ES2548803A1

ES2548803A1 - Fermentador

Info

Publication number: ES2548803A1
Application number: ES201530672A
Authority: ES
Inventors: María Cándida AGUIRRE BUGUEIRO
Original assignee: Individual
Current assignee: DOCAVID ACTIVOS INMOBILIARIOS, S.L.
Priority date: 2015-05-15
Filing date: 2015-05-15
Publication date: 2015-10-20
Anticipated expiration: 2035-05-15
Also published as: ES2548803B1

Abstract

Fermentador, que aprovecha la energía de los gases que se generan de forma natural durante el proceso de fermentación gobernado a través de un cuadro eléctrico de control, comprendido por - un depósito (1.1) - incorporando al menos un calderín (2, 2.1, 2.2), de configuración desmontable y volumen variable, conectados al depósito (1.1) del fermentador (1) mediante tuberías dotadas con elementos de corte 4.1 y 4.2. - incorporando conducción de aspiración (5.1) y conducción de acumulación (5.3) con reguladores de presión (12).

Description

DESCRIPCION

Fermentador

Sector de la técnica

La presente invención pertenece al sector de la elaboración de bebidas alcohólicas, tales como vinos, cerveza, cava, licores, etc. y más concretamente a un deposito adecuado para llevarlo a cabo.

El objeto fundamental de la invención, es el desarrollo de un fermentador que aprovecha la energía de los gases que se generan de forma natural durante el proceso de fermentación y a su uso en los diversos procesos de elaboración, maceración, almacenamiento y desfangado, desarrollado en el propio deposito fermentador.

Antecedentes de la invención

Actualmente dentro del sector vinícola son conocidos diversos sistemas y se viene aplicando la introducción de diferentes gases como SO2, CO2, N2, Aire, Etc., dentro de los depósitos con diferentes propósitos, entre ellos la homogeneización de la parte liquida con la sólida.

Así, por ejemplo, en la patente ES2181035, se describe un fermentador con un diafragma colocado en el interior del mismo, que tiene la particularidad de retener parte del CO2 que se genera durante el proceso de fermentación, para homogeneizar la parte solida con la liquida sin el uso de elementos mecánicos externos como bombas u otros elementos, con el inconveniente de que el diafragma intermedio, colocado en su interior, provoca que la limpieza del deposito sea una labor muy farragosa, con el problema añadido de que en determinadas ocasiones, cuando el volumen de los depósitos se encuentra entre 100 y 200 m3 resulta imposible de efectuar adecuadamente.

Otro inconveniente que se genera con la ubicación del mencionado diafragma dentro del depósito, es el de reducir la superficie de contacto de la masa liquida con la sólida, impidiendo una correcta homogeneización de la parte solida con la liquida.

Por último, otro inconveniente que puede generarse es que, especialmente en las primeras fases del proceso de fermentación, es necesario que pase bastante tiempo antes que el diafragma acumule gran cantidad de gas, lo que hace necesario el uso de bombas para homogeneizar la parte liquida con la sólida, perdiéndose de esta forma el objetivo que se persigue.

Por otro lado la patente ES2396676, se describe el uso de varios elementos con el fin de homogeneizar la parte sólida y la liquida, sin necesidad de elementos mecánicos externos tales como bombas, etc. Se describe su funcionamiento de forma que se introduce un elemento en el interior del depósito por su parte superior para absorber el CO2 generado y enviarlo a un compresor/acumulador, para posteriormente reintroducirlo por un tubo vertical ubicado en el interior del depósito y que incorpora una turbina en su parte inferior.

El inconveniente que puede generarse con este funcionamiento, es que el elemento exterior (compresor) introduce por defecto, cierta cantidad de aire comprimido caliente, lo cual puede resultar indeseable en determinadas ocasiones.

Además la turbina interna tiene que estar colocada en el interior del depósito previamente a su llenado y se hace necesaria su retirada una vez efectuada la fase de elaboración, puesto que por su diseño, resulta dificultosa su limpieza siendo un foco de infección cuando el depósito se usa en la fase posterior de almacenamiento.

Además de por los inconvenientes citados, este sistema puede resultar ineficaz por la cantidad de mano de obra que supone el tener que montar/desmontar los elementos de manera continua.

También en la patente EP2690166, se describe un sistema que consta de diversos elementos que trabajan conjuntamente en un sistema abierto para aprovechar el CO2 que se genera de forma natural y espontanea durante el proceso de fermentación.

Al igual que la patente descrita anteriormente, se introduce un elemento dentro del depósito, por su parte superior, para la absorción del gas con el objeto de reintroducirlo posteriormente por la parte inferior a través de unos elementos que están colocados en el interior del depósito y en contacto directo con el líquido que contiene. Los diferentes elementos de absorción de CO2, están conectados a un solo compresor/acumulador y se distribuyen desde el mismo, a los diferentes depósitos según la necesidad que se tenga en cada momento.

