一种微型自酿啤酒设备的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种啤酒酿造技术领域，具体涉及一种微型自酿啤酒设备，包括供热系统、一体化罐、换热器、n个发酵罐和制冷系统，其中，所述的一体化罐与并联连接的n个发酵罐串联，所述的一体化罐还分别连接有换热器和供热系统，所述的一体化罐与换热器通过泵连接形成循环回路，所述的换热器的另一端与制冷系统相连形成循环回路，所述的制冷系统还分别与每个发酵罐形成循环回路。本实用新型的优点在于：设备小型化、热效率高、节省投资、操作简易，适合于啤酒屋、宾馆、饭店等场所使用。
【专利说明】
一种微型自酿啤酒设备
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种啤酒酿造技术领域，具体涉及一种微型自酿啤酒设备。【背景技术】
[0002]啤酒是以大麦芽、啤酒花和水为主要原料，经发酵酿制而成饱含二氧化碳的低度酒精饮料。啤酒富含多种维生素、氨基酸、矿物盐，具有较高的营养价值和医药疗效。啤酒的基本工艺流程包括:制麦、糖化、过滤、煮沸、冷却、发酵、成品。啤酒各工序一般分别在不同的设备容器中完成。啤酒的生产工艺设备主要有两类，一是大型啤酒工厂所用的设备，二是啤酒屋、饭店等场所用的微型设备。大型啤酒生产企业生产的瓶装或罐装熟啤酒产量大、保质期较长，但口感较差。啤酒屋生产的鲜啤酒营养丰富、爽口鲜美，是一种高品质的啤酒。目前，中国啤酒市场高端化趋势明显，微小型精酿啤酒日益受到消费者的青睐。
[0003]啤酒糖化生产过程是啤酒生产的第一个关键性环节，对整个啤酒生产的产量、质量等影响很大。糖化过程工艺指标控制的好坏，对啤酒的稳定性、口感、外观会起到决定性的影响，整个糖化过程主要包括糊化、糖化、过滤、煮沸、沉淀、冷却等工序。啤酒屋所用的微小型设备，是在大型啤酒工艺设备基础上进行的微型化。已公开的资料表明，微小型啤酒糖化设备形式有:糖化、过滤一体化的结构形式;糖化、过滤、煮沸一体化的结构形式;煮沸、旋沉一体化的结构形式;其中最常见的结构是把麦芽的糖化和麦汁的煮沸放在一个容器中完成，过滤和旋流沉淀放在另外的容器中完成。不论采用哪种结构形式，现有的微小型啤酒生产设备中，糖化锅和煮沸锅的加热面积小、热效率较低、能耗较高、加热温度可控制性差;麦汁降温和发酵罐的冷却效果差，且没有考虑酵母的排出和回收利用等。
[0004]麦芽糖化、煮沸过程的加热通常以电、蒸汽为热源，电热源采用电加热元件以内加热方式，蒸汽热源采用蒸汽套管以外加热的方式对麦芽糖化醪液进行加热。目前的加热方式多为锅底等局部地方受热，存在热交换不够充分、局部过热、易造成烧焦和结垢现象。由于电费较贵，采用电加热方式的糖化锅、煮沸锅运行不经济，而且不适用于改为蒸汽或烟气等气体加热。
[0005]专利一种啤酒糖化设备，授权公告号CN201981177U，公开了一种啤酒糖化设备，该糖化罐采用罐内加热，整个设备没有设置搅拌，造成在糖化过程中加热管局部温度过高易造成大麦糊锅，从而影响啤酒的质量和口感。过滤装置中无搅拌器，过滤效果差，且过滤速度慢。因为其没有专门的冷却装置，只是通过罐体外部水冷方式，所以冷却速度慢，也因为没有循环流动无法实现旋沉功能，析出分离物的沉降效果差。此外，内加热器仅适用于电加热方式，而无法利用蒸汽或烟气等品质低的热源。同等规模的糖化设备，相比蒸汽或燃气燃烧的供热方式，采用电加热的加热费用高，因此其生产运行成本高。另外，啤酒屋等商铺一般没有三相电，要利用这种小型设备实际使用中必须采用三相电，这样就大大增加了投资费用。
