一种通用型葡萄酒发酵罐

摘要

本发明涉及一种通用型葡萄酒发酵罐，特征在于，包括整体呈锥形结构的罐体，所述罐体由罐身、锥形上封头和蝶形下封头共同构成，所述罐身的纵截面呈上窄下宽的等腰梯形结构，所述锥形上封头和蝶形下封头分别过渡连接于罐身的上下两侧，锥形上封头的上部安装有上人孔，罐身下部设有椭圆下人孔，蝶形下封头开设有方形下人孔，蝶形下封头最底点位置安装有用于排除酒脚和酒泥的排污阀。本发明同时兼顾了红葡萄酒和白葡萄酒的发酵工艺，既可用于红葡萄酒的发酵，也可用于白葡萄酒的发酵。一罐多用，利用率高。锥形罐体设计利于发酵液的自然对流，使发酵液循环加快温度均匀，加快红葡萄酒发酵，白葡萄酒发酵降温。

权利要求

1.一种通用型葡萄酒发酵罐，其特征在于，罐体呈锥形结构，所述罐体由罐身（13）、锥形上封头（4）和蝶形下封头（16）共同构成，所述罐身（13）的纵截面呈上窄下宽的等腰梯形结构，锥形上封头（4）和蝶形下封头（16）分别过渡连接于罐身（13）的上下两侧；所述锥形上封头（4）的顶部安装有带有除菌型呼吸阀（1）的上人孔（2）；所述罐身（13）下部设有椭圆下人孔（12）；蝶形下封头（16）开设有方形下人孔（15），所述蝶形下封头（16）最底点位置安装有用于排除酒脚和酒泥的排污阀（17）；

所述罐身（13）的等腰梯形截面结构，其两腰与下底之间的夹角为60-80°，两腰与上底之间的夹角为100-120°；

所述上人孔（2）采用广口大直径人孔设计，其直径不小于800mm；

所述罐身（13）底部的椭圆下人孔（12）和蝶形下封头（16）上的方形下人孔（15）一上一下构成了罐体下部的双人孔结构；椭圆下人孔（12）用于观察白葡萄酒发酵澄清后罐底酒脚的状况以便抽取清汁，方形下人孔（15）便于红葡萄发酵结束后，人工进入罐内出皮渣；

所述蝶形下封头（16）的底部为圆弧曲面结构；

所述罐身（13）的下部设有压差变送器（14）；

所述罐身（13）外周盘设有冷盘带（7），所述冷盘带（7）焊接于罐身（13）的外壁且在二者之间形成与外部冷却装置相连通的冷媒通道，所述冷媒通道为扁平腔，所述冷盘带（7）沿罐身（13）的外周上下等间距布设，相邻的两个冷媒通道之间由竖向管路贯通连接；

所述罐身（13）外周冷盘带（7）的盘设面积应满足工艺降温要求，最上层的冷盘带（7）到工作容量高度，最下层的冷盘带（7）到罐身（13）的下部，所述冷盘带（7）通过冷媒入口（6-2）和冷媒出口（6-1）与外部冷却装置相连通，其内部冷媒采用25-30%乙二醇；

所述罐身（13）下部设有取样阀（10）和出酒阀（11），且在罐体内部分别配备有罩设于出酒阀（11）和取样阀（10）外周、用于过滤皮渣的半圆筛网（8）；

所述罐身（13）上开设有温度计套管（9-1），所述温度计套管（9-1）为沿罐身向内向下倾斜45°角延伸形成的插孔结构，内插式数显温度计（9）插装于所述插孔结构内，用以实时检测罐内温度；所述温度计套管（9-1）的材质为不锈钢，其插孔结构内部灌注有导热油，内插式数显温度计（9）插于灌注有导热油的温度计套管（9-1）内，插入深度应到达液体热传导核心位置；所述除菌型呼吸阀（1）内装过滤精度为0.02μm的PTFE材料滤芯；

