啤酒发酵控温系统的制作方法

本实用新型涉及啤酒酿造技术领域，尤其涉及一种啤酒发酵控温系统。

背景技术：

随着科技的发展以及人们的消费升级，啤酒的酿造也从工业工厂里统一生产逐渐走向少批量多种类的方向，越来越多的人喜欢上了鲜啤。

啤酒的酿造工艺主要分为两个部分：麦汁制备部分和发酵部分。啤酒的发酵根据配方的不同会有不同的发酵阶段，在不同的发酵阶段，需要对发酵罐内的麦汁温度进行控制，确保酵母在不同的温度条件下有不同的活性特征。而且根据酵母种类的不同，酵母的最佳繁殖温度也会有不一样。所以，啤酒酿造过程中的发酵阶段，温度控制是一个很严苛的流程。传统的发酵设备控温都是采用冷媒管路上电磁阀的开关来控制温度，容易造成温度的波动，从而影响到每批次酒品的一致性等问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种啤酒发酵控温系统，以实现对啤酒发酵的精确控温。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用了如下的技术方案：

一种啤酒发酵控温系统，包括冷媒容器以及至少一个发酵罐；其中：

所述冷媒容器内存放有制冷媒介，每个发酵罐设置有热交换模块以及温度传感器；

所述冷媒容器通过管道连接至每个热交换模块的入口，每个热交换模块的出口通过管道回接至所述冷媒容器；

每个热交换模块与所述冷媒容器连接的管道上设置一变频水泵；每个变频水泵对应一控制模块，且与对应的控制模块电性连接；

所述温度传感器用于实时检测对应发酵罐内的液体温度，并将检测到的温度数据发送给对应的控制模块，所述控制模块根据所述温度数据以及预设的发酵温度控制对应的变频水泵的流速，以使得变频水泵以该流速将所述冷媒容器内的制冷媒介抽往对应的热交换模块中，再回流到所述冷媒容器中。

在本实用新型的一个实施例中，所述制冷媒介为丙二醇或其他防冻介质。

在本实用新型的一个实施例中，还包括压缩机，其与所述冷媒容器连接，所述制冷媒介由所述压缩机控制降温。

在本实用新型的一个实施例中，所述温度传感器安装在所述发酵罐的侧壁。

在本实用新型的一个实施例中，所述热交换模块为设置于发酵罐内的盘管或者为包裹在发酵罐外壁的夹套。

在本实用新型的一个实施例中，所述管道上设置有阀门。

在本实用新型的一个实施例中，所述控制模块上设置有人机交互界面。

本实用新型由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：

1)本实用新型提供的啤酒发酵控温系统，通过设置温度传感器来实时检测对应发酵罐内的液体温度，通过设置控制模块来根据温度传感器检测的温度以及预设的发酵温度控制对应的变频水泵的流速，以使得变频水泵以该流速将所述冷媒容器内的制冷媒介抽往对应的热交换模块中，再回流到所述冷媒容器中，从而能实现对发酵罐内的液体的精确控温。

2)本实用新型提供的啤酒发酵控温系统，其一个冷媒容器可以对应多个发酵罐，从而实现了设备简化，提高了冷媒容器的利用率。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的冷媒容器对应单个发酵罐的啤酒发酵控温系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的冷媒容器对应多个发酵罐的啤酒发酵控温系统的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型提出的啤酒发酵控温系统作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用于方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。

实施例1

请参阅图1，如图1所示，本实用新型实施例提供的啤酒发酵控温系统，包括冷媒容器1以及一个发酵罐7；其中：

所述冷媒容器1内存放有制冷媒介，每个发酵罐7设置有热交换模块4以及温度传感器3；

所述冷媒容器1通过管道5连接至每个热交换模块4的入口，每个热交换模块4的出口通过管道5回接至所述冷媒容器1；

每个热交换模块4与所述冷媒容器1连接的管道上设置一变频水泵2；每个变频水泵2对应一控制模块6，且与对应的控制模块6电性连接；

所述温度传感器3用于实时检测对应发酵罐7内的液体温度，并将检测到的温度数据发送给对应的控制模块6，所述控制模块6根据所述温度数据以及预设的发酵温度控制对应的变频水泵2的流速，以使得变频水泵2以该流速将所述冷媒容器1内的制冷媒介抽往对应的热交换模块4中，再回流到所述冷媒容器1中。从而使得发酵罐7内的液体与制冷媒介进行热交换，对发酵罐7内的液体进行冷却。

本实用新型通过设置温度传感器来实时检测对应发酵罐内的液体温度，通过设置控制模块来根据温度传感器检测的温度以及预设的发酵温度控制对应的变频水泵的流速，以使得变频水泵以该流速将所述冷媒容器内的制冷媒介抽往对应的热交换模块中，再回流到所述冷媒容器中，从而能实现对发酵罐内的液体的精确控温。

