Бродильний апарат

1. Бродильний апарат, який має чан (2), придатний для розміщення розчину (3), що підлягає зброджуванню, щонайменше один отвір (4, 33) для уведення розчину (3), що підлягає зброджуванню, отвір (5, 25) для видалення забродженого розчину (6), який відрізняється тим, що, крім того, має призначену для збирання бродильного газу (7) камеру (27), відкриту у бік дна (8) чана (2) і встановлену між дном (8) чана (2) і вільною поверхнею рідини (3), що зброджується, причому камера (27) має конструкцію, яка дозволяє тимчасово затримувати маленькі бульбашки (11) газу, утворені бродінням, і після цього вивільняти бульбашки (12) великого розміру. 2. Бродильний апарат за п. 1, який відрізняється тим, що зазначену камеру (27), призначену для збирання бродильного газу (7), встановлено усередині чана (2). 3. Бродильний апарат за п. 2, який відрізняється тим, що зазначена камера (27) призначена для збирання бродильного газу (7), має щонайменше одну скошену поверхню (13), здатну перехоплювати і накопичувати під нею малі бульбашки (11) газу і при переповненні заповненої камери (27) вивільняти бульбашки (12) більшого розміру. 4. Бродильний апарат за п. 3, який відрізняється тим, що зазначена скошена поверхня (13) має нахилену поверхню (14), жорстко закріплену на внутрішній стінці (35) чана (2). 5. Бродильний апарат за п. 3, який відрізняється тим, що зазначена скошена поверхня (13) має поверхню (14) у формі зрізаного конуса, жорстко закріплену на внутрішній стінці (35) чана (2). 6. Бродильний апарат за п. 5, який відрізняється тим, що зазначена скошена поверхня (13) сходиться до центру у тр убку (40), спрямовану до 2 (19) 1 3 45487 4 ся тим, що зазначений зливний засіб є трубою ся тим, що зазначений зливний засіб являє собою (37). отвір у боковій стінці чана на висоті затримуючої 17. Бродильний апарат за п. 13, який відрізняєтьгаз камери (27). Винахід стосується бродильного апарату, призначеного, зокрема, для використання у винному виробництві для виготовлення вина з мусту. Відомі численні типи бродильних апаратів. Звичайно вони містять щонайменше один резервуар, який називають чаном, з дном у формі перевернутого зрізаного конуса, з отвором для залиття рідини, що має зброджуватись, і зливним краном для збродженої рідини. При виробництві вина з пресованого винограду рідина, що підлягає зброжуванню, являє собою суміш виноградного соку і мезги, тобто усіх твердих частин винограду, а саме шкурки, кісточок і у деяких випадках стеблин. Зброджену рідину називають збродженим мустом або вином. У процесі бродіння твердий плаваючий шар (так звана шапка), що утворюється у вер хній частині чану і верхньою частиною висувається над рідиною, містить різні шари мезги. Він являє собою досить компактну масу, яку необхідно розбивати, щоб уникнути надмірної суцільность наприкінці бродіння і використати його властивості під час просочування рідиною, що зброджується. Шкурка, наприклад, містить речовини, які надають вину кольору, і це особливо важливо, коли використовується виноград, який не дуже легко вивільняє такі речовини. Прикладом такого винограду може бути сорт Sangiovese. Доцільно не залишати шапку просто плавати у рідині, що зброджується, а використати її для підвищення якості вина. Існують бродильні резервуари, які під час спиртового бродіння дозволяють повністю і контрольовано рухати мезгу для полегшення вивільнення забарвлюючих речовин і поліфенолів. Такі резервуари оснащують, зокрема, механічним пристроєм, який має три вали з моторним приводом і лопатями, утворюючими відкритий гвинт, а також має насос, призначений переганяти мезгу у донну частину бродильного чану. Таке рішення, однак, є занадто складним і коштовним. Крім того, механічна дія на шапку створює небажану кількість уламків, які потім осаджуються на дні чану. Серед відомих типів бродильних апаратів є обладнані грабельним конвейєром або гвинтами у верхній частині апарату, призначеними відділяти висун уту над рідиною частину шапки і переносити у донну частину або видаляти її. У інших варіантах шапку, принаймні