CN114774223A - 一种全封闭式家用酿酒机及应用该酿酒机酿酒的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种家用酿酒机及应用该酿酒机酿酒的方法。该家用酿酒机克服了现有家用酿酒设备缺乏果品清洗、消杀、风干、破碎等前期处理功能的缺陷，以及在酿酒中需开启发酵罐进行人工搅拌、倒灌排渣、过滤，又需更换不同器具带来的发酵醪和酒液的污染和氧化，甚至出现食品安全卫生问题的缺陷。主要包括密封盖、发酵罐、清洗/消杀、控温、风干、破碎/搅拌、自动排渣等十一个部分，实现了自动清洗/消杀/风干/破碎果品，并在完全封闭、有二氧化碳保护、合理温控下酿制出健康的葡萄酒或果酒，节省了设备和人工投入，可小型化家庭使用或大型化应用于酿酒企业。

Description

一种全封闭式家用酿酒机及应用该酿酒机酿酒的方法

技术领域

本发明涉及一种酿酒设备，具体涉及一种新型家用酿酒机以及利用该酿酒机酿酒的方法。

背景技术

葡萄酒、果酒的色泽和口感都非常迷人，但市售的酒品饮料不可避免地存在各种添加剂，各种勾兑而成的饮品充斥市场，人们在选购时非常迷茫和无奈。随着人们生活品质的提高、保健意识的加强，追求“原生态、零添加”的休闲自制热逐步升温，越来越多的人喜欢自己动手在家里酿制葡萄酒、果酒，但专业的家用酿制设备和规范化的家用酿制技术目前还是一个市场空白。

利用现有的家用酿酒器具在酿制和过滤葡萄酒、果酒的过程中，需要更换不同的器具，不仅操作繁琐，更使发酵醪和酒液长时间与空气以及不同的器具接触，造成发酵醪和酒液氧化，甚至被杂菌污染，致使酿制出来的葡萄酒(或其它果酒)品质很难保障，甚至出现食品安全问题。

发明内容

本发明针对以上存在的问题，结合我国科技水平的不断提高，人工智能技术逐步应用到各个领域，发明人发明了一种小型化、自动化的家用酿酒设备，提高了人们休闲自制的品质与体验，顺应了市场需求。

本发明提供了全新设计的一种全封闭式家用酿酒机以及利用该酿酒机酿酒的方法，克服了现有家用酿酒设备在酿酒前，无法做到利用酿酒机来对果品进行清洗、消杀、风干、破碎等前期处理的缺陷；克服了现有家用酿酒设备在酿酒中需要多次打开发酵罐进行人工搅拌、需要更换不同器具进行倒灌排渣、倒灌过滤，使得酒体多次与不同器具接触造成污染、多次暴露在空气中造成酒体氧化，致使酿制的酒品口感不佳、品质不高、甚至容易出现食品安全卫生问题的缺陷，实现了在完全封闭的状态下，机器自动清洗/消杀/风干/破碎果品、自动调整发酵温度、自动搅拌发酵醪、自动分离/排出果渣、自动过滤酒品，本发明使得整个酿酒过程能够在完全封闭、并有二氧化碳保护的情况下完成，从而得到健康的葡萄酒或果酒，明显节省了设备成本和人工投入，提高了酿制的成品酒的口感和品质，利用该发明方案，既可小型化适合于家庭使用，又可以大型化应用于酿酒企业。

本发明的具体技术方案是

发明人首先提供了一种全新设计的全封闭式家用酿酒机，包括自上而下设置的密封盖(02)、发酵罐(01)、清洗消杀部分、控温部分、风干部分、破碎/搅拌部分、自动排渣部分、过滤部分、控制部分、动力部分、渣/水收纳部分共十一个部分；

所述的密封盖(02)上设置有贯穿密封盖(02)的常压单向排气阀(03)，用于使果品发酵产生的二氧化碳气体积聚在发酵罐01内，使发酵醪和酒品得到二氧化碳的保护，并阻止空气进入发酵罐(01)，避免发酵醪和酒品氧化，并排出多余的二氧化碳气体；

进一步地，在所述密封盖(02)和发酵罐(01)的密封接触处设置有接触传感器，用于通过屏幕显示和声音提醒来提示密封盖(02)的开/合状态；

进一步地，所述密封盖(02)为夹层结构，在所述夹层内设置有电热鼓风机，用于在酿酒机和果品的清洗/消杀、排水结束后，向所述发酵罐内送入经过过滤后的热空气，与超声波配合，实现对酿酒机内部和果品的风干；

所述的发酵罐(01)是一个上部为圆柱体形、下部为锥体形的不锈钢罐体或其它可用于食品接触的材料制成的罐体，发酵罐(01)上部固定在机壳(13)上端，发酵罐(01)下部固定在所述机壳中段的隔板(20)的圆孔中，在发酵罐(01)和所述机壳的接触处均设有减震垫圈，所述减震垫圈的有益效果是，可以减少酿酒机工作时的噪音，进一步地，当超声波工作时，可以降低超声波的能量浪费；

所述的清洗/消杀部分，包括超声波发生器(32)、超声波能量转换器(08)、臭氧发生器(09)、臭氧输送管道、臭氧输入针阀(18)、电机(27)、破碎/搅拌装置(07)。其中超声工作波频率为40KH，所述臭氧发生器为带有臭氧送气装置的一体机，通过臭氧输送管道，将臭氧输向单向输出针阀(18)，并从靠近取酒阀(19)的管道输入发酵罐(01)，用于对酿酒机和果品进行消杀和清洗；

