專利名稱：發(fā)酵設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)酵設(shè)備。
背景技術(shù)：
盡管本發(fā)明用于呈碎材料形式的任何蔬菜產(chǎn)品的發(fā)酵，但后續(xù)的說明將以舉例說明的方式論述釀酒，已證實(shí)本發(fā)明在該領(lǐng)域中特別有效。釀酒借助于特制的罐執(zhí)行，其中導(dǎo)入葡萄汁(must)以進(jìn)行發(fā)酵。該發(fā)酵過程生成大量氣態(tài)產(chǎn)物，尤其是CO2，其對成功生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)酒具有積極作用。氣體由葡萄汁釋放并且所述氣體將榨渣(marc)和每種固體部分推向頂部，在頂部處所述榨渣和每種固體部分密實(shí)并形成固體層，稱之為“酒帽(cap)”。如WO 98/45403中所述的那樣，釀酒方法利用發(fā)酵氣體來攪混酒帽并防止其固化。相結(jié)合或不相結(jié)合地，其它方法考慮通過機(jī)械的或膜式的安全閥或排氣閥調(diào)節(jié)釀酒罐內(nèi)的壓力。WO 2006/087601中描述了壓力調(diào)節(jié)的示例。其使用了特定類型的膜式排氣閥，流體被泵送到閥中以收緊該閥并鎖住其排氣口。近來，申請人已意外地發(fā)現(xiàn)，釀酒罐內(nèi)的壓力大小非常重要，尤其是在排氣期間。 罐內(nèi)壓力過高對酒的品質(zhì)有直接影響。不論排氣是否為脈沖的，排氣均導(dǎo)致葡萄汁在酒帽的表面上鋪開以及氣體從葡萄漿果內(nèi)釋放。如果壓力過高，則漿果破碎并產(chǎn)生大量渣滓 (懸浮在葡萄汁中的碎塊)。已發(fā)現(xiàn)每種葡萄均具有其最佳發(fā)酵壓力，必須以百分之一 bar 的最大公差調(diào)節(jié)該壓力(例如，精確到0. 29bar或0. 3Ibar的壓力)。WO 2006/087601中的膜由橡膠或類似物制成，并且受許多因素例如它們的慣性影響很大，因此所述膜非常近似地調(diào)節(jié)它們的排氣或溫度。白天維持在0. 3bar的壓力在晚上一這時(shí)候酒窖更冷一也可轉(zhuǎn)變?yōu)?. 2bar0此外，罐的內(nèi)部壓力越接近臨界壓力，閥的靈敏度和精度就損失得越多，因?yàn)槟ら_始打開。WO 2006/087601中變動(dòng)值的誤差為0. lbar， 其為平常最大工作壓力的約25%，這對于控制壓力的發(fā)酵來說是不恰當(dāng)?shù)?。其不僅會(huì)改變葡萄汁的性質(zhì)，而且可能通過錯(cuò)誤的壓力改變葡萄的適當(dāng)發(fā)酵過程。帶有彈簧壓力調(diào)節(jié)和校準(zhǔn)的機(jī)械閥也具有相同的情況。本發(fā)明的目的是改進(jìn)已知的釀酒設(shè)備，本發(fā)明希望提供一種用于呈碎材料形式的蔬菜產(chǎn)品、優(yōu)選葡萄汁的發(fā)酵的設(shè)備，該設(shè)備允許在發(fā)酵(例如，葡萄酒釀造)罐內(nèi)部建立通過發(fā)酵產(chǎn)生的氣體的、具有很精確的值的壓力。本發(fā)明的另一個(gè)目的是能夠在(例如，葡萄酒釀造)罐內(nèi)部設(shè)定被編程的壓力趨勢。

發(fā)明內(nèi)容
所述目的通過一種用于呈碎材料形式的蔬菜產(chǎn)品、優(yōu)選葡萄汁的發(fā)酵的設(shè)備實(shí)現(xiàn)，該設(shè)備包括
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-用于容納碎材料的第一罐和用于通過所述碎材料的發(fā)酵所產(chǎn)生的氣態(tài)產(chǎn)品的第