частково, занурюють пневматичним поршнем у винну мезгу, зменшуючи цим суцільність шапки і подрібнюючи її. Ця операція занурення, яку повторюють двічі або тричі на день, вимагає обережності, оскільки така операція подрібнює мезгу і створює уламки. Занурення можна здійснювати також уведенням стисненого повітря яке рухає і перемішує шапку. Якщо така операція виконується вручну, пер сонал має бути інстр уктований виконувати операцію з певною швидкістю. Уведення надмірної кількості повітря може призвести до значних втрат спирту або, у деяких випадках, сприяти оцтовому бродінню, яке перетворює вино у оцет. З іншого боку, уведення недостатньої кількості повітря уповільнює процес бродіння. Оскільки чан може містити до 3000 - 4000гл, стає зрозумілою важливість і делікатність цих операцій. Будь-які помилкові дії під час операції занурення можуть призвести до втрати значної кількості вина. Усі перелічені відомі рішення мають ту спільну особливість, що вони передбачають механічну дію на шапку, причому тоді, коли вона вже сформувалась і набрала певної суцільності. Така дія сприяє руйнуванню мезги, що породжує надмірну кількість уламків, які, як відомо, можуть надати небажаного смаку і зумовити необхідність додаткових операцій очищення вина. Існує рішення, згідно з яким у великих чанах, де важко виконувати описані операції, застосовують різні пристрої, які обприскуванням переносять на шапку винний муст з чану. Це рішення, хоча і є простим і поширеним, не забезпечує достатнього перемішування усього мусту, оскількі у чані формуються постійні шляхи потоків винного мусту. Воно також вимагає застосування насосів і труб, що вимагає додаткових коштів і може викликати порушення процесу у разі відмов обладнання. Задачею винаходу є усунення зазначених вад існуючих пристроїв шля хом створення бродильного апарату, у якому не використовуються механічні засоби перемішування мезги. Іншою задачею винаходу є поліпшення використання мезги з одночасним зниженням кількості потрібних для цього операцій. Крім того, задачею винаходу є зменшення кількості механічних пристроїв у бродильному апараті і, таким чином, зниження вартості виготовлення і витрат на експлуатацію. Завдяки цьому знижується також кількість відмов обладнання під час процесу бродіння. Нарешті, задачею винаходу є спрощення експлуатації бродильного апарату. Засоби вирішення цих і інших задач визначено у Формулі винаходу. Для вирішення цих задач бродильний апарат згідно з винаходом обладнано затримувачем, призначеним затримувати газові бульбашки, що утворюються у процесі бродіння, і вивільняти їх, коли вони досягають більшого розміру. Затримувач складається з скошеної поверхні, під якою тимчасово накопичуються бульбашки, що піднімаються догори. Бульбашки продовжують підніматись, як тільки вони покидають затримувач, заповнений газом. Отже, малі бульбашки, що піднімаються, об'єднуються, утворюючи більші бульбашки, здатні створити сильні потоки, які постійно перемішу 5 45487 6 ють плаваючу мезгу і, таким чином, можуть відвенакопичуючись у камері 27, поступово її заповнюрнути або щонайменше сильно обмежити усуцільють, доки не утворять одну або більше великих нення шапки. Таким чином, усувається потреба у бульбашок 36. Далі внаслідок переповнення камемеханічних засобах дії на шапку, оскільки остання ри 27 одна з бульбашок 36 вивільняє одну велику не утворюється або, утворившись, не стає суцільбульбашку 12, яка переміщується він внутрішніх ною. кромок до отвору 20. Після закінчення бродіння мезгу можна видаТаким чином, малі бульбашки 11 на шляху лити з чану через отвір у дні, призначений для угор у до поверхні утворюють великі бульбашки 12, видалення осаду, або через трубу, розташовану здатні безперервно ворушити шапку 10 у чані 2, поблизу затримувача. утворену мезгою. Завдяки цьому відбувається Подальші особливості і переваги винаходу набезперервна вентиляція шапки 10 з дна діоксидом ведено у детальному описі необмежуючих втілень карбону бульбашок, причому нижня частина шапки винаходу з посиланнями на креслення, у яких: знаходиться у контакті з винним мустом 6, перефіг. 