进一步地，所述清洗/消杀部分的工作过程是：在启动清洗消杀程序之前，将发酵罐(01)内注入干净的清水，在注水过程中，在液位传感器(40)的作用下，水位到达设定的位置时，机器会自动提示“停止加水”，此时盖好密封盖(02)并在操作面板(14)上启动清洗/消杀程序，则超声波发生器(32)、臭氧发生器(09)、电机(27)同时启动，实现对果品和酿酒机的超声波清洗、臭氧消杀，同时电动机(27)按照预设的低转速(20转/min)、逆时针方向旋转，带破碎/搅拌装置(07)旋转，从而推动果品和水流产生缓慢旋转。此方案的有益效果是：超声波清洗、水流摩擦清洗、臭氧消杀同时进行，使清洗消杀效率更高、更均匀、且零污染零残留；

进一步地，采用单向输入针阀(18)的有益效果是：单向向发酵罐(01)内输入臭氧，阻止发酵罐(01)内液体回流到臭氧输送管道；

进一步地，采用单向针阀从靠近取酒阀(19)的位置输入臭氧带来的有益效果是：对酿酒机进行消杀的同时，可以清洗消杀所述酿酒机的这个唯一清洗死角，并使臭氧气流冲刷取酒阀管道(24)及其前端的滤网(39)，保障了取酒管道和所述滤网的清洁度，并在所述滤网的作用下，臭氧能够更好地生成细小气泡进入发酵罐，增加了臭氧溶解的溶解度从而增强消杀效果；

所述的控温部分，包括发酵罐(01)的外壁环绕的电热丝(04)、半导体制冷片(05)、温度传感器(15)、控制模块(31)共同组成，所述的半导体制冷片设置有散热风扇和专用的散热风道向外散热。发酵罐(01)外壁设置有保温层，用于减少在对发酵罐(01)进行温度控制时的能源损耗；

进一步地，在发酵罐(01)内设置有温度传感器(15)，用于将所述发酵罐内温度数据传输给控温模块来分别启动电热丝(04)的加热或者半导体制冷片(05)制冷，从而实现对发酵罐(01)内的温度调节和控制；

进一步地，在此制冷优选方案选择上，选用半导体制冷方案而摒弃压缩机制冷，是因为家用酿酒机使用场景是在室内进行，室内温度与酿制果酒所需的温度18℃--25℃比较接近，因此需要解决的温控温差和制冷量相对较小，无需使用笨重且价格较高的压缩机制冷方案，如果应用到大型的工业酿酒设备上，则选用压缩制冷技术方案更优；

所述的风干部分，包括电热鼓风机、超声波发生器(32)、超声波能量转换器(08)、自动排渣装置(25)；其工作过程是：在清洗/消杀程序按照预设的时间结束程序后，系统自动启动步进电机(28)拉开活塞(47)排水，排水结束后活塞(47)仍然保持开启状态，同时液位传感器(40)将排水结束的信号传递给控制模块，使系统自动启动风干程序：电热鼓风机和超声波发生器同时启动，利用电热鼓风机吹入的热风和超声波配合，对果品表面和机器内部按照预设的时长进行风干；

进一步地，温度传感器(15)将发酵罐(01)的温度数据传输给控制模块来控制电热鼓风机的温度和风力，使发酵罐(01)内温度控制在预设的38℃左右，蒸发的水汽从排渣口被吹出，手动打开取酒阀(19)可以增加水汽排出路径；采用这个方案带来的有益效果是：利用热风和超声波同时进行，可以加快风干速度和提高风干均匀度；

进一步地，在风干的同时，微小的风力吹入微热的空气作用于果品表面时，热空气配合超声波，有益于对果品进一步催熟，从而有益于提高酿制的酒品的品质；

进一步地，在完成果品表面完全风干的前提下，还可以在控制面板上手动设置不同的风干时间参数和风干温度参数来控制果品的风干程度，从而得到不同口感、色泽和风味的酒品，这个设置特别适合于对酒品风味有不同偏好的消费者特别是发烧友，增强了自酿的体验感和乐趣；

所述的破碎/搅拌部分，包括电动机(27)、破碎/搅拌装置(07)、小螺旋桨(17)；其中破碎/搅拌装置(07)设置在绞龙(22)的主轴顶端，，小螺旋桨(17)固定在绞龙(22)主轴下部靠近发酵罐(01)的底部，通过电机(27)带动破碎/搅拌装置(07)作逆时针旋转来破碎果品，并在果品产生发酵后，定时搅拌发酵醪；

进一步地，所述破碎/搅拌装置(07)的主轴(44)上端与大螺旋桨(06)的尾端之间，设置有齿轮垂直传动机构并设置有止动点，这个设计的功能在于：在电机(27)，换向旋转时，同时带动大螺旋桨(06)的桨叶先沿自身轴心作水平方向180°的翻转后，破碎/搅拌装置(07)再与所述电机同步旋转。这个方案带来的有益效果是：在不同的程序下，无论电机(27)是顺时针还是逆时针方向旋转，螺旋桨(06)对物料的螺旋作用力始终向下，达到了不同程序下需要发酵罐内的物料运行方向始终向下的要求；

进一步地，大螺旋桨(06)的主要作用是：1、)在清洗/消杀程序下，通过电机(27)带动破碎/搅拌装置(07)逆时针方向缓慢转动的推力，使水液和果品产生缓慢旋转和轻微摩擦，加强清洗/消杀的效果和均匀度；2、)在破碎果品程序下，通过电机(27)逆时针方向间歇快速旋转来破碎果品；3、)在果品发酵过程中，通过逆时针方向间歇性快速旋转，来定时搅拌发酵醪，使果品发酵更均衡、并有利于将漂浮在液面的果皮浸入酒液，促进色素的提取；这个方案带来的有益效果是：利用同一组装置，通过不同的旋转方向和旋转速度，来实现酿酒中不同的功能需求，节省了设备的投入，并减少了发酵醪的接触物从而减少可能增加的污染源；

