一种高浓度啤酒发酵设备及酿造工艺

技术领域

本发明涉及啤酒发酵领域，具体来说，涉及一种高浓度啤酒发酵设备及酿造工艺。

背景技术

啤酒的度数是身标注明的原麦汁浓度。原麦汁浓度越高其酒精含量越高。

高浓度啤酒原麦汁浓度在百分之十四到百分之二十之间，酒精含量在百分之四点二到百分之五点五之间，少数酒精含量高达百分之七点五，这种啤酒均属高浓度啤酒，现有的高浓度啤酒在发酵时，大多都需要进行回旋沉淀。

例如，中国专利号为CN202011496670.9提了一种湿酵母上发酵全麦啤酒酿造工艺中，步骤S2里面提到：碘试合格后过滤，将滤液煮沸后加入酒花，继续煮制23h，加入糖浆混合均匀，回旋沉淀。

再如CN202110084268.8公开了一种油莎豆精酿啤酒的生产工艺，其中，精酿啤酒生产工艺包括：原料的处理、糖化、过滤、煮沸、回旋、冷却与入罐、发酵、补料发酵和碳化。

再如中图分类号：TS262.5；文献标识码：A；文章编号：0254-5071(2014)12-0107-05。吕慧威，胡雪莲，蔡勇提出的“回旋沉淀时间对啤酒生产中麦汁老化程度的影响”一文中，明确指出了回旋的时间会影响麦汁的澄清度以及麦汁的老化。

在啤酒生产过程中，有如下变量会影响回旋沉淀的时间，如：大麦碾碎的程度，原麦汁的处理浓度、麦汁加热后转移过程中的温度的损失、凝固物的占比、往回旋沉淀筒内添加麦汁的速度等，均是影响回旋沉淀时间的因素；

但是，现有的回旋沉淀时间均是固定的，因此，针对上述不同的变量来说，回旋沉淀时间较长会导致啤酒的口感下降，时间太短起不到沉淀效果，因此，在现有技术中，不具备采用数据的形式把控回旋的时间。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供了一种高浓度啤酒发酵设备及酿造工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。

(二)技术方案

为实现解决上述背景技术中提出的问题，本发明采用的具体技术方案如下：

一种高浓度啤酒发酵设备及酿造工艺，包括啤酒发酵设备安装底座，所述啤酒发酵设备安装底座一侧设有回旋沉淀组件，用于麦汁的回旋沉淀；

回旋沉淀组件一侧设有麦汁处理组件，用于麦汁的冷却加氧；

麦汁处理组件一侧设有发酵组件，用于麦汁的发酵；

发酵组件一侧设有清酒组件，用于麦汁的清酒；

清酒组件一侧设有啤酒过滤组件，用于啤酒的过滤。

进一步的，回旋沉淀组件包括回旋沉淀罐，回旋沉淀罐内部设有斜切槽，回旋沉淀罐顶部通过密封轴承活动连接有斜向进料管，斜向进料管一端连接有斜向进料喷头，斜向进料管远离斜向进料喷头一端连接有进液泵；

进液泵输入端通过管道与外部加沸后的麦汁相连接，回旋沉淀罐外围连接有旋转齿牙，旋转齿牙一侧啮合有传动齿轮，传动齿轮中部连接有驱动电机，驱动电机外围连接有电机固定架，回旋沉淀罐外围活动连接有罐体支撑圈，罐体支撑圈两侧连接有支撑架，回旋沉淀罐底部设有出液结构，回旋沉淀罐内部设有锥形块，所述回旋沉淀罐内壁镶嵌有激光指示器，所述斜向进料管底部连接有摄像头。

进一步的，斜向进料管内部设有流量调节阀，流量调节阀一侧设有流量监测器。

进一步的，出液结构包括麦汁出液管，麦汁出液管内部设有麦汁出液电控阀，麦汁出液管底部设有储液壳体，储液壳体密封活动连接有连接柱，连接柱与回旋沉淀罐相连接。

进一步的，麦汁处理组件包括冷却发酵罐体，冷却发酵罐体输入端通过管道和泵与储液壳体相连接，冷却发酵罐体内部设有冷却盘管，冷却盘管与外部冷源相连接，冷却盘管一侧设有加热盘管，加热盘管与外部热源相连接，冷却发酵罐体一侧连接有充氧管，充氧管一侧连接有专业充氧泵。

进一步的，发酵组件包括发酵加料管，发酵加料管与冷却发酵罐体相连接，发酵加料管一端连接有酵母加入器，冷却发酵罐体内部设有超声发生器，冷却发酵罐体一侧连接有压力调节器。