1 - схематичний вигляд бродильного апамішується і знову занурюється у нього, що сприяє рату згідно з винаходом; вивільненню речовин шапки 10, включаючи забарфіг. 2 - варіант конструкції затримувана з влюючі компоненти. Така дія розповсюджується на фіг. 1; усю поверхню шапки 10, оскільки постійне переміфіг. 3 - інший варіант затримувана з фіг. 1; шування запобігає усуцільненню. Оскільки за тафіг. 4 - спрощений вигляд згори затримувана з ких умов шапка не стверджується, після закінченфіг. 1; ня бродіння її можна видаляти просто через люк фіг. 5, 6 - спрощений вигляд згори двох різних 25, як це роблять з уламками 30 і кісточками 34. втілень затримувана з фіг. 2; Піднімаючись догори через винний муст, велифіг. 7 - третій варіант конструкції затримувана. кі бульбашки 12 також сприяють перемішуванню Бродильний апарат 1 має, зокрема, чан 2 з рідини, що зброджується. дном 8, який містить розчин 3, що підлягає зброДля того, щоб впливати на бродіння з назовні, джуванню і складається з вина, мусту, мезги і можна з'єднати трубами 28 тощо камеру 27 з часбудь-яких хімічних добавок, дріжджів тощо. Чан 2 тиною чану 2, розташованою над затримувачем 7. має отвір 4 для завантаження розчину 3, що підляЦі труби, якщо їх оснастити контрольованими клагає зброджуванню, а саме, пресованого винограду, панами, можна використовува ти не тільки для і отвір 5 для видалення збродженого розчину 6, швидкого видалення газу з камери 27, але й для тобто вина. Пресований виноград можна також того, щоб вводити з назовні інший газ, наприклад, завантажувати безпосередньо через верхній отвір повітря, для прискорення бродіння. Оскільки пе33 чану 2. ремішуюча дія великих бульбашок 12 мало вплиБажано, щоб чан 2 мав дно у формі переверває на ту частину шапки, що знаходиться над занутого зрізаного конуса, що полегшує видалення тримувачем, можливість вивільняти вміст камери твердих залишків, тобто осадів, мезги 10 і виног27 у цих зонах дозволяє оптимізувати перемішурадних кісточок 34 після закінчення збродження. У вання також і у цих зонах. З'єднання камери 27 з дні 8 є вивантажувальний люк 25, через який можчастиною чану 2, розташованою над затримувана не тільки видаляти уламки 30 і мезгу 10, але й чем 7 дозволяє поліпшити перемішування завдяки одержати доступ усередину чану 2 для обслуговурозширюючій дії газових бульбашок, які розширювання і чищення. ються внаслідок того, що тиск Р2 У частиною чану Чан 2 має внутрішній пристрій для збирання над затримувачем нижчий за тиск Р1 у камері 27. бродильного газу або затримувач 7, який простяТрубами 28 або простими кранами 16 можна гається від стінок 35 усередину чану 2 і жорстко з'єднати разом два або більше бродильних апараприкріплений до цих стінок. Затримувач 7 має фотів, щоб, наприклад, надсилати надлишок газу з рму, яка утворює між стінками 35 чану 2 і донною одного такого апарату до інших. Усе це дає ту печастиною затримувача 7 скошену поверхню, здатревагу, що не вимагає уведення повітря для вону захоплювати малі бульбашки бродильного газу рушіння шапки, оскільки повітря фактично впливає 11, що утворюється при бродінні. не тільки на формування шапки, а й на окиснення Ця поверхня (фіг. 1) являє собою поверхню 14 мусту. перевернутого зрізаного конуса, зовнішня кромка На фіг. 2 зображено інше конструктивне втіякого міцно закріплена на зовнішній поверхні круглення затримувана 7, згідно з яким два затримулого чану 2. вані 7 та 7' встановлено каскадом таким чином, що Зрозуміло, що за бажанням затримувач можна бульбашки 12 більшого розміру, утворені у нижвстановити у чані не круглого, а, наприклад, квадньому затримувані 7, надходять до затримувана ратного поперечного перетину. У такому випадку 7', розташованого вище. Це робить більш ефектизатримувач має мати поверхню у формі зрізаної вним утворення бульбашок у великих чанах 2. Запіраміди. Затримувач 7 не закриває отвір 20 у тримувачі фіг. 2 можна бачити на фіг. 5 та 6. Вони центральній зоні чану 2, який залишається відкрискладаються з захоплюючих