进一步地，小螺旋桨(17)的主要作用有两个：1、)进行排渣时，将沉淀在发酵罐底部的果渣送入自动排渣装置(25)进行排渣，2、)在过滤酒液时，它将酒液泵入过滤器进行过滤，省去了过滤过程需要重新设置电机和过滤泵的设备投入；

所述的自动排渣部分，包括小螺旋桨(06)、绞龙(22)和过滤网(21)、研磨腔(41)、自动排渣装置(25)；其中自动排渣装置(25)的排渣管道(26)与所述研磨腔(41)的底部一体成型并向下倾斜连接，排渣管道(26)的底部有开口并接通排渣口(29)，所述排渣管道(26)内有活塞(47)可以在排渣管道(26)内滑动；

进一步地，所述活塞(47)为空心圆柱体，在活塞(47)内设置有活塞(46)，活塞(46)可以在活塞(47)内滑动；活塞(47)的前端后端均封堵，在活塞(47)后端有开孔，步进电机(28)的主轴(48)从活塞(47)后端的所述开口滑动插入并与活塞(46)固定连接；

进一步地，活塞(46)的前端有压力传感器(45)，在压力传感器(45)的前端设置有弹簧(50)，所述压力传感器(45)信号输出端口和步进电机(28)的控制端口分别连接控制模块(23)的对应端口；

进一步地，所述步进电机(28)的主轴(48)为螺旋贯通伸缩轴并与活塞(46)的中心固定连接；在活塞(47)的两端有凹槽，所述凹槽内设置有活塞环(49)；

进一步地，所述自动排渣装置(25)的工作过程是：当果品按照系统设定的时间完成第一次发酵后，系统自动启动电机(27)作顺时针方向低速旋转，转速设置在50转/min，带动破碎/搅拌装置(07)、小螺旋桨(17)和绞龙(22)同步旋转，推动沉淀在发酵罐底部的果渣，向V形研磨腔(41)挤压后，被螺旋状的楔形磨齿(38)初步磨碎，压入排渣管道(26)，由于排渣管的排渣开口被活塞(47)封堵而形成压力，液体被挤压回流到发酵罐内，果渣被绞龙(22)压向活塞(47)压缩弹簧(50)，将压力传递给压力传感器(45)，当果渣压力达到所述压力传感器的设定的值时，压力传感器(45)通过控制模块启动步进电机(28)，拉开活塞(47)进行自动排渣；

进一步地，所述酿酒机的系统设置中，步进电机(28)拉开排渣开口的开幅大小与压力传感器(45)受到的压力大小成正比关系。这个方案的有益效果是：可以根据果渣压力大小自动调节排渣开口大小，保障排渣通畅和均衡，当果渣逐步排完，排渣压力随之减小，当果渣压力减小到到压力传感器的设定值时，系统自动启动步进电机关闭排渣开口，保障了不会误排酒液；

进一步地，应用大活塞(47)里套小活塞(46)，并在压力传感器(45)的受力面加装弹簧(50)带来的有益效果是：可以过滤掉果渣压力细微的变化造成步进电机(28)的频繁动作，也避免了压力传感器被污染而造成灵敏度失真，使排渣更顺畅和均匀；当排渣结束、步进电机关闭排渣开口时，弹簧的伸展力进一步推动活塞(47)保证排渣口关闭严实，为防止误排酒液设置了双保险；

进一步地，在活塞(47)两端设置凹槽嵌入活塞环(49)的有益效果是：可以明显减少活塞(47)和排渣管道(26)之间的摩擦力，防止活塞(47)在运行中出现卡顿，并保证了活塞(47)与排渣管道(26)之间的密封性；

所述的过滤部分，包括大螺旋桨(06)、小螺旋桨(17)、过滤网(21)、过滤管道、过滤器(10)；其中过滤网(21)为初级过滤部分，过滤器(10)内设置有可更换式果酒滤芯(11)为二级过滤，过滤器(10)设置有密封盖(12)与过滤器主体通过卡扣密封连接，在过滤管道中段垂直设置有防爆玻璃管(16)用于观察发酵罐内液面变化以及酒品的发酵情况；

进一步地，在防爆玻璃管(16)上设置有液位传感器(40)，用于监测发酵罐内液面变化，便于在清洗/消杀程序下，提示加入清水和果品时的液面高度限制提醒；在清洗/消杀完毕、排水结束后，在所述液位传感器的信号作用下自动启动风干程序；

进一步地，在过滤程序下，电机(27)带动大螺旋桨(06)和小螺旋桨(17)做顺时针方向旋转，转速设定在350转/min，由于连通器原理，发酵罐内液面的高度与防爆玻璃管(16)液面的高度是相等的，因此将酒液泵入过滤器的做功扬程比较短，无需太高转速即可将酒液泵入过滤器，缓慢过滤更有益于过滤的效果；

进一步地，在过滤程序和排渣程序两个不同的程序下，电机(27)的转速有明显差异(分别为350转/min和50转/min)，利用这个差异来区分排渣程序或过滤程序的系统编程，由此而设定在过滤程序下，步进电机禁止启动，保障过滤程序中不会从排渣口误排酒液；

所述的控制部分，包括控制面板/显示器(14)、控温模块、压力监测与控制模块、液面监测与控制模块、电机控制模块、超声波控制模块、臭氧发生器控制模块。用于对所述酿酒机的参数设定和程序控制。以上元件均为市面常用电子元件组成；

