BG63948B1 - Апарат за ферментация - Google Patents

Abstract

Апаратът е предназначен за винопроизводството. С него се избягва или поне силно се ограничава втвърдяването на покритието от джибри, поддържано постоянно в течно състояние. Апаратът се състои от вана(2), във вътрешността на която има диафрагма, проектирана да задържа мехурчетата газ (11), получени при ферментацията, и да ги освобождава, когато те са достигнали голям размер. Диафрагмата има вдлъбната повърхност, под която издигащите се мехури (11) са временно събрани и продължават да се издигат,след като те изтекат от диафрагмата, изпълнена с газ. По този начин малките мехурчета, които се издигат, се съединяват, за да образуват други, които са по-големи и са в състояние да създадат силни потоци, които непрекъснато смесват отново плаващите джибри.

Description

Област на техниката

Изобретението се отнася до апарат за ферментация, намиращ приложение в хранително-вкусовата промишленост, по-специално при винопроизводството за обработване на шира.

Предшестващо състояние на техниката

От US 4836918 е известен апарат за ферментация, съдържащ вана, подходяща да побира разтвор, подложен на ферментация, с поне един отвор за въвеждане на този разтвор във ваната и с най-малко един отвор за отстраняване на вече ферментиралия разтвор.

Недостатък на известното решение е, че върху джибрите се въздейства механично, което предизвиква от своя страна раздробяването им. По този начин се увеличава количеството на получените остатъци.

Техническа същност на изобретението

Задачата на изобретението е да се създаде апарат за ферментация, при който да се сведе до минимум загубата на материал при производството на шира при сравнително опростена конструкция на апарата.

Задачата е решена с апарат за ферментация, който се състои от вана, в която има разтвор, подложен на ферментация. Ваната има поне един отвор за въвеждане на разтвора, подложен на ферментация, и един отвор за отстраняване на ферментиралия разтвор. Съгласно изобретението апаратът включва най-малко една камера, отворена към дъно на ваната, за акумулиране на ферментационния газ. Камерата е разположена между дъното на ваната и свободна повърхност на ферментиращия разтвор и е проектирана да прегражда временно малки мехурчета газ, генерирани при ферментацията, така че да образува и съответно освобождава мехури с големи размери.

Камерата за акумулиране на ферментационния газ може да бъде разположена във вътрешността на ваната. Съгласно един вариант на изпълнение камерата съдържа най-малко една скосена повърхност с възможност да прегражда и акумулира малките мехурчета газ под нея и да освобождава при препълване мехурите с големи раз мери, веднага след като е напълнена с газ. Скосената повърхност обхваща наклонена повърхност, закрепена неподвижно към вътрешната стена на ваната, и може да бъде конструирана така, че да обхваща повърхност с форма на скосен конус, закрепена неподвижно към вътрешната стена на ваната. Скосената повърхност се събира централно в една тръба, разположена надолу, и има подвижно затварящо средство, оформено да изменя размера на отвора на ваната 2, незает от тази повърхност. Скосената повърхност има периферен елемент с форма на пресечен конус с насочен нагоре връх, ограничен централно от цилиндричен елемент, като между двете повърхности е предвиден контролируем кръгов отвор. Последният има един напълван с въздух тороид за изменение размера на отвора.

Съгласно друг вариант на изпълнение камерата е свързана с външната страна на ваната чрез първо контролируемо свързващо средство, така че да е възможно да се въздейства от външната страна на ваната върху уловения газ.

Възможен е и вариант на апарата, при който той включва поне една втора камера, разположена по-високо от първата камера, така че мехурите с по-големи размери, получени в първата камера и издигащи се, са поне частично преградени от втората камера. В този случай апаратът съдържа второ контролируемо средство, подходящо за свързване на камерата към частта на ваната, разположена над нея. Ваната съдържа, в областта на акумулиращата газ камера, изпускателно средство, позволяващо част от ферментирания разтвор да изтече заедно с джибрите на покритието, изтичащи вследствие на гравитацията. Входящият отвор на изпускателното средство е разположен в областта на отвора на акумулиращата газ камера. Изпускателното средство представлява тръба и има отвор, разположен върху страничната стена на ваната, на височината на акумулиращата газ камера.

