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Automatische Anlage zur kontinuierlichen Vergärung von Most
Die Erfindung bezieht sich auf eine automatische Anlage zur kontinuierlichen Vergärung von Most, dessen ununterbrochene Bewegung in der Gärbehälterbatterie infolge des Kohlensäuregasdruckes in den Gärbehältern erfolgt, die miteinander durch Überlaufrohre verbunden sind, wobei die Batterie ein Gasverteilungssystem besitzt, welches mit einem Schwimmer-Standregler zur Aufrechterhaltung eines MirH destflüssigkeitsniveaus im-in Strömungsrichtung der Flüssigkeit gesehen-ersten Gärbehälter durch Zufuhr von Frischmost und einer Vorrichtung zum Auslass von Kohlensäuregas aus dem ersten Behälter in das System während der Zufuhr von Frischmost versehen ist und wobei ferner der zweite Gärbehälter an seiner Einlassseite ein Rückströmventil,
der letzte Gärbehälter einen Auslass für das vergorene Produkt (Wein) und einen weiteren Auslass für die überschüssige Kohlensäure aufweist.
Der Nachteil derartiger bekannter Anlagen besteht darin, dass sie eine komplizierte Bauart haben und dass sich in den Gärbehältern abgestorbene Hefezellen ansammeln.
Das Ziel der Erfindung ist die Beseitigung dieser Nachteile, demnach eine automatische Anlage zur kontinuierlichen Vergärung von Most zu schaffen, welche eine einfachere Bauart aufweist und die Ansammlung von abgestorbenen Hefezellen in grösseren Mengen in den Gärbehältern unmöglich macht.
Erreicht wird dies erfindungsgemäss dadurch, dass das Gasverteilungssystem einen Sammler darstellt, der mit dem ersten Behälter der Batterie über die Vorrichtung zum Auslass von Kohlensäuregas und mit den übrigen Behältern direkt verbunden ist, wobei der Sammler, am Auslass für die überschüssige Kohlensäure, einen Druckregler hat, der einen konstanten Überdruck erzeugt, und dass die Eintrittsöffnungen für den Gärmoststrom in der Mitte des Bodens des jeweiligen Gärbehälters angeordnet sind.
Nach einem andern Merkmal der Erfindung kann das Ventil der Vorrichtung zum Auslass des Kohlensäuregases am Stock des Schwimmers aufgestellt sein.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispieles, welches in den Zeichnungen schematisch dargestellt ist, näher erläutert. In diesen zeigen Fig. 1 in Ansicht eine automatische Anlage zur Mostvergärung und Fig. 2 ein Auslassventil für Kohlensäuregas mit einem Schwimmerstandregler.
Die automatische Anlage zur Mostvergärung besteht aus 6 bis 8 Gärbehältern (Fig. 1), deren Fassungsvermögen in Abhängigkeit von der erforderlichen Leistung gewählt wird. Die Gärbehälter-l- sind mit Wärmeaustauschmänteln zu versehen.
Alle Gärbehälter-l-sind unten durch einen gemeinsamen Sammler --2-- über Dreiwegehäh- ne -..,'3-- miteinander verbundenj der genannte Sammler --2-- dient zum Überleiten des gärenden Mostes aus einem Gärbehälter in den andern und zu deren Entleerung am Ende der Verarbeitungssaison.
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Oben sind die Gärbehälter durch einen Sammler --4-- zur Ableitung von Kohlensäuregas verbun - den.
Ausserdem ist jeder Gärbehälter mit dem Sammler-2-durch --2-- durch Rohre --5-- verbunden, in denen der gärende Most aus den vorhergehenden in die nachfolgenden Gärbehälter fliesst.
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säuregases, die einen Schwimmer-Standregler aufweist, aufgestellt. In dem zweiten Gärbehälter ist ein Rücklaufventil aufgestellt, welches beim Arbeitszyklus den Rücklauf des gärenden Mostes aus dem zweiten Gärbehälter in den ersten verhindert. Das Oberende des Überlaufrohres --5-- am ersten Gärbehälter ist um 200 mm niedriger angeordnet als bei den übrigen Gärbehältern.
Der letzte Gärbehälter ist mit einem Abflussrohr --9-- ausgestattet, welches durch ein Schwimmerventil --10-- geschlossen wird. Das Schwimmerventil --10-- gestattet es, den fertigen Wein aus dem Gärbehälter auszulassen, es verhindert aber den Austritt des Kohlensäuregases. Der Oberteil des letzten Gärbehälters ist mit einem Schaumbehälter-11-versehen, in dem der Schaum gesammelt wird, der aus den Gärbehältern zusammen mit dem Kohlensäuregas kommt.
Am Ende des Gassammlers ist ein Druckregler --12-- aufgestellt, der einen konstanten Überdruck, bei dem die Gärung erfolgt, reguliert.