所述的动力部分，包括电源(23)、电机(27)、步进电机(28)，其中电机(27)固定在隔板(33)之上，为直流无刷电机并带有减速齿轮传动机构；

进一步地，电机(27)的传动轴与绞龙(22)的主轴同轴线楔形连接传动；

进一步地，电机(27)的主要作用有以下几点：1)在清洗/消杀程序下，以逆时针方向旋转，带动破碎/搅拌装置(07)缓慢旋转(转速设置为20转/min)，推动果品和水流缓慢旋转互相摩擦，从而加强超声波清洗的效果和臭氧消杀均匀度；2)在破碎/搅拌程序下，以逆时针方向间歇旋转，转速设定为450转/min，带动破碎/搅拌装置(07)做间歇旋转从而破碎果品；3)当果品开始发酵后，按照设定的转速450转/min作逆时针方向旋转，每隔2个小时启动一次，每次工作时间设定为20秒，从而搅拌发酵醪有益于发酵更加均匀，并有益于漂浮于液面的果皮果渣在旋流的作用下被带入液面下进行良好发酵与色素提取；4)在自动排渣程序下，电机(27)作顺时针方向旋转，转速设定为50转/min，带动绞龙同步旋转进行排渣；5)在过滤程序下，电机(27)做顺时针方向旋转，转速设定为350转/分，带动大螺旋桨(06)和小螺旋桨(17)将酒水通过管道泵入过滤器进行循环过滤；电源(23)给整机供电；

所述的渣/水收纳部分，为设置在底座(35)上的可移动的容器(30)，用于收纳清洗/消杀结束后从排渣口(29)排出的废水，以及在进行自动排渣时，收纳自动排渣装置排出的果渣，进一步地，在所述酿酒机的机壳下端安装有活动门(34)，用于放入/取出渣水收纳容器(30)；

所述的机壳和隔板、以及机壳的背面和侧面均有散热孔，便于电子元件的散热；

在所述酿酒机的底座(35)下部安装有万向轮(36)，可以方便地对所述酿酒机进行移动。

采用上述全封闭式家用酿酒机后，可以实现对葡萄酒和其它果酒的家庭酿制，包括如下步骤：

(1)酿酒机和果品的清洗与消杀(2)果品的风干(3)果品的破碎与酵母的接种(4)发酵参数的设定(5)定时搅拌发酵醪(6)渣汁分离与自动排渣(7)过滤与沉淀(8)成品酒的储存。所酿制的酒包括葡萄酒和果酒。

更为具体的步骤如下：

葡萄酒(果酒)酿酒流程：

前期检查各个阀门、过滤器(12)的盖子是否关闭良好，再手动打开密封盖(02)，往发酵罐(01)内注入干净清水，当加入的清水液面达到设定的高度时，此时机器会有语音提示和屏幕显示“停止加水”；

选择无病虫害、成熟度高的水果，用剪刀齐蒂剪下果梗丢弃，果粒放入发酵罐，随着发酵罐液面升高到加入果粒设定的液面高度时，机器会语音提示和屏幕显示“停止加入果粒”，然后手动盖好锁紧密封盖(02)；

在控制面板/显示屏(14)上设有自动/手动模式选择，当选择“自动”模式并长按控制面板上的“开始”健后，所述家用酿酒机将按照写入的程序依次自动完成如下动作：

酿酒机和果品的清洗消杀：此时超声波发生器、臭氧发生器、电机(27)同时启动，电机逆时针方向旋转，转速为20转/min，带动大小螺旋桨使果品和水流旋转，同时超声波和臭氧对果品进行清洗与消杀。此程序设定时长为15分钟，15分钟后，步进电机(28)拉开活塞(47)自动排水，清洗消杀程序结束；

酿酒机和果品的风干：活塞(47)保持开启位置，液位感应器(40)将排水结束的信号传递给控制模块，从而自动启动风干程序对所述发酵罐内部和果品表面进行风干。在风干程序下，超声波发生器、电热鼓风机同时启动，控温系统通过控制电热鼓风机的温度和风量，使发酵罐(1)内的温度控制在35℃--38℃，水蒸气从排渣口(29)吹出，手动打开取酒阀(19)更有利于水蒸气的排出。根据经验，此程序运行时长设定为4个小时，也可以根据不同的果品和所期待的不同风格的酒品，在保证发酵罐内部和果品表面完全风干的前提下，手动设定风干时长和风干温度(设定温度不高于40℃)。在风干程序结束前的30分钟，根据预设的程序，电热鼓风机的电热部分自动停止，吹风部分继续工作，使发酵罐内温度降低到室温，以便于减轻制冷系统进行下一步程序的能耗和制冷负担。

当风干结束后，如果是直径大于2cm的水果，或/和果仁明显大于葡萄果仁的水果，需手动打开密封盖(02)，从发酵罐内取出果品，使用消杀好的用具，手工切成2cm左右见方的小块，丢弃果仁，将切好的果品重新放入发酵罐等待破碎；

接种酵母：扣紧密封盖(02)，在控制面板上启动控温程序，温度设定在21℃--25℃，当发酵罐内温度达到设定的值时，机器有语音和屏幕提示“请接种酵母”，此时手工打开密封盖(02)，加入活化好的酵母，盖好锁紧密封盖(02)；

果品破碎：盖好密封盖(02)后，机器按照设定的程序自动启动电机(27)作逆时针方向旋转，转速设定为450转/min，驱动破碎/搅拌装置(07)同步旋转，对果品进行破碎，系统设定电机(27)每工作1分钟停止15秒，按此循环，共计时长10分钟后，破碎程序结束，控温程序保持发酵罐内温度在25℃，使果品启动发酵；

定时搅拌：按照系统设定，果品被破碎48小时后，定时搅拌程序启动(注：根据经验，此时发酵醪已经明显开始发酵)，此时电机(27)作逆时针方向、转速为450转/min旋转，驱动破碎/搅拌装置(07)同步旋转，用以搅拌发酵醪，设定为每2个小时启动一次，每次15秒，依次循环；此程序设置总时长为5--10个昼夜(注：根据不同的果品和想要得到的不同的风格的酒品可以手动设置此时长)，5--10个昼夜后，果品的第一次发酵结束；

