一种啤酒发酵系统及啤酒发酵控制方法与流程

技术特征：
1.一种啤酒发酵系统，其特征在于，包括：发酵罐，所述发酵罐包括罐体和换热夹套，所述罐体包括由上至下依次连接的封头(1)、筒体(2)和锥底(3)，所述筒体(2)包括上下设置的第一换热部和第二换热部；所述换热夹套包括上段膨胀节夹套(4)和中段膨胀节夹套(5)，所述上段膨胀节夹套(4)套设在所述第一换热部上，所述中段膨胀节夹套(5)套设在所述第二换热部上，所述上段膨胀节夹套(4)和所述筒体(2)外壁面之间形成允许冷媒或者热媒流动的第一换热腔，所述中段膨胀节夹套(5)和所述筒体(2)外壁面之间形成允许冷媒或者热媒流动的第二换热腔；控温组件，所述控温组件包括冷媒罐和热媒罐，所述冷媒罐内设置有冷媒，所述热媒罐内设置有热媒，所述冷媒罐通过冷媒管路与所述第一换热腔和所述第二换热腔连通并形成冷媒回路，所述热媒罐通过热媒管路与所述第一换热腔和所述第二换热腔连通并形成热媒回路，所述冷媒管路上设置有冷媒泵和冷媒阀，所述热媒管路上设置有热媒泵和热媒阀。2.根据权利要求1所述的啤酒发酵系统，其特征在于，所述换热夹套还包括下段米勒板夹套(6)，所述下段米勒板夹套(6)为锥状结构，所述下段米勒板夹套(6)套设在所述锥底(3)上，所述下段米勒板夹套(6)和所述锥底(3)外壁面之间形成允许冷媒或者热媒流动的第三换热腔，所述冷媒罐通过所述冷媒管路与所述第三换热腔连通，所述热媒罐通过所述热媒管路与所述第三换热腔连通。3.根据权利要求2所述的啤酒发酵系统，其特征在于，所述冷媒管路和所述热媒管路均包括进管组和回管组，所述进管组包括进管总管和与所述进管总管的出口同时连通的第一进管支管、第二进管支管和第三进管支管，所述进管总管的进口与所述冷媒罐或者所述热媒罐连通，所述第一进管支管的出口与所述第一换热腔连通，所述第二进管支管的出口与所述第二换热腔连通，所述第三进管支管的出口与所述第三换热腔连通；所述回管组包括回管总管和与所述回管总管的进口同时连通的第一回管支管、第二回管支管和第三回管支管，所述回管总管的出口与所述冷媒罐或者所述热媒罐连通，所述第一回管支管的进口与所述第一换热腔连通，所述第二回管支管的进口与所述第二换热腔连通，所述第三回管支管的进口与所述第三换热腔连通；所述进管总管上设置有所述冷媒泵或者所述热媒泵，所述冷媒阀包括第一冷媒阀、第二冷媒阀和第三冷媒阀，所述第一冷媒阀设置在所述冷媒管路的所述第一进管支管上，所述第二冷媒阀设置在所述冷媒管路的所述第二进管支管上，所述第三冷媒阀设置在所述冷媒管路的所述第三进管支管上，所述热媒阀包括第一热媒阀、第二热媒阀和第三热媒阀，所述第一热媒阀设置在所述热媒管路的所述第一进管支管上，所述第二热媒阀设置在所述热媒管路的所述第二进管支管上，所述第三热媒阀设置在所述热媒管路的所述第三进管支管上；所述第一进管支管、所述第二进管支管和所述第三进管支管上一一对应设置有第一压力传感器、第二压力传感器和第三压力传感器，所述第一回管支管、所述第二回管支管和所述第三回管支管上一一对应设置有第四压力传感器、第五压力传感器和第六压力传感器。4.根据权利要求2所述的啤酒发酵系统，其特征在于，所述发酵罐还包括保温层(7)，所述保温层(7)套设在所述罐体的外部；
所述啤酒发酵系统还包括温度检测机构，所述温度检测机构包括上部温度探头(8)、中部温度探头(9)和下部温度探头(10)，所述上部温度探头(8)的第一探针(801)穿过所述保温层(7)和所述筒体(2)置于所述筒体(2)内部，并用于检测所述第一换热部对应的所述筒体(2)内部的温度，所述中部温度探头(9)的第二探针穿过所述保温层(7)和所述筒体(2)置于所述筒体(2)内部，并用于检测所述第二换热部对应的所述筒体(2)内部的温度，所述下部温度探头(10)的第三探针穿过所述保温层(7)和所述锥底(3)置于所述锥底(3)内部，用于检测所述锥底(3)内部的温度。5.