Según se describe, para poner en funcionamiento dicho sistema, se emplean depósitos fermentadores convencionales a los cuales se les coloca en su interior, unos elementos en el fondo inferior los cuales están en contacto directo con el líquido, con el objeto de reintroducir el gas proveniente del compresor/acumulador.

El inconveniente que puede generarse, radica en que dichos elementos, al ser unas protuberancias ubicadas en el interior del fondo del depósito, podrían dificultar enormemente el uso de depósitos convencionales adaptados a maquinaria extractora de hollejos, para extraer la parte solida acumulada en el interior del depósito, puesto que dicha maquinaria requiere de una superficie plana y lisa para poder trabajar eficientemente y las protuberancias constituyen un riesgo muy elevado de provocar graves fallos mecánicos.

Por otro lado, el sistema requiere inexorablemente de equipos de aire comprimido específicos que estén adaptados al sector alimentario y deben además, seguir un mantenimiento regular con el coste que eso supone. Otro inconveniente que puede generarse es que la acumulación de gases provenientes de diferentes depósitos de forma conjunta en un mismo depósito, puede propagar la contaminación de uno de ellos a al resto, a través de las tuberías de conducción y distribución en la fase de reutilización del gas, lo que hace necesario una exhaustiva revisión y mantenimiento de los equipos de filtración, con el inconveniente añadido que cuando se trate de combinar muchos depósitos se podría requerir gran cantidad de instalación de tubería para conectarlos entre sí.

Descripción de la invención

Con la finalidad de mejorar en lo posible los inconvenientes citados, se ha ideado un fermentador que aprovecha la energía de los gases que se generan de forma natural durante el proceso de fermentación gobernado a través de un cuadro eléctrico de control, que comprende

 un depósito, de tipo comercial  incorporando al menos un calderín, de configuración desmontable, comunicado al depósito mediante tuberías dotadas con elementos de corte,  incorporando una conducción de aspiración y una conducción de acumulación con reguladores de presión y caudal.

Cada calderín se configura con un volumen variable, calculado en función del volumen del depósito al que este acoplado. No obstante, como el deposito incorpora al menos un calderín, estos pueden ser de diferentes volúmenes unos de los otros, en función de la utilidad que se le quiera dar a cada uno de ellos. De esa forma, se amplía enormemente la versatilidad de funcionamiento del fermentador.

El calderín, consta de un cuerpo principal y fondos superior e inferior, conectados dichos fondos respectivamente al depósito mediante una tubería superior y una tubería inferior, penetrando la tubería superior en el interior del calderín, incorporando ambas tuberías, superior e inferior una válvula de purga, quedando posicionados en el fondo superior del calderín, un manómetro, una válvula de recarga y una válvula de seguridad, incorporando en el interior del calderín un elemento de aspiración en conexión con una conducción de aspiración.

En una realización alternativa el calderín, consta de un cuerpo principal y fondos superior e inferior, conectado el cuerpo principal en su zona lateral con el depósito, a través de una tubería de entrada con elemento de corte, incorporando en el fondo superior del calderín, un manómetro, una válvula de recarga, válvula de seguridad, y válvulas de purga, incorporando en el interior del calderín un elemento de aspiración en conexión con una conducción de aspiración.

El proceso de fermentación realizado a través del fermentador descrito resulta particularmente efectivo y versátil, gracias a la incorporación de calderínes, integrados exteriormente en el propio fermentador.

Los calderínes prevén operar la fermentación bajo un procedimiento cerrado o bajo un procedimiento abierto de acumulación o bajo un procedimiento de borboteo, con la posibilidad que al poderse incorporar varios calderínes en un fermentador, se posibilita que los calderínes trabajen de forma combinada aumentando las posibilidades de uso del mismo.

Procedimiento Cerrado

Estando abiertos los elementos de corte de las tuberías superior e inferior del correspondiente calderín y cerrado el elemento de corte de la conducción de aspiración, se procede al llenado del depósito del fermentador.

Cuando el nivel de líquido del depósito alcance la altura de la tubería inferior del calderín, este comienza a llenarse, ascendiendo el nivel de líquido en el interior del calderín, hasta alcanzar el extremo de la tubería superior, posicionada en el interior del calderín. Con el fin de obtener un volumen variable en la cámara de acumulación del calderín, cuanta más longitud de tubería superior se introduzca en el calderín, más volumen de cámara de acumulación se obtiene.

A partir de ese momento, como el elemento de corte de la conducción de aspiración, permanece cerrado, se configura en el calderín una cámara de acumulación generada por el volumen de aire acumulado, que no puede salir, quedando retenido en dicha cámara de acumulación. Al quedar el aire retenido en la cámara de acumulación, el nivel de líquido del calderín, según la teoría de los vasos comunicantes, continua el ascenso del líquido a través de la tubería superior, al mismo nivel de llenando del depósito.

