[0001] 本发明涉及一种发酵设备。

[0002] 尽管本发明用于呈碎材料形式的任何蔬菜产品的发酵，但后续的说明将以举例说明的方式论述酿酒，已证实本发明在该领域中特别有效。

[0003] 酿酒借助于特制的罐执行，其中导入葡萄汁(must)以进行发酵。该发酵过程生成大量气态产物，尤其是CO2，其对成功生产优质酒具有积极作用。气体由葡萄汁释放并且所述气体将榨渣(marc)和每种固体部分推向顶部，在顶部处所述榨渣和每种固体部分密实并形成固体层，称之为“酒帽(cap)”。

[0004] 如WO 98/45403中所述的那样，酿酒方法利用发酵气体来搅混酒帽并防止其固化。相结合或不相结合地，其它方法考虑通过机械的或膜式的安全阀或排气阀调节酿酒罐内的压力。

[0005] WO 2006/087601中描述了压力调节的示例。其使用了特定类型的膜式排气阀，流体被泵送到阀中以收紧该阀并锁住其排气口。

[0006] 近来，申请人已意外地发现，酿酒罐内的压力大小非常重要，尤其是在排气期间。罐内压力过高对酒的品质有直接影响。不论排气是否为脉冲的，排气均导致葡萄汁在酒帽的表面上铺开以及气体从葡萄浆果内释放。如果压力过高，则浆果破碎并产生大量渣滓(悬浮在葡萄汁中的碎块)。已发现每种葡萄均具有其最佳发酵压力，必须以百分之一bar的最大公差调节该压力(例如，精确到0.29bar或0.31bar的压力)。

[0007] WO 2006/087601中的膜由橡胶或类似物制成，并且受许多因素例如它们的惯性影响很大，因此所述膜非常近似地调节它们的排气或温度。白天维持在0.3bar的压力在晚上--这时候酒窖更冷--也可转变为0.2bar。此外，罐的内部压力越接近临界压力，阀的灵敏度和精度就损失得越多，因为膜开始打开。WO 2006/087601中变动值的误差为0.1bar，其为平常最大工作压力的约25％，这对于控制压力的发酵来说是不恰当的。其不仅会改变葡萄汁的性质，而且可能通过错误的压力改变葡萄的适当发酵过程。带有弹簧压力调节和校准的机械阀也具有相同的情况。

[0008] 本发明的目的是改进已知的酿酒设备，本发明希望提供一种用于呈碎材料形式的蔬菜产品、优选葡萄汁的发酵的设备，该设备允许在发酵(例如，葡萄酒酿造)罐内部建立通过发酵产生的气体的、具有很精确的值的压力。

[0009] 本发明的另一个目的是能够在(例如，葡萄酒酿造)罐内部设定被编程的压力趋势。

[0030] 罐10(图1)通过已知的装置和方式充装有葡萄汁30。导管14以可控制的方式经阀24使罐10的上部与第二罐12的上部连通。第二导管18以可控制的方式经阀16使罐10的底部与罐12的底部连通。罐10具有可由压力调节装置22控制的上排气口20。阀16初始关闭以阻止葡萄汁30的回流。

[0031] 在一定时间之后(图2)，葡萄汁30生成发酵气体或气态产品(主要为CO2)并形成固体酒帽34。阀24打开并且气体32自发涌入罐12。调节压力调节装置22以防止气体32从罐10逸出。

[0032] 在预定时间之后，通过关闭阀24来隔离罐10、12。气体32在罐12内的压力作用下被截留，同时通过调节压力调节装置22以打开导管20而经导管20使另一罐的压力降低(或排气)(图3)。

[0033] 最后(图4)，阀16打开并且气体32自发流入葡萄汁30。在上升的同时，气体32将决定酒帽34的软开裂及其浸取，从而从其提取天然气味和色质。

[0034] 压力调节装置22由管理所有酿酒步骤的电子单元(未示出)例如PLC控制。该单元可执行对用户接口编程和用于压力调节装置22的驱动级。通过装置22的控制，该单元能够精确地维持罐10内的任何特定的计划压力。为此，该单元与测量罐10内的气体压力的压力传感器(未示出)接口。

[0035] 可以使用阀装置作为压力调节装置，例如安装在第一罐10与外部环境之间的单个阀，或并联安装的两个阀，一个精度较低，另一个较精确。优选地，所述阀属于开/闭式，使得处理单元能够稳定地打开和关闭附加阀以同时排出少量气体。

[0036] 气体蓄积罐12内的压力很重要。事实上，该罐内过高的压力对酒的品质有很大影响。不论是否为脉冲的，在压力下储存的气体32从罐12到罐10(并且在榨渣酒帽下方)的释放导致榨渣酒帽的或多或少的猛烈破碎、葡萄汁铺开在酒帽的表面上以及气体从葡萄浆果内部释放。如果压力过高，则浆果破碎并产生大量渣滓(悬浮在葡萄汁中的碎块)。