渣汁分离与自动排渣：按照预设的时长结束第一次发酵程序后，自动排渣程序自动启动，此时电机(27)以50转/min的转速作顺时针方向旋转，带动大螺旋桨(07)、小螺旋桨(17)、绞龙(22)同步顺时针方向旋转进行排渣，直至果渣接近完全排空时，果渣压力会随之减小，当果渣压力减小到到设定值时，步进电机(28)推动活塞(47)将排渣出口完全关闭，自动排渣程序结束，同时控温装置启动，将发酵罐内温度逐步降低到18℃--20℃，进入第二次发酵程序；

第二次发酵：第二次发酵时长设定为10--25昼夜(注：也可根据不同的果品和期望得到不同风格的酒品在控制面板上手动设置第二次发酵的时长)，在此程序下，控温装置控制发酵罐内温度保持在18℃--20℃，其他程序全部静默；

酒品过滤：当酒品第二次发酵达到预设的时长后，系统按照预设的程序自动进入酒品过滤程序，在此程序下，电机(27)自动启动，作顺时针方向、以350转/min的转速旋转，同步带动大螺旋桨(07)和小螺旋桨(17)旋转，将酒水通过管道缓慢泵入过滤器(10)过滤后，回流到发酵罐进行循环过滤，同时，温控系统将发酵罐内温度继续保持18℃--20℃；

酒品沉淀与储存：其他所有程序静默，温控系统继续保持发酵罐内温度为18℃--20℃，酒品经过一昼夜或更长时间沉淀后，可以拧开酒阀(19)取酒或者转移到其他合适的容器(例如橡木桶)进行陈酿，整个酿制过程完成；

酿酒机的自动清洗：当发酵罐内酒液被完全转移后，检查各个阀门保证完全关闭，渣/水收纳桶(30)保持空置状态放置到位，打开过滤器密封盖(12)取出滤芯(11)，手工刷洗干净晒干(或更换新的滤芯)备用；锁紧过滤器密封盖(12)，再打开发酵罐的密封盖(02)注入干净清水到预设的水位后，锁紧密封盖(02)，在操作面板上启动“自动清洗机器”，此时电机(27)、超声波发生器、臭氧发生器同时启动，步进电机保持排渣口关闭，电机(27)按照预设程序，以500转/min的转速，逆时针方向、顺时针方向各旋转15秒后停顿5秒的节律循环工作，总计时长10分钟后，步进电机启动，拉开活塞排水，当液位传感器监测到排水结束后，自动启动电热鼓风机吹入热风使酿酒机内部干燥，此时可以手动打开取酒阀(19)，便于取酒管道同时干燥。10分钟后干燥程序结束，步进电机关闭排渣口，手动关闭酿酒机电源以备下次使用酿酒机。

综上所述，由于采用了本发明方案，克服了现有家用酿酒设备在酿酒前，无法做到利用酿酒机来对果品进行清洗、消杀、风干、破碎等前期处理的缺陷；克服了现有家用酿酒设备在酿酒中需要多次打开发酵罐进行人工搅拌、倒灌排渣、倒灌过滤等繁琐工序，又需要更换不同器具，使得酒体多次与不同容器接触造成污染、多次暴露在空气中造成酒体氧化、致使酿制的酒品口感不佳、品质不高、甚至容易出现食品安全卫生问题的缺陷，在酿酒的不同阶段，调整更合理的酿制温度，避免了发酵醪过高或过低的温度发酵所造成的有害物质的生成；并把酿酒中的几个不同工序综合在同一组装置上，通过设置不同的工作参数来分别完成，明显节省了设备投入成本。主要包括密封盖、发酵罐、清洗/消杀部分、风干部分、温控部分、破碎/搅拌部分、渣汁分离部分、自动排渣部分、过滤部分、动力部分、控制部分十一个部分。利用该发明方案，既可小型化适合于家庭使用，又可以大型化应用于酿酒企业。该酿酒机同时具有操作简单、节省设备投入与人工成本、清洗方便的特点。

附图说明

图1为本发明所述的家用酿酒机的整体结构示意图，图2为图1的剖面示意图

图3为图2中自动排渣装置的上部结构示意图

图4为图2中自动排渣装置的下部结构示意图

图5为图2中破碎/搅拌装置的结构示意图

图中01为发酵罐，02为密封盖，03为单向排气阀，04为电热丝，05为带有风扇的半导体制冷片，06为大螺旋桨，07为破碎/搅拌装置，08为超声波能量转换器，09为臭氧发生器，10为过滤器，11为滤芯，12为过滤器密封盖，13为酿酒机机壳，14为操作面板/显示器，15为温度传感器，16为防爆玻璃管，17为小螺旋桨，18为臭氧输入单向针阀，19为取酒阀，20为隔板，21为金属过滤网，22为绞龙，23为电源，24为取酒管道，25为排渣装置，26为排渣管道，27为电机，28为步进电机，29为排渣口，30为渣/水收纳桶，31为控制模块，32为超声波发生器，33为隔板，34为活动门，35为底座，36为万向轮，37单向进风口(带进气滤网)，38为螺旋磨齿，39为取酒管道过滤网，40为液位传感器，41为挤压腔，42为自动排渣器的主轴，43为齿轮密封腔，44为破碎/搅拌装置主轴，45为压力传感器，46为小活塞，47为大活塞，48为步进电机的贯通式中心轴，49为活塞环，50为弹簧

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本发明进行详细说明

参照图1、图2、图3、图4图5所示，一种家用酿酒机，包括自上而下设置的密封盖(02)、发酵罐(01)、清洗消杀部分、风干部分、温控部分、破碎/搅拌部分、自动排渣部分、过滤部分、控制部分、动力部分、渣/水收纳部分十一个部分；