进一步的，清酒组件包括清酒罐，清酒罐通过泵和管道与冷却发酵罐体相连接，清酒罐内部设有滤网板，滤网板一侧设有移动刮板，移动刮板内部配合有往复丝杠，往复丝杠与清酒罐活动密封连接有，往复丝杠一侧连接有旋转电机。

进一步的，啤酒过滤组件包括啤酒过滤壳体，啤酒过滤壳体内部设有缓冲分流板，缓冲分流板一侧设有硅藻土滤板，硅藻土滤板一侧设有纸板过滤层，纸板过滤层为多个纸板倾斜连接而成，啤酒过滤壳体一侧连接有若干个杂质排出管。

步骤一：进液泵将外部加沸后的麦汁打入斜向进料管内，斜向进料管内的麦汁在通过斜向进料喷头斜向沿着回旋沉淀罐喷出，从而使得麦汁在流入回旋沉淀罐时进行回旋，斜切槽会避免麦汁在回旋时产生涡流和阻碍，同时回旋沉淀罐会旋转1分钟，提高麦汁回旋能力，麦汁沉淀的时间为13-15分钟。

步骤二：麦汁回旋沉淀之后，通过出液结构排到冷却发酵罐体内，通过冷却盘管，1-2分钟降温至10-12℃后，通过充氧管和专业充氧泵对冷却发酵罐体内加热适量氧气。

步骤三：在对冷却发酵罐体加入氧气后，通过发酵加料管和酵母加入器得以将酵母加入冷却发酵罐体内，进行发酵，同时升温至15-18℃，当发酵糖度下降至5-6°P时，再升温至19-21℃，当双乙酰降至0.1-0.2mg/L以下时，降温至0-4°进入冷贮阶段。

步骤四：之后通过清酒组件进行一次过滤后，在通过啤酒过滤组件进行二次过滤，之后通过稀释灌装、杀菌及分装后，得到高浓度的啤酒成品。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种高浓度啤酒发酵设备及酿造工艺，具备以下有益效果：

(1)、本发明在高浓度啤酒发酵时，可以辅助进行回旋沉淀，通过采用数据的形式把控回旋的时间，使得啤酒的回旋沉淀时间容易控制，不会使得回旋沉淀时间较长会导致啤酒的口感下降的情况，时间减少的同时也可以达到沉淀效果，对于新手啤酒酿造者来说，便于进行酿造工作。

(2)、本发明通过冷却发酵罐体加入氧气后，通过发酵加料管和酵母加入器得以将酵母加入冷却发酵罐体内，进行发酵，同时升温至15-18℃，当发酵糖度下降至5-6°P时，在升温至19-21℃，当双乙酰降至0.1-0.2mg/L以下时，降温至0-4°进入冷贮阶段，从而使得本设备发酵方式不仅简单便于使用，而且发酵时间相较于现有技术减少了三分之一。

(3)、本发明通过发酵加料管和酵母加入器达到为冷却发酵罐体加入酵母的目的，令超声发生器和压力调节器达到在冷却发酵罐体内进行超声震荡和压力调节，便于酵母提高发酵速度的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明实施例的一种高浓度啤酒发酵设备及酿造工艺的主结构示意图；

图2是根据本发明实施例的一种高浓度啤酒发酵设备及酿造工艺的立体图；

图3是根据本发明实施例的一种高浓度啤酒发酵设备及酿造工艺的部分结构示意图；

图4是根据本发明实施例的一种高浓度啤酒发酵设备及酿造工艺的部分结构示意图；

图5是根据本发明实施例的一种高浓度啤酒发酵设备及酿造工艺的部分结构示意图；

图6是根据本发明实施例的一种高浓度啤酒发酵设备及酿造工艺的部分结构示意图；

图7是根据本发明实施例的一种高浓度啤酒酿造工艺的方法图之一；

图8是根据本发明实施例的一种高浓度啤酒酿造工艺的方法图之一；

图9是根据本发明实施例中麦汁回旋沉淀情况进行判定的方式一中摄像头拍摄的图片；

图10是根据本发明实施例中麦汁回旋沉淀情况进行判定的方式二中摄像头拍摄的图片。

1、啤酒发酵设备安装底座；2、回旋沉淀组件；201、回旋沉淀罐；202、斜向进料管；203、斜向进料喷头；204、进液泵；205、旋转齿牙；206、传动齿轮；207、驱动电机；208、电机固定架；209、罐体支撑圈；210、支撑架；211、出液结构；2111、麦汁出液管；2112、储液壳体；2113、连接柱；2114、麦汁出液电控阀；212、斜切槽；213、锥形块；214、激光指示器；215、摄像头；3、麦汁处理组件；301、冷却发酵罐体；302、冷却盘管；303、专业充氧泵；304、加热盘管；305、充氧管；4、发酵组件；401、发酵加料管；402、酵母加入器；403、超声发生器；404、压力调节器；5、清酒组件；501、清酒罐；502、滤网板；503、移动刮板；504、往复丝杠；505、旋转电机；6、啤酒过滤组件；601、啤酒过滤壳体；602、硅藻土滤板；603、纸板过滤层；604、缓冲分流板；605、杂质排出管；7、流量调节阀；8、流量监测器。