所述罐身（13）安装有循环喷淋管（5），所述循环喷淋管（5）固定于罐身（13）的外部，其下部外接水源，上部经由上人孔（2）贯穿伸入罐体内部；

所述蝶形下封头（16）的下部安装罐体支腿（18），所述罐体支腿（18）的设计高度在

700mm以上；所述上人孔（2）配备有防止物料或人员跌落的防坠网（3）。

说明书

一种通用型葡萄酒发酵罐

技术领域

[0001] 本发明涉及葡萄酒发酵罐结构技术领域，特别是一种既能用于红葡萄酒发酵，又能用于白葡萄酒发酵的多功能葡萄酒发酵罐。

背景技术

[0002] 红葡萄发酵为带皮发酵，前期发酵为浸渍发酵，发酵罐必须满足浸渍要求，应能分离出自流汁，同时发酵中便于打循环和除渣。目前在红葡萄酒发酵过程中存在几个难点问题：其一是葡萄皮渣易漂浮在液体表面形成盖帽，而盖帽漂浮在液面上导致葡萄皮上的色素得不到充分浸润，浸提效果不理想，无法提取葡萄皮中的单宁及芳香物质，影响红葡萄酒的质量。想要保证红葡萄酒的酒体品质就必须要在发酵过程中保证汁液与皮渣的充分浸渍接触。其二是红葡萄后期发酵为开放式发酵，此时葡萄皮渣与空气直接接触，极易感染有害杂菌而败坏葡萄酒的质量。因此，在红葡萄酒发酵过程中，保证皮渣与汁液的充分浸渍，以及减少杂菌感染，是提高酒体品质的关键技术问题。

[0003] 白葡萄发酵对温度要求较高，控制温度要求在18-20℃，温度较低会增加高级醇乙酯含量，过高会降低二类香气。发酵罐常采用夹套式冷却带降温，一般在罐体中上部，借助形成自然对流，易使葡萄汁温度均匀，来降低葡萄汁温度。但是常规的直式圆柱体罐内对流不好，制冷效果欠佳。因此，对于白葡萄酒发酵工艺来讲，有效的温度控制以及如何保证罐体内部温度的均衡，是提高白葡萄酒品质更应重点关注和解决的问题。

[0004] 目前，现有的红葡萄酒发酵罐和白葡萄酒发酵罐的结构因发酵工艺不同而独立设计，两种发酵罐不能通用，功能较为单一。另外，现有红葡萄发酵罐浸渍不好、发酵过程中葡萄汁易污染；白葡萄发酵罐内部对流不好，制冷效果欠佳，发酵过程温度控制不稳定。

[0005] 鉴于以上，本申请通过对现有罐体的结构优化改进，提供一种通用型发酵罐，并同时针对两种葡萄酒在发酵过程中存在的技术难点进行有效解决。

发明内容

[0006] 本发明旨在提供一种通用型葡萄酒发酵罐，该发酵罐既能满足红葡萄酒的发酵工艺，又能满足白葡萄酒的发酵工艺。同时通过罐体结构优化还能解决红葡萄发酵皮渣帽板结和杂菌污染的问题，以及白葡萄发酵罐内葡萄汁对流不好，制冷效果欠佳，发酵过程温度控制不稳定的问题。

[0007] 为此，本发明采用的技术方案如下：

[0008] 一种通用型葡萄酒发酵罐，其特征在于，罐体呈锥形结构，所述罐体由罐身13、锥形上封头4和蝶形下封头16共同构成，所述罐身13的纵截面呈上窄下宽的等腰梯形结构，锥形上封头4和蝶形下封头16分别过渡连接于罐身13的上下两侧；所述锥形上封头4的顶部安装有带有除菌型呼吸阀1的上人孔2；所述罐身13下部设有椭圆下人孔12；蝶形下封头16开设有方形下人孔15，所述蝶形下封头16最底点位置安装有用于排除酒脚和酒泥的排污阀17；

[0009] 所述罐身13的等腰梯形截面结构，其两腰与下底之间的夹角为60-80°，两腰与上底之间的夹角为100-120°，所述罐体的高径比为1.4-2；为了优化罐体设计，加强干红和干白不同酒液的发酵效果，申请人对罐身的锥角以及罐体的高径比做了大量的调试研究与实验验证，结论表明，上述各数值参数的针对性选择，能够在罐体自然对流的基础上形成最佳的导流效果，进而保证两种不同葡萄酒的发酵品质；