二收集罐，-適于使聚集有氣態(tài)產(chǎn)品的第一罐的一部分與第二罐連通的第一管道系統(tǒng)，-適于使第二罐和第一罐連通的第二管道系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有在第一罐內(nèi)的出口，在使用中，所述碎材料的液體存在于所述第一罐內(nèi)，-第一和第二閥裝置，所述第一和第二閥裝置分別與第一和第二管道系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)， 以使兩個(gè)罐根據(jù)所述裝置的開/閉狀態(tài)選擇性地連通；其特征在于包括調(diào)節(jié)裝置，該調(diào)節(jié)裝置適于將至少一個(gè)罐內(nèi)部的氣態(tài)產(chǎn)品壓力精確地調(diào)節(jié)為由用戶編程的一個(gè)或多個(gè)值。通過本發(fā)明，能夠很精確地調(diào)節(jié)任一個(gè)或兩個(gè)罐內(nèi)部的壓力(以約百分之一 bar 的誤差)。在所使用的標(biāo)準(zhǔn)壓力范圍(0. 15-0. 5bar)內(nèi)，葡萄酒釀造專家或普通用戶能夠定制例如在泵送循環(huán)中和/或按順序的不同循環(huán)上的壓力隨時(shí)間推移的值和/或趨勢。所有這些為釀酒專家提供了巨大的釀酒潛力。如上所述，葡萄酒釀造罐內(nèi)的壓力在很大程度上影響所生產(chǎn)的酒的品質(zhì)和類型。在單個(gè)配方中，諸如葡萄的類型、葡萄采摘期、溫度以及發(fā)酵程度或階段之類的變量與壓力變量相結(jié)合決定最終的酒(的品質(zhì)和類型)。另外，本發(fā)明的設(shè)備更好地適于接收更多類型的葡萄，因?yàn)槠淠軌驅(qū)ζ咸堰M(jìn)行處理而形成壓力精確地受控的發(fā)酵環(huán)境。對于每種葡萄，需要特定的壓力參數(shù)，盡管因不同葡萄而截然不同；通過本發(fā)明，釀酒設(shè)備能夠提供用于葡萄酒釀造的最佳和可適應(yīng)的環(huán)境。因此，優(yōu)選所述調(diào)節(jié)裝置適于以小于或等于0. Olbar的誤差調(diào)節(jié)氣態(tài)產(chǎn)品壓力。為實(shí)現(xiàn)這種高精度，優(yōu)選所述調(diào)節(jié)裝置包括閥裝置、處理單元、用于檢測待穩(wěn)定的罐的內(nèi)部壓力的壓力傳感器，所述單元適于讀取由傳感器輸出的數(shù)據(jù)和調(diào)節(jié)第三閥裝置以便將壓力維持在被編程的值。在實(shí)踐中，執(zhí)行反饋控制。作為閥裝置，可以使用-安裝在第一罐與外部之間的單個(gè)閥，或-安裝在介于第一閥裝置與第二罐之間的第一管道系統(tǒng)上的單個(gè)閥；-并聯(lián)安裝在第一罐或第一管道系統(tǒng)上的兩個(gè)閥，一個(gè)精度較低，另一個(gè)較精確。優(yōu)選地，所述閥屬于開/閉式，使得處理單元能夠穩(wěn)定地打開和關(guān)閉附加閥以同時(shí)排出相對于被編程的壓力的少量過剩氣體。很大程度上取決于要排出的氣體的體積。對于很大的罐，可以僅有一個(gè)閥并且不屬于精制的機(jī)構(gòu)，因?yàn)榕c大得多的氣體體積相比關(guān)于其排氣流的不精確變得可忽略不計(jì)。 相反，對于較小的罐，需要具有精確和受控的排氣的閥，因此例如與安全閥并聯(lián)，用于猛烈的瞬時(shí)排氣，可安裝小型電子機(jī)械開/閉閥。全部滿足特定精度的要求。然而，能夠使用單個(gè)精確調(diào)節(jié)壓力的閥總是較緩慢地進(jìn)行排氣。