Апаратът за ферментация позволява да се подобри експлоатацията на джибрите, като в същото време се намали броят на операциите за това. След като ферментацията завърши, джибрите могат да се отстранят лесно от ваната, като се въздейства върху капака на дъното, предвиден също за отстраняване на остатъците, или още по-просто, те могат да изтекат през тръба, разположена в околността на преградния елемент.

Описание на приложените фигури

Характерни признаци и предимства на настоящото изобретение са разкрити в подробното описание на предпочитаното примерно изпълнение и от приложените фигури, където:

фигура 1 показва схематичен изглед на апарат за ферментация, съгласно настоящото изобретение;

фигура 2 - конструктивен вариант на преграден елемент съгласно фиг. 1;

фигура 3 - друг вариант на преграден елемент съгласно фиг. 1;

фигура 4 - опростен изглед отгоре на преградния елемент съгласно фиг. 1;

фигури 5 и 6 - изглед отгоре на две различни изпълнения на преградния елемент съгласно фиг. 2;

фигура 7 - трети конструктивен вариант на преграден елемент.

Примери за изпълнение на изобретението

Апаратът за ферментация 1 включва вана 2 с дъно 8, която съдържа разтвор 3, подлежащ на ферментация, състоящ се в илюстрования тук пример от вино, шира, джибри и всякакви химически добавки, дрожди или други подобни. Ваната 2 има освен това отвор 4 за въвеждане на разтвора 3, подлежащ на ферментация, а именно пресованото грозде, и отвор 5 за отстраняване на ферментиралия разтвор, а именно виното. Очевидно е, че вкарването на пресованото грозде може също да се извърши чрез директното му подаване през горен отвор 33 на ваната 2.

За предпочитане ваната 2 има обърнато дъно във форма на пресечен конус за улесняване на екстракцията в края на ферментацията на твърдите остатъци, по-специално утайки, джибри 10 и остатъци от грозде 34. В областта на дъното 8 е разположен разтоварващ капак 25, чрез който е възможно да се достигне дъното 8 не само с цел да се отстранят остатъците 30 и джибрите 10, но също, ако е необходимо, да се улесни достъпът във вътрешността на ваната 2 за осъществяване на операции, свързани с поддържането и почистването.

Ваната 2 съдържа във вътрешността си устройство за събиране на ферментационния газ или преграден елемент 7, който е разположен от стената 35 към вътрешностите на ваната 2 и е фиксиран неподвижно към вътрешните стени 35 на ваната 2. Елементът 7 е така оформен, че да образува между долната си част и стените 35 на ваната 2 скосена повърхност, която е в състояние да задържа и улавя малки мехурчета от газ 11, образувани при ферментацията.

Посочената повърхност (фиг. 1) се състои от обърната нагоре повърхност 14 във форма на пресечен конус, външният ръб 26 на която е фиксиран неподвижно към външната повърхност на кръгообразната вана 2.

При използване на преграден елемент към вани с квадратно сечение, преградният елемент трябва да има подходяща за целта повърхност, например във формата на пресечена пирамида.

Следователно, отвор 20, който не е зает от преградния елемент 7, остава отворен в централната зона на ваната 2. През отвора 20 малките мехурчета газ 11 могат да се издигат, без да се засичат от задържащия преграден елемент 7.

Малките мехурчета газ 11, които се издигат по протежение на периферната област на ваната 2, се засичат от камера 27, която е отворена към дъното и е оформена от скосената повърхност, образувана между страничните стени на ваната 2 и долната повърхност на елемента 7. Малките мехурчета газ 11, които се събират в камерата 27, постепенно изпълват свободния обем, докато образуват едно или повече големи мехурчета 36, които съответно освобождават един по един големи мехури 12, образувани от голямо мехурче 38, които (12) след като преминат свободния обем на камерата 27, изтичат през вътрешния й ръб в зоната на отвора 20.