[0010] 所述上人孔2采用广口大直径人孔设计，其直径不小于800mm，用以实现干红敞口发酵功能和原酒的开放式循环，同时也便于人工在罐顶进行压皮渣帽作业；除菌型呼吸阀1的设计是为了实现密封发酵的罐体自呼吸；

[0011] 所述罐身13底部的椭圆下人孔12和蝶形下封头16上的方形下人孔15一上一下构成了罐体下部的双人孔结构；其中的椭圆下人孔12用于观察白葡萄酒发酵澄清后罐底酒脚的状况以便抽取清汁，方形下人孔15便于红葡萄发酵结束后，人工进入罐内出皮渣；

[0012] 蝶形下封头16的底部为圆弧曲面结构，相比传统的平底和锥底的下封头，其与皮渣的接触面积更大，更加方便皮渣的收集清理；并且其内壁顺应于罐体产生对流气体的流向，其曲面结构更能加强对流效果；

[0013] 为了保证罐体密闭发酵效果，所述罐身13的下部设有压差变送器14，用以将采集到的罐内压力信号转换为液位高度，并进行实时显示；采用压差变送器14替代传统的连通式液位管，避免了传统发酵过程中因液位计无法清洗、又因液位计直接与外界相通而导致的葡萄汁易感染杂菌的问题。

[0014] 所述罐身13外周盘设有冷盘带7，所述冷盘带7焊接于罐身13的外壁且在二者之间形成与外部冷却装置相连通的冷媒通道，所述冷媒通道为扁平腔，与罐身外壁直接接触能够加强冷媒的流速，提高换热效率；考虑到简化加工制作工艺，所述冷盘带7沿罐身13的外周上下等间距布设，相邻的两个冷媒通道之间由竖向管路贯通连接；

[0015] 所述罐身13外周冷盘带7的盘设面积应满足工艺降温要求，最上层的冷盘带7到工作容量高度，最下层的冷盘带7到罐身13的下部，所述冷盘带7通过冷媒入口6-2和冷媒出口6-1与外部冷却装置相连通，其内部冷媒采用25-30%乙二醇。

[0016] 所述罐身13下部设有取样阀10和出酒阀11，且在罐体内部分别配备有罩设于出酒阀11和取样阀10外周的半圆筛网8，所述半圆筛网8能够防止皮渣堵塞出酒阀11和取样阀10，利于红葡萄发酵过程中自流汁的流出，外循环时可以过滤皮渣。

[0017] 所述罐身13上开设有温度计套管9-1，所述温度计套管9-1为沿罐身向内向下倾斜45°角延伸形成的插孔结构，内插式数显温度计9插装于所述插孔结构内，用以实时检测罐内温度。

[0018] 温度计套管9-1的材质为不锈钢，其插孔结构内部灌注有导热油，内插式数显温度计9插于灌注有导热油的温度计套管9-1内，插入深度应到达液体热传导核心位置（即半径1/3左右），通过导热油的作用能够减少温度误差，提高温度检测的精准性。

[0019] 所述除菌型呼吸阀1内装过滤精度为0.02μm的PTFE材料滤芯，可以有效过滤空气中细菌，保证封闭发酵过程中产生二氧化碳的排出和氧气的进入，避免发酵过程中葡萄汁与空气接触容易感染有害杂菌的问题。

[0020] 所述罐体13安装有循环喷淋管5，所述循环喷淋管5固定于罐身13的外部，其下部外接水源，上部经由上人孔2贯穿于罐体内部。

[0021] 所述蝶形下封头16的下部安装罐体支腿18，所述罐体支腿18的设计高度在700mm以上，该高度空间能够满足将皮渣泵料斗伸入到罐底下人孔处，以便于收集皮渣，且利于罐底地面的卫生清理。

