充氧设备的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种充氧设备和啤酒生产线，该充氧设备包括：流体管道，流体管道包括第一管道和第二管道；充氧夹套，充氧夹套位于第一管道和第二管道之间；和充氧源，充氧源通过充氧通道与充氧夹套连接；并且第一管道、充氧夹套和第二管道流体连通以形成允许流体流动通过的流体通道；充氧夹套的外周壁上形成多个通气孔，来自充氧源的氧气通过多个通气孔进入流体通道。
【专利说明】
充氧设备
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种充氧设备，尤其涉及一种用于啤酒生产线中的麦汁充氧设备。
【背景技术】
[0002]麦汁充氧工艺在啤酒发酵过程中是必不可少的一个环节。在啤酒生产工艺中，无论是扩大培养后的酵母或是发酵结束后回收的酵母添加进入麦汁后，都不能立即形成工业化发酵过程中所需的酵母数量，所以为了得到所需要的酵母浓度保证发酵正常开始，首先必须使麦汁中的酵母增殖，即需要给麦汁充氧。麦汁充氧这个工艺流程处于糖化和发酵之间，往往容易被忽视。充氧不足时酵母繁殖不良、影响降糖、发酵不旺盛增加发酵时间、减少氨基氮的吸收、减少杂醇油、乙偶和丙酮酸的形成、降低酵母活性，从而使PH之升高及酯的形成。过度充氧会增加脂肪酸和固醇类物质，增加了双乙酰前期物质的形成乙醛、减少二甲基硫增加硫化氢、促进酵母的退化和变形。因此过度充氧和充氧不足对酵母增值啤酒的发酵都存在着危害性，它需要根据工艺特点、酵母的特性、麦汁成分建立一个有效的、可精确调节控制高效的工艺过程。
[0003]影响麦汁充氧量的主要因素有:
[0004]I)氧的饱和溶解度。对于相同浓度原麦汁来说，随着麦汁温度的降低养的饱和溶解度升高；同一温度下的麦汁，随着这麦汁浓度的增加氧的饱和溶解度降低。
[0005]2)麦汁的压力。在同等温度下麦汁管路背压越高饱和溶解度越高。
[0006]3)氧传递的方式和氧气泡的尺寸。麦汁中空气的气泡越小，同等添加量下气泡数量就越多，因此气体与麦汁的接触面积越大，氧传递效率越高。
[0007]4)充氧后氧气与麦汁混合停留的时间。填充的空气不可能完全溶解进麦汁中成为溶解氧，因此充氧量总是比溶解氧量要高。因此如何保证麦汁在充氧后继续保持湍流，有效增加麦汁与氧气的充分接触时间，将会大大增加充氧效率。
【实用新型内容】
[0008]本实用新型意在解决上述问题中的部分或全部，其目的是提供一种充氧设备，该充氧设备能够增加含氧气泡与麦汁的接触面积，有效提高麦汁充氧效率，并且精确地控制充氧量，从而优化啤酒发酵。
[0009]本实用新型的一方面提供一种充氧设备，包括:流体管道，流体管道包括第一管道和第二管道;充氧夹套，充氧夹套位于第一管道和第二管道之间；和充氧源，充氧源通过充氧通道与充氧夹套连接;并且第一管道、充氧夹套和第二管道流体连通以形成允许流体流动通过的流体通道;充氧夹套的外周壁上形成多个通气孔，来自充氧源的氧气通过多个通气孔进入流体通道。
[0010]优选地，流体管道可以为文丘里管道，充氧夹套位于文丘里管道的收缩段。
[0011 ]优选地，第一管道、充氧夹套和第二管道可以沿着流体通道线性排列。
[0012]优选地，充氧设备可以进一步包括充氧头，充氧头套接在充氧夹套的外部并且形成有使多个通气孔与充氧源连通的通孔。
