CN212025292U

CN212025292U - 一种麦汁充氧装置

Info

Publication number: CN212025292U
Application number: CN202020029658.6U
Authority: CN
Inventors: 杨青; 蔡少彬; 张晓辉; 陈华; 张霞
Original assignee: Guangzhou Nansha Pearl River Beer Co ltd
Current assignee: Guangzhou Nansha Pearl River Beer Co ltd
Priority date: 2020-01-07
Filing date: 2020-01-07
Publication date: 2020-11-27
Anticipated expiration: 2030-01-07

Abstract

本实用新型提供一种麦汁充氧装置，涉及啤酒生产技术领域。本实用新型装置，包括压缩空气系统、冷却系统和麦汁系统。压缩空气系统，包括压缩空气管路、稳压装置、压缩空气流量计和压缩空气调节阀；冷却系统，包括冷却水管路、冰水泵和冷却器；麦汁系统，包括麦汁管路、热麦汁泵、文丘里管、压力传感器和冷麦汁加压泵；所述文丘里管与所述压缩空气管路连接；所述冷麦汁加压泵设置于所述冷却器和发酵罐之间。本实用新型的装置应用于麦汁连续充氧，可以保证充氧过程中麦汁管路压力和气体压力的稳定，保证同批次麦汁单位体积充氧量均匀一致。

Description

一种麦汁充氧装置

技术领域

本实用新型涉及啤酒生产技术领域，特别是涉及一种麦汁充氧装置。

背景技术

麦汁充氧是啤酒酿造必不可少的工序之一。充氧可以使酵母迅速起活，酵母利用氧气进行有氧呼吸，并快速增值。当增值到一定数量时，酵母开始进行无氧发酵，将麦汁中的可发酵性糖酵解成酒精和二氧化碳，并合成高级醇、酯等多种风味物质。大生产中，一般发酵罐由4锅以上的麦汁组成。麦汁充氧工艺对酵母的有氧增值和发酵液的风味物质组成尤其是高级醇的含量影响非常大，麦汁充氧工艺一直是啤酒酿造中关键控制点之一。

充氧装置对麦汁充氧效果有较大影响，实际生产时，麦汁管路较长，并且设有弯头，管路压力会产生压力降，麦汁管路中的压力不稳定对充氧效果有一定影响，无法保证生产的啤酒风味一致性。

实用新型内容

基于此，有必要针对现有麦汁充氧装置充氧不均匀的问题，提供一种麦汁充氧装置，能保持麦汁管路和压缩空气管路的压力稳定，保持充氧的均匀性，提高啤酒的风味一致性。

一种麦汁充氧装置，包括：

压缩空气系统，包括通过压缩空气管路依次连接的稳压装置、压缩空气流量计和压缩空气调节阀；

冷却系统，包括通过冷却水管路依次连接的冰水泵和冷却器；

麦汁系统，包括通过麦汁管路依次连接的热麦汁泵、文丘里管、压力传感器和冷麦汁加压泵；所述热麦汁泵和所述文丘里管之间的麦汁管路连接所述冷却器；所述文丘里管与所述压缩空气管路连接；所述冷麦汁加压泵设置于所述冷却器和发酵罐之间。

上述装置，用稳压装置严格控制管路中压缩空气压力的稳定性，用热麦汁泵和冷麦汁加压泵控制冷麦汁流量，使文丘里管和文丘里管后的麦汁管路的压力保持在低压，有利于氧气以更小的气泡充进文丘里管中，在经过文丘里管时通过变径形成湍流使充进的氧气更好地混合和溶解于麦汁中，保证同批次麦汁单位体积充氧量均匀一致，从而使酵母峰值、降糖速率和啤酒风味物质一致。

在其中一个实施例中，还包括：

蒸汽系统，所述蒸汽系统包括蒸汽管路，所述蒸汽管路与所述压缩空气管路连接；

控制系统，与所述压缩空气系统、冷却系统、麦汁系统连接。

蒸汽管路可以对压缩空气管路进行高温杀菌，保证压缩空气或压缩氧气洁净无菌，进而保证麦汁微生物合格。

在其中一个实施例中，所述文丘里管的数量≥2，所述文丘里管之间为并联。多个文丘里管可以同时对麦汁进行充氧，提高工作效率。

在其中一个实施例中，所述文丘里管充氧入口处设有单向阀。该单向阀只允许充氧用气体从压缩空气管路进入文丘里管，不能从文丘里管进入压缩空气管路，从而防止了麦汁倒流，对压缩空气管路造成污染。