Zum Schutze der Anlage bei Ausfall des Druckreglers --12-- ist auf dem Schaumbehälter ein Si- cherheitsventil-13-angebracht.
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--7- zumFeder --17--, einem Gehäuse --18-- mit Ventilsitz --19-- und Stutzen --20--, Deckel --21-- mit Büchse --22--, einem Ventil --23-- mit einer Dichtungsscheibe --24--, einem oberen Scheibenanschlag --25--, sowie einem Ständer --26-- mit Knöpfen "Anlass"--27-- und "Stop"--28--. Der Ven- tilschaft-23-- ist in Form einer Büchse ausgeführt, welche sich in der Büchse --22-- des Dekkels-21-- frei bewegt, während sich in deren Innern der Stock-15-des Schwimmers-14-frei bewegt.
Die Arbeit der Anlage beruht auf dem Prinzip einer automatischen Speisung der Anlage mit Frischmost in Abhängigkeit von der Gärgeschwindigkeit, gesteuert durch die sich bei der Gärung ausscheidende Kohlensäuregasmenge und der weiteren Fortbewegung des gärenden Weinmaterials in die übrigen Behälter im Selbstlauf.
Der Vorgang der Fortbewegung des Mostes in der Anlage bei der sich eingestellt habenden automatischen Arbeitsweise und dem bestimmten Druck erfolgt in zwei Zyklen.
Der erste Zyklus istdieFortbewegung des gärenden Mostes aus dem ersten Behälter in die nachfolgenden, bewirkt durch den Kohlensäureüberdruck im ersten Behälter im Vergleich mit den übrigen Behältern.
Der zweite Zyklus ist das Pumpen einer Frischmostportion in den ersten Gärbehälter.
Die Arbeit der Anlage weist drei Etappen auf : Das Anlassen ; die Arbeit bei der sich eingestellt habenden automatischen Arbeitsweise unter dem vorgegebenen Gärdruck ; die Entleerung der Behälter nach dem Arbeitsschluss.
Das Anlassen der Anlage erfolgt in folgender Weise.
Man pumpt in den ersten Gärbehälter-l-den Most und 100/0 Hefe (volumenmässig). Danach folgt die Ausdauerzeit zum Vergären, wonach der Most gemäss der vorgegebenen Leistung der Anlage bis zur Füllung des zweiten Behälters gefördert wird.
Sobald sich der zweite Behälter gefüllt hat, wird die Vorrichtung --7-- mit dem Schwimmerregler zum Auslass des Kohlensäuregases eingeschaltet ; der Druck wird mit Hilfe des Reglers --12-- reguliert ; die weitere Füllung erfolgt automatisch. Nach der Füllung des letzten Behälters arbeitet die Anlage bei der sich eingestellt habenden automatischen Arbeitsweise unter Druck.
Das sich bei der Arbeit bei der Gärung ausscheidende Kohlensäuregas tritt aus allen Behältern, mit Ausnahme des ersten, durch den Sammler --4--, Schaumbehälter --11-- und Druckregler --12-- in die Atmosphäre hinaus.
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gleich mit den übrigen Behältern erzeugt, durch den der Most durch das Rohr --5--, indem er das Ventil--8-- hochhebt, in den zweiten Behälter gedrückt wird. Ein weiteres Überleiten des Mostes erfolgt infolge eines Standgefälles.
Der Flüssigkeitsstand im ersten Behälter senkt sich, mit ihm zusammen senkt sich der Schwim -
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mer --14-- (Fig. 2) so lange, bis der obere Scheibenanschlag-25-das obere Ende der Büchse des Ventils-23-- berührt hat. Der Flüssigkeitsstand wird sich weiter senken, der Schwimmer bleibt aber stehen, da der Kohlensäuredruck von unten auf das Ventil einwirkt.
Das Ventil öffnet sich, wenn das Summengewicht von Schwimmer --14--, Stock --15-- mit An- schlägen --16, 25-- und Feder --17-- den Kohlensäuredruck auf das Ventil übersteigt. In diesem Mo- ment öffnet sich das Ventil, der Schwimmer senkt sich und der Anschlag --25-- drückt auf den Anlass- knopf-27-.
Der erste Arbeitszyklus wird hiemit abgeschlossen,
Der Knopf --27--" Anlass'schaltet die Pumpe ein, welche die Anlage mit Frischmost speist.
Das Kohlensäuregas tritt durch die Öffnung im Ventilsitz --19- und den Stutzen-20-, in den
Sammler -4-- und dann in die Atmosphäre hinaus.
Der Schaum setzt sich im Schaumbehälter --11-- nieder.