Una vez el nivel de líquido en el depósito ha superado una altura manométrica por encima de la tubería superior del calderín, se procede al cierre de los elementos de corte de ambas tuberías, superior e inferior. De esta forma el calderín tiene cerrados todos sus elementos de corte, permaneciendo aislado para el proceso de fermentación

A partir de un determinado momento, el líquido almacenado en el correspondiente calderín, comenzara su proceso de fermentación, generando gas de forma natural y espontánea. Dichos gases quedan retenidos en el interior de la cámara de acumulación del calderín y se van comprimiendo hasta alcanzar una determinada presión, registrada por un manómetro.

Es en este momento, cuando permaneciendo cerrados el elemento de corte de la conducción de acumulación, asi como el elemento de corte inferior que conecta el calderín con el deposito, se abre el elemento de corte superior que conecta el calderín con el depósito, para que el gas almacenado a presión en la cámara de acumulación del calderín, sea liberado y dirigido hacia el interior del depósito del fermentador, a través de la tubería superior. Este proceso puede programarse a través de un cuadro de control, haciendo que el proceso sea automatizado.

Cuando el calderín o calderínes trabajan en un procedimiento cerrado, la válvula de seguridad actúa como aliviadero de la cámara de acumulación. También es posible programar a través del cuadro de control, la apertura de los elementos de corte correspondientes, a partir de una determinada presión limite, previamente establecida, para que hagan las funciones de aliviadero.

Para la renovación de líquido del calderín, cuando este trabaja en un procedimiento cerrado, se dispone de las válvulas de recarga y purga, que trabajando conjuntamente con los elementos de corte correspondientes, permiten efectuar la operación de renovación de líquido en el interior del correspondiente calderín, evitando con esta renovación el posible agotamiento de oxígeno en la cámara de acumulación del calderín, corriendo el riesgo de paralizar el proceso fermentativo en el calderín.

Para permitir la continuidad del proceso fermentativo dentro del calderín, sin necesidad de renovar el líquido que contiene, puede introducirse oxigeno/ aire, en el calderín, a través de las válvulas de recarga y purga,

Cuando se disponen de varios fermentadores en una instalación, y el calderín trabaja en un procedimiento cerrado, cada fermentador es independiente del resto, evitando la perdida de las sustancias aromáticas presentes en el gas de fermentación y además evitando la posible contaminación de las mismas entre fermentadores.

Trabajando con el procedimiento cerrado, no es necesaria una instalación de aire comprimido al uso, lo que evita la inversión en compresores, acumuladores y el mantenimiento de los filtros y partes mecánicas que componen la instalación.

Procedimiento Abierto de acumulación

El llenado del calderín se efectúa siguiendo el mismo proceso que en el procedimiento cerrado, permaneciendo abiertos los elementos de corte de la conducción de aspiración y de la conducción de acumulación, facilitando de este modo la absorción de los gases generados en la cámara de acumulación del calderín, a través de un elemento de aspiración incorporado en el interior del calderín, canalizado por las conducciones de acumulación, hasta un compresor/acumulador de tipo convencional, quedando almacenado para un uso posterior.

Los gases acumulados son canalizados hacia el calderín, a través de las conducciones de acumulación y aspiración, manteniendo abierto el elemento de corte de la tubería superior del calderín, introduciéndose el gas acumulado en el calderín en el depósito del fermentador.

Procedimiento de borboteo

En este caso, a diferencia que en procedimientos anteriores, no se acumula el gas generado sino que se deja que borbotee de manera regular en el interior del calderín.

Estando abiertos los elementos de corte de la tubería superior de borboteo y tubería inferior del correspondiente calderín, se procede al llenado del fermentador, ascendiendo el líquido en el depósito y en el correspondiente calderín al mismo nivel, por la teoría de los vasos comunicantes.

Cuando en el interior del calderín el nivel de líquido alcanza el extremo de la tubería superior de borboteo, introducida en el calderín, se forma la cámara de acumulación, puesto que el aire que está contenido en dicha cámara, impide que el nivel de líquido invada dicha cámara.

A partir de ese punto, se continua con el llenado del depósito y el nivel de líquido en el interior del calderín, continuara subiendo por la tubería superior de borboteo, hasta comunicarse con el líquido del depósito, puesto que el elemento de corte de la tubería superior de borboteo permanece abierto y a partir de ahí el deposito continua llenándose hasta donde se desee, terminándose esta fase, al cerrarse los elementos de corte de la tubería superior de borboteo y tubería inferior.

A partir de un determinado momento, se comienza a producir el proceso fermentativo tanto en el depósito como en el calderín, lo que hará que en el depósito se acumule materia sólida en la parte superior del líquido, mientras que en el calderín se empezara a producir gas de manera natural y espontanea proveniente de la fermentación.