[0022] 所述上人孔2配备有防坠网3，能够有效防止物料或人员跌落到罐内。

[0023] 本发明的一种通用型葡萄酒发酵罐，同时兼顾了红葡萄酒和白葡萄酒的发酵工艺，既可用于红葡萄酒的发酵，也可用于白葡萄酒的发酵。满足不同工艺使用，一罐多用，利用率高，尤其适合酒庄发酵小品种酒使用。本发明通过锥形罐体设计，并针对性的对罐体的锥角及高径比进行匹配设计，结合外部的冷却装置对温度的控制，有效加强发酵液的导流作用，锥形罐身可加强罐内葡萄汁的自然对流，增强酵母与葡萄汁的接触，促进了酵母的代谢，使红葡萄酒发酵速度加快；在发酵白葡萄时保证了葡萄汁温度均匀，利于白葡萄汁的澄清；同时锥形罐内产生对流气体，这样可以保持酒脚悬浮，从而为葡萄酒添加复杂性和风味特征以及矿物特性等。本发明的罐体可以实现小型发酵罐封闭发酵，加强自然对流循环，提高皮渣浸渍效果，同时能够降低发酵液的杂菌感染问题，保证发酵过程中产生二氧化碳的排除和氧气的进入，提高发酵原酒质量；另外，本发明的罐体通过大孔径上人孔的设计同时提供了敞口发酵功能，便于人工压皮渣帽，锥形设计也利于开放式循环。

附图说明

[0024] 图1：通用型葡萄酒发酵罐结构示意图；

[0025] 图2：图1的俯视图；

[0026] 图3：蝶形下封头结构示意图；

[0027] 图4：罐身结构示意图；

[0028] 图5：锥形上封头及上人孔结构示意图；

[0029] 图6：双人孔结构示意图；

[0030] 图7：内插式数显温度计结构示意图；

[0031] 图中，1、除菌型呼吸阀，2、上人孔，3、防坠网，4、锥形上封头，5、循环喷淋管，6-1、冷媒出口，6-2、冷媒入口，7、冷盘带，8、半圆筛网，9、内插式数显温度计，9-1、温度计套管，10、取样阀，11、出酒阀，12、椭圆下人孔，13、罐身，14、压差变送器，15、方形下人孔，16、蝶形下封头，17、排污阀，18、罐体支腿，19、调整底脚。