По този начин малките мехурчета газ 11 оформят, по времето на тяхното движение нагоре към повърхността, мехури 12 с по-големи размери, които са в състояние да придвижват непрекъснато покритието 10, образувано от съдържащите се във ваната 2 джибри. Следователно, покритието 10 се вентилира непрекъснато от дъното (от въглеродния двуокис на мехурите 12) и долната му част, в контакт с повърхността на ширата 6, се смесва повторно и отново се потапя в ширата 6, като благоприятства освобождаването на съставките, включително оцветяващите съставки, съдържащи се в покритието 10. Освобождаването засяга цялата повърхност на покритието от джибри 10, тъй като непрекъснатото му смесване го предпазва от втвърдяване. Тъй като нормално покритието 10 не достига до твърдо състояние, отстраняването му, след като веднъж ферментацията е била приключена, може да се осъществи чрез лесното за действане на разтоварващия капак 25, подобно на операцията, извършена за остатъците 30 и остатъците от грозде 34.

Благодарение на действието на големите мехури 12 по време на тяхното движение на издигане в ширата 6, се осъществява също повторно смесване на ферментационния разтвор 3.

За да се повлияе върху ферментацията отвън е възможно, с помощта на тръбите 28 или други подобни, да се свърже камерата 27 към част от ваната 2, която е разположена над преградния елемент 7. Тези тръби, които са снабдени с контролируеми затварящи системи 29, може да се използват не само за бързото отстраняване на газа, съдържащ се във вътрешността на камерата 27, но също и за снабдяването отвън на друг газ, например въздух, с цел да се подпомогне ферментацията. Още повече, тъй като зоната на покритието 10, разположена над преградния елемент 7, може да се повлияе съвсем малко от повторното смесващо действие, поради големите мехури 12, възможността за освобождаване в тези зони на част или цялото съдържание от камерата 27, дава възможност за получаване и в тези зони на оптимално повторно смесващо действие.

При свързване на камерата 27 към частта от ваната 2, която е разположена над преградния елемент, повторното смесване се подсилва, поради ефекта на разширение на газовите мехури, които се забавят, тъй като налягането Р2 в частта от ваната, която е разположена над преградния елемент 7, е по-ниско от налягането Р2, което съществува в камерата 27.

С помощта на тръбите 28 или обикновени кранове 16 е възможно да се свържат два или повече апарати за ферментация, за да се използва, например излишният газ, получен в един от тях, за да се захранят с него другите апарати. Тази операция има голямо предимство, че не се въвежда въздух във ваната, за да се придвижи покритието, фактически въздухът влияе не само на образуването на покритието, но също така и на окисляването на ширата.

Фиг. 2 показва конструктивен вариант на преграден елемент 7. Съгласно този вариант на каскада са разположени два преградни елемента 7,7’ по такъв начин, че мехурите с по-големи размери 12, получени чрез по-долния преграден елемент 7, се подават към преградния елемент 7’, разположен над него. По този начин е възможно да се подобри ефектът на генериране на мехури във вътрешността на големи вани 2.

Преградните елементи, използвани в апарат за ферментация съгласно фиг. 2, се виждат по-ясно на фиг. 5 и 6. Те се състоят главно от преградни елементи във формата на полукръг или полумесец.

Фиг. 3 показва друг конструктивен вариант на преграден елемент 7. Той има периферна зона 21 във форма на пресечен конус, ограничена централно от цилиндричната зона 22. Между двете повърхности е предвиден контролируем кръгов отвор 23, който съдържа напълнен с въздух тороид 24.

Чрез модифициране налягането на напълване на тороида 24 е възможно да се настрои размерът на отвора 23 по много лесен и икономичен начин.