所述密封盖(02)通过螺栓与所述发酵罐(01)连接，在所述密封盖(02)上安装有单向排气阀(03)并通过中通导管穿过密封盖(02)，用螺母与所述密封盖固定连接；

进一步地，所述密封盖(02)为夹层结构，在所述夹层结构内设置有电热鼓风机和专用风道，所述电热鼓风机设有单向进风口(37)，所述单向进风口为常闭状态，只有在所述电热鼓风机工作时才被负压吸力打开，所述单向进风口设置在密封盖(02)的边沿并通过设置的空气过滤层后进风，以保证鼓入发酵罐内的空气清洁。所述电热鼓风机的出风口位于密封盖(02)下部并用螺丝固定安装有出风口网罩，所述网罩的作用是保障出风分散作用于发酵罐内并防止杂物误入密封盖内；

所述的发酵罐(01)是一个上部为圆柱体形、下部为锥体形的不锈钢罐体或其它可用于食品接触的材料制成的罐体，发酵罐(01)上部通过螺丝固定在机壳(13)上端，发酵罐(01)下部通过螺丝固定在机壳中段的隔板(20)上，在发酵罐(01)和所述机壳(13)的接触处均设有减震垫圈；

进一步地，在所述发酵罐(01)的外壁环绕安装有带绝缘层的电热丝(04)，用专用胶与所述发酵罐粘接；在发酵罐(01)外壁，用专用耦合剂粘接有半导体制冷片(05)，所述半导体制冷片发热面有散热风扇并设置有专用散热风道通向所述酿酒机外部用于制冷片的散热；

进一步地，在发酵罐(01)的椎体外壳上焊接有超声波能量转换器安装座，超声波能量转换器(08)用专用胶固定粘接在所述安装座上；

]所述的破碎/搅拌部分，包括电动机(27)、破碎搅拌装置(07)、小螺旋桨(17)；其中破碎/搅拌装置(07)的主轴(44)与绞龙(22)的主轴通过正方形凹凸插接方式加卡扣固定连便于检修拆卸，小螺旋桨(17)通过螺栓固定在绞龙(22)的主轴下部并靠近发酵罐(01)的底部；

进一步地，所述破碎/搅拌装置(07)的主轴(44)与大螺旋桨(06)尾端，分别固定安装有楔形齿轮形成垂直传动机构，并设置有止动点，所述垂直传动齿轮机构设置有密封腔(43)，破碎/搅拌装置的主轴(44)和大螺旋桨(06)的主轴均与密封腔(44)之间均通过滑动密封轴承连接；

进一步地，所述垂直传动机构的功能在于：在电机(27)换向旋转时，由于物料对大螺旋桨(07)旋转阻力的作用下，所述大螺旋桨在水平方向完成180°翻转动作后，经所述止动点传动，使电机(27)带动破碎/搅拌装置(07)同步旋转；

所述的清洗/消杀部分，包括超声波发生器(32)、超声波能量转换器(08)、和带有送气装置的臭氧发生器(09)以及单向针阀(18)、破碎/搅拌装置(07)、电机(27)；其中超声波发生器(32)用螺丝固定在隔板(33)上，臭氧发生器(09)用螺丝固定在隔板(20)上，臭氧输出端口通过管道与臭氧单向针阀(18)上端相通，所述单向针阀(18)下端通过空心螺丝固定接入取酒管道(24)并靠近取酒阀(19)的位置；

所述的风干部分，包括在设置在密封盖(02)内的电热鼓风机、超声波发生器(32)、超声波能量转换器(08)、自动排渣装置(25)。其中自动排渣装置(25)的上口通过密封卡扣与发酵罐(01)下部的出口固定连接；

所述的自动排渣部分，包括小螺旋桨(06)、绞龙(22)和过滤网(21)、研磨腔(41)、自动排渣装置(25)；其中绞龙(22)的主轴与自动排渣装置的上下端分别通过密封滑动轴承连接，自动排渣装置(25)的排渣管道(26)与所述研磨腔(41)的底部一体成型并向下倾斜连接，排渣管道(26)的底部有开口并接通排渣口(29)，所述排渣管道(26)内有活塞(47)；

进一步地，所述活塞(47)为空心圆柱体，在活塞(47)的两端有凹槽，所述凹槽内设置有活塞环(49)；在活塞(47)内设置有活塞(46)，活塞(46)可以在活塞(47)内滑动，活塞(47)的前端后端均封堵，在活塞(47)后端有开孔，步进电机(28)的主轴(48)从活塞(47)后端的所述开口滑动插入并与活塞(46)固定连接；

进一步地，活塞(46)的前端固定设置有压力传感器(45)，在压力传感器(45)的前端设置有压力弹簧(50)，所述压力传感器后端与活塞(46)固定连接。所述压力传感器(45)信号输出端口和步进电机(28)的控制端口分别连接控制模块(23)的对应端口；

进一步地，所述步进电机(28)的主轴(48)为螺旋贯通伸缩轴并与活塞(46)的中心固定连接；

所述过滤部分，包括大螺旋桨(06)、小螺旋桨(17)、金属过滤网(21)、过滤器(10)。其中过滤器(10)固定安装在支架上，过滤器(10)上部设置有密封盖(12)并与所述过滤器通过卡扣密封连接，所述过滤器内部设置有可更换滤芯(11)；

所述的控制部分，包括设置在机壳上的控制面板/显示器(14)、控温模块、压力监测与控制模块、液位监测与控制模块、电机控制模块、超声波控制模块、臭氧发生器控制模块，用于所述酿酒机的参数设定和程序控制，以上器件均为市面常用电子元件组成；

所述的动力部分，包括电源(23)、电机(27)、步进电机(28)，其中电源(23)为整机供电，电机(27)为带有减速齿轮的直流无刷电机，步进电机(28)的中心轴为伸缩贯通轴，均为市售常用电子器件组成；