具体实施方式

[0032] 以下结合附图给出本发明的具体实施方式，用来对本发明的锥形对流发酵罐的结构组成及设计原理作进一步的详细说明。

[0033] 一种通用型葡萄酒发酵罐，包括由自上而下的锥形上封头4、罐身13和蝶形下封头16构成的罐体，所述罐身13纵截面呈上窄下宽的等腰梯形结构，梯形两腰（即罐身内壁）与下底（即罐底平面）的夹角为60-80°，梯形两腰（即罐身内壁）与上底（即罐顶平面）之间的夹角为100-120°，罐体的高径比为1.4-2，整个罐体外形呈锥形结构；所述锥形上封头4和蝶形下封头16分别过渡连接于罐身13的上下两侧，锥形上封头4的上部安装有上人孔2，蝶形下封头16下部安装有用于支撑整个罐体的罐体支腿18，罐体支腿18的下部设有调整底脚19，所述罐体支腿18的设计高度在700mm以上，该高度空间能够满足将皮渣泵料斗伸入到罐底下人孔处，以便于收集皮渣，且利于罐底地面的卫生清理。罐身13下部设有椭圆下人孔12、取样阀10、出酒阀11和压差变送器14；内插式数显温度计9插装于罐身13开设的温度计套管
9-1内，用以实时检测罐内温度；所述椭圆下人孔12用于观察白葡萄酒发酵澄清后酒脚的状况以抽取清汁，所述压差变送器14用于替代传统连通式液位管，将采集到的罐内压力信号转换为液位高度，并进行实时显示；避免了传统发酵罐液位计无法清洗以及发酵过程中葡萄汁易通过液位计与空气接触易感染杂菌的问题。所述冷盘带7焊接于罐身13的外壁且在二者之间形成与外部冷却装置相连通的冷媒通道，所述冷媒通道为扁平腔，与罐身外壁直接接触能够加强冷媒的流速，提高换热效率；考虑到简化加工制作工艺，所述冷盘带7沿罐身13的外周上下等间距布设，相邻的两个冷媒通道之间由竖向管路贯通连接；所述罐身13外周冷盘带7的盘设面积应满足工艺降温要求，最上层的冷盘带7设置到工作容量高度，最下层的冷盘带7设置到罐身13的下部，所述冷盘带7通过冷媒入口6-2和冷媒出口6-1与外部冷却装置相连通，其内部冷媒采用25-30%乙二醇；所述罐身13开设的温度计套管9-1为沿罐身向内向下倾斜45°角的延伸形成的插孔结构，其材质为不锈钢，插孔内部灌注有导热油，内插式数显温度计9插于灌注有导热油的温度计套管9-1内，插入深度应到达液体热传导核心位置（即罐体中部），通过导热油的作用能够减少温度误差，提高温度检测的精准性。所述蝶形下封头16的底部为圆弧曲面结构，便于收集罐内的红葡萄酒皮渣并通过曲面结构将其排出罐外，另外，蝶形下封头的内壁顺应于罐体产生对流气体的流向，其曲面结构更能加强对流效果；在蝶形下封头16的最底点位置安装有用于排除酒脚和酒泥的排污阀17。所述蝶形下封头16上开设有便于人工进入罐内出皮渣的方形下人孔15，所述方形下人孔15的上部设有椭圆下人孔12，所述椭圆下人孔15开设于蝶形下封头16上部的罐身下部位置，用于观察白葡萄发酵澄清后酒脚的状态来抽取清汁。所述上人孔2采用广口大直径人孔设计，其直径不小于800mm，可实现罐体敞口发酵功能和原酒的开放式循环，同时也便于人工在罐顶进行压皮渣帽作业；上人孔2的口部加设有防坠网3，能够有效防止物料或人员跌落到罐内；上人孔2安装有除菌型呼吸阀1，除菌型呼吸阀1内装过滤精度为0.02μm的PTFE材料滤芯，可以有效过滤空气中细菌，保证封闭发酵过程中产生二氧化碳的排出和氧气的进入，避免发酵过程中葡萄汁与空气接触容易感染有害杂菌的问题。所述罐体13安装有循环喷淋管5，所述循环喷淋管5固定于罐身13的外部，其下部外接水源，上部经由上人孔2贯穿于罐体内部。所述罐身13内部设有罩设于出酒阀11和取样阀10外周的半圆筛网8，所述半圆筛网8能够防止皮渣堵塞出酒阀11和取样阀10，利于红葡萄发酵过程中自流汁的流出，外循环时可以过滤皮渣。所述罐体支腿18的设计高度在700mm以上，该高度空间能够满足将皮渣泵料斗伸入到罐底下人孔处，以便于收集皮渣，且利于罐底地面的卫生清理。

[0034] 本发明的一种通用型葡萄酒发酵罐，具有以下结构优势：

[0035] 1、发酵罐罐底为圆弧曲面的蝶形封头，便于红葡萄皮渣出罐时收集皮渣，方便发酵后皮渣的人工出罐；罐身下方为双人孔的设计：方形下人孔便于人工进入罐内出皮渣；方形下人孔上部为椭圆形人孔，可打开用于观察白葡萄发酵澄清后酒脚的状况来抽取清汁。

[0036] 2、在发酵过程中葡萄汁因发酵产生温度，罐壁冷盘管降温形成温差而形成对流。发酵中葡萄汁接种酵母后，由于酵母的凝聚作用，使得罐底部酵母的细胞密度增大，导致发酵速度加快，发酵过程中产生的二氧化碳量增多，同时由于葡萄汁的液柱高度产生的静压作用，也使二氧化碳含量随液层变化呈梯度变化，因此罐内葡萄汁的密度也呈现梯度变化，罐内静压差、葡萄汁密度差、二氧化碳的释放作用以及罐上部降温产生的温差(1～2℃)共同产生的对流效果借助于锥形罐体而被放大加强，红葡萄皮渣形成的结块被顶破，发酵中不宜形成皮渣盖浮在液面上，使皮渣充分浸润，利于红葡萄皮中有益物质和风味物质和的浸取。