為了使本發(fā)明的益處變得清楚，現(xiàn)將參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選的設(shè)備，其中圖1-4示出了在各操作步驟中的根據(jù)本發(fā)明的釀酒設(shè)備；圖5示出了以50表示的根據(jù)本發(fā)明的釀酒設(shè)備的另一種優(yōu)選形式。
具體實(shí)施例方式罐10 (圖1)通過已知的裝置和方式充裝有葡萄汁30。導(dǎo)管14以可控制的方式經(jīng)閥24使罐10的上部與第二罐12的上部連通。第二導(dǎo)管18以可控制的方式經(jīng)閥16使罐 10的底部與罐12的底部連通。罐10具有可由壓力調(diào)節(jié)裝置22控制的上排氣口 20。閥16 初始關(guān)閉以阻止葡萄汁30的回流。在一定時(shí)間之后(圖2)，葡萄汁30生成發(fā)酵氣體或氣態(tài)產(chǎn)品(主要為CO2)并形成固體酒帽34。閥M打開并且氣體32自發(fā)涌入罐12。調(diào)節(jié)壓力調(diào)節(jié)裝置22以防止氣體 32從罐10逸出。在預(yù)定時(shí)間之后，通過關(guān)閉閥對來隔離罐10、12。氣體32在罐12內(nèi)的壓力作用下被截留，同時(shí)通過調(diào)節(jié)壓力調(diào)節(jié)裝置22以打開導(dǎo)管20而經(jīng)導(dǎo)管20使另一罐的壓力降低 (或排氣)(圖3)。最后(圖4)，閥16打開并且氣體32自發(fā)流入葡萄汁30。在上升的同時(shí)，氣體32 將決定酒帽34的軟開裂及其浸取，從而從其提取天然氣味和色質(zhì)。壓力調(diào)節(jié)裝置22由管理所有釀酒步驟的電子單元(未示出)例如PLC控制。該單元可執(zhí)行對用戶接口編程和用于壓力調(diào)節(jié)裝置22的驅(qū)動(dòng)級。通過裝置22的控制，該單元能夠精確地維持罐10內(nèi)的任何特定的計(jì)劃壓力。為此，該單元與測量罐10內(nèi)的氣體壓力的壓力傳感器(未示出)接口?？梢允褂瞄y裝置作為壓力調(diào)節(jié)裝置，例如安裝在第一罐10與外部環(huán)境之間的單個(gè)閥，或并聯(lián)安裝的兩個(gè)閥，一個(gè)精度較低，另一個(gè)較精確。優(yōu)選地，所述閥屬于開/閉式， 使得處理單元能夠穩(wěn)定地打開和關(guān)閉附加閥以同時(shí)排出少量氣體。氣體蓄積罐12內(nèi)的壓力很重要。事實(shí)上，該罐內(nèi)過高的壓力對酒的品質(zhì)有很大影響。不論是否為脈沖的，在壓力下儲存的氣體32從罐12到罐10 (并且在榨渣酒帽下方) 的釋放導(dǎo)致榨渣酒帽的或多或少的猛烈破碎、葡萄汁鋪開在酒帽的表面上以及氣體從葡萄漿果內(nèi)部釋放。如果壓力過高，則漿果破碎并產(chǎn)生大量渣滓(懸浮在葡萄汁中的碎塊)。已發(fā)現(xiàn)，每種葡萄和榨渣酒帽(與葡萄的采摘期和例如通過機(jī)械或手動(dòng)采收的葡萄的采收時(shí)間和甚至收集葡萄的方式有關(guān))對于泵送的氣體具有其最佳壓力，必須以百分之一 bar的最大公差對其進(jìn)行調(diào)節(jié)(例如，精確到0. 29bar或0. 3Ibar的值)。可以理解本發(fā)明即使在這種情況下如何確保用于葡萄汁的最佳發(fā)酵環(huán)境。圖1-4中示出了另一個(gè)閥22b，該閥是可選的或用來代替閥22，該閥安放在導(dǎo)管14 上，其中排氣口朝向外部定向。特別地，當(dāng)存在閥22b時(shí)，該設(shè)備允許對釀酒執(zhí)行更多控制。 例如，考慮其中不存在閥22的情況(減少的構(gòu)件數(shù)量)。罐12中的氣體儲存在閥M打開的情況下如上所述發(fā)生，但閥22b允許在該步驟中控制罐10內(nèi)的氣體32的壓力，即，對葡萄汁30和酒帽34在發(fā)酵期間承受的壓力進(jìn)行控制。