所述渣/水收纳部分，为设置在底座(35)上的收纳桶(30)；用于收纳排渣口排出的污水和残渣；

所述家用酿酒机外壳下部设置有活动门(34)，用于放入/取出容器(30)；

所述酿酒机的机壳和隔板、以及机壳的背面和侧面均有散热孔，便于电子元件的散热，机壳下方侧面的散热孔用于风干时的水蒸气的排出；

所述家用酿酒机设有底座(35)，在底座下方设置有万向轮(36)，可以方便地移动所述酿酒机；

以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

工艺实施例

采用本发明所述酿酒机酿制葡萄酒酿制流程

前期检查各个阀门、过滤器(12)的盖子是否关闭良好，再手动打开密封盖(02)后，往发酵罐内注入干净清水，当加入的清水液面达到设定的高度时，机器会有语音提示和屏幕显示“停止加水”；

选择无病虫害、成熟度高的葡萄，用剪刀齐蒂剪下果梗丢弃，果粒放入发酵罐，随着发酵罐液面升高到设定高度时，机器会语音提示和屏幕显示“停止加入果粒”，然后手动盖好锁紧密封盖(02)；

在控制面板上设有自动/手动模式选择键，轻按选择“自动”后，再按“开始”键，酿酒机将按照写入的程序依次完成如下动作：

酿酒机和葡萄粒的清洗消杀：此时超声波发生器、臭氧发生器、电机(27)同时启动，对葡萄粒进行清洗与消杀，15分钟后，超声波发生器、臭氧发生器、电机(27)同时停止，清洗/消杀程序结束，步进电机(28)自动拉开活塞(47)排水；

酿酒机和葡萄粒的风干：排水结束后，风干程序将自动启动，对发酵罐内部和葡萄粒表面进行风干。在风干程序下，超声波发生器、电热鼓风机同时启动，控温系统通过控制电热鼓风机的温度和风力，使发酵罐(01)内的温度控制在38℃左右，水蒸气将从排渣口(29)吹出并从机壳侧板的散热孔散发出去，手动打开取酒阀(19)更有利于水蒸气的排出。此程序运行时长设定为4个小时，在风干程序结束前的30分钟，电热鼓风机的电热部分自动停止，吹风部分继续工作，使发酵罐内温度降低到室温，30分钟后吹风部分也自动停止；

接种酵母：控温程序按照设定程序自动启动，当发酵罐内温度控制在25℃左右时，语音和屏幕提示“请接种酵母”，此时手工打开密封盖(02)，加入活化好的酵母，盖好密封盖(02)；

葡萄粒的破碎：盖好密封盖(02)后，机器按照设定的程序自动启动电机(27)作逆时针方向旋转，转速设定为450转/min，带动破碎/搅拌装置(07)同步旋转，对葡萄粒进行破碎，电机(27)每工作1分钟停止10秒，按此循环，共计时长10分钟后，破碎程序结束，控温程序保持发酵罐现有温度使果品发酵；

定时搅拌：按照程序设定，破碎程序结束48小时后，发酵醪已经开始明显发酵，定时搅拌程序自动启动，此时电机(27)作逆时针方向、转速为450转/min，带动破碎/搅拌装置(07)同步旋转，用以搅拌发酵罐内发酵醪，设定为每2个小时启动一次，每次15秒，依次循环；此程序设置总时长为8个昼夜，8个昼夜后，果品的第一次发酵结束；

渣汁分离与自动排渣：按照预设的时长结束第一次发酵程序后，自动排渣程序自动启动，此时电机(27)以50转/min的转速作顺时针方向旋转，带动大螺旋桨(07)、小螺旋桨(17)、绞龙(22)同步顺时针方向旋转，从而将果渣压入挤压腔进行渣汁分离，液体部分被挤压力压回发酵罐，果渣被压入排渣管道(26)进行自动排渣，直至果渣接近完全排空时，随着果渣压力减小，触发压力传感器启动步进电机(28)推动活塞将排渣出口完全关闭，控温程序自动启动，自动排渣程序结束；

第二次发酵：控温程序启动后，将发酵罐内温度控制在18℃--20℃，进入第二次发酵程序；第二次发酵时长设定为25个昼夜，在此程序下，控温装置控制发酵罐内温度保持在18℃--20℃，其他程序全部静默；

葡萄酒过滤：当葡萄酒第二次发酵达到预设的时长25个昼夜后，系统按照预设的程序进入过滤程序，在此程序下，电机(27)自动启动，作顺时针方向、以350转/min的转速旋转，同步带动大螺旋桨(07)和小螺旋桨(17)旋转，将酒水通过管道泵入过滤器(10)进行循环过滤，过滤时长设定为1个小时后自动停止，同时，发酵罐内温度继续保持18℃--20℃，其他程序全部静默；

葡萄酒沉淀与储存：控温系统继续保持发酵罐内温度为18℃--20℃，酒品经过一昼夜或更长时间沉淀后，可以打开酒阀取酒或者转移到其他合适的容器(例如橡木桶)进行陈酿，整个酿制过程完成。

酿酒机的自动清洗：当发酵罐内酒液完全被转移后，检查各个阀门保证完全关闭，渣/水收纳桶(30)保持空置状态放置到位，打开过滤器密封盖(12)取出滤芯(11)，手工刷洗干净晒干备用(或更换新的滤芯)；锁紧过滤器密封盖(12)，再打开密封盖(02)注入干净清水到预设的水位后，锁紧密封盖(02)，在操作面板上启动“自动清洗机器”，此时电机(27)超声波发生器、臭氧发生器同时启动，步进电机保持排渣口关闭，电机(27)按照预设程序，以500转/min的转速，逆时针方向、顺时针方向各旋转15秒后停顿5秒的节律循环工作，总计时长10分钟后，步进电机启动，拉开活塞排水，当液位传感器监测到排水结束后，自动启动电热鼓风机吹入热风(设定温度为60℃)使酿酒机内部干燥，此时可以手动打开取酒阀(19)，便于取酒管道同时干燥。10分钟后干燥程序结束，步进电机关闭排渣口，手动关闭酿酒机电源以备下次使用。