[0006]专利一种啤酒生产成套设备，授权公告号CN204550515U公开了一种啤酒生产成套设备，其中糖化罐采用电热元件内加热而无搅拌，受热不均容易糊锅;过滤槽无搅拌器等机械设备易聚集虑渣，因而影响过滤速度;糖化罐内壁虽设有冷却水带，但其冷却降温时间长、冷却效果差，啤酒冷却过程中要求快速冷却，否则会造成啤酒发酸而影响啤酒口感，故存在极大的质量不可控因素；煮沸后的麦汁靠自然沉淀析出凝固物，沉淀时间长、效果不佳，影响啤酒发酵生产周期;冷却麦汁析出的凝固物没有外排口，只能通过栗排入过滤槽而无法外排。
[0007]专利一种啤酒发酵罐，授权公告号CN203923153U，公开了一种啤酒发酵罐，其方案是在发酵罐内胆外侧缠绕铜管，铜管连接压缩机和散热器。铜管与内胆为线接触，接触面积很小，其冷却的效果不好。此外，铜管(蒸发段)温度较低，而且无温度控制措施，容易造成内胆壁面的发酵液结冰，影响发酵效果，降低啤酒品质。因此，该专利实施效果差。【实用新型内容】
[0008]本实用新型的目的在于克服现有技术之不足，提供一种设备小型化、热效率高、节省投资、操作简易，适合于啤酒屋、宾馆、饭店等场所使用的微型自酿啤酒设备。
[0009]本实用新型所述的一种微型自酿啤酒设备，其特征在于:包括供热系统、一体化罐、换热器、n个发酵罐和制冷系统，其中，所述的一体化罐与并联连接的n个发酵罐串联，所述的一体化罐还分别连接有换热器和供热系统，所述的一体化罐与换热器通过栗连接形成循环回路，所述的换热器的另一端与制冷系统相连形成循环回路，所述的制冷系统还分别与每个发酵罐形成循环回路。
[0010]本实用新型中制冷系统为换热器和发酵罐提供冷量。大麦在一体化罐中完成糖化、过滤、煮沸和旋沉冷却，然后在发酵罐中完成发酵。发酵罐的个数可以在1?10之间。发酵好的啤酒可以由管道或移动存贮罐输送到消费点。移动存贮罐设有保温衬并自带抽真空设备和制冷设备。
[0011]其中，优选方案如下:
[0012]所述的供热系统的热源为蒸汽发生器输出蒸汽或燃烧系统产生烟气，且供热系统的燃料管道上设有调节阀，从而可以控制从供热系统进入一体化罐的热量。
[0013]所述的一体化罐为圆柱形罐体结构，包括上下排布的糖化煮沸器和过滤器，既可以糖化煮沸器在上过滤器在下，也可以糖化煮沸器在下过滤器在上。大麦的糖化、煮沸、旋沉冷却过程在糖化煮沸器中完成，而过滤过程则在过滤器中完成，二者中间设有向下凸起的圆弧形隔板，所述的糖化煮沸器和过滤器顶部均设有通往大气的排气管。所述的糖化煮沸器包括内胆和外壳，所述的内胆和外壳间留有环缝间隙，所述的内胆内部设有搅拌器，所述的内胆的筒身和底部外表面设有导向片，位于筒身的导向片沿内胆筒身外壁成螺旋形， 所述的外壳内侧设有保温衬，保温衬与肋板边缘留有间隙。一体化罐利用蒸汽或燃气燃烧产生的烟气直接加热内胆的筒身和底部，并在内胆和外壳保温衬之间的空间形成旋流，气体旋流方向与导向片旋向一致。所述的过滤器内从上到下依次设有搅拌器和过滤网，位于过滤网同一水平线上的过滤器侧壁上设置有排渣门，为方便过滤网的清洗和拆卸，过滤网可以分块制作，便于检修和分块更换。糖化煮沸器和过滤器的搅拌器还可以设置为一体结构。所述的内胆的内部最低位置处通过管道及罐体外阀门与过滤器的顶部相连，所述的过滤器的底部通过管道经栗和换热器与内胆的内顶部相连，所述的内胆的内底部与内顶部之间通过管道经栗和换热器形成循环回路。