На фиг. 3 е показано също изпускателно средство 37, което позволява ширата 6 и джибрите да изтичат, благодарение на теглото си, след като ферментацията е завършила. Тази конфигурация позволява екстракцията на джибрите без помощта на помпи, вентили или други подобни, за да се придвижат джибрите към крайните преси (непоказани). Тези помощни помпи, освен че увеличават текущите разходи, имат също сериозния недостатък от по-нататъшното раздробяване на джибрите с отрицателните последици по отношение качеството на виното. В действителност е добре известно, че всяка механична операция, извършена по отношение на продукта, води до намаляване качеството на полученото вино.

Затова възможността за екстракция, при която джибрите не се отделят от дъното на ваната, както обикновено се случва, а от една средна височина, която е достатъчна, за да предизвика изтичането им направо към крайните преси, е свързана с предимства както по отношение на цената, така и по отношение на качеството на полученото вино.

Идеалното място за разполагане на входния край на изпускателното средство 37 се намира в областта на отвора 20, тъй като при тази височина, при продължаване на повторното смесване, благодарение на големите, издигащи се мехури 12, джибрите, въпреки че плават върху виното, се смесват непрекъснато отново и затова се запазват, поддържат като течност от издигащия се разтвор. Изпразването и разтоварването на джибрите се осигурява и улеснява от течността, която е възможно да се поддържа и е най-определена в областта на отвора 20.

Като алтернатива е възможно да се пред види един широк изпразващ отвор, директно върху страничната стена на ваната на височината на преградния елемент или малко над него. Това решение има конструктивното предимство, че не се изисква инсталиране на тръба във вътрешностите на ваната.

В случая на преградни елементи (фиг. 2) подходящо е отворът да се разполага върху страната, противоположна на тази, върху която е монтиран преградният елемент 7, така че съдържащият се в камерата 27 газ е в състояние да действа, като избутва покритието 10 в посока на разтоварващия отвор. Така се улеснява по-нататък работата по екстракцията.

Възможно е към отвора 20 (фиг. 1) да се придаде подходящо устройство, с възможност да изменя размера на отвора 20, при желание. Това устройство (фиг. 1) може да бъде продължение на повърхността във форма на пресечен конус по посока на имагинерния му връх, като така се увеличава обемът на газа, събран в камерата 27, или може по-просто да се изменя изключително напречното сечение на отвора, без да се увеличава обемът на камерата 27. Във втория случай е добре да се използва устройство, което може да се продължи хоризонтално или нагоре. В резултат на изменението на размера на зоната, в която големите мехури 12 влияят върху покритието 10, ще бъде възможно да се изменя генерирането на големите мехури 12, така че да е възможно да се влияе на размера им по време на използване на апарата.

Друг конструктивен вариант (фиг. 7) има обърнат преграден елемент 7 с форма на пресечен конус, подобен на преградния елемент, показан на фиг. 1, който завършва накрая в тръба с по същество вертикална ос 40, като така образува преграден елемент във форма на тръба, който позволява обхващането на значително количество газ. В този случай е възможно да се използва изпускателно средство, което за предпочитане е насочено надолу под ъгъл, за да се осъществи изтичането на ширата 6. Затова илюстрираното решение позволява да се отстрани или поне ограничи образуването на твърдо покритие и позволява непрекъснатото повторно смесване на покритието с ферментиралата шира и екстракта на джибрите, без помощта на помпи или други подобни. Този последен признак е особено важен и ценен, защото позволява да се ограничи също цената на предвидените съоръжения, свързани към апарата за ферментация.

Като резултат от настоящото изобретение е възможно да се предоставят апарати за ферментация, които имат просто, но ефективно изпълнение и които освен, че са много по-икономични от известните апарати не изискват комплексно или скъпо поддържане. Апаратът съгласно изобретението може да се използва за ферментация не само за производството на вино, но също и за трансформация на други ферментируеми субстанции, например ябълки или други подобни.