具体实施方式

为进一步说明各实施例，本发明提供有附图，这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理，配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点，图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。

根据本发明的实施例，提供了一种高浓度啤酒发酵设备及酿造工艺。

现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明，如图1-图8所示，根据本发明实施例的一种高浓度啤酒发酵设备及酿造工艺，包括啤酒发酵设备安装底座1，啤酒发酵设备安装底座1一侧设有回旋沉淀组件2，用于麦汁的回旋沉淀，达到辅助麦汁回旋沉淀的目的；

回旋沉淀组件2一侧设有麦汁处理组件3，用于麦汁的冷却加氧，达到自动对麦汁进行冷却加氧的目的；

麦汁处理组件3一侧设有发酵组件4，用于麦汁的发酵，达到自动麦汁发酵的目的；

发酵组件4一侧设有清酒组件5，用于麦汁的清酒，达到清酒过滤的效果；

清酒组件5一侧设有啤酒过滤组件6，用于啤酒的过滤，达到去除杂质的效果。

实施例一

如图1-图8所示，对于回旋沉淀组件2来说，回旋沉淀组件2包括回旋沉淀罐201，回旋沉淀罐201内部设有斜切槽212，回旋沉淀罐201顶部通过密封轴承活动连接有斜向进料管202，斜向进料管202一端连接有斜向进料喷头203，斜向进料管202远离斜向进料喷头203一端连接有进液泵204，进液泵204输入端通过管道与外部加沸后的麦汁相连接，回旋沉淀罐201外围连接有旋转齿牙205，旋转齿牙205一侧啮合有传动齿轮206，传动齿轮206中部连接有驱动电机207，驱动电机207外围连接有电机固定架208，回旋沉淀罐201外围活动连接有罐体支撑圈209，罐体支撑圈209两侧连接有支撑架210，回旋沉淀罐201底部设有出液结构211，回旋沉淀罐201内部设有锥形块213。

通过上述技术方案，进液泵204将外部加沸后的麦汁打入斜向进料管202内，斜向进料管202内的麦汁再通过斜向进料喷头203斜向沿着回旋沉淀罐201喷出，从而使得麦汁在流入回旋沉淀罐201时进行回旋，斜切槽212会避免麦汁在回旋时产生涡流和阻碍，同时驱动电机207得以带动传动齿轮206进行旋转，从而使得传动齿轮206进行旋转时，通过传动齿轮206与旋转齿牙205相啮合，从而使得传动齿轮206旋转时得以带动回旋沉淀罐201进行旋转，提高麦汁回旋能力。

所述回旋沉淀罐201内壁镶嵌有型号为YHJ-800的激光指示器214，所述斜向进料管202底部连接有摄像头215，摄像头215是型号为MV-1400HDMI的高清工业相机。

实施例二

如图1-8所示，斜向进料管202内部设有流量调节阀7，流量调节阀7一侧设有流量监测器8。

通过上述技术方案，流量调节阀7可以控制麦汁的流量，流量监测器8可以看到麦汁的流量值。

实施例三

如图1-8所示，对于出液结构211来说，出液结构211包括麦汁出液管2111，麦汁出液管2111内部设有麦汁出液电控阀2114，麦汁出液管2111底部设有储液壳体2112，储液壳体2112密封活动连接有连接柱2113，连接柱2113与回旋沉淀罐201相连接。

通过上述技术方案，打开麦汁出液电控阀2114，液体会通过麦汁出液管2111进入储液壳体2112内，便于后续排出，连接柱2113便于支撑回旋沉淀罐201旋转的目的。

实施例四

如图1-8所示，对于麦汁处理组件3来说，麦汁处理组件3包括冷却发酵罐体301，冷却发酵罐体301输入端通过管道和泵与储液壳体2112相连接，冷却发酵罐体301内部设有冷却盘管302，冷却盘管302与外部冷源相连接，冷却盘管302一侧设有加热盘管304，加热盘管304与外部热源相连接，冷却发酵罐体301一侧连接有充氧管305，充氧管305一侧连接有专业充氧泵303。

