一种加压蒸酒装置的制作方法

本实用新型涉及酿酒领域，具体涉及一种蒸酒装置。

背景技术：

一般的酿造酒，酒精度低于20％，而蒸馏酒中的酒精度则可以达到60％以上，所以只能通过蒸馏才能得到酒精度较高的烈酒。蒸酒是利用酒精和水的沸点不同进行的，酒精的沸点低于水的沸点，所以酒精更容易挥发。

传统的蒸馏装置以水蒸汽为加热介质与物料混合在一起，水蒸汽使物料中的酒精蒸发，然后再使蒸发的酒精冷凝，如此就得到酒精度较高的烈酒。但是传统的蒸馏装置存在以下不足：水蒸汽散热慢，供热不稳定，导致蒸馏效果差、成本高；其次，进行加热的水蒸汽会混合在挥发的酒精中，然后与酒精一起被冷凝，所以蒸馏后的酒中仍然混有大量的水。

2009年3月19日申请的申请号为200920052930.6的中国专利公开了一种无蒸汽酒精蒸馏塔，包括有塔体、加热装置，加热装置是一个环形盘管式结构；加热装置通过其下部的导热油入口以及其上部的导热油出口分别和导热油锅相通构成以导热油为加热介质的循环回路。环形盘管式结构是由多个上下排列的环形盘构成，环形盘是由多个环形管沿径向间隔分布且通过导管相互连通，环形盘中的每个环形管与相邻的环形盘中的上下相对应的环形管通过导管连通。蒸馏塔在进行蒸馏时，先对导热油进行加热，再将加热后的导热油通入环形盘管，导热油在蒸馏塔中形成循环回路。

这种蒸馏塔的导热油的温度高达360℃，在常压下温度远远高于水的沸点，物料中的水会大量蒸发，水蒸气混合在蒸发的酒精中，再一起被冷凝，所以蒸馏后得到的酒中同样会含有大量水分，这种蒸馏方式要得到酒精度大的酒需要反复进行蒸馏。其次，蒸馏塔高度较高，蒸发的混合气体在上升的过程中，水蒸气会逐渐冷凝成水珠，此时酒精会重新溶入水珠中，所以混合气体中的酒精会进一步减少。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种只需进行一次蒸馏即可得到酒精度大的酒的蒸酒装置。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是：一种加压蒸酒装置，包括蒸馏室、收集室、用于加热物料的加热机构、用于导出酒精的冷凝管和用于降温的冷凝机构，冷凝管与收集室连通蒸馏室外设有缓冲室和加压室，蒸馏室中设有将蒸馏室分隔为下方的蒸馏腔和上方的加压腔的沿蒸馏室侧壁上下滑动的第一活塞，第一活塞上设有压力控制阀和供酒精蒸汽通过的通气孔，通气孔正下方设有可封闭通气孔的堵块，堵块与蒸馏室之间固定有弹簧；蒸馏腔通过压力控制阀与缓冲室连通，缓冲室通过进液管与蒸馏腔连通，进液管内设有用于向蒸馏腔进液的单向阀；加压室中滑动连接有将加压室分隔为膨胀腔和进气腔的第二活塞，膨胀腔与蒸馏腔相邻，膨胀腔中放置有沸点在100℃至150℃的受热膨胀物质，进气腔与加压腔连通；冷凝机构包括分别对冷凝管和缓冲室进行降温的液化单元和降温单元；冷凝管上设有可被压力控制阀触动的实现打开和封闭冷凝管的出料开关。

利用本装置进行蒸酒，初始时，出料开关封闭冷凝管、压力控制阀处于关闭状态，先将受热膨胀物质放置入膨胀腔中，再将物料加入蒸馏腔中，此时受热膨胀物质处于未膨胀状态。加热机构对蒸馏室内的物料进行加热，物料温度升高，酒精开始挥发，酒精进入冷凝管中被冷凝，并储存在冷凝管中。直到物料的温度达到酒精的沸点，酒精的挥发速度达到最大值，而此时物料温度尚未达到水的沸点，所以水不会大量产生水蒸汽。在此过程中，受热膨胀物质受热，体积缓慢开始增大，第二活塞向下运动，进气腔中的气体进入加压腔内。由于此时加压腔和蒸馏腔连通，所以整个蒸馏室内的气压增大，所以酒精和水的沸点均上升。