A medida que se vaya acumulando gas en la cámara de acumulación del calderín, se incrementara la presión de la misma, lo que generara que las burbujas de gas asciendan por la tubería superior de borboteo y se van introduciendo en el depósito a través del elemento de corte superior que conecta el calderín con el deposito.

Permaneciendo abierto el elemento de corte de la tubería superior de borboteo del calderín, las burbujas de gas se desplazaran por dicha conducción hasta el interior del depósito del fermentador. De esa forma, dejando abierto el elemento de corte de la tubería superior de borboteo del calderín, la sobrepresión de gas que se vaya acumulando en la cámara de acumulación del calderín, se ira desplazando por la tubería superior de borboteo del calderín hacia el interior del depósito, en un borboteo constante, siendo posible programar dicho borboteo por intervalos temporizados desde el cuadro de control.

Ventajas de la invención

El fermentador que se presenta, aporta múltiples ventajas sobre los fermentadores actualmente disponibles, siendo la más importante la de incorporar calderínes posicionados a diferentes niveles del depósito del fermentador, situados en el exterior del fermentador, que lo hacen particularmente efectivo y versátil a la hora de trabajar con gases, pudiendo trabajar de forma simultánea en un procedimiento cerrado , en un procedimiento abierto de acumulación , en un procedimiento de borboteo o incluso en una combinación de todos ellos.

Añadir como ventaja, que los calderínes, son de configuración desmontable para facilitar su mantenimiento y limpieza.

Una ventaja importante es que cuando se disponen de varios fermentadores en una instalación, y se trabaja en procedimiento cerrado y/o procedimiento de borboteo, cada fermentador es independiente del resto, evitando la perdida de las sustancias aromáticas presentes en el gas de fermentación y además evitando la posible contaminación de las mismas entre fermentadores.

Como ventaja importante, derivada de la anterior es que trabajando con el procedimiento cerrado, no es necesaria una instalación de aire comprimido al uso, lo que evita la inversión en compresores, acumuladores y el mantenimiento de los filtros y partes mecánicas que componen la instalación.

Otra ventaja importante es que cuando se trabaja con un procedimiento de borboteo, el gas se conduce hacia el depósito del fermentador de forma continua.

Descripción de las figuras

Para comprender mejor el objeto de la presente invención, en el plano anexo se ha representado una realización práctica preferencial de la misma:

La figura – 1 -muestra una vista en alzado del fermentador integrado con calderínes y conducciones.

La figura – 2 – muestra una vista en planta del fermentador integrado con calderínes y conducciones.

La figura – 3 – muestra esquemáticamente una vista en planta de la instalación de varios fermentadores integrados con calderínes y conducciones.

La figura – 4 – muestra en sección un detalle constructivo del calderín integrado en el fermentador.

Las figuras – 5 a 10 – muestran las diferentes fases de funcionamiento del calderín actuando durante el proceso cerrado y proceso abierto de acumulación.

La figura – 11 – muestra una vista en alzado del fermentador integrado con calderínes y conducciones, en una realización alternativa.

La figura – 12 – muestra en sección un detalle constructivo del calderín integrado en el fermentador.

La figura – 13 – muestra una vista en alzado del fermentador integrado con calderínes y conducciones, en una realización alternativa.

La figura – 14– muestra en sección un detalle constructivo del calderín integrado en el fermentador

Las figuras – 15 a 20 – muestran las diferentes fases de funcionamiento del calderín actuando durante el proceso abierto de borboteo.

Realización preferente de la invención

La constitución y características de la invención podrán comprenderse mejor con la siguiente descripción hecha con referencia a las figuras adjuntas.

Según puede apreciarse en la figura 1, se muestra el fermentador (1) integrado por un depósito (1.1) con dos calderínes (2) acoplados al depósito (1.1) mediante una tubería superior (6.1) con elemento de corte (4,1) y una tubería inferior (6.2) con elemento de corte (4.2).

Se señala una conducción de aspiración (5.1) con elemento de corte (4.3) en comunicación con una conducción de acumulación (5.3) con elemento de corte (4.5) en comunicación con un compresor/acumulador (25) de tipo comercial.

Los calderínes (2) disponen de una configuración desmontable, para facilitar el mantenimiento y limpieza de los mismos.

En la figura 2 se muestra en planta el fermentador (1) señalando el depósito (1.1) y los calderínes (2) en conexión con la conducción de aspiración (5.1) y conducción de acumulación (5.3) con reguladores de presión y caudal (12).