通过上述技术方案，储液壳体2112内的液体通过管道和泵的作用下得以进入冷却发酵罐体301内，冷却盘管302和加热盘管304达到对冷却发酵罐体301内液体进行冷却和加热的目的，令专业充氧泵303和充氧管305对冷却发酵罐体301内部进行充氧。

实施例五

如图1-8所示，对于发酵组件4来说，发酵组件4包括发酵加料管401，发酵加料管401与冷却发酵罐体301相连接，发酵加料管401一端连接有酵母加入器402，冷却发酵罐体301内部设有超声发生器403，冷却发酵罐体301一侧连接有压力调节器404。

通过上述技术方案，通过发酵加料管401和酵母加入器402达到为冷却发酵罐体301加入酵母的目的，令超声发生器403和压力调节器404达到便于酵母提高发酵速度的目的。

实施例六

如图1-8所示，对于清酒组件5来说，清酒组件5包括清酒罐501，清酒罐501通过泵和管道与冷却发酵罐体301相连接，清酒罐501内部设有滤网板502，滤网板502一侧设有移动刮板503，移动刮板503内部配合有往复丝杠504，往复丝杠504与清酒罐501活动密封连接有，往复丝杠504一侧连接有旋转电机505。

通过上述技术方案，在实际使用中，旋转电机505得以带动往复丝杠504进行旋转，从而使得往复丝杠504进行旋转时得以带动移动刮板503进行往复刮动，从而使得移动刮板503进行往复刮动时得以对滤网板502表面进行往复刮动，从而达到防止杂质过多，滤网板502得以对液体杂质进行过滤。

实施例七

如图1-8所示，对于发酵组件4来说，啤酒过滤组件6包括啤酒过滤壳体601，啤酒过滤壳体601内部设有缓冲分流板604，缓冲分流板604一侧设有硅藻土滤板602，硅藻土滤板602一侧设有纸板过滤层603，纸板过滤层603为多个纸板倾斜连接而成，啤酒过滤壳体601一侧连接有若干个杂质排出管605。

通过上述技术方案，通过设置缓冲分流板604，从而达到液体通过缓冲分流板604得以进行分流的目的，令硅藻土滤板602和纸板过滤层603达到便于进一步过滤液体的目的，杂质排出管605达到后期杂质排出的目的。

在实际使用中，通过如下方式对麦汁回旋沉淀情况进行判定：

麦汁回旋后，会发生沉淀，从而使得沉淀物会在回旋沉淀罐201中部形成锥丘状，并且，随着时间的推移锥丘状的沉淀物会缩小，沉淀物在形成锥丘状过程中；

方式一：

如图9所示，通过摄像头215间歇式拍照，摄像头215会将回旋沉淀罐201的内部摄像信息传输到外部显示装置内进行显示；

操作人员即可通过对比图片中，锥丘状沉淀物的大小变化情况，当发现不在变化的时候，即表示回旋沉淀完成。

方式二：

如图10所示，激光指示器214射出的激光在经过麦汁到达沉淀物形成的区间时会发生明显的亮度变化，即因为光经过杂质较多的区域内会发生散射，因此，激光在经过沉淀物区间时跟经过正常的麦汁时的光线亮度不一样，通过肉眼都能够明显的分辨；

然后，通过摄像头215间歇式拍照，摄像头215会将回旋沉淀罐201的内部摄像信息传输到外部显示装置内进行显示；

操作人员即可通过对比图片中激光指示器214射出的激光到颜色变化点的点a之间的距离，当对比最后一张图片与前一张图片上的所述距离不在发生变化的时候，即可表明回旋沉淀完。

方式二较于方式一能够更加精准的把握沉淀时间。

所述距离，可以通过相关软件，例如Photoshop软件就能获得。

知道麦汁回旋沉淀的情况，便于操作人员进行操作。

同时摄像头215的镜头焦距选取公式为：

(1)a＝u*c/B

(2)a＝h*c/H

a：镜头焦距、B：物体实际高度、H：物体实际宽度、c：镜头至物体实测距离、u：图像高度、h：图像宽度

举例说明：当选用1/2镜头时，图像尺寸为u＝4.8mm，h＝6.4mm。镜头至景物距离c＝3500mm，景物的实际高度为B＝2500mm(景物的实际宽度可由下式算出H＝1.333*B，这种关系由摄像机取景器CCD片决定)。将以上参数代入公式(1)中，可得a＝4.8*3500/2500-6.72mm，故选用6mm定焦镜头即可；