在其中一个实施例中，所述稳压装置包括依次设置的压力探头、调节阀和气体缓冲罐。

在其中一个实施例中，所述压缩空气管路上设有过滤器。

在其中一个实施例中，所述过滤器为三级过滤器，所述三级过滤器为粗过滤器、精过滤器和终过滤器，所述粗滤过滤器和精滤过滤器依次设置于缓冲罐和压缩空气调节阀之间，所述终滤过滤器设置于所述文丘里管和压缩空气调节阀之间。

在其中一个实施例中，所述冷却器和所述文丘里管之间的麦汁管路上设有温度探头和麦汁冷却流量计。

在其中一个实施例中，所述冷却水管路上设有冷却水调节阀。冷却水调节阀可以控制冷却水的流量。

在其中一个实施例中，所述压力探头、压缩空气流量计、压缩空气调节阀、热麦汁泵、冷麦汁加压泵、压力传感器、温度探头、冷却水调节阀均连接所述控制系统。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型的装置，通过调节稳压装置严格控制管路中压缩空气压力的稳定性，通过调节热麦汁泵和冷麦汁加压泵的开度控制文丘里管和文丘里管后的麦汁管路处于稳定的低压，有利于氧气以更小的气泡充进文丘里管中，在经过文丘里管时通过变径形成湍流使充进的氧气更好地混合和溶解于麦汁中，保证同批次麦汁单位体积充氧量均匀一致。本实用新型用于麦汁全程连续充氧，可以使酵母峰值、降糖速率和啤酒风味物质一致。

附图说明

图1为实施例中麦汁充氧装置的结构图。

其中，100、压缩空气管路；101、稳压装置；1011、压力探头；1012、调节阀；1013、气体缓冲罐；102、粗过滤器；103、精过滤器；104、压缩空气流量计；105、压缩空气调节阀；106、终过滤器；200、冷却水管路；201、冰水泵；202、冷却水调节阀；203、冷却器；300、麦汁管路；301、热麦汁泵；302、温度探头；303、麦汁冷却流量计；304、文丘里管；305、压力传感器；306、冷麦汁加压泵；400、蒸汽管路。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。

实施例1

一种麦汁充氧装置，包括压缩空气系统、冷却系统、麦汁系统、蒸汽系统和控制系统。

压缩空气系统包括通过压缩空气管路100依次连接的稳压装置101、压缩空气流量计104和压缩空气调节阀105。稳压装置101依次包括压力探头1011、调节阀1012和气体缓冲罐1013，气体缓冲罐1013上方也设有压力探头1011，本实施例中气体缓冲罐1013的容积为1m³。

压缩空气管路100上还设有三级过滤器，分别为粗过滤器102、精过滤器103和终过滤器106，粗过滤器102和精过滤器103设置于气体缓冲罐1013和压缩空气调节阀105之间，终过滤器106设置于文丘里管304和压缩空气调节阀105之间。

蒸汽系统包括蒸汽管路400，蒸汽管路400与压缩空气管连接，可以对压缩空气管路进行高温灭菌。

冷却系统包括通过冷却水管路200依次连接的冰水泵201、冷却水调节阀202和冷却器203，冷却水调节阀202可以调节冷却水的流量，控制麦汁的冷却温度。冷却系统可以根据不同的工艺条件将热麦汁冷却至设定的温度。

麦汁系统包括通过麦汁管路300依次连接的热麦汁泵301、温度探头302、麦汁冷却流量计303、文丘里管304和冷麦汁加压泵306。文丘里管304和冷麦汁加压泵306之间设置有压力传感器305，压力传感器305用于检测麦汁管路300中的压力。冷却器203设于热麦汁泵301和文丘里管304之间，温度探头302和麦汁冷却流量计303设于冷却器203和文丘里管304之间，温度探头302用于检测冷麦汁的温度，麦汁冷却流量计303用于检测麦汁流量。麦汁在流经冷却器203时被冷却，冷却麦汁被输送至文丘里管304，文丘里管304与压缩空气管路100连接，经稳压和过滤的压缩空气与冷麦汁混合充氧。由于麦汁管路弯头和长度较大都会带来压力降，且冷却前后麦汁的温度差异较大(约为80℃)，冷却器203前后的麦汁密度不同，都会导致麦汁管存在压力差，不利于冷麦汁溶氧，因此在进入发酵罐前的麦汁管路300上设置冷麦汁加压泵306，对压力进行调整，为冷麦汁加压，维持文丘里管304内和文丘里管304后的麦汁管路300处于稳定的低压。

根据工艺需要可以设置2个以上文丘里管304，本实施例中采用2个文丘里管304，文丘里管304相互之间为并联。

控制系统与压力探头1011、压缩空气流量计104、压缩空气调节阀105、热麦汁泵301、冷麦汁加压泵306、压力传感器305、温度探头302、冷却水调节阀202连接。