En la figura 3 se muestra en planta varios fermentadores (1) instalados en una explotación industrial, señalando los calderínes (2), integrados en cada uno de los fermentadores, pudiendo trabajar en un procedimiento cerrado, en un procedimiento abierto de acumulación, en un procedimiento de borboteo o una combinación de dichos procedimientos. Cuando se disponen de varios fermentadores (1) en una instalación, y el calderín (2) trabaja en un procedimiento cerrado o en un procedimiento de borboteo, cada fermentador (1) es independiente del resto, evitando la perdida de las sustancias aromáticas presentes en el gas de fermentación y además evitando la posible contaminación de los mismos entre los depósitos (1.1) de los fermentadores (1). Trabajando con el procedimiento cerrado, no es necesaria una instalación de aire comprimido al uso, lo que evita la inversión en compresores, acumuladores y el mantenimiento de los filtros y partes mecánicas que componen la instalación.

En la figura 4 se muestra en sección un calderín (2) integrado en el depósito (1.1) de un fermentador (1) en un procedimiento cerrado o procedimiento abierto de acumulación.

El calderín (2) se muestra conexionado con el cuerpo del depósito (1.1) a través de una tubería superior (6.1) con elemento de corte (4.1) y válvula de purga (7), y una tubería inferior (6.2) con elemento de corte (4.2) y válvula de purga (7). El interior del calderín (2) y depósito (1.1) se muestran con líquido (27) señalando también la cámara de acumulación (26) del calderín (2), generada por la acumulación de los gases de la fermentación.

En la cámara de acumulación (26) del calderín (2) se señala un elemento de aspiración (11) en comunicación con una conducción de aspiración (5.1) con elemento de corte (4.3).

La conducción de aspiración (5.1) con elemento de corte (4.3), se muestra conexionada con una conducción de acumulación (5.3) con elemento de corte (4.5).

En el calderín (2) se señala un manómetro (8) para señalar la presión acumulada en el calderín (2), una válvula de recarga (9) que en colaboración con la válvula de purga (7), actúan para la renovación de líquido del calderín, cuando este trabaja en un procedimiento cerrado. También para permitir la continuidad del proceso fermentativo dentro del calderín (2), sin necesidad de renovar el líquido que contiene, puede introducirse oxigeno/ aire, en el calderín (2), a través de las válvulas de recarga (9) y purga (7), y también una válvula de seguridad (10) que actúa como aliviadero de la cámara de acumulación (26), cuando el calderín (2) trabaja en un procedimiento cerrado.

En la figura 5 se muestra el funcionamiento del fermentador (1) en un procedimiento cerrado, estando abiertos el elemento de corte (4.1) de la tubería superior (6.1) y el elemento de corte (4.2) de la tubería inferior (6.2) del calderín (2) y cerrado el elemento de corte (4.3) de la conducción de aspiración (5.1), procediéndose al llenado del depósito (1.1) del fermentador (1). Cuando el nivel de líquido (27) del depósito (1.1) alcance el nivel de la tubería inferior (6.2) del calderín (2), este comienza a llenarse.

En la figura 6 se muestra el funcionamiento del fermentador (1) en un procedimiento cerrado, cuando el nivel de líquido (27) asciende en el interior del calderín (2), hasta alcanzar el extremo de la tubería superior (6.1), posicionada en el interior del calderín (2), formándose una cámara de acumulación (26), puesto que el aire que está contenido en dicha cámara, impide la invasión de líquido (27).

En la figura 7 se muestra el funcionamiento del fermentador (1) en un procedimiento cerrado, cuando partir de ese momento, como el elemento de corte (4.3) de la conducción de aspiración (5.1), permanece cerrado, se configura en el calderín (2) una cámara de acumulación (26) generada por el volumen de aire acumulado, que no puede salir, quedando retenido en dicha cámara de acumulación (26). Al quedar el aire retenido en la cámara de acumulación (26), el nivel de líquido (27) del calderín (2), continua su ascenso a través de la tubería superior (6.1), igualando su nivel con el nivel del depósito (1.1) del fermentador (1), por la teoría de los vasos comunicantes.

Con el fin de obtener un volumen variable en la cámara de acumulación (26) del calderín (2), cuanta más longitud de tubería superior (6.1) se introduzca en el calderín (2), más volumen de cámara de acumulación (26) se obtiene

En la figura 8 se muestra el funcionamiento del fermentador (1) en un procedimiento cerrado, cuando el nivel de líquido (27) del depósito (1.1) ha superado una altura manométrica por encima de la tubería superior (6.1) del calderín (2), se procede al cierre de los elementos de corte (4.1 y 4.2) de ambas tuberías, superior (6.1) e inferior (6.2), quedando el calderín (2) aislado para generar el proceso de fermentación.

En la figura 9 se muestra el funcionamiento del fermentador (1) en un procedimiento cerrado, cuando a partir de un determinado momento, el líquido (27) almacenado en el correspondiente calderín (2), comenzara su proceso de fermentación, generando gas de forma natural y espontánea, quedando retenidos en la cámara de acumulación (26), comprimiéndose hasta alcanzar una determinada presión, registrada por un manómetro (8). Es en este momento, cuando permaneciendo cerrado el elemento de corte (4.5) de la conducción de acumulación (5.3), y elemento de corte (4.3) de la conducción de aspiración (5.1) se abre el elemento de corte

(4.1) de la tubería superior (6.1), para que el gas almacenado a presión en la cámara de acumulación (26) del calderín (2), sea liberado y dirigido hacia el interior del depósito (1.1) del fermentador (1). Este proceso puede programarse a través de un cuadro de control, estableciendo los parámetros de presión, tiempo de apertura, cierre, etc., haciendo que el proceso sea automatizado.