本申请中选择摄像头215的镜头焦距的时候，可以估算激光指示器214射出的激光到颜色变化点的点a之间的距离作为公式中的H，从而通过公式(2)去计算摄像头215的镜头焦距。

根据本发明的另一个方面，还包括一种高浓度啤酒酿造工艺，包括以下步骤：

S101：进液泵将外部加沸后的麦汁打入斜向进料管内，斜向进料管内的麦汁在通过斜向进料喷头斜向沿着回旋沉淀罐喷出，从而使得麦汁在流入回旋沉淀罐时进行回旋，斜切槽会避免麦汁在回旋时产生涡流和阻碍，同时回旋沉淀罐会旋转1分钟，提高麦汁回旋能力，麦汁沉淀的时间为13-15分钟。

S102：麦汁回旋沉淀之后，通过出液结构排到冷却发酵罐体内，通过冷却盘管，1-2分钟降温至10-12℃后，通过充氧管和专业充氧泵对冷却发酵罐体内加热适量氧气。

S103：在对冷却发酵罐体加入氧气后，通过发酵加料管和酵母加入器得以将酵母加入冷却发酵罐体内，进行发酵，同时升温至15-18℃，当发酵糖度下降至5-6°P时，再升温至19-21℃，当双乙酰降至0.1-0.2mg/L以下时，降温至0-4°进入冷贮阶段。

S104：之后通过清酒组件进行一次过滤后，在通过啤酒过滤组件进行二次过滤，之后通过稀释灌装、杀菌及分装后，得到高浓度的啤酒成品。

为了方便理解本发明的上述技术方案，以下就本发明在实际过程中的工作原理或者操作方式进行详细说明。

工作原理：进液泵204将外部加沸后的麦汁打入斜向进料管202内，斜向进料管202内的麦汁再通过斜向进料喷头203斜向沿着回旋沉淀罐201喷出，从而使得麦汁在流入回旋沉淀罐201时进行回旋，斜切槽212会避免麦汁在回旋时产生涡流和阻碍，同时驱动电机207得以带动传动齿轮206进行旋转，从而使得传动齿轮206进行旋转时，通过传动齿轮206与旋转齿牙205相啮合，从而使得传动齿轮206旋转时得以带动回旋沉淀罐201进行旋转，提高麦汁回旋能力，流量调节阀7可以控制麦汁的流量，流量监测器8可以看到麦汁的流量值，打开麦汁出液电控阀2114，液体会通过麦汁出液管2111进入储液壳体2112内，便于后续排出，连接柱2113便于支撑回旋沉淀罐201旋转的目的，储液壳体2112内的液体通过管道和泵的作用下得以进入冷却发酵罐体301内，冷却盘管302和加热盘管304达到对冷却发酵罐体301内液体进行冷却和加热的目的，令专业充氧泵303和充氧管305对冷却发酵罐体301内部进行充氧，通过发酵加料管401和酵母加入器402达到为冷却发酵罐体301加入酵母的目的，令超声发生器403和压力调节器404达到便于酵母提高发酵速度的目的，在实际使用中，旋转电机505得以带动往复丝杠504进行旋转，从而使得往复丝杠504进行旋转时得以带动移动刮板503进行往复刮动，从而使得移动刮板503进行往复刮动时得以对滤网板502表面进行往复刮动，从而达到防止杂质过多，滤网板502得以对液体杂质进行过滤，通过设置缓冲分流板604，从而达到液体通过缓冲分流板604得以进行分流的目的，令硅藻土滤板602和纸板过滤层603达到便于进一步过滤液体的目的，杂质排出管605达到后期杂质排出的目的。

综上：本发明在高浓度啤酒发酵时，可以辅助进行回旋沉淀，使得啤酒的回旋沉淀时间容易控制，不会使得回旋沉淀时间较长会导致啤酒的口感下降的情况，时间减少的同时也可以达到沉淀效果，对于新手啤酒酿造者来说，便于进行酿造工作，本发明通过冷却发酵罐体加入氧气后，通过发酵加料管和酵母加入器得以将酵母加入冷却发酵罐体内，进行发酵，同时升温至15-18℃，当发酵糖度下降至5-6°P时，再升温至19-21℃，当双乙酰降至0.1-0.2mg/L以下时，降温至0-4°进入冷贮阶段，从而使得本设备发酵方式不仅简单便于使用，而且发酵时间相较于现有技术减少了三分之一，本发明通过发酵加料管和酵母加入器达到为冷却发酵罐体加入酵母的目的，令超声发生器和压力调节器达到在冷却发酵罐体内进行超声震荡和压力调节，便于酵母提高发酵速度的目的。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。