在閥M關(guān)閉的情況下，氣體32如上所述被截留在罐12中，但閥22b現(xiàn)在允許在需要時(shí)控制罐12內(nèi)的壓力。這允許調(diào)節(jié)在下一個(gè)泵送步驟中沖擊葡萄汁30和酒帽34的氣體32的壓力。這種情況下，清楚的是，本發(fā)明如何僅使用兩個(gè)排氣閥確保對釀酒設(shè)備中的所有關(guān)鍵壓力進(jìn)行絕對控制。更緊湊的形式和使用兩個(gè)閥的情況請參看圖5。用于某種葡萄汁90的釀酒設(shè)備 50包括筒形外殼52，該外殼在內(nèi)部由錐形帽分隔壁56分隔成兩個(gè)一分別為上和下一疊置的子罐或容積M、62。容積62通過基部開口 64和豎直通道口 72與外部連通，罐M圍繞豎直通道口 72 形成。上罐M可經(jīng)由導(dǎo)管66和閥70與通道口 72選擇性地連接。在同一導(dǎo)管66上設(shè)置有第二閥68，其作用是使通道口 72(以及因此罐62)與外界連通以便排氣(當(dāng)其封閉門 73封閉時(shí))。在閥70與罐M之間的導(dǎo)管66上安裝有另一個(gè)電子機(jī)械開/閉式閥80，其小于閥68，因此更靈敏并且具有受限的流量。其目的是精確地調(diào)節(jié)罐62、54內(nèi)的壓力。罐M也可經(jīng)由導(dǎo)管76和閥78與罐62選擇性地連接。閥70、68、78、80由管理所有釀酒步驟的電子單元84例如PLC控制。該單元84可作為計(jì)時(shí)器、執(zhí)行對用戶接口編程和用于閥68、70、78、80的驅(qū)動(dòng)級(參看圖5中的箭頭)。通過閥80的控制，特別是設(shè)計(jì)成同時(shí)將少量氣體釋放到外部(即，其具有很小的可控流量以便調(diào)節(jié)罐62和/或M內(nèi)的百分之一 bar的壓力)，單元84能夠精確地維持罐 62和/或M內(nèi)的任何特定的計(jì)劃壓力。為此，單元84與測量罐M內(nèi)的氣體壓力的壓力傳感器82接口。釀酒設(shè)備50的操作與參照圖1-4所述的操作相同，記住以下的對應(yīng)關(guān)系即可
維IO^維62
罐12ο罐54
閥22ο閥68
閥24ο閥70
閥16ο閥78
導(dǎo)管14ο導(dǎo)管66
導(dǎo)管180導(dǎo)管76
閥22b"閥80對于主要步驟簡便地重復(fù)整體操作?；旧?，閥70、68、78的適當(dāng)驅(qū)動(dòng)允許罐M中蓄積氣態(tài)發(fā)酵產(chǎn)品，以便隨后將它們排放到罐62內(nèi)以使榨渣酒帽58破碎。⑴用葡萄汁90充裝罐62。(ii)在一段時(shí)間之后，發(fā)酵的葡萄汁90生成一些氣體和固體酒帽58。打開閥70，關(guān)閉閥68和閥78。因此氣體自發(fā)涌入罐M。例如使用具有適當(dāng)?shù)亩虝洪_啟-關(guān)閉交替的工作循環(huán)的循環(huán)來調(diào)節(jié)閥80，以便將兩個(gè)罐M、62維持在由用戶通過對單元84編程所限定的預(yù)定壓力。這種壓力可以是恒定的或遵從所編程的基準(zhǔn)趨勢，并且對應(yīng)于葡萄汁90和酒帽58承受的壓力。(iii)在預(yù)定的時(shí)間之后，閥70關(guān)閉。氣體在罐M內(nèi)的壓力作用下保持被截留， 同時(shí)通過打開設(shè)計(jì)成甚至耐受猛烈外流的閥68來降低另一個(gè)罐62的壓力(或排氣)。此時(shí)，通過閥80，能夠?qū)⒐轒內(nèi)的壓力調(diào)節(jié)為甚至與前一值不同的值(通過還將壓縮空氣或其它與過程兼容的氣體導(dǎo)入罐M或不導(dǎo)入)。