Claims (17)

1. Апарат за ферментация, съдържащ вана (2), подходяща да побира разтвор (3), подложен на ферментация, най-малко един отвор (4.33) за въвеждане на разтвора (3), подложен на ферментация, и отвор (5.25) за отстраняване на ферментиралия разтвор (6), характеризиращ се с това, че той съдържа поне една камера (27), отворена към дъно (8) на ваната (2), за акумулиране на ферментационния газ (7), като камерата (27) е разположена между дъното (8) на ваната (2) и свободна повърхност на ферментиращия разтвор (3) и е проектирана да прегражда временно малки мехурчета газ (11), генерирани при ферментацията, така че да образува и съответно да освобождава мехури с големи размери (12).

2. Апарат съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че камерата (27) за акумулиране на ферментационния газ (7) е разположена във вътрешността на ваната (2).

3. Апарат съгласно претенция 2, характеризиращ се с това, че камерата (27) за акумулиране на ферментационния газ (7) съдържа поне една скосена повърхност (13), която има възможност да прегражда и акумулира малките мехурчета газ (11) под нея и да освобождава при препълване мехурите с големи размери (12), веднага след като камерата (27) е напълнена с газ.

4. Апарат съгласно претенция 3, характеризиращ се с това, че скосената повърхност (13) обхваща наклонена повърхност (14), закрепена неподвижно към вътрешната стена (35) на ваната (2).

5. Апарат съгласно претенция 3, характеризиращ се с това, че скосената повърхност (13) обхваща повърхност с форма на скосен конус (14), закрепена неподвижно към вътрешната стена (35) на ваната (2).

6. Апарат съгласно претенция 5, характеризиращ се с това, че скосената повърхност (13) се събира централно в тръба (40), която е разпо ложена надолу.

7. Апарат съгласно претенция 3, характеризиращ се с това, че скосената повърхност (13) има подвижно затварящо средство, оформено да изменя размера на отвор (20) на ваната (2), незает от скосената повърхност (13).

8. Апарат съгласно претенция 3, характеризиращ се с това, че скосената повърхност (13) има периферен елемент (21) с форма на пресечен конус с насочен нагоре връх, ограничен централно от един цилиндричен елемент (22), като между двете повърхности е предвиден контролируем кръгов отвор (23).

9. Апарат съгласно претенция 8, характеризиращ се с това, че контролируемият кръгов отвор (23) има напълван с въздух тороид (24) за изменение размера на отвора (23).

10. Апарат съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че камерата (27) е свързана с външната страна на ваната (2) чрез първо контролируемо свързващо средство (16), така че да е възможно да се въздейства от външната страна на ваната (2) върху уловения газ, както се желае, като се въздейства върху газа да се втича във или да изтича от външната страна на ваната (2).

11. Апарат съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че той съдържа поне една втора камера (27’), разположена по-високо от първата камера (27), така че мехурите с по-големи размери (12), получени в първата камера (27) и издигащи се, са поне частично преградени от втората камера (27’).

12. Апарат съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че той съдържа второ контролируемо средство (19), подходящо за свързване на камерата (27) към частта на ваната (2), раз-

5 положена над нея.

13. Апарат съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че ваната (2) съдържа в областта на акумулиращата газ камера (27), изпускателно средство (37), позволяващо част от ферментирания разтвор (6) да изтече заедно с джибрите на покритието (10).

14. Апарат съгласно претенция 13, характеризиращ се с това, че джибрите на покритието (10) изтичат вследствие на гравитацията.

15. Апарат съгласно претенция 13, характеризиращ се с това, че входящият отвор на изпускателното средство (37) е разположен в областта на отвора (20) на акумулиращата газ камера (27).

16. Апарат съгласно претенция 15, характеризиращ се с това, че изпускателното средство (37) е една тръба.

17. Апарат съгласно претенция 2, характеризиращ се с това, че изпускателното средство (37) има един отвор, разположен върху страничната стена на ваната, на височината на акумулиращата газ камера (27).

Приложение: 7 фигури