[0013]优选地，充氧设备可以进一步包括CIP清洗装置，CIP清洗装置包括从第一管道分支并连接到充氧通道的歧管、设置于歧管的入口阀和出口阀，当清洗充氧夹套时，流体通过入口阀流向充氧夹套并且通过出口阀流出。
[0014]优选地，充氧设备可以进一步包括用于控制氧气的量的在线流量计和调节阀，在线流量计和调节阀设置在充氧通道中。
[0015]优选地，充氧设备可以进一步包括静态混合器，在流体的流动方向上，静态混合器位于流体管道和充氧夹套的下游。
[0016]优选地，流体为麦汁。
[0017]本实用新型的另一方面提供一种啤酒生产线，包括如上的充氧设备。
【附图说明】
[0018]本实用新型的特殊特征和优势以及其他的目标通过下文结合附图的描述将变得明显，其中:
[0019]图1是根据本实用新型的充氧设备的原理图；
[0020]图2是根据本实用新型的未充麦汁时的充氧设备的示意截面图；
[0021]图3是根据本实用新型的充入麦汁时的充氧设备的示意截面图；
[0022]图4是图3中的圆圈部分的局部截面图；
[0023]图5是根据本实用新型的静态混合器的示意图。
【具体实施方式】
[0024]下面将参考附图详细描述根据本实用新型的优选实施例。
[0025]图1是根据本实用新型的充氧设备的原理图，图2和3是根据本实用新型的充氧设备的示意截面图。如图1-3所示，充氧设备包括流体管道1、充氧夹套2和未显示的充氧源。
[0026]流体管道I包括第一管道Ia和第二管道Ib，第一管道Ia和第二管道Ib分别包括内部通道。充氧夹套2位于第一管道Ia和第二管道Ib之间，充氧夹套2包括内部通道。第一管道la、充氧夹套2和第二管道Ib依次排列，使得各自的内部通道流体连通并且形成流体通道10，例如麦汁的流体流动通过流体通道10。在本优选实施例中，第一管道la、充氧夹套2和第二管道Ib沿着流体通道10线性排列。
[0027]包括第一管道Ia和第二管道Ib的流体通道I可以形成完整的文丘里管道，并且充氧夹套2位于该文丘里管道的收缩段。
[0028]未显示的充氧源通过如图1所示的充氧通道4与充氧夹套2连通。充氧阀Vl设置在充氧通道4中，用于控制充氧通道4中的空气或者氧气。具体来说，当充氧阀Vl被闭合时，空气或氧气不会通过充氧通道4流向充氧夹套2，并且当充氧阀Vl被打开时，空气或氧气通过充氧通道4流向充氧夹套2。未显示的在线流量计和调节阀设置在充氧通道4中，位于充氧阀Vl的上游，在线流量计和调节阀能够控制麦汁的最终溶解氧含量。
[0029]充氧头3套接在充氧夹套2的外部。充氧头3的外周上包括通孔3a和排出孔3b，通孔3a和排出孔3b相对设置。如图2-4所示，充氧夹套2的外周表面的大致中心区域形成有径向向内的环形凹槽，当充氧头3套接在充氧夹套2的外部(外周)时，充氧头3的内周表面与该环形凹槽之间形成空间21。通孔3a连通充氧通道4和空间21，并且排出孔3b与空间21连通。
[0030]充氧夹套2的外周壁上形成多个通气孔，来自充氧源的空气或氧气通过多个通气孔进入流体通道10。每个通气孔的尺寸使得空气或氧气从充氧源通过充氧通道4和通孔3a进入空间21之后能够在充入的空气或氧气的压力下通过多个通气孔并利用多个通气孔在充氧夹套2的内周表面形成小气泡。所有小气泡形成为覆盖充氧夹套2的内周表面的大致薄膜状，使得小气泡能够与流经流体通道10的麦汁充分接触并混合。
