麦芽汁冷却器。该部件600具有另一个输入管路631，其最好带有用于连接一个管路且尤其是所述另一个连接管路502的第六连接部段641。冷却工质通过所述输入管路被引导进入和穿过该部件600(在此例如为了麦芽汁冷却)。部件600还具有另一个输出管路633，其最好带有用于连接一个管路且尤其是这一个连接管路501的第七连接部段643。通过输出管路633，冷却工质从部件600被送出并且最好被回输入该循环中，以便又例如通过连接管路501在制冷装置310处提供(见图4)。这一个连接管路501可以被引导经过用于预冷冷却工质的换热器701(见图5)。

借助测量和调整单元，酿造系统400的发酵和冷却过程尤其是可控的连通阀和/或控制阀350和/或阀门和/或节流阀最好被自动化控制。

本发明不受前述实施例的限制，只要它被以下权利要求书所涵盖。尤其是，该实施例的所有特征能以任何方式彼此相互组合和替换。

Claims (20)

1.一种用于发酵液态酿造原料的酿造设备(100)，该酿造设备具有：

-液罐(200)，尤其是发酵罐，用于容纳液态酿造原料，

-冷却装置(300)，该冷却装置用于冷却液态酿造原料，具有：

·用于冷却冷却工质的制冷装置(310)，

·用于借助被冷却的冷却工质冷却所述液罐(200)内的所述液态酿造原料的直通式冷却器(320)，和

·冷却工质管路，该冷却工质管路具有：

o包括用于连接将冷却工质输入所述制冷装置(310)中的管路的第一连接部段(341)的输入管路(331)，

o用于将被冷却的所述冷却工质从所述制冷装置(310)输送至所述直通式冷却器(320)的制冷管(332)，和

o输出管路(333)，该输出管路具有用于连接将所述冷却工质从所述直通式冷却器(320)送出的管路的第二连接部段(343)，其中所述液罐(200)和所述冷却装置(300)作为关联的、可输送单元来提供。

2.根据权利要求1所述的酿造设备(100)，其中，所述制冷管(332)具有第三连接部段(342)，该第三连接部段用于将连接至其它酿造设备(100)的冷却工质管路连接至冷网络。

3.根据前述权利要求中任一项所述的酿造设备(100)，其中，所述第一连接部段(341)、所述第二连接部段(343)和/或所述第三连接部段(342)具有用于连接相应管路的快速联接器、优选是连通阀、尤其优选是可控的连通阀。

4.根据前述权利要求中任一项所述的酿造设备(100)，其中，所述制冷管(332)具有控制阀(350)，该控制阀用于控制从所述制冷装置(310)被送至所述直通式冷却器(320)的冷却剂的量。

5.根据前述权利要求中任一项所述的酿造设备(100)，还具有承载件(220)，该承载件用于支承所述液罐(200)且优选还用于支承所述冷却装置(300)。

6.根据前述权利要求中任一项所述的酿造设备(100)，其中，所述制冷装置(310)相对于所述液罐(200)固定设置，优选被直接固定在所述液罐(200)或所述承载件(220)上。

7.根据前述权利要求中任一项所述的酿造设备(100)，其中，所述制冷装置(310)具有用于冷却所述制冷装置(310)的通风机。

8.根据前述权利要求中任一项所述的酿造设备(100)，其中，所述制冷装置(310)具有：

·用于压缩所述冷却工质的冷却工质压缩机(310a)，

·用于冷却被压缩的所述冷却工质的冷凝冷却器(310c)，和

·用于泄压并因此进一步冷却通过所述冷凝冷却器(310c)被冷却的所述冷却工质的泄压阀(310e)。

9.根据前述权利要求8所述的酿造设备(100)，其中

·在所述冷却工质压缩机(310a)与所述冷凝冷却器(310c)之间设置有具有第四连接部段(841)的输出管路(831)，所述第四连接部段连接用于将至少一部分所述冷却工质从所述制冷装置(310)输出的管路，和

·在所述冷凝冷却器(310c)和所述泄压阀(31oe)之间设置有具有第五连接部段(842)的输入管路(832)，所述第五连接部段连接用于将经由所述输出管路(831)输出的所述冷却工质输入所述制冷装置(310)的管路。

10.根据前述权利要求中任一项所述的酿造设备(100)，其中，所述直通式冷却器(320)直接热耦合至所述液罐(200)，优选直接设置在所述液罐(200)的外壁(210,211)之处或之中。

11.根据前述权利要求中任一项所述的酿造设备(100)，其中，所述直通式冷却器(320)被设计成冷却罩，该冷却罩至少部分以面接触方式包围所述液罐(200)。

12.根据前述权利要求中任一项所述的酿造设备(100)，其中，所述液罐(200)所具有的体积在0.1立方米(100升)至1000立方米(1000000升)之间的范围内。

13.一种用于发酵液态酿造原料的酿造系统(400)，该酿造系统具有根据前述权利要求中任一项所述的至少两个酿造设备(100)和一连接管路(501)，该连接管路(501)用于通过其第二连接部段(343)将所有输出管路(333)经由其第一连接部段(341)连接至所有输入管路(331)以将冷却工质回送至所述制冷装置(310)中。

14.根据前述权利要求13所述的酿造系统(400)，该酿造系统还具有另一个用于最好通过其第三连接部段(342)将至少两个酿造设备(100)的制冷管(332)连接至制冷网络的连接管路(502)。

15.根据前述权利要求13至14中任一项所述的酿造系统(400)，其中，所述另一个连接管路(502)具有管路段，它们通过阀门或节流阀相连以便能可选择地将所述制冷网络分为多个功能段。

16.根据前述权利要求13至15中任一项所述的酿造系统(400)，该酿造系统还具有另一个待冷却部件(600)例如像麦芽汁冷却器，其中所述部件(600)具有另一个输入管路(631)以及另一个输出管路(633)，所述另一个输入管路最好带有用于连接将冷却工质送入所述部件(600)中的一个管路、尤其是所述另一个连接管路(502)的第六连接部段(641),所述另一个输出管路最好带有用于连接用于从所述部件(600)送出所述冷却工质的一个管路、尤其是所述一个连接管路(501)的第七连接部段(643)。

17.根据前述权利要求13至16中任一项所述的酿造系统(400)，其中，所述一个连接管路(501)和/或所述另一个连接管路(502)具有快速联接器、优选用于连接至相应的所述连接部段的连通阀且尤其是可控的连通阀。

18.根据前述权利要求13至17中任一项所述的酿造系统(400)，该酿造系统还具有用于通过其第四连接部段(841)将所有输出管路(831)经由其第五连接部段(842)连接至所有输入管路(832)以使至少一部分所述冷却工质关于所述制冷装置(310)旁流的换热器管路(801)，其中所述换热器管路(801)被引导经过一个用于冷却所述冷却工质的换热器(701)，其中优选所述换热器(701)在空间上与至少两个酿造设备(100)分隔开地布置，并且其中所述换热器(701)更优选地具有用于散走在所述冷却工质冷却时在所述换热器(701)中出现的热的散热装置(702)。

19.根据前述权利要求13至18中任一项所述的酿造系统(400)，该酿造系统还具有测量部位例如测压部位和/或调整部位例如像可调节流阀。

20.根据前述权利要求13至19中任一项所述的酿造系统(400)，所述酿造系统还具有用于优选自动化控制所述酿造系统(400)、尤其是用于所述发酵和冷却过程的可控连通阀和/或控制阀(350)和/或阀门和/或节流阀的测量调整单元。

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