Устройство для производства вина

Полезная модель относится к устройствам для виноделия.
Известно устройство для брожения растительного продукта в виде измельченного вещества, которое включает наружный корпус, разделенный, по меньшей мере, разделительной стенкой на две емкости, составляющие первый чан для содержания измельченного вещества и второй сборный чан для газообразных продуктов, образующихся при брожении измельченного вещества, два клапанных устройства и средство регулировки давления. Чаны вертикально расположены один над другим и сообщены двумя системами трубок. Средство регулировки давления представляет собой третье клапанное устройство в виде клапанов, два из которых установлены параллельно на первой системе трубок. Второй чан соединен с датчиком давления, к которому подключен электронный блок информации с запоминающим устройством и запрограммирован регулировать давление в первом чане посредством третьего клапана. Изобретение обеспечивает предотвращение нарушения процесса брожения и высокую точность установления давления внутри чана брожения (см. патент РФ №2509146 С2, МПК C12G 1/02, 2014).
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, относится то, что нет технической возможности управления положением шапки мезги, то есть сбраживания сырья в режимах с плавающей или погруженной шапкой мезги.
Наиболее близким по совокупности признаков является устройство для получения спиртосодержащих напитков, которое состоит из установленного на раме с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси и фиксации цилиндрического резервуара с крышкой и патрубком для выпуска газов брожения. В нижней части резервуара установлен патрубок для подачи сжатого инертного к продукту газа, а крышка с внутренней стороны снабжена кольцевым выступом, на торце которого установлен цилиндрический фильтрующий элемент. Между верхним торцом фильтрующего элемента и крышкой образована замкнутая камера, которая сообщена с патрубком для отвода фильтрата. Между стенкой резервуара и наружными цилиндрическими поверхностями кольцевого выступа и фильтрующего элемента образован кольцевой зазор. Изобретение обеспечивает улучшение качества готового продукта и расширение функциональных возможностей устройства (см. патент РФ №2450048 С1, МПК C12G 1/00, 1/024, 2012), принято за прототип.
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, принятого за прототип, относится то, что невозможно проведение полного цикла сбраживания, сульфитирования, отстаивания, настаивания и фильтрации в одном сосуде, а также контролирование параметров процесса сбраживания, управление перемешиванием сырья и воздействие на шапку мезги.
Проблема при производстве вина состоит в том, что возникла необходимость повышения управляемости технологического процесса при его проведении в одном устройстве (сосуде) за счет повышения уровня автоматизации, с целью получения продукта стабильного качества при масштабировании производства путем увеличения количества сосудов и/или изменения вместимости сосудов.
Технический результат - получение вина стабильного качества при масштабировании бродильного производства от одного до двух и более сосудов и/или изменении вместимости сосудов, за счет повышения уровня автоматизации и управляемости технологического процесса.
Указанный технический результат достигается тем, что устройство для производства вина, содержащее резервуар с крышкой и патрубком для выпуска газов брожения, где в нижней части резервуара установлен патрубок для подачи инертного к продукту сжатого газа, а крышка с внутренней стороны снабжена кольцевым выступом и установлен фильтрующий элемент с образованием камеры между его верхним торцом и крышкой, которая сообщена с патрубком для отвода, дополнительно содержит торцевую обечайку для строповки, обтекаемый кожух, герметичный привод, расходомер, электроклапан, предохранительный клапан, датчик давления, датчик температуры газовой среды, блок управления, патрубки с вентилями, размещенными на крышке, подвижный фильтрующий элемент, содержащий не менее одного встроенного постоянного магнита, плотно перекрывающий наименьшее сечение резервуара и соединенный через самоочищающееся резьбовое соединение с резьбовым шнеком, который соединен с герметичным приводом и закреплен перпендикулярно наименьшему сечению резервуара в кольцевых выступах крышки и днища, направляющую, параллельную резьбовому шнеку, патрубки с вентилями для отбора проб или слива продукта, не менее одного датчика температуры жидкости в середине высоты резервуара, патрубок для подачи, например, двуокиси серы и/или состава на ее основе, не менее одного магниточувствительного датчика для позиционирования подвижного фильтрующего элемента, съемное днище, с внутренней стороны снабженное кольцевым выступом, а с внешней стороны - несколькими опорами, совместимыми с торцевой обечайкой крышки, при этом материалы крышки, резервуара, днища, резьбового шнека и подвижного фильтрующего элемента выбраны из металлов, керамики, стекла, минералов, органических полимеров, растительных и/или древесных материалов.
Описание полезной модели содержит чертежи на фиг. 1-3.
Устройство предназначено для домашнего, мало- и среднетоннажного производства вин, в том числе вин географического наименования. Устройство открывает широкие перспективы для развития экспериментального виноделия и набора статистических данных о влиянии на качество продукта: масштабирования, в том числе высоко автоматизированного производства; режима брожения и перемешивания; состава и дисперсности сырья.
Устройство для производства вина, см. фиг. 1, содержит крышку 1 и резервуар 2 с днищем 3, соединяемые герметично любым известным способом, предпочтительно, клампами и/или фланцами. Крышка 1 содержит торцевую обечайку 4 для строповки и обтекаемый кожух 5 для защиты внешних устройств, к которым относятся: герметичный привод 6, расходомер 7 с электроклапаном 8, предохранительный клапан 9, датчик давления 10, датчик температуры газовой среды 11, блок управления 12. На крышке 1 могут быть дополнительно размещены патрубки с вентилями 13. Крышка 1 с внутренней стороны снабжена кольцевым выступом 14 для разборного крепления резьбового шнека 15 к герметичному приводу 6.