实施例2

一种麦汁连续充氧方法，采用实施例1的麦汁充氧装置对麦汁进行充氧，充氧后至发酵罐进行发酵。根据生产需要向该发酵罐中投入5锅麦汁，第一锅在冷却时即加入酵母，剩余4锅不再加酵母，每锅麦汁在投料前都需要进行恒定充氧，本实施例中设定麦汁流量为100m³/h，压缩空气流量为4.0m³/h。

本实施例中控制系统控制麦汁和压缩空气/压缩空气的方法如下：

压缩空气进入压缩空气管路100后，经过稳压装置101进行稳压，压力探头1011实时监测来气的压力，当检测到压力低于或高于预定值(本实施例中预定值为5.0±0.25bar)时，控制系统控制稳压装置101和压缩空气调节阀105调节流量，直至压力恢复至预定值。压缩空气系统为麦汁提供稳定压力和流速的压缩空气，保持溶解于麦汁中的充氧量全程恒定。

麦汁管路300上的压力传感器305检测文丘里管304后麦汁管路300的压力，当检测到管路压力低于或高于预定值(本实施例中预定范围为1-2bar)时，控制系统调整热麦汁泵301和冷麦汁加压泵306的开度，直至压力处于预定值。将麦汁管路300中的压力维持在1-2bar，有利于增加溶氧量，维持瞬时麦汁流速的稳定性。

本实施例中，系统设定麦汁最大流量为1200hl/h，热麦汁泵301开度最大设定为95％，当麦汁流量为1200hl/h时，控制热麦汁泵301开度为95％，当麦汁流量小于1200hl/h时，控制热麦汁泵301小于95％，冷麦汁加压泵306与热麦汁泵301的开度调节相同，从而可以使麦汁管路处于稳定的低压。

实际充氧按下式计算：

瞬时充氧流速＝基准充氧流速×瞬时麦汁流速/基准麦汁流速

在本实施例中，基准充氧流速＝4.0m³/h，基准麦汁流速＝100m³/h，瞬时麦汁流速可通过测试冷却器和文丘里管之间麦汁管路上的流量确定。

实验例1

采用实施例1的麦汁充氧装置和实施例2的麦汁连续充氧方法对三条糖化线进行充氧，检测单位体积麦汁充氧量，结果如表1所示：

表1.不同糖化线单位体积麦汁充氧量

从表1可看出，三条糖化线的单位麦汁体积充氧量基本一致，说明本实用新型的充氧方法充氧恒定。

实验例2

检测采用实施例2的充氧方法得到的成熟发酵液中的总醇含量，以及成品酒中各高级醇的醇含量，总醇含量为79.64ppm，各高级醇的含量如表2所示：

表2.成品酒中各高级醇醇含量

相比于非全程充氧，实施例2的方法成熟发酵液中总醇含量降低约17.7％，总醇含量明显降低。成品酒中总醇含量降低约15.6％，异丁醇和异戊醇含量也下降明显。可见，采用本实用新型的充氧装置进行全程充氧可以明显降低成品酒中的总醇和高级醇含量。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种麦汁充氧装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的麦汁充氧装置，其特征在于，还包括：

3.根据权利要求1所述的麦汁充氧装置，其特征在于，所述文丘里管的数量≥2，所述文丘里管之间为并联。

4.根据权利要求1所述的麦汁充氧装置，其特征在于，所述文丘里管充氧入口处设有单向阀。

5.根据权利要求2所述的麦汁充氧装置，其特征在于，所述稳压装置包括依次设置的压力探头、调节阀和气体缓冲罐。

6.根据权利要求5所述的麦汁充氧装置，其特征在于，所述压缩空气管路上设有过滤器。

7.根据权利要求6所述的麦汁充氧装置，其特征在于，所述过滤器为三级过滤器，所述三级过滤器为粗过滤器、精过滤器和终过滤器，所述粗过滤器和精过滤器依次设置于缓冲罐和压缩空气调节阀之间，所述终过滤器设置于所述文丘里管和压缩空气调节阀之间。

8.根据权利要求7所述的麦汁充氧装置，其特征在于，所述冷却器和所述文丘里管之间的麦汁管路上设有温度探头和麦汁冷却流量计。

9.根据权利要求8所述的麦汁充氧装置，其特征在于，所述冷却水管路上设有冷却水调节阀。

10.根据权利要求9所述的麦汁充氧装置，其特征在于，所述压力探头、压缩空气流量计、压缩空气调节阀、热麦汁泵、冷麦汁加压泵、压力传感器、温度探头、冷却水调节阀均连接所述控制系统。