Bei der arbeitenden Pumpe erhöht sich der Moststand in dem ersten Behälter, mit ihm zusammen hebt sich der Schwimmer --14-- und über den Stock-15--, den Anschlag-16-und die Feder --17-- hebt und schliesst das Ventil --23--.
Nachdem sich das Ventil --23 -- geschlossen hat, wird sich der Schwimmer --14-- noch eine Wei- le weiterheben, wobei er die Feder --17-- so lange zusammendrückt, bis der Anschlag --25-- den Knopf --28--"Stop" betätigt und die Pumpe ausgeschaltet ist.
Die Verzögerung beim Ausschalten der Pumpe ist notwendig, damit der Schwimmer --14-- wäh- rend eines bestimmten Zeitabschnitts das Ventil --23-- unterstützt, bis es sich durch den Druck im In- nern des Behälters schliesst. Bei der Abschaltung der Pumpe wiederholt sich der erste Arbeitszyklus.
Das vergärte Weinmaterial, welches in den letzten Gärbehälter gelangt, hebt den Schwim- mer --10--, und das Weinmaterial wird der Anlage entnommen.
Das Kohlensäuregas, das auf seinem Wege mit dem Schaum in den Schaumbehälter --11-- ge- langt, wird vom Schaum getrennt und tritt in die Atmosphäre hinaus ; es ist aber zweckmässiger, das Kohlensäuregas in einem Alkoholfänger, der zur Gewinnung von Alkohol und aromatischen Stoffen dient, zu sammeln.
Der Druckregler --12-- gewährleistet die Gärführung bei einem festgesetzten Optimaldruck.
Nach Abschluss der Weinbereitungssaison werden die Gärbehälter vom Weinmaterial, soweit dieses ausgegoren ist, vom letzten Gärbehälter angefangen, über den Sammler --2-- entleert und sind dann als Lagerbehälter zu verwenden.
Beim Betrieb der Anlage tragen die am Boden der Behälter abgestorbenen Hefezellen durch Autolyse zur Verbesserung der Qualität des Weinrnaterials bei.
Die Anzahl der sich ansammelnden Hefezellen ist nicht gross, da der von unten in der Mitte des Bodens eintretende Gärmoststrom den Überschuss an Hefezellen in die nachfolgenden Behälter hinausführt.
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Automatic system for the continuous fermentation of must
The invention relates to an automatic system for the continuous fermentation of must, the uninterrupted movement of which takes place in the fermentation tank battery as a result of the carbonic acid gas pressure in the fermentation tanks, which are connected to one another by overflow pipes, the battery having a gas distribution system with a float level regulator for maintenance a minimum liquid level in the first fermentation tank, viewed in the direction of flow of the liquid, is provided by supplying fresh must and a device for discharging carbonic acid gas from the first tank into the system while fresh cider is being fed in, and the second fermentation tank also has a non-return valve on its inlet side,
the last fermentation tank has an outlet for the fermented product (wine) and another outlet for the excess carbon dioxide.
The disadvantage of such known systems is that they have a complicated design and that dead yeast cells accumulate in the fermentation tanks.
The aim of the invention is to eliminate these disadvantages, therefore to create an automatic system for the continuous fermentation of must, which has a simpler design and makes the accumulation of dead yeast cells in large quantities in the fermentation tanks impossible.
This is achieved according to the invention in that the gas distribution system represents a collector which is directly connected to the first container of the battery via the device for discharging carbonic acid gas and to the other containers, the collector having a pressure regulator at the outlet for the excess carbonic acid , which generates a constant overpressure, and that the inlet openings for the fermentation must flow are arranged in the middle of the bottom of the respective fermentation container.
According to another feature of the invention, the valve of the device for discharging the carbonic acid gas can be placed on the stick of the swimmer.
The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment which is shown schematically in the drawings. In these, FIG. 1 shows a view of an automatic system for must fermentation and FIG. 2 shows an outlet valve for carbonic acid gas with a level regulator.
The automatic must fermentation system consists of 6 to 8 fermentation tanks (Fig. 1), the capacity of which is selected depending on the required output. The fermentation tanks -l- are to be provided with heat exchange jackets.
All fermentation tanks -1- are connected to one another at the bottom by a common collector --2-- via three-way taps - .., '3-- the mentioned collector --2-- serves to transfer the fermenting must from one fermentation tank to the other and to empty them at the end of the processing season.
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At the top, the fermentation tanks are connected by a collector --4-- for the discharge of carbonic acid gas.
In addition, each fermentation vessel is connected to the collector-2-through --2-- by pipes --5-- in which the fermenting must flows from the previous fermentation vessel into the following fermentation vessel.
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acid gas, which has a float level regulator, set up. A non-return valve is installed in the second fermentation vessel, which prevents the fermenting must from flowing back from the second fermentation vessel into the first during the working cycle. The top of the overflow pipe --5-- on the first fermentation vessel is located 200 mm lower than on the other fermentation vessels.