加热机构继续对蒸馏腔内的物料加热，物料温度继续上升，直到物料温度达到受热膨胀物质的沸点，此时受热膨胀物质体积迅速变大，进气腔内的气体迅速进入加压腔内，此时第一活塞迅速被向下推动，堵块封闭通气孔，此时蒸馏腔内产生的气体无法进入冷凝管中。随着进气腔的气体不断进入加压腔，加压腔内的气压继续升高，第一活塞继续向下运动。在第一活塞向下移动的过程中，随着蒸馏腔的容积不断减小，且物料中的水和酒精被蒸发，所以蒸馏腔内的气压不断升高，并在蒸馏腔内压力仍然小于加压腔内压力时，压力控制阀被打开，蒸馏腔中的高压气体进入缓冲室内，降温机构对进入缓冲室的气体进行降温，气体温度降低形成低温液体，液体再通过进液管和单向阀进入蒸馏腔中。

由于低温液体的进入，蒸馏腔内的物料温度迅速降低，受热膨胀物质温度降低，体积减小，加压腔中的气体被重新吸入进气腔中。在压力控制阀被打开的同时，出料开关打开，冷凝管中的液态酒落入收集室内。加压腔内的气压降低，第一活塞向加压腔运动，堵块打开通气孔，蒸馏腔内的气压降低，压力控制阀关闭；与此同时，出料开关重新关闭，物料中挥发的酒精通过通气孔重新进入冷凝管中被冷凝，并储存在冷凝管中，如此不断循环，直到物料中的酒精被全部蒸发。

本方案的有益效果为：(一)水的沸点高于酒精，所以在温度达到酒精的沸点而未达到水的沸点时，物料中的酒精大量蒸发，但不会产生大量水蒸汽，所以冷凝得到的酒中水的含量较少。加压室对蒸馏腔进行加压，压强增大可以使水的沸点升高，所以可以延长只蒸发酒精、不蒸发水的阶段，可以在蒸发酒精的同时减少水的含量，如此，只需要经过一次蒸馏即可得到酒精度大的酒，不需要经过反复蒸馏，可以简化步骤，提高生产效率。

(二)在蒸馏腔的物料达到水的沸点时，堵块可以避免产生的水蒸气进入冷凝管混入蒸馏后的酒中，所以可以得到酒精度更高的酒。

(三)可以反复对物料进行加压、蒸发酒精、降温处理，可以完全将物料中的酒精蒸发，避免浪费；且在收集酒精时，物料的温度一直未达到水的沸点，所以可以收集到酒精度高的酒。

(四)膨胀腔和蒸馏腔相邻设置，蒸馏腔内物料的温度可以控制受热膨胀物质的体积，从而达到加压的作用，所以不需要另外设置控制膨胀腔的开关，可以减少出现误差以及可以简化结构。

(五)在物料的温度未达到受热膨胀物质的沸点时，受热膨胀物质的体积只会缓慢增大，使进气腔逐渐对蒸馏室加压，使水的沸点逐渐升高，可以延长只蒸发出酒精的时间，使更多的酒精被蒸发出。在物料温度达到受热膨胀物质的沸点时，受热膨胀物质体积迅速膨胀，使水蒸汽无法进入冷凝管中。

(六)缓冲室可以使进入的气体迅速降低，在通入蒸馏腔，所以可以使蒸馏腔内的温度迅速降低，避免再产生大量水蒸气；其次，还可以使受热膨胀物质体积迅速减小，加压腔内的气体被迅速吸回进气腔，使蒸馏酒精阶段迅速重新开始，所以可以减少蒸馏停止的时间，提高效率。