En la figura 10 se muestra el funcionamiento del fermentador (1) en un procedimiento abierto de acumulación, cuando a partir de un determinado momento, el líquido (27) almacenado en el correspondiente calderín (2), comenzara su proceso de fermentación, generando gas de forma natural y espontánea, quedando retenidos en la cámara de acumulación (26), comprimiéndose hasta alcanzar una determinada presión, registrada por un manómetro (8).

Es en este momento, cuando permaneciendo abierto el elemento de corte (4.5) de la conducción de acumulación (5.3), se abre el elemento de corte (4.3) de la conducción de aspiración (5.1) quedando cerrado el elemento de corte (4.1) de la tubería superior (6.1), para que el gas almacenado a presión en la cámara de acumulación (26) del calderín (2), sea liberado a través de un elemento de aspiración (11) posicionado en el interior del calderón (2), y dirigido hacia un compresor/acumulador (25) a través de la conducción de acumulación (5.3), quedando almacenado para un uso posterior. Este proceso puede programarse a través de un cuadro de control, estableciendo los parámetros de presión, tiempo de apertura, cierre, etc., haciendo que el proceso sea automatizado.

En la figura 11, se muestra el fermentador (1) integrado con dos calderínes (2.1) acoplados a la pared del fermentador (1) mediante una tubería de entrada (6.3) con elemento de corte (4,1). También se señala una conducción de aspiración (5.1) con elemento de corte (4.3) en comunicación con una conducción de acumulación

(5.3) con elemento de corte (4.5) en comunicación con un compresor/acumulador (25) de tipo comercial. Los calderínes (2.1) disponen de una configuración desmontable, para facilitar el mantenimiento y limpieza de los mismos.

El calderín (2.1) permite trabajar conjuntamente con el depósito (1.1) del fermentador (1) en un procedimiento cerrado, procedimiento abierto de acumulación, o una combinación de ellos manteniendo las fases mostradas en las figuras 5 a 10.

En la figura 12 se muestra en sección un calderín (2.1) integrado en el depósito (1.1) del fermentador (1), en un procedimiento cerrado o procedimiento abierto de acumulación. El calderín (2.1) se muestra conexionado con el cuerpo del depósito (1.1) del fermentador (1), a través de una tubería de entrada (6.3) con elemento de corte (4,1), quedando posicionado el calderín (2.1) en contacto directo con el líquido (27) contenido en el depósito (1.1).

El interior del calderín (2.1) y depósito (1.1), se muestran con líquido (27) señalando también la cámara de acumulación (26) del calderín (2.1), generada por la acumulación de los gases de la fermentación. En la cámara de acumulación (26) del calderín (2.1) se señala un elemento de aspiración (11) en comunicación con una conducción de aspiración (5.1) con elemento de corte (4.3). La conducción de aspiración (5.1) con elemento de corte (4.3), se muestra conexionada con una conducción de acumulación (5.3) con elemento de corte (4.5).

En el calderín (2.1) se señala un manómetro (8) para señalar la presión acumulada, una válvula de recarga (9) que en colaboración con la válvula de purga (7), actúan para la renovación de líquido del calderín (2.1), cuando este trabaja en un procedimiento cerrado. También para permitir la continuidad del proceso fermentativo dentro del calderín (2.1), sin necesidad de renovar el líquido que contiene, puede introducirse oxigeno/ aire, en el calderín (2.1), a través de las válvulas de recarga (9) y purga (7), y también una válvula de seguridad (10) que actúa como aliviadero de la cámara de acumulación (26), cuando el calderín (2.1) trabaja en un procedimiento cerrado.

En la figura 13, se muestra el fermentador (1) integrado con un deposito (1.1) dos calderínes (2.2) acoplados a la pared del depósito (1.1) mediante una tubería superior de borboteo (6.4) con elemento de corte 4,1 y una tubería inferior (6.2) con elemento de corte (4.2). Los calderínes (2.2) disponen de una configuración desmontable, para facilitar el mantenimiento y limpieza de los mismos.

En la figura 14 se muestra en sección un calderín (2.2) integrado en el depósito (1.1) de un fermentador (1) en un procedimiento de borboteo. El calderín (2.2) se muestra conexionado con el cuerpo del depósito (1.1) a través de una tubería superior de borboteo (6.4) con elemento de corte (4.1) y válvula de purga (7) y una tubería inferior

(6.2) con elemento de corte (4.2) y válvula de purga (7).