The last fermentation tank is equipped with a drain pipe --9-- which is closed by a float valve --10--. The float valve --10-- allows the finished wine to be drained from the fermentation tank, but prevents the carbonic acid gas from escaping. The upper part of the last fermentation container is provided with a foam container-11-in which the foam is collected, which comes from the fermentation containers together with the carbonic acid gas.
At the end of the gas collector there is a pressure regulator --12-- which regulates a constant overpressure at which fermentation takes place.
A safety valve -13- is attached to the foam container to protect the system in the event of failure of the pressure regulator --12--.
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--7- to the spring --17--, a housing --18-- with valve seat --19-- and connecting piece --20--, cover --21-- with bushing --22--, a valve - -23-- with a sealing washer --24--, an upper washer stop --25--, and a stand --26-- with buttons "Occasion" - 27-- and "Stop" - 28--. The valve stem-23- is designed in the form of a bushing, which moves freely in the bushing -22- of the lid-21-, while inside the stick-15-of the float-14-moves freely emotional.
The work of the system is based on the principle of an automatic supply of fresh must to the system depending on the fermentation speed, controlled by the amount of carbonic acid gas excreted during fermentation and the further movement of the fermenting wine material into the other containers on its own.
The process of moving the must in the system with the automatic mode of operation that has been set and the specific pressure takes place in two cycles.
The first cycle is the movement of the fermenting must from the first container to the following one, caused by the excess carbonic acid pressure in the first container compared to the other containers.
The second cycle is the pumping of a portion of fresh must into the first fermentation tank.
The work of the plant has three stages: the starting; the work with the set automatic mode of operation under the specified fermentation pressure; emptying the container after the end of work.
The system is started in the following way.
The must and 100/0 yeast (by volume) are pumped into the first fermentation tank. This is followed by the endurance period for fermentation, after which the must is conveyed according to the specified output of the system until the second container is filled.
As soon as the second container has been filled, the device --7-- with the float regulator is switched on to release the carbonic acid gas; the pressure is regulated by means of the regulator --12--; further filling takes place automatically. After the last container has been filled, the system works under pressure in the automatic mode that has been set.
The carbon dioxide gas released during fermentation work exits all containers, with the exception of the first, through the collector --4--, foam container --11-- and pressure regulator --12-- into the atmosphere.
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produced in the same way as the other containers, through which the must is pressed through the pipe --5-- by lifting the valve - 8-- into the second container. Another transfer of the must takes place as a result of a slope.
The liquid level in the first container drops, and the float drops with it -
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mer --14-- (Fig. 2) until the upper disc stop -25- has touched the upper end of the sleeve of the valve -23-. The liquid level will drop further, but the float will stop because the carbonic acid pressure acts on the valve from below.
The valve opens when the total weight of float --14--, stick --15-- with stops --16, 25-- and spring --17-- exceeds the carbonic acid pressure on the valve. At this moment the valve opens, the float lowers and the stop --25-- presses the starter button -27-.
The first working cycle is hereby concluded,
The button --27-- "Starter" switches on the pump which feeds the system with fresh must.
The carbon dioxide gas enters through the opening in the valve seat -19- and the nozzle-20-
Collector -4 - and then out into the atmosphere.
The foam settles in the foam container --11--.
When the pump is working, the must level in the first container rises, with it the float --14-- rises and over the stick-15--, the stop-16- and the spring --17-- rises and closes the valve --23--.
After the valve --23 - has closed, the float --14-- will continue to rise a little further, compressing the spring --17-- until the stop --25-- stops Button --28 - "Stop" is pressed and the pump is switched off.
The delay in switching off the pump is necessary so that the float --14-- supports the valve --23-- for a certain period of time until it closes due to the pressure inside the container. When the pump is switched off, the first working cycle is repeated.
The fermented wine material, which reaches the last fermentation tank, lifts the float --10 - and the wine material is removed from the system.
The carbonic acid gas that reaches the foam container -11- on its way with the foam is separated from the foam and escapes into the atmosphere; but it is more appropriate to collect the carbonic acid gas in an alcohol trap, which is used to extract alcohol and aromatic substances.
The pressure regulator --12-- ensures fermentation is carried out at a set optimum pressure.
At the end of the winemaking season, the fermentation tanks are emptied of the wine material, as long as it has fully fermented, starting with the last fermentation tank, via the collector --2-- and are then used as storage tanks.
When the system is in operation, the yeast cells that have died at the bottom of the container contribute to improving the quality of the wine material through autolysis.
The number of yeast cells that accumulate is not large, as the fermentation must stream entering from below in the middle of the soil leads the excess yeast cells out into the following containers.
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