(iv)打開閥78并且氣體自發(fā)流入葡萄汁90，氣體在上升的同時(shí)與酒帽58互相作用，從而使酒帽58破碎。由于氣體壓力被調(diào)節(jié)為對于被處理的葡萄來說為最佳值的精確值，因此可實(shí)現(xiàn)葡萄汁與酒帽的最佳相互作用。清楚的是，可通過單元84有利地使每個(gè)階段(i-iv)自動(dòng)化和/或?qū)ζ溥M(jìn)行編程。 這允許設(shè)定使酒帽58破碎的周期性的或非周期性的循環(huán)，和測試使罐62排氣的各種方法。 特別地，可以找出罐M、62內(nèi)的壓力的最佳值和/或該趨勢(值和趨勢彼此之間也是獨(dú)立的)，其給出了對于酒而言的最佳結(jié)果。圖1的設(shè)備的情況相同。
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權(quán)利要求
1.一種用于呈碎材料形式的蔬菜產(chǎn)品、優(yōu)選葡萄汁的發(fā)酵的設(shè)備(50)，包括-用于容納所述碎材料(90)的第一罐(62)和用于通過所述碎材料的發(fā)酵所生成的氣態(tài)產(chǎn)品的第二收集罐(54)，-適于使聚集有所述氣態(tài)產(chǎn)品的所述第一罐的一部分與所述第二罐連通的第一管道系統(tǒng)(66)，-適于使所述第二罐與所述第一罐連通的第二管道系統(tǒng)(76)，所述第二管道系統(tǒng)具有在所述第一罐內(nèi)的出口，在使用中，所述碎材料的液體存在于所述第一罐內(nèi)，-第一和第二閥裝置(70、78)，所述第一和第二閥裝置分別與所述第一管道系統(tǒng)和第二管道系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)以使所述兩個(gè)罐根據(jù)所述裝置的打開/關(guān)閉狀態(tài)選擇性地連通；其特征在于所述設(shè)備包括調(diào)節(jié)裝置(80、82、84)，所述調(diào)節(jié)裝置適于將當(dāng)所述第一罐和所述第二罐連通時(shí)所述第一罐和第二罐內(nèi)部的所述氣態(tài)產(chǎn)品的壓力和/或當(dāng)所述第二罐被隔離時(shí)所述第二罐內(nèi)部的所述氣態(tài)產(chǎn)品的壓力精確地調(diào)節(jié)為由用戶編程的一個(gè)或多個(gè)值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述調(diào)節(jié)裝置適于以小于或等于0.Olbar 的誤差調(diào)節(jié)所述氣態(tài)產(chǎn)品的壓力。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于，所述調(diào)節(jié)裝置包括-第三閥裝置(80)，-處理單元(84)，-壓力傳感器(82)，所述壓力傳感器用于檢測待穩(wěn)定的罐的內(nèi)部壓力，所述單元適于讀取由所述傳感器輸出的數(shù)據(jù)和調(diào)節(jié)所述第三閥裝置以將所述壓力維持在被編程的值。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其特征在于，所述第三閥裝置包括安裝用于使待穩(wěn)定的罐朝外部通氣的閥(80)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其特征在于，所述閥安裝在介于所述第一閥裝置(70) 與所述第二罐(54)之間的所述第一管道系統(tǒng)(66)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求3至5中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述第三閥裝置包括安裝用于使所述第一罐朝外部通氣并使所述第一罐朝外部立即排氣的閥(68)，以及與所述閥 (68)并聯(lián)連接并適于精確調(diào)節(jié)待穩(wěn)定的罐的壓力的第二閥(80)。