优选方案一，作为对基础方案的进一步改进，冷凝机构为包覆在冷凝管外侧的管道，降温单元为包覆在缓冲室外侧的管道。可以使气态的酒精进入冷凝管后，在沿冷凝管逐渐向收集室一端运动时，温度逐渐降低，并逐渐液化。还可以保证冷凝管中收集的酒精保持较低的温度，使液态的酒精不会受热挥发。

优选方案二，作为对优选方案一的进一步改进，液化单元靠近收集室一端与外界水管连通，所述液化单元靠近蒸馏室一端与降温单元连通。此时，外界温度较低的水从液化单元靠近收集室一端流向液化单元靠近蒸馏室一端，再流入降温单元。由于液化单元需要使气态的酒精液化，所以液化单元中的水的温度较低，且液化单元中的水保持流动，最后从液化单元中排出的水的温度均低于水蒸汽的温度，所以将从液化单元排出的水通入降温单元，进入缓冲室内的水蒸汽温度高于水的温度，所以液化单元排出的水同样可以对水蒸汽进行降温，所以可以实现液化单元排出的水的再次利用，节约水资源。

优选方案三，作为对优选方案二的进一步改进，冷凝机构为分别可拆卸的包覆在冷凝管和缓冲室外侧的冰块包。冰的温度低于水的温度，所以直接使用冰进行冷凝和降温比使用水冷凝和降温的速度更快；且由于冰块可以使冷凝管中的酒液保持更低的温度，所以可以进一步减少酒液中酒精的挥发，使酒液保持较大的酒精度。

优选方案四，作为对优选方案二和优选方案三中的任意一项的进一步改进，通气孔为圆台形，堵块为圆锥形且堵块下端直径大于通气孔下端直径，弹簧固定在堵块和蒸馏室底部之间。通气孔为圆锥形，即通气孔上端直径小于下端直径，堵块进入通气孔中时，圆台形的外形还可以起到导向作用，方便堵块滑入。

优选方案五，作为对优选方案四的进一步改进，加热装置包覆在蒸馏腔外壁。增大加热装置与蒸馏腔中物料的接触面积，可以使更多的物料同时被加热，所以可以使物料迅速达到高于酒精沸点的温度，提高酒精蒸发效率。

优选方案六，出料开关包括设置在冷凝管靠近收集室端部的呈“T”形的第三活塞，第三活塞上设有“L”形的出液孔，冷凝管端部设有直径与第三活塞较小端直径相同的环形凸起；第三活塞上方设有用于吸附第三活塞的电磁铁，压力控制阀内设有可被压力控制阀的阀瓣触动的用于关闭电磁铁的的控制开关。初始时，电磁铁打开，第三活塞被吸附到电磁铁处，位于“T”形第三活塞较小端侧壁处的出液孔被环形凸起关闭，所以冷凝管中的酒液无法流出。在压力控制阀打开时，压力控制阀的阀瓣被蒸馏腔内的高压气体推动，阀瓣进而触动控制开关，电磁铁被关闭，第三活塞在酒的重力作用下向下滑动，第三活塞下端伸出冷凝管，此时出液孔与收集室连通，冷凝管中的酒流入收集室内。在压力控制阀关闭时，阀瓣停止触动控制开关，则电磁铁重新打开，第三活塞重新被向上吸附，出液孔被封闭。在电磁铁打开时，环形凸起可以防止就流入收集室，在第三活塞向下滑动时，环形凸起可以防止第三活塞从冷凝管中脱出。