[0031]如图1所示，根据本实用新型的充氧设备还可以包括CIP清洗装置(原位清洗装置)5，用于清洗充氧夹套2和多个通气孔。CIP清洗装置5包括从第一管道Ia分支并且连接到充氧通道4的歧管6，设置于歧管6的入口阀V2，以及出口阀V3。具体地，歧管6在第一管道Ia处从流体通道10分支并且连接到设置于充氧通道4中的充氧阀Vl的下游，并且出口阀V3连接到排出孔3a。当清洗充氧夹套2和多个通气孔时，入口阀V2和出口阀V3被打开，从而第一管道Ia中的麦汁从入口阀V2进入歧管6并且沿着充氧通道4流向充氧夹套2并且对充氧夹套2的外周表面进行清洗，并且已经对充氧夹套2的外周表面进行清洗的麦汁通过排出孔3a从出口阀V3排出，从而完成对充氧夹套2的清洗。
[0032]如图1-3所示，观察装置8设置在流体管道I和充氧夹套2的在麦汁流动方向的下游，其包括视镜Gl和指示器Hl，用于观察麦汁和氧气的混合情况。
[0033]此外，如图1和图5所示，在麦汁的流动方向上，静态混合器9位于流体管道I和充氧夹套2的下游。更具体地，静态混合器9设置在观察装置8的下游。静态混合器9增加麦汁充氧后氧气与麦汁的混合停留时间。
[0034]根据本实用新型的优选实施例的充氧设备基本如上所述构造。下面将描述根据本实用新型的充氧设备的操作和优势。
[0035]首先，麦汁流动通过流体通道10，以依次经过第一管道la、充氧夹套2和第二管道Ib。同时，来自充氧源的空气或氧气通过充氧通道向充氧夹套2流动，并且达到充氧夹套2和充氧头3之间形成的空间21中。此时，空气或氧气在充入的空气或氧气的压力下通过充氧夹套2上形成的多个通气孔并且利用多个通气孔在充氧夹套2的内周表面形成小气泡。因此，麦汁在流经充氧夹套2时与这些含氧的小气泡充分接触并与之混合，从而实现麦汁充氧。
[0036]然后，观察者可以通过观察装置8中的视镜Gl视觉地确认麦汁与氧混合的状态，以对麦汁充氧结果进行监测。
[0037]然后，被充氧之后的麦汁以湍流的形式流动经过静态混合器9，并最终流入发酵罐中进行发酵。麦汁的流动过程如图1中的双箭头所示。
[0038]当一次麦汁充氧过程完成之后，利用CIP清洗装置5清洗充氧夹套2，以为下一次麦汁充氧做准备。具体来说，CIP清洗装置5的入口阀V2和出口阀V3被打开，从而麦汁从第一管道Ia流入歧管6，然后沿着充氧通道4流向充氧夹套2并对充氧夹套2的外周表面以及多个通气孔进行CIP清洗。清洗之后，麦汁可以通过充氧头3上的排出孔3b利用打开的出口阀V3被排出。CIP清洗过程中的麦汁的流动过程如图1中的单箭头所示。
[0039]在上述实施例中，充氧设备包括具有多个通气孔的充氧夹套2，并且每个通气孔的尺寸使得来自充氧源的空气或氧气在充氧夹套2的内周表面形成小气泡。因此，流经充氧夹套2的麦汁可以与这些小气泡充分接触，增加了气泡与麦汁的接触面积，提高充氧效率。这是因为麦汁中空气的气泡越小，同等充氧量下气泡数量就越多，因此氧气或空气与麦汁的接触面积越大，氧气的传递效率越高。
[0040]在上述实施例中，流体管道I为文丘里管并且充氧夹套2位于文丘里管的收缩段，因此麦汁依次经过第一管道la、充氧夹套2、第二管道Ib能够产生文丘里现象，从而麦汁在充氧夹套2处获得增大的压力，提高氧气在麦汁中的饱和溶解度。因此，可以提高麦汁中的溶氧量。
[0041]在上述实施例中，设置了CIP清洗装置5，从而可以利用麦汁对充氧夹套2进行CIP清洗。因此，不需要将充氧夹套2拆卸下来，就可以直接对其进行清洗，节省成本，并且可以避免充氧夹套2在清洗过程中暴露于外界而附着杂质或堵塞通气孔。