[0014]糖化煮沸器设置的搅拌器可以使罐内液体翻滚搅动、受热更加均匀，搅拌器优选浆式搅拌器。当采用蒸汽加热内胆时，糖化煮沸器底部内胆下方设有冷凝水排出管道及阀门。过滤器采取外保温。过滤器设置的搅拌器可以加速麦汁过滤。
[0015]所述的过滤网为长形孔的楔形过滤网。
[0016]所述的糖化煮沸器侧壁上开孔设有测温元件和液位检测元件。测温元件与供热系统的调节阀信号连锁，可以控制从供热系统进入一体化罐的热量，从而实现检测并控制化糖化煮沸器内的液体温度。
[0017]所述的与内胆的内顶部相连的管道内流入物流入方向与内胆截面圆成切向方向， 从而形成旋流，使其具有旋沉功能，使得啤酒质量和清澈度大大提高。
[0018]—体化罐中的麦汁的冷却可设置为两段换热冷却，第一段为水冷，第二段由制冷系统冷却。水冷时，可单独设置换热器完成冷却；也可利用一体化罐上连接的蒸汽管道，即在加热停止后需要冷却时，关闭供热系统，将自来水接到原有的蒸汽管道上，对糖化煮沸器中麦汁实现第一步冷却，自来水可以循环使用或用于后续的罐体清洗，不造成水源浪费。制冷系统冷却时，换热器一侧充满麦汁，另一侧充满冷媒介质，该侧管路与制冷系统相连。冷媒介质可以是冰水、盐水、乙醇水溶液、氨液、氟利昂等载冷介质。麦汁的两段冷却可降低制冷的能耗。
[0019]所述的发酵罐为全封闭圆柱形罐体，发酵罐顶部安装C02和CIP管道及其连接件， 罐顶还安装防真空阀、过压阀和压力传感器，发酵罐罐体还安装测温、测压元件。所述的罐体包括内胆和外壳，发酵罐内胆材质优选不锈钢，外壳材质优选铝合金或不锈钢。发酵罐表面需加工处理，焊缝处需抛光，防止微生物污染。所述的内胆外壁设有冷却装置，所述的冷却装置外覆保温层，所述的冷却装置与制冷系统直接相连且相连管路上设有调节阀，且罐体的测温元件与调节阀信号连锁，由此精确控制发酵罐内液体温度。因此发酵罐内染菌机会少，啤酒质量稳定。内胆外壁上半部分冷却能力大于下半部分，通过上下分段冷却控制， 罐中液体将会形成自然对流。由于对流传热的影响，酵母发酵能力提高，发酵速度加快，发酵周期缩短。为进一步提高发酵罐的冷却效果，发酵罐还可以设置搅拌器。
[0020]所述的发酵罐罐体底部为圆锥形或向下凸起的圆弧形。
[0021]所述的冷却装置为盘管或夹套，所述的盘管或夹套内部充满冷媒介质，其中，所述的盘管为半圆管或方管结构，盘管材质为铜、铝或不锈钢。
[0022]所述的发酵罐罐体底部设有管道，管道上设有阀门。因为酵母会沉淀在底部，待发酵结束后可以实现酵母回收及二次利用。
[0023]本实用新型所具有的有益效果是:
[0024](1)供热系统提供的高温蒸汽或烟气与糖化煮沸器接触面积大，传热效果好，加热速度快。相比传统的蒸汽加热或电加热，物料受热温度整体均匀，可实现精准控制，而且加热能耗低。
[0025](2)—体化罐实现了糖化、过滤、煮沸、旋沉冷却多个功能，结构紧凑，占地面积小。
[0026](3)—体化罐采用罐体内外冷却循环相结合的方式，实现了麦汁的快速冷却，缩短了生产周期，避免了啤酒发酸，有利于提升啤酒品质。