Claims (7)

1.一种全封闭式家用酿酒机，包括自上而下设置的密封盖(02)、发酵罐(01)、清洗消杀部分、控温部分、风干部分、破碎/搅拌部分、自动排渣部分、过滤部分、控制部分、动力部分、渣/水收纳部分十一个部分，其特征在于：所述密封盖(02)通过螺栓与所述发酵罐(01)连接，在所述密封盖(02)上设置有单向排气阀(03)，所述单向排气阀通过中通导管贯穿密封盖(02)，与所述密封盖固定连接；所述密封盖(02)为夹层结构，在所述夹层结构内设置有电热鼓风机，所述电热鼓风机设有单向进风口(37)，所述单向进风口(37)通过空气过滤层后进风，所述电热鼓风机的出风作用于发酵罐(01)内部；

所述发酵罐(01)是一个上部为圆柱体形、下部为锥体形的不锈钢罐体或其它可用于食品接触的材料制成的罐体，发酵罐(01)的主体部分固定设置在机壳(13)内，在所述机壳和所述发酵罐的接触处均设置有减震垫圈。在所述发酵罐(01)的外壁设置有温度控制装置；在发酵罐(01)的罐体内设置有破碎/搅拌装置(07)；在发酵罐(01)的外壁设置有超声波能量转换器(08)；所述发酵罐(01)的锥形底部中心有开口，所述开口与自动排渣装置(25)的入料口连接；

所述自动排渣装置(25)设置有外罩，所述外罩的一侧通过管道与过滤器(10)连接，所述过滤器(10)的底部通过管道接入发酵罐(01)内部，在所述自动排渣器(25)的外罩和过滤器(10)的连接管道之间，连接有防爆玻璃管(16)，所述防爆玻璃管外壁设置有液位传感器(40)；所述自动排渣装置(25)的外罩的另一侧，通过取酒管道(24)与取酒阀(19)连接；所述自动排渣装置(25)的下口连接有排渣管道(26)；所述自动排渣装置(25)内设置有绞龙(22)，所述绞龙的转轴与电机(27)的转轴同轴线楔形连接，所述电机(27)固定在机壳(13)的隔板(33)上；

所述酿酒机的机壳(13)内设置有超声波发生器(32)、控制模块(31)、臭氧发生器(09)在所述机壳内设置有隔板(33)，在隔板(33)下方设置有渣/液收纳容器(30)，所述渣/液收纳容器(30)设置在所述家用酿酒机的底座(35)上；

所述家用酿酒机主体结构固定在有机壳(13)内，并设置有活动门(34)，在机壳背部、侧面、以及隔板(20)、隔板(33)上均设置有散热孔；所述酿酒机设置有底座(35)，所述底座下方安装有带刹车的万向轮(36)。

2.根据权利要求1所述的家用酿酒机，其特征在于：所述的清洗/消杀部分，包括超声波发生器(32)、超声波能量转换器(08)、臭氧发生器(09)、单向针阀(18)、破碎/搅拌装置(07)、电机(27)；其中臭氧发生器(09)自带臭氧送气装置，所述臭氧送气装置的臭氧输出端口通过管道与单向针阀(18)连接，所述单向针阀通过空心螺丝接入取酒管道(24)。

3.根据权利要求1所述的家用酿酒机，其特征在于：所述的风干部分，包括设置在密封盖(02)内的电热鼓风机、超声波发生器(32)、超声波能量转换器(08)和自动排渣装置(25)。

4.根据权利要求1所述的家用酿酒机，其特征在于：所述的破碎/搅拌部分，包括电动机(27)、破碎/搅拌装置(07)，所述破碎/搅拌装置设置在绞龙(22)主轴的顶端，在所述破碎/搅拌装置上设置有大螺旋桨(06)；破碎/搅拌装置(07)设置有自动换向装置，所述自动换向装置的功能在于：当电机(27)顺时针或者逆时针方向旋转时，所述大螺旋桨(06)的桨叶在所述自动换向装置的作用下，对应在水平方向作180°的翻转后，破碎/搅拌装置(07)在电机(27)驱动下同步旋转。

5.根据权利要求1所述的家用酿酒机，其特征在于：所述的自动排渣部分，包括小螺旋桨(17)、绞龙(22)和过滤网(21)、研磨腔(41)、自动排渣装置(25)；其中自动排渣装置(25)的排渣管道(26)与所述研磨腔(41)的底部一体成型并向下倾斜连接，排渣管道(26)的底部有开口并接通排渣口(29)，所述排渣管道(26)内设置有活塞(47)可以在排渣管道(26)内滑动；所述活塞(47)为两端封堵的空心圆柱体，在活塞(47)内设置有活塞(46)，活塞(46)可以在活塞(47)内滑动；活塞(46)的前端设置有压力传感器(45)，所述压力传感器的前端设置有弹簧(50)，所述压力传感器信号输出端口和步进电机(28)的控制端口分别连接控制模块(23)的对应端口；所述步进电机(28)的主轴(48)滑动穿过活塞(47)尾端的开孔并与活塞(46)的中心固定连接；在活塞(47)的两端有环形凹槽，所述凹槽内设置有活塞环(49)。

6.根据权利要求1所述的家用酿酒机，其特征在于：所述的控制部分，包括人机互动模块(14)、监测模块、温控模块、电机(27)控制模块、步进电机(28)控制模块。

7.应用权利要求1所述的酿酒方法，包括如下步骤：

1)清洗/消杀果品、2)排水并风干果品、3)发酵参数设置、4)接种酵母并破碎果品、5)定时搅拌发酵醪、6)排渣、7)第二次发酵、8)过滤/澄清与储存；所酿造的酒包括葡萄酒或果酒。

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