[0042]进一步，在上述实施例中，设置了静态混合器9，因此可以大大增加充氧后麦汁与氧气的接触时间，从而增加充氧效率，因此可以节省大量的压缩空气，从而可以无菌过滤器、流量计及相关阀门的大小，减少系统总造价。
[0043]但是，本实用新型并不局限于上述构造。
[0044]例如，在上述实施例中，在流体通道中流动通过的流体为啤酒生产线中使用的麦汁。但是本实用新型并不局限于此。流体可以是任意液体或气体，并且可以不应用于啤酒生产线中，而可以用于其他需要充氧的设备或工艺中。
[0045]又例如，在上述实施例中，充氧设备包括静态混合器。但是，本实用新型并不局限于此。充氧设备可以不包括静态混合器。
[0046]又例如，在上述实施例中，CIP清洗装置5通过来自第一管道Ia中的麦汁对充氧夹套2进行CIP清洗。但是，本实用新型并不局限于此。CIP清洗装置5可以通过入口阀V2与另外的麦汁源连接以对充氧夹套2和通气孔进行清洗。
[0047]又例如，在上述实施例中，在充氧夹套2和充氧头3之间形成空间21，但是该空间可以不必形成在充氧夹套2和充氧头3之间。
[0048]虽然已经参考具体实施例进行详细描述，但是对于本领域的技术人员显而易见的是，在其中可以做出多种变化和修改，而不脱离后附权利要求所限定的范围。
【主权项】
1.一种充氧设备，其特征在于，包括: 流体管道，所述流体管道包括第一管道和第二管道； 充氧夹套，所述充氧夹套位于所述第一管道和所述第二管道之间;和 充氧源，所述充氧源通过充氧通道与所述充氧夹套连通;并且 所述第一管道、所述充氧夹套和所述第二管道流体连通以形成允许流体流动通过的流体通道； 所述充氧夹套的外周壁上形成多个通气孔，来自所述充氧源的氧气通过所述多个通气孔进入所述流体通道。2.如权利要求1所述的充氧设备，其特征在于，所述流体管道为文丘里管道，所述充氧夹套位于所述文丘里管道的收缩段。3.如权利要求2所述的充氧设备，其特征在于，所述第一管道、所述充氧夹套和所述第二管道沿着所述流体通道线性排列。4.如权利要求3所述的充氧设备，其特征在于，进一步包括充氧头，所述充氧头套接在所述充氧夹套的外部并且形成有使所述多个通气孔与所述充氧源连通的通孔。5.如权利要求4所述的充氧设备，其特征在于，进一步包括CIP清洗装置，所述CIP清洗装置包括从所述第一管道分支并连接到所述充氧通道的歧管、设置于所述歧管的入口阀和出口阀，当清洗所述充氧夹套时，所述流体通过所述入口阀流向所述充氧夹套并且通过所述出口阀流出。6.如权利要求5所述的充氧设备，其特征在于，进一步包括用于控制所述氧气的量的在线流量计和调节阀，所述在线流量计和所述调节阀设置在所述充氧通道中。7.如权利要求6所述的充氧设备，其特征在于，进一步包括静态混合器，在流体的流动方向上，所述静态混合器位于所述流体管道和所述充氧夹套的下游。8.如权利要求7所述的充氧设备，其特征在于，所述流体为麦汁。9.一种啤酒生产线，其特征在于，包括如权利要求1-8中任一项所述的充氧设备。
【文档编号】C12C7/28GK205473657SQ201620017259
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年1月7日
【发明人】黄粵宁, 朱丽婷
【申请人】宁波乐惠国际工程装备股份有限公司