[0027](4)糖化煮沸器设置的搅拌器使物料受热更均匀，大大减少了糖化、煮沸时锅底和加热元件的物料结焦。过滤器设置的的搅拌器有利于加快麦汁的过滤速度。将糖化煮沸器和过滤器的的搅拌器一体化，可以减小设备投资。
[0028] (5)换热器、发酵罐与制冷系统直接相连，减少了冷却环节，冷量消耗低，有利于降低运行成本。
[0029] (6)发酵罐冷却效果好，实现了各段发酵温度控制精准，发酵周期缩短，染菌机会少，为生产高品质啤酒提供了保证。
[0030] (7)发酵罐增加了酵母排出口，有利于实现酵母的二次利用，进一步降低了生产成本。【附图说明】[0〇31]图1为本实用新型的结构不意图；
[0032]图2为一体化罐的结构示意图；
[0033]图3为图2的A-A视图；
[0034]图4为糖化煮沸器和过滤器一体化搅拌器的结构示意图；[〇〇35]图5为一体化罐的另一种结构示意图；
[0036]图中:1-供热系统，2-—体化罐，3-换热器，4-发酵罐，5-制冷系统，6-糖化煮沸器， 7-过滤器，8-隔板，9-内胆，10-外壳，11-搅拌器(糖化煮沸器)，12_保温衬，13-导向片，14-搅拌器(过滤器)，15-过滤网，16-排渣门，17-冷却装置，FI，F2，F3，F4，F5，F6-阀门。【具体实施方式】
[0037]以下结合附图和实施例对本实用新型做进一步描述。[〇〇38] 实施例1:
[0039]如图1?图3所示，一种微型自酿啤酒设备，包括供热系统1、一体化罐2、换热器3、2 个发酵罐4和制冷系统5,其中，所述的一体化罐2与并联连接的2个发酵罐4串联，所述的一体化罐2还分别连接有换热器3和供热系统1，所述的一体化2罐与换热器3通过栗连接形成循环回路，所述的换热器3的另一端与制冷系统5相连形成循环回路，所述的制冷系统5还分别与每个发酵罐4形成循环回路。
[0040]制冷系统5为换热器3和发酵罐4提供冷量。大麦在一体化罐2中完成糖化、过滤、煮沸和旋沉冷却，然后在发酵罐4中完成发酵。发酵好的啤酒可以由管道或移动存贮罐输送到消费点。移动存贮罐设有保温衬并自带制冷设备，可以实现远距离输送鲜啤酒。
[0041]所述的供热系统1的热源为蒸汽发生器输出蒸汽，且供热系统1的燃料管道上设有调节阀，从而可以控制从供热系统1进入一体化罐2的热量。供热系统1输出蒸汽管道连接到内胆9和外壳10之间留有环缝间隙空间，并且管道内蒸汽流入方向与内胆横截面圆成切向方向。[〇〇42]所述的一体化罐2为圆柱形罐体结构，一体化罐表面需加工处理，焊缝处需抛光， 防止微生物污染，一体化罐2包括上下排布的糖化煮沸器6和过滤器7,糖化煮沸器6在上过滤器7在下。大麦的糖化、煮沸、旋沉冷却过程在糖化煮沸器6中完成，而过滤过程则在过滤器7中完成，二者中间设有向下凸起的圆弧形隔板8,所述的糖化煮沸器6和过滤器7顶部均设有通往大气的排气管。所述的糖化煮沸器6包括内胆9和外壳10，所述的内胆9和外壳10间留有环缝间隙，所述的内胆9内部设有搅拌器11，所述的内胆9的筒身和底部外表面设有导向片13,位于筒身的导向片13沿内胆9筒身外壁成螺旋形，所述的外壳10内侧设有保温衬 12,保温衬12与肋板边缘留有间隙。一体化罐2利用蒸汽直接加热内胆9的筒身和底部，并在内胆9和外壳10的保温衬12之间的空间形成旋流，气体旋流方向与导向片13旋向一致。所述的过滤器7内从上到下依次设有搅拌器14和过滤网15,位于过滤网15同一水平线上的过滤器7侧壁上设置有排渣门16,为方便过滤网15的清洗和拆卸，过滤网15可以分块制作，便于检修和分块更换。所述的内胆9的内部最低位置处通过管道与过滤器7的顶部相连，所述的过滤器7的底部通过管道经栗和换热器3与内胆9的内顶部相连，所述的内胆9的内底部与内顶部之间通过管道经栗和换热器3形成循环回路。