El interior del calderín (2.2) y depósito (1.1) se muestran con líquido (27) señalando también la cámara de acumulación (26) del calderín (2.2), generada por la acumulación de los gases de la fermentación.

En el calderín (2.2) se señala un manómetro (8) para señalar la presión acumulada en su interior, una válvula de recarga (9) que en colaboración con la válvula de purga (7), actúan para la renovación de líquido del calderín, cuando este trabaja en un procedimiento cerrado. También para permitir la continuidad del proceso fermentativo dentro del calderín (2.2), sin necesidad de renovar el líquido que contiene, puede introducirse oxigeno/ aire, en el calderín (2.2), a través de las válvulas de recarga (9) y purga (7), y una válvula de seguridad (10) que actúa como aliviadero de la cámara de acumulación, cuando el calderín trabaja en un procedimiento cerrado.

En la figura 15 se muestra el funcionamiento del fermentador (1) en un procedimiento de borboteo, que a diferencia que en procedimientos anteriores, no se acumula el gas generado sino que se deja que borbotee de manera regular en el interior del calderín (2.2), estando abiertos el elemento de corte (4.1) de la tubería superior de borboteo (6.4) y el elemento de corte (4.2) de la tubería inferior (6.2), se procede al llenado del depósito (1.1) del fermentador (1) ascendiendo el líquido (27) en el depósito (1.1) y en el correspondiente calderín (2.2) al mismo nivel, por la teoría de los vasos comunicantes.

En la figura 16 se muestra el funcionamiento del fermentador (1) en un procedimiento de borboteo, cuando el nivel de líquido (27) asciende en el interior del calderín (2.2), hasta alcanzar el extremo de la tubería superior de borboteo (6.4), posicionada en el interior del calderín (2.2), se forma la cámara de acumulación (26), puesto que el aire que está contenido en dicha cámara, impide la invasión de líquido (27).

En la figura 17 se muestra el funcionamiento del fermentador (1) en un procedimiento de borboteo, cuando se continua con el llenado del depósito (1.1) del fermentador (1) y el nivel de líquido (27) en el interior del calderín (2.2), continua subiendo por la tubería superior de borboteo (6.4), hasta comunicarse con el líquido (27) del depósito (1.1), puesto que el elemento de corte (4.1) de la tubería superior de borboteo (6.4) permanece abierto y a partir de ahí el depósito (1.1) continua llenándose hasta donde se desee, terminándose esta fase, al cerrarse los elementos de corte (4.1 y 4.2) de la tubería superior de borboteo (6.4) y tubería inferior (6.2). Con el fin de obtener un volumen variable en la cámara de acumulación (26) del calderín (2.2), cuanta más longitud de tubería superior de borboteo (6.4) se introduzca en el calderín (2.2), más volumen de cámara de acumulación (26) se obtiene.

En la figura 18 se muestra el funcionamiento del fermentador (1) en un procedimiento de borboteo, cuando a partir de un determinado momento, se comienza a producir el proceso fermentativo tanto en el depósito (1.1) como en el calderín (2.2), lo que hará que en el depósito (1.1) se acumule materia sólida en la parte superior del líquido (27), mientras que en el calderín (2.2) se empezara a producir gas de manera natural y espontanea proveniente de la fermentación.

En la figura 19 se muestra el funcionamiento del fermentador (1) en un procedimiento de borboteo, cuando a medida que se vaya acumulando gas en la cámara de acumulación (26) del calderín (2.2), se incrementara la presión de la misma, presión que queda registrada en un manómetro (8), lo que generara que las burbujas de gas asciendan por la tubería superior de borboteo (6.4) y se vayan introduciendo en el depósito (1.1) a través del elemento de corte superior (4.1) que une el calderín (2.2) con el deposito (1.1), mientras permanezca abierto.

En la figura 20 se muestra el funcionamiento del fermentador (1) en un procedimiento de borboteo, cuando permaneciendo abierto el elemento de corte (4.1) de la tubería superior de borboteo (6.4) y elemento de corte

(4.2) de la tubería inferior (6.2) del calderín (2.2), las burbujas de gas se desplazaran por la tubería superior de borboteo (6.4) hacia el interior del depósito (1.1) del fermentador (1) en un borboteo constante, siendo posible programar dicho borboteo por intervalos temporizados desde un cuadro de control.