优选方案七，压力控制阀通过出气管与缓冲室连接，出液开关包括连接出气管与冷凝管的导管，导管中滑动设有活塞杆，活塞杆两端均固定有第四活塞，靠近冷凝管一端的第四活塞封闭冷凝管，冷凝管与导管相对的侧壁上设有供第四活塞进入的凹槽，靠近冷凝管一侧的第四活塞与凹槽之间焊接有压簧。初始时，靠近冷凝管的第四活塞位于冷凝管中，并封闭冷凝管。在压力控制阀打开时，出气管中进入大量高压气体，所以靠近出气管的第四活塞被向冷凝室一端推动，直到进入凹槽中，压簧被压缩，此时活塞杆进入冷凝管中，而活塞杆不足以封闭冷凝管，所以冷凝管中的酒进入收集室内。在压力控制阀关闭后，出气管中的气压减小，压簧使第四活塞重新封闭冷凝管。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明：

图1为本实用新型实施例1的结构示意图；

图2为本实用新型实施例1受热膨胀物质受热时的状态图；

图3为本实用新型实施例1出料开关的结构示意图；

图4为本实用新型实施例2受热膨胀物质受热时的状态图；

图5为本实用新型实施例2出料开关的结构示意图。

具体实施方式

附图标记为：蒸馏室1、加压腔11、蒸馏腔12、第一活塞13、安全阀131、通气孔132、堵块133、弹簧134、收集室2、冷凝管21、环形凸起211、出料开关22、第三活塞23、出液孔231、电磁铁232、第四活塞24、活塞杆25、压簧26、缓冲室3、出气管31、进液管32、加压室4、进气腔41、膨胀腔42、第二活塞43、水管51、降温水管52。

实施例1

如图1、图2所示，一种加压蒸酒装置，包括蒸馏室1、收集室2、用于加热物料的加热机构、用于导出酒精的冷凝管21、用于降温的冷凝机构、缓冲室 3和加压室4，冷凝机构包括液化单元和降温单元。蒸馏室1中滑动设置有平行于蒸馏室1底部的第一活塞13，第一活塞13将蒸馏室1分隔为下方的蒸馏腔 12和上方的加压腔11，第一活塞13上固定有安全阀131和贯穿第一活塞13 的上端直径小于下端直径的圆台形的通气孔132，通气孔132正下方设有可封闭通气孔132的圆锥形的堵块133，堵块133下端和蒸馏腔12底部之间焊接有弹簧134，在堵块133的重力作用下弹簧134被压缩，此时堵块133打开通气孔132。蒸馏腔12底部外壁设有加热电阻，加热电阻对蒸馏腔12内的物料进行加热。加压腔11顶部连接有冷凝管21，冷凝管21右端伸入收集室2内，冷凝管21右端设有可封闭冷凝管21的出料开关22，出料开关22包括滑动设置在冷凝管21中的“T”形的第三活塞23，第三活塞23内部材质为铁，铁外侧包覆有橡胶层。第三活塞23下端的直径小于上端的直径，第三活塞23上贯穿设有“L”形的出液孔231，出液孔231下端部位于第三活塞23下端直径较小处。第三活塞23上端的冷凝个外壁上固定有电磁铁232，安全阀内设有可被阀瓣触动的用于关闭电磁铁232的控制开关。冷凝管21右端端部设有直径与第三活塞23下端直径相同的环形凸起211。冷凝管21外套设有用于冷凝酒精蒸汽的水管51，水管51左端和右端均设有开口，水管51右端的开口与外界的进水管51连通。

缓冲室3连接有进液管32和出气管31，安全阀131连通蒸馏腔12和出气管31，出气管31为波纹管，进液管32与蒸馏腔12连通，进液管32中设有只能允许液体从缓冲室3进入蒸馏腔12的单向阀。缓冲室3外套设有降温水管 52，降温水管52上端和下端均设有开口，降温水管52上端的开口与水管51 左端的开口连通，降温水管52下端的开口连接有排水管，水通过排水管排出。

加压室4中滑动设置有平行于加压室4底面的第二活塞43，第二活塞43 将加压室4分隔为下方的膨胀腔42和上方的进气腔41。膨胀腔42侧壁与蒸馏腔12侧壁相贴合，膨胀腔42通过螺栓固定在蒸馏腔12侧壁上，膨胀腔42中储存有液态甲苯。进气腔41与加压腔11连通。