елементів у формі тим і через який малі газові бульбашки можуть півкола або півмісяця. підніматись угору без затримання затримувачем 7. На фіг. 3 зображено ще один конструктивний Малі бульбашки, що піднімаються поблизу певаріант затримувача 7. Він має периферійну зону риметра чану 2, захоплюються камерою 27, від21 у формі зрізаного конуса і близьку до неї цилінкритою з боку дна і утвореною скошеними поверхдричну зону 22. У утвореному між цими поверхнянями між боковою поверхнею чану 2 і донною ми кільцевому регульованому проміжку 23 встаноповерхнею затримувача 7. Малі бульбашки 11, влено надувний тороїд 24. Змінюючи тиск у тороїді 7 45487 8 24, можна дуже просто змінювати розмір проміжка Такий пристрій міг би, наприклад, бути продов23. Вивідний засіб 37 (фіг. 3) дозволяє зливати женням поверхні конуса у напрямку його вершини, вино 6 і мезгу під дією власної ваги після закінчензавдяки чому можна було б збільшува ти об'єм ня бродіння. Така конструкція дозволяє обійтись газу, зібраного у камері 27, або цей пристрій міг би без насосів, гвинтів тощо для переміщення мезги змінювати лише розмір отвору, не змінюючи об'до кінцевого пресу (не показаного). Такі допоміжні єму камери 27. У іншому варіанті такий пристрій насоси не тільки збільшують вартість апарату і міг би простягатись горизонтально або вертикальексплуатаційні витрати, але й додатково подрібно і тому міг би не тільки змінювати зону дії велинюють мезгу, що має негативні наслідки, оскільки ких бульбашок 12 на шапку 10, але й впливати на це погіршує якість вина. процес утворення великих бульбашок 12, змінююОтже, можливість видаляти мезгу не з дна чачи їх розмір. ну, як це звичайно роблять, а з середньої висоти, Фіг. 7 є ілюстрацією ще одного варіанта консдостатньої для забезпечення вільного перетоку до трукції, який передбачає встановлення затримувакінцевих пресів, надає важливих переваг з точки ча у формі перевернутого зрізаного конуса, подібзору як коштів, так і якості вина. ного до зображеного на фіг. 1, у дні якого Найкращим місцем розташування вхідного встановлено вертикально спрямовану трубку 40, отвору зливного засобу 37 є зона отвору 20, оскіщо створює тр убчастий затримувач, здатний захольки тут завдяки перемішуванню бульбашками 12, плювати велику кількість газу. У такому варіанті мезга добре перемішана з вином і має достатню також можна встановити зливний засіб, нахилений текучість, забезпечену рідиною, що піднімається униз, для зливання мусту 6. Таке рішення дозвоугор у. Таким чином, надійне зливання мезги заляє виключити або щонайменше обмежити утвобезпечено текучістю, яку найлегше підтримувати рення суцільної шапки, забезпечує безперервне саме у зоні отвору 20. перемішування шапки під час бродіння винного Інший варіант передбачає наявність у боковій мусту і дозволяє видаляти мезгу без використання стінці чану отвору належних розмірів на висоті насосів і інших подібних засобів. Остання перевага затримувача або трохи вище. Таке рішення є особливо важлива, оскільки знижує вартість облабільш бажаним, оскільки не вимагає встановлення днання бродильного апарату. труби усередині чану. Таким чином, бродильний апарат згідно з виУ випадку використання затримувачів згідно з находом має просту, але дієздатну конструкцію, фіг. 2 отвір бажано передбачити з боку, протилежяка не тільки є більш економічно вигідною, ніж існого затримувачу 7, завдяки чому дія газу з каменуючі, але й не вимагає складного і коштовного ри 27 буде штовхати шапку у напрямку зливного обслуговування. Такий бродильний апарат може отвору, полегшучи цим операцію зливання. бути використаний не тільки для виготовлення Зрозуміло, що на отворі 20 (фіг. 1) можна вина, але також для перетворення інших продуктів встановити пристрій для зміни розміру отвору. збродженням, наприклад, яблук та ін. 9 45487 ДП «Український інститут промислов ої в ласності» (Укрпатент) вул. Сім’ї Хохлов их, 15, м. Київ , 04119, Україна (044) 456 – 20 – 90 ТОВ “Міжнародний науков ий коміт ет” вул. Артема, 77, м. Київ , 04050, Україна (044) 216 – 32 – 71 10