Claims

REIVINDICACIONES

1 – Fermentador, gobernado a través de un cuadro eléctrico de control, caracterizado por comprender:  un depósito (1.1)  incorporando al menos un calderín (2, 2.1, 2.2), de configuración desmontable y volumen variable,

conectado al depósito (1,1) del fermentador (1) mediante tuberías dotadas con elementos de corte 4.1 y
4.2.

 incorporando conducción de aspiración (5.1), conducción de acumulación (5.3) con reguladores de presión y caudal (12)

2 – Fermentador, según reivindicación 1, caracterizado por que el calderín (2), comprende un cuerpo principal y fondos superior e inferior, conectados dichos fondos respectivamente al depósito (1.1) del fermentador (1) mediante una tubería superior (6.1), y una tubería inferior (6.2),

 penetrando la tubería superior (6.1) en el interior del calderín (2),  incorporando en la tubería superior (6.1) y tubería inferior (6.2) una válvula de purga (7),  incorporando exteriormente en el calderín (2), un manómetro (8), una válvula de recarga (9) y una

válvula de seguridad (10),  incorporando en el interior del calderín (2) un elemento de aspiración (11) en conexión con una conducción de aspiración (5.1).

3 – Fermentador, según reivindicación 1, caracterizado por que el calderín (2.1), comprende un cuerpo principal y fondos superior e inferior, conectado con el depósito (1.1) del fermentador (1), a través de una tubería de entrada (6.3) con elemento de corte (4.1)

 incorporando exteriormente en el calderín (2.1), un manómetro (8), una válvula de recarga (9), una válvula de seguridad (10) y válvulas de purga (7).  incorporando en el interior del calderín (2.1) un elemento de aspiración (11) en conexión con una conducción de aspiración (5.1).

4 – Fermentador, según reivindicación 1, caracterizado por que el calderín (2.2), comprende un cuerpo principal y fondos superior e inferior, conectados dichos fondos respectivamente al depósito (1.1) del fermentador (1) mediante una tubería superior de borboteo (6.4) con elemento de corte (4.3) y válvula de purga (7). y una tubería inferior (6.2) con válvula de purga (7).

 penetrando la tubería superior de borboteo (6.4) en el interior del calderín (2.2), ,  incorporando exteriormente en el calderín (2.2), un manómetro (8), una válvula de recarga (9) y una válvula de seguridad (10).

5 – Proceso de fermentación efectuado en un fermentador (1) descrito en las anteriores reivindicaciones, caracterizado por desarrollarse a través de al menos uno de los procedimientos siguientes:  procedimiento cerrado a través del fermentador (1) integrado por un deposito (1.1) con al menos un calderín (2 y/o 2.1)  procedimiento abierto de acumulación a través del fermentador (1) integrado por un deposito (1.1) con al menos un calderín (2 y/o 2.1)  procedimiento de borboteo a través del fermentador (1) integrado por un deposito (1.1) con al menos un calderín (2.2)

6 – Proceso de fermentación efectuado en un fermentador, según la reivindicación 5, caracterizado por que en el procedimiento cerrado, la fermentación se produce en una cámara de acumulación (26) generada en el calderín (2) pasando los gases de la fermentación al depósito (1.1) del fermentador (1) a través de la tubería superior (6.1), estando abierto el elemento de corte (4.1).

7 – Proceso de fermentación efectuado en un fermentador, según la reivindicación 5, caracterizado por que en el procedimiento cerrado, la fermentación se produce en una cámara de acumulación (26) generada en el calderín (2.1) pasando los gases de la fermentación al depósito (1.1) del fermentador (1) a través de la tubería central (6.3), estando abierto el elemento de corte (4.1).

8 – Proceso de fermentación efectuado en un fermentador, según la reivindicación 5, caracterizado por que en el procedimiento abierto de acumulación, la fermentación se produce en una cámara de acumulación (26) generada en el calderín (2 y/o 2.1) pasando los gases de la fermentación, a un compresor/acumulador (25) a través de la conducción de aspiración (5.1) y conducción de acumulación (5.3), quedando almacenado para un uso posterior.

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9 -Proceso de fermentación efectuado en un fermentador, según la reivindicación 5, caracterizado por que en el procedimiento de borboteo, la fermentación se produce en una cámara de acumulación (26) generada en el calderín (2.2), donde los gases de la fermentación se irán desplazando por la tubería de borboteo (6.4) hacia el interior del depósito (1.1) del fermentador (1) en un borboteo constante.

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10-Proceso de fermentación efectuado en un fermentador, según la reivindicación 5, caracterizado por que el fermentador (1) dotado de un único calderín (2, 2.1.) sigue el procedimiento cerrado.

11 -Proceso de fermentación efectuado en un fermentador, según la reivindicación 5, caracterizado por que el 10 fermentador (1) dotado de un único calderín (2, 2.1.) sigue el procedimiento abierto de acumulación.

12 -Proceso de fermentación efectuado en un fermentador, según la reivindicación 5, caracterizado por que el fermentador (1) dotado de un único calderín (2.2) sigue el procedimiento de borboteo.

15 13 -Proceso de fermentación efectuado en un fermentador, según la reivindicación 5, caracterizado por que el fermentador (1) dotado de más de un calderín (2, 2.1 ó 2.2) sigue el mismo o diferente procedimiento en cada uno de ellos.

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