[0037] 已发现，每种葡萄和榨渣酒帽(与葡萄的采摘期和例如通过机械或手动采收的葡萄的采收时间和甚至收集葡萄的方式有关)对于泵送的气体具有其最佳压力，必须以百分之一bar的最大公差对其进行调节(例如，精确到0.29bar或0.31bar的值)。

[0038] 可以理解本发明即使在这种情况下如何确保用于葡萄汁的最佳发酵环境。

[0039] 图1-4中示出了另一个阀22b，该阀是可选的或用来代替阀22，该阀安放在导管14上，其中排气口朝向外部定向。特别地，当存在阀22b时，该设备允许对酿酒执行更多控制。例如，考虑其中不存在阀22的情况(减少的构件数量)。

[0040] 罐12中的气体储存在阀24打开的情况下如上所述发生，但阀22b允许在该步骤中控制罐10内的气体32的压力，即，对葡萄汁30和酒帽34在发酵期间承受的压力进行控制。

[0041] 在阀24关闭的情况下，气体32如上所述被截留在罐12中，但阀22b现在允许在需要时控制罐12内的压力。这允许调节在下一个泵送步骤中冲击葡萄汁30和酒帽34的气体32的压力。

[0042] 这种情况下，清楚的是，本发明如何仅使用两个排气阀确保对酿酒设备中的所有关键压力进行绝对控制。

[0043] 更紧凑的形式和使用两个阀的情况请参看图5。用于某种葡萄汁90的酿酒设备50包括筒形外壳52，该外壳在内部由锥形帽分隔壁56分隔成两个--分别为上和下--叠置的子罐或容积54、62。

[0044] 容积62通过基部开口64和竖直通道口72与外部连通，罐54围绕竖直通道口72形成。

[0045] 上罐54可经由导管66和阀70与通道口72选择性地连接。在同一导管66上设置有第二阀68，其作用是使通道口72(以及因此罐62)与外界连通以便排气(当其封闭门73封闭时)。在阀70与罐54之间的导管66上安装有另一个电子机械开/闭式阀80，其小于阀68，因此更灵敏并且具有受限的流量。其目的是精确地调节罐62、54内的压力。

[0046] 罐54也可经由导管76和阀78与罐62选择性地连接。

[0047] 阀70、68、78、80由管理所有酿酒步骤的电子单元84例如PLC控制。该单元84可作为计时器、执行对用户接口编程和用于阀68、70、78、80的驱动级(参看图5中的箭头)。

[0048] 通过阀80的控制，特别是设计成同时将少量气体释放到外部(即，其具有很小的可控流量以便调节罐62和/或54内的百分之一bar的压力)，单元84能够精确地维持罐62和/或54内的任何特定的计划压力。为此，单元84与测量罐54内的气体压力的压力传感器82接口。

[0049] 酿酒设备50的操作与参照图1-4所述的操作相同，记住以下的对应关系即可：

[0050]

[0051]

[0052]

[0053]

[0054]

[0055]

[0056]

[0057]

[0058] 对于主要步骤简便地重复整体操作。

[0059] 基本上，阀70、68、78的适当驱动允许罐54中蓄积气态发酵产品，以便随后将它们排放到罐62内以使榨渣酒帽58破碎。

[0060] (i)用葡萄汁90充装罐62。

[0061] (ii)在一段时间之后，发酵的葡萄汁90生成一些气体和固体酒帽58。打开阀70，关闭阀68和阀78。因此气体自发涌入罐54。例如使用具有适当的短暂开启-关闭交替的工作循环的循环来调节阀80，以便将两个罐54、62维持在由用户通过对单元84编程所限定的预定压力。这种压力可以是恒定的或遵从所编程的基准趋势，并且对应于葡萄汁90和酒帽58承受的压力。

[0062] (iii)在预定的时间之后，阀70关闭。气体在罐54内的压力作用下保持被截留，同时通过打开设计成甚至耐受猛烈外流的阀68来降低另一个罐62的压力(或排气)。此时，通过阀80，能够将罐54内的压力调节为甚至与前一值不同的值(通过还将压缩空气或其它与过程兼容的气体导入罐54或不导入)。

[0063] (iv)打开阀78并且气体自发流入葡萄汁90，气体在上升的同时与酒帽58互相作用，从而使酒帽58破碎。由于气体压力被调节为对于被处理的葡萄来说为最佳值的精确值，因此可实现葡萄汁与酒帽的最佳相互作用。

[0064] 清楚的是，可通过单元84有利地使每个阶段(i-iv)自动化和/或对其进行编程。这允许设定使酒帽58破碎的周期性的或非周期性的循环，和测试使罐62排气的各种方法。
特别地，可以找出罐54、62内的压力的最佳值和/或该趋势(值和趋势彼此之间也是独立的)，其给出了对于酒而言的最佳结果。图1的设备的情况相同。