Резервуар 2, в нижней части которого установлен патрубок для подачи сжатого газа 16, например, двуокиси серы и/или состава на ее основе, является корпусом для подвижного фильтрующего элемента 17, плотно перекрывающего наименьшее сечение, например, сечение по диаметру, в случае цилиндрического резервуара. Подвижный фильтрующий элемент 17 имеет по центру самоочищающееся резьбовое соединение 18, совместимое с резьбовым шнеком 15. При этом материалы крышки, резервуара, днища, резьбового шнека и подвижного фильтрующего элемента могут быть выбраны из металлов, керамики, стекла, минералов, органических полимеров, растительных и/или древесных материалов. Резервуар 2 необязательно содержит внутри, по меньшей мере, одну направляющую 19, параллельно резьбовому шнеку 15 для предотвращения проворачивания подвижного фильтрующего элемента 17 вокруг своей оси. На резервуаре 2 могут быть дополнительно размещены патрубки с вентилями 13, которые предназначены для отбора проб или слива продукта. Резервуар 2 содержит снаружи не менее одного датчика температуры жидкости 20 в середине высоты, соединенного с блоком управления 12.
Днище 3 с внутренней стороны снабжено кольцевым выступом 21 для разборного крепления резьбового шнека 15, а с внешней стороны - опорами 22, совместимыми с торцевой обечайкой 4 крышки 1.
Подвижный фильтрующий элемент 17 содержит, по меньшей мере, один встроенный постоянный магнит 23, а резервуар 2 имеет, по меньшей мере, один магниточувствительный датчик 24, соединенный с блоком управления 12, для точного позиционирования подвижного фильтрующего элемента 17.
В качестве неограничивающих примеров конструктивного исполнения резервуара приведены чертежи на фиг. 2 и 3.
Пример цилиндрического резервуара, см. фиг. 2. Типовой лист нержавеющей стали размерами 2500×1250 мм изгибают в цилиндр по стороне 2500 мм и сваривают. По окружности сваривают, например, два таких цилиндра и получают стенку резервуара.
Пример многогранного резервуара, см. фиг. 3. Типовой лист нержавеющей стали размерами 2500×1250 мм изгибают уступами на гибочной машине в «ванну» по стороне 1250 мм. По стороне 2500 мм сваривают, например, две таких «ванны» и получают стенку резервуара.
Форма многогранного резервуара 2 позволяет исключить направляющую 19, поскольку в таком случае проворачивание подвижного фильтрующего элемента 17 вокруг своей оси невозможно.
Работу устройства осуществляют следующим образом, см. фиг. 1.
3
Соединяют резервуар 2 с днищем 3 и устанавливают резьбовой шнек 15 в кольцевой выступ 21. Вносят винное сырье и устанавливают подвижный фильтрующий элемент 17 на резьбовой шнек 15 и направляющую 19. Соединяют резервуар 2 с крышкой 1 и фиксируют резьбовой шнек 15 в кольцевом выступе 14, соединяя его с герметичным приводом 6. Подключают датчик температуры жидкости 20 и магниточувствительный(ые) датчик(и) 24 к блоку управления 12. Производят инициализацию блока управления 12 и фиксируют начальные параметры процесса брожения и положения резьбового шнека 15 и подвижного фильтрующего элемента 17. Осуществляют процесс брожения винного сырья и в динамике фиксируют показания расходомера 7, датчика давления 10, датчика температуры газовой среды 11 и датчика температуры жидкости 20 в блоке управления 12, при этом регулируя давление в сосуде электроклапаном 8 по сигналу блока управления 12. Момент завершения процесса сбраживания в зависимости от требуемой степени готовности продукта определяют по времени, динамике выделения углекислого газа, по достижению остаточного содержания сахаров, по концентрации полифенольных веществ. Через патрубок для подачи сжатого газа 16 вводят в сосуд, например, двуокись серы и/или состав на ее основе, из расчета до 200 мг/дм.
По сигналу блока управления 12 перемещение подвижного фильтрующего элемента 17 герметичным приводом 6 осуществляют со скоростью необходимой, например: для сбраживания сырья в режимах с плавающей или погруженной шапкой мезги; для наиболее полного насыщения сусла экстрактивными компонентами в режиме сбраживания с погруженной шапкой мезги; для настаивания продукта на, например, карамелизованной щепе дуба, размещенной в подвижном фильтрующем элементе 17; для отделения твердых частей от сусла или готового вина. При этом перемещение подвижного фильтрующего элемента 17 герметичным приводом 6 осуществляют вверх или вниз по оси сосуда, контролируя положение подвижного фильтрующего элемента 17 по показаниям магниточувствительных датчиков 24 и/или по числу оборотов резьбового шнека 15, передаваемых герметичным приводом 6 блоку управления 12.
Предлагаемое устройство обеспечивает проведение полного цикла сбраживания, сульфитирования, отстаивания, настаивания и фильтрации в одном сосуде, термостатируемом, предпочтительно, путем погружения в вертикальную заглубленную шахту, а также получение прессовой фракции продукта в том же сосуде без выделения. В одной шахте может одновременно размещаться несколько сосудов.