其中，所述制冷媒介为丙二醇或其他防冻介质。并且该控温系统还包括压缩机，其与所述冷媒容器1连接，所述制冷媒介由所述压缩机控制降温，通常会降温到低于发酵所需的最低温度。

其中，所述温度传感器3安装在所述发酵罐7的侧壁。

所述热交换模块4有多种呈现形式，一种是放置在发酵罐内的盘管，另外一种是包裹在发酵罐外壁的夹套形式。制冷媒介经过该模块，将发酵罐的液体热量带走，确保发酵罐内的液体温度与设定温度一致。

其中，所述管道上设置有阀门，以便进行控制。

并且作为优选实施方式，控制模块6上设置有人机交互界面，用户可以根据配方信息输入发酵温度。

实施例2

请参阅图2，如图2所示，本实用新型实施例提供的啤酒发酵控温系统，包括冷媒容器1以及两个发酵罐7，每个发酵罐7设置有热交换模块4以及温度传感器3；

所述冷媒容器1通过管道5连接至每个热交换模块4的入口，每个热交换模块4的出口通过管道5回接至所述冷媒容器1；

每个热交换模块4与所述冷媒容器1连接的管道上设置一变频水泵2；每个变频水泵2对应一控制模块6，且与对应的控制模块6电性连接；

所述温度传感器3用于实时检测对应发酵罐7内的液体温度，并将检测到的温度数据发送给对应的控制模块6，所述控制模块6根据所述温度数据以及预设的发酵温度控制对应的变频水泵2的流速，以使得变频水泵2以该流速将所述冷媒容器1内的制冷媒介抽往对应的热交换模块4中，再回流到所述冷媒容器1中。

除此之外，本实施例的其它方面与实施例1相同，在此不再赘述。

当然，应该意识到，在其它实施例中，还可以一个冷媒容器对应多个发酵罐，从而实现了设备简化，提高了冷媒容器的利用率。具体发酵罐的数量不作为本实用新型的限制。

利用上述实施例的啤酒发酵控温系统进行啤酒发酵控温的方法包括以下步骤：

S1:所述控制模块获取当前发酵罐内的实时温度；

S2:计算得到所述控制模块的输出值，其中计算公式为：ΔP(k)＝Kp[E(k)-E(k-1)]+KiE(k)+Kd[E(k)-2E(k-1)+E(k-2)]，其中Kp、Ki、Kd分别为PID参数，E(K)为当前温度与目标温度的差值，E(K-1)为上一次采样时候的温度与目标温度的差值，ΔP(k)为控制模块的输出值；

S3:所述控制模块的输出值经过适当的比例放大或缩小，转换为变频水泵的PWM占空比，作为变频水泵的PWM输出值，所述变频水泵根据该PWM输出值来实时调整流速。

在本实用新型的一个实施例中，所述步骤S1中控制模块通过温度传感器获取当前发酵罐内的实时温度。

应用例

以下以一个冷媒容器对应两个发酵罐为例来进行说明，两个发酵罐与冷媒容器组成的控温系统分别记为A系统与B系统，其中A系统为世涛黑啤的发酵控温；B系统为芒果拉格啤酒的控温。该控温系统的具体操作为：

S1：往冷媒容器中加入50L的水，并通过压缩机将冷媒容器中的水温设定为2℃。

S2：在A系统的控制模块上输入世涛黑啤的发酵控温信息，分为三个阶段：第一个发酵阶段温度为20℃，持续时间为10天；第二个发酵阶段的温度为8℃，持续时间为2天；第三个阶段发酵温度为为4℃，持续时间为2天；发酵完成后，将啤酒冷藏维持在4℃。

S3：在B系统的控制模块上输入芒果拉格发酵控温信息，分为三个阶段：第一个发酵阶段温度为12℃，持续时间为2天；第二个发酵阶段的温度为14℃，持续时间为4天；第三个阶段发酵温度为为4℃，持续时间为2天；发酵完成后，将啤酒冷藏维持在4℃。

S4：分别启动A系统和B系统的发酵控温。

S5：在环境室温为20℃情况下，可以看到：A系统的水泵工作占空比为0％；即是泵无需启动工作；B系统的水泵工作占空比为100％，水泵全速工作。

S6：经过5个小时候后，A系统内的发酵罐温度仍然维持在20℃，B系统内的发酵罐温度已经达到目标温度12℃；A系统的水泵工作占空比仍然维持在0％，B系统的水泵工作占空比为11％，确保发酵罐内的温度恒定维持在12℃±0.1℃。

显然，本领域的技术人员可以对实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。