蒸酒时，先将物料加入蒸馏腔12中，此时安全阀131关闭、堵块133打开通气孔132。然后加热电阻对物料进行加热，物料温度升高，酒精开始挥发，酒精进入冷凝管21中被水管51中的水冷凝形成液体，再被储存在冷凝管21 中。直到物料的温度达到酒精的沸点，酒精的挥发速度达到最大值。在此过程中，甲苯受热，体积开始增大，第二活塞43向进气腔41一侧运动，进气腔41 中的气体进入加压腔11内，蒸馏室1内的气压增大，酒精和水的沸点均上升。加热电阻继续对物料加热，物料温度继续上升，直到物料温度达到甲苯的沸点，甲苯变成气态，膨胀腔42体积迅速变大，进气腔41内的气体迅速进入加压腔 11内，此时第一活塞13被向下推动，堵块133封闭通气孔132，所以随着进气腔41的气体不断进入加压腔11，加压腔11内的气压继续升高，第一活塞13 继续向下运动。蒸馏腔12的容积减小，气压升高，直到安全阀131被打开，蒸馏腔12中的高压气体进入缓冲室3内，与此同时，安全阀131的阀瓣触动控制开关，电磁铁被关闭，第三活塞在酒的重力作用下向下运动，直到“L”形的出液孔的下端部被露出，冷凝管21中的液态的酒落入收集室2内。降温水管52 中的水对进入缓冲室3的气体进行降温，气体温度降低形成低温液体，低温液体再通过进液管32和单向阀进入蒸馏腔12中。蒸馏腔12内的物料温度降低，甲苯温度降低，体积减小阀瓣触动控制开关，电磁铁232被关闭，第三活塞23 在酒的重力作用下向下运动，直到“L”形的出液孔231的下端部被露出，加压腔11中的气体被重新吸入进气腔41中，加压腔11内的气压降低，第一活塞 13向上运动，堵块133打开通气孔132，蒸馏腔12内的气压降低，安全阀131 关闭；与此同时，安全阀131的阀瓣停止触动控制开关，电磁铁232被重新打开，第三活塞23被电磁铁232向上吸附，“L”性的出液孔231被封闭，则冷凝管21被封闭。物料中挥发的酒精通过通气孔132重新进入冷凝管21中被冷凝，并储存在冷凝管21中，如此不断循环，直到物料中的酒精被全部蒸发。

实施例2

如图3所示，与实施例1不同之处在于，蒸馏腔12与膨胀腔42不相邻侧壁处还设有加热电阻。通气孔132为圆柱形，堵块133包括直径小于通气孔132 直径的圆柱形堵头和一体成型在堵头下端的直径大于通气孔132直径的基座，堵头上方与加压腔11顶部之间焊接有弹簧134，在堵块133重力作用下，弹簧 134处于拉伸状态，且堵块133打开通气孔132。膨胀腔42中储存的物质为二甲苯；冷凝管21和缓冲室3外包覆有腔体，腔体中可放入冰块。出气管31与冷凝管21之间通过固定的导管连通，导管中滑动设有活塞杆25，活塞杆25左右两端均焊接有第四活塞24，冷凝管21与导管相对的侧壁设有凹槽，第四活塞24与凹槽之间焊接有压簧26，初始时压簧26使右侧的第四活塞24封闭冷凝管21。

在蒸馏物料时，蒸馏腔12侧壁上设置的加热电阻可以使物料升温速度更快。当蒸馏出的酒精进入冷凝管21中后，冰块快速使酒精冷凝成液体；同理，进入缓冲室3内的混合气体也快速被降温，进而使蒸馏室1内的温度降低。在安全阀131开启时，出气管31中的气压增大，第四活塞24被压入凹槽中，冷凝管21打开，酒进入收集室2内。在安全阀131关闭时，出气管31中的气压减小，压簧26使第四活塞24恢复原位，第四活塞24重新封闭冷凝管21。

以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本实用新型所省略描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。