[0043]所述的过滤网15为长形孔的楔形过滤网。
[0044]所述的糖化煮沸器6侧壁上开孔设有测温元件和液位检测元件。测温元件与供热系统1的调节阀信号连锁，可以控制从供热系统1进入一体化罐2的热量，从而实现检测并控制化糖化煮沸器6内的液体温度。[〇〇45]所述的与内胆9的内顶部相连的管道内流入物流入方向与内胆横截面圆成切向方向，从而形成旋流，使其具有旋沉功能，使得啤酒质量和清澈度大大提高。
[0046]—体化罐中2的麦汁的冷却可设置为两段换热冷却，第一段为水冷，第二段由制冷系统5冷却。水冷时，可单独设置换热器3完成冷却;也可利用一体化罐2上连接的蒸汽管道， 即在加热停止后需要冷却时，关闭供热系统1，将自来水接到原有的蒸汽管道上，对糖化煮沸器6中麦汁实现第一步冷却，自来水可以循环使用或用于后续的罐体清洗，不造成水源浪费。制冷系统5冷却时，换热器3—侧充满麦汁，另一侧充满冷媒介质，该侧管路与制冷系统5 相连。冷媒介质可以是冰水、盐水、乙醇水溶液、氨液、氟利昂等载冷介质。麦汁的两段冷却可降低制冷能耗。
[0047]所述的发酵罐4为全封闭圆柱形罐体，底部为圆锥形，所述的罐体包括内胆和外壳，所述的内胆外壁设有冷却装置17,所述的冷却装置17外覆保温层，所述的冷却装置17与制冷系统5直接相连且相连管路上设有调节阀，且罐体的测温元件与调节阀信号连锁，由此精确控制发酵罐4内液体温度。因此发酵罐4内染菌机会少，啤酒质量稳定。内胆外壁上半部分冷却能力大于下半部分，通过冷却控制，罐中液体将会形成自然对流。由于对流传热的影响，酵母发酵能力提高，发酵速度加快，发酵周期缩短。
[0048]所述的冷却装置17为盘管，所述的盘管内部充满冷媒介质，其中，所述的盘管为半圆管结构，盘管材质为铜。[〇〇49]所述的发酵罐4罐体底部设有管道，管道上设有阀门。因为酵母会沉淀在底部，待发酵结束后可以实现酵母回收及二次利用。
[0050]采用本设备进行酿造啤酒的工艺如下:
[0051]—体化罐2设有加料口，大麦和水由此进入糖化煮沸器6进行搅拌、加热。加热完毕后，打开阀门F2,物料从内胆9底部最低位置的管道排入过滤器7。打开阀门F3、F4,并关闭阀门F2,物料经过自然过滤或抽滤由过滤器7底部的管道经栗再次进入糖化煮沸器6中。过滤后的麦汁与添加的酒花在糖化煮沸器6受热完成煮沸。麦汁煮沸开始后，可以打开过滤器7 的排渣门16进行排渣。关闭阀门F3并打开阀门F5,煮沸后的麦汁由糖化煮沸器6底部管道经栗、换热器3后由糖化煮沸器6上部侧壁旋流进入糖化煮沸器6的内胆，依次循环。在整个循环过程中，麦汁以切向方向进入糖化煮沸器6从而形成旋沉功能，使得啤酒质量和清澈度大大提高。麦汁循环冷却时，关闭供热系统1和内胆9的搅拌器11。打开阀门FI，旋沉产生的析出物由内胆9底部最低位置的管道排出罐体外。打开阀门F6并关闭阀门F4,快速冷却后的麦汁由糖化煮沸器6底部管道经栗、酵母添加罐进入发酵罐发酵。[〇〇52] 实施例2:[〇〇53] 如图4所示，将糖化煮沸器6的搅拌器11和过滤器7的的搅拌器14通过连杆设置为一体化，可以减小投资。[〇〇54] 实施例3:
[0055] 如图5所示，一体化罐2还可以设计为另一种结构布局，即糖化煮沸器6在下过滤器 7在上，虽然结构布局有变化，但是功能上不受影响。
【主权项】
1.一种微型自酿啤酒设备，其特征在于:包括供热系统、一体化罐、换热器、n个发酵罐 和制冷系统，其中，所述的一体化罐与并联连接的n个发酵罐串联，所述的一体化罐还分别 连接有换热器和供热系统，所述的一体化罐与换热器通过栗连接形成循环回路，所述的换 热器的另一端与制冷系统相连形成循环回路，所述的制冷系统还分别与每个发酵罐形成循 环回路。2.根据权利要求1所述的一种微型自酿啤酒设备，其特征在于:所述的供热系统的热源 为蒸汽发生器输出蒸汽或燃烧系统产生烟气，且供热系统的燃料管道上设有调节阀。3.根据权利要求1所述的一种微型自酿啤酒设备，其特征在于:所述的一体化罐为圆柱 形罐体结构，包括上下排布的糖化煮沸器和过滤器，二者中间设有向下凸起的圆弧形隔板， 所述的糖化煮沸器和过滤器顶部均设有通往大气的排气管;所述的糖化煮沸器包括内胆和 外壳，所述的内胆和外壳间留有环缝间隙，所述的内胆内部设有搅拌器，所述的内胆的筒身 和底部外表面设有导向片，位于筒身的导向片沿内胆筒身外壁成螺旋形，所述的外壳内侧 设有保温衬;所述的过滤器内从上到下依次设有搅拌器和过滤网，位于过滤网同一水平线 上的过滤器侧壁上设置有排渣门；所述的内胆的内部最低位置处通过管道与过滤器的顶部 相连，所述的过滤器的底部通过管道经栗和换热器与内胆的内顶部相连，所述的内胆的内 底部与内顶部之间通过管道经栗和换热器形成循环回路。4.根据权利要求3所述的一种微型自酿啤酒设备，其特征在于:所述的过滤网为长形孔 的楔形过滤网。5.根据权利要求3所述的一种微型自酿啤酒设备，其特征在于:所述的糖化煮沸器侧壁 上开孔设有测温元件和液位检测元件。6.根据权利要求3所述的一种微型自酿啤酒设备，其特征在于:所述的与内胆的内顶部 相连的管道内流入物流入方向与内胆横截面圆成切向方向。7.根据权利要求1所述的一种微型自酿啤酒设备，其特征在于:所述的发酵罐为全封闭 圆柱形罐体，所述的罐体包括内胆和外壳，所述的内胆外壁设有冷却装置，所述的冷却装置 外覆保温层，所述的冷却装置与制冷系统直接相连且相连管路上设有调节阀，且罐体的测 温元件与调节阀信号连锁。8.根据权利要求7所述的一种微型自酿啤酒设备，其特征在于:所述的发酵罐罐体底部 为圆锥形或向下凸起的圆弧形。9.根据权利要求7所述的一种微型自酿啤酒设备，其特征在于:所述的冷却装置为盘管 或夹套，所述的盘管或夹套内部充满冷媒介质，其中，所述的盘管为半圆管或方管结构，盘 管材质为铜、铝或不锈钢。10.根据权利要求7所述的一种微型自酿啤酒设备，其特征在于:所述的发酵罐罐体底 部设有管道，管道上设有阀门。
【文档编号】C12C13/10GK205576066SQ201620328994
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年4月13日
【发明人】吕韬, 程静
【申请人】吕韬