7.根據(jù)權(quán)利要求3至6中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述第三閥裝置是開/閉式閥。
8.根據(jù)權(quán)利要求3至7中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述壓力傳感器安裝用于監(jiān)控所述第二罐內(nèi)的壓力。
9.根據(jù)權(quán)利要求3至8中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述處理單元設(shè)置有存儲器，所述處理單元被編程和/或可編程以通過驅(qū)動(dòng)所述第三閥裝置而調(diào)節(jié)所述第一罐內(nèi)的壓力，使得所述壓力遵從存儲在所述存儲器中的被編程的基準(zhǔn)趨勢。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備包括外殼(52)，所述外殼在內(nèi)部由至少一個(gè)分隔壁(56)分為形成所述第一罐和所述第二罐的兩個(gè)子容積。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其特征在于，所述第一罐和第二罐在所述外殼內(nèi)部一個(gè)在另一個(gè)之上豎直地布置。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其特征在于，所述第一罐和第二罐是通過第一和第二管道系統(tǒng)(14、18)連接在一起的兩個(gè)物理地獨(dú)立的罐(10、12)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于呈碎材料形式的蔬菜產(chǎn)品、優(yōu)選葡萄汁的發(fā)酵的設(shè)備(50)，包括用于容納碎材料(90)的第一罐(62)和用于通過碎材料的發(fā)酵所生成的氣態(tài)產(chǎn)品的第二收集罐(54)；適于使聚集有氣態(tài)產(chǎn)品的第一罐的一部分與第二罐連通的第一管道系統(tǒng)(66)；適于使第二罐與第一罐連通的第二管道系統(tǒng)(76)，該第二管道系統(tǒng)具有在第一罐內(nèi)的出口，在使用中，碎材料的液體存在于第一罐內(nèi)；第一和第二閥裝置(70、78)，所述第一和第二閥裝置分別與第一和第二管道系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)，以使兩個(gè)罐根據(jù)所述裝置的開/閉狀態(tài)選擇性地連通。為允許在受控的環(huán)境中發(fā)酵，設(shè)置有調(diào)節(jié)裝置(80、82、84)，所述調(diào)節(jié)裝置適于將當(dāng)?shù)谝还藓偷诙捱B通時(shí)第一和第二罐內(nèi)部的氣態(tài)產(chǎn)品的壓力和/或當(dāng)?shù)诙薇桓綦x時(shí)第二罐內(nèi)的氣態(tài)產(chǎn)品的壓力精確地調(diào)節(jié)為由用戶編程的一個(gè)或多個(gè)值。
文檔編號C12F3/02GK102356149SQ200980158075
公開日2012年2月15日 申請日期2009年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月18日
發(fā)明者R·克羅薩托 申請人:L.A.S.I.有限公司