根据权利要求1所述的啤酒发酵系统，其特征在于，所述发酵罐还包括封头附属件和锥底附属件，所述封头附属件包括封头管(11)和供液阀(12)，所述锥底附属件包括锥底管(23)和排污阀(21)；所述啤酒发酵系统还包括洗罐组件，所述洗罐组件包括cip供泵、cip回泵、循环清洗阀、供液管、回流管、循环清洗管和清洗剂罐；所述清洗剂罐内设置有清洗剂，所述封头管(11)的第一端口与所述封头(1)的进液口连通，所述清洗剂罐通过所述供液管与所述封头管(11)的第二端口连通，所述供液阀(12)设置在所述第二端口处，所述cip供泵设置在所述供液管上；所述锥底管(23)的第一口与所述锥底(3)的出液口连通，所述锥底管(23)的第二口通过所述回流管与所述清洗剂罐连通，所述cip回泵设置在所述回流管上，所述排污阀(21)设置在所述第二口处；所述供液管和所述回流管之间连接有所述循环清洗管，所述循环清洗阀设置在所述循环清洗管上。6.根据权利要求5所述的啤酒发酵系统，其特征在于，所述发酵罐还包括筒体附属件，所述筒体附属件包括筒体取样阀(18)，所述筒体取样阀(18)用于从所述筒体(2)内取样，所述锥底附属件还包括锥底取样阀(19)，所述锥底取样阀(19)用于从所述锥底(3)内取样；所述洗罐组件还包括两根筒体取样阀清洗管和一根锥底取样阀清洗管，其中一根所述筒体取样阀清洗管的一端连接在所述封头管(11)的第三端口处，另一端与所述筒体取样阀(18)连通，另一根所述筒体取样阀清洗管用于连通所述筒体取样阀(18)和所述锥底取样阀(19)，所述锥底取样阀清洗管用于连通所述封头管(11)的第四端口和所述锥底取样阀(19)；所述封头附属件还包括排空阀(13)和泄压阀(14)，所述排空阀(13)设置在所述第四端口处，所述泄压阀(14)设置在所述第三端口处。7.根据权利要求5所述的啤酒发酵系统，其特征在于，所述洗罐组件还包括酵母排放冲洗管和酵母排放冲洗阀(22)，所述酵母排放冲洗管的一端与所述锥底(3)内部连通，另一端与所述锥底管(23)的第三口连通，所述酵母排放冲洗阀(22)设置在所述第三口处。8.一种啤酒发酵控制方法，其特征在于，用于控制权利要求2-7中任一项所述的啤酒发酵系统，所述啤酒发酵控制方法包括温度控制工序，所述温度控制工序包括制冷模式，所述制冷模式包括如下步骤：s11、获取啤酒发酵系统所处的发酵阶段，并确定发酵阶段的温度设定值和制冷偏移
值；s12、确定筒体(2)的第一换热部、所述筒体(2)的第二换热部以及锥底(3)中的至少一个为发酵罐内的温控区域；s13、获取温控区域的实时温度，并判断温控区域的实时温度是否大于温度设定值和制冷偏移值的和值；若温控区域的实时温度大于温度设定值和制冷偏移值的和值，则启动冷媒泵，开启冷媒阀，并按照温控区域的进出口压力差调整所述冷媒阀的开度，以使所述第一换热腔、所述第二换热腔和所述第三换热腔内的冷媒量为预设值。9.根据权利要求8所述的啤酒发酵控制方法，其特征在于，所述啤酒发酵控制方法包括压力控制工序，所述压力控制工序包括如下步骤：s21、获取啤酒发酵系统所处的发酵阶段，并确定发酵阶段的压力上限和压力下限；s22、获取所述发酵罐的罐体内的实时压力；判断实时压力是否大于压力上限，若实时压力大于压力上限，则启动泄压阀(14)预设时间，直至实时压力等于压力下限；判断实时压力是否小于压力上限，若实时压力小于压力上限，则关闭所述泄压阀(14)，打开供液阀(12)，并打开连接在所述供液阀(12)上游的co2供阀预设时间，直至实时压力等于压力上限。10.根据权利要求8所述的啤酒发酵控制方法，其特征在于，所述啤酒发酵控制方法包括酵母排放工序，所述酵母排放工序具体包括如下步骤：s31、获取啤酒发酵系统所处的发酵阶段，并确定发酵阶段对应的排前冲洗类型、排前冲洗时间、排前排空时间、单次排放时间、排放次数、排放延时、排后冲洗类型、排后冲洗时间、排后排空时间；s32、进行排前冲洗：s321、按照排前冲洗类型选择冲洗介质；s322、开启酵母排放冲洗阀(22)，cip站提供冲洗介质冲洗，冲洗时长等于排前冲洗时间，同时开启排污阀(21)，排污时长等于排前排空时间；s323、关闭所述酵母排放冲洗阀(22)，并关闭所述排污阀(21)；s33、进行酵母排放：s331、开启设置在锥底(3)的出液口处的锥底阀(20)，开启时间等于单次排放时间；s332、关闭所述锥底阀(20)；s34、进行排后冲洗：s341、按照排后冲洗类型选择冲洗介质；s342、开启所述酵母排放冲洗阀(22)，cip站提供冲洗介质冲洗，冲洗时长等于排后冲洗时间，同时开启所述排污阀(21)，排污时长等于排后排空时间；s343、关闭所述酵母排放冲洗阀(22)，并关闭所述排污阀(21)；s35、按照排放次数重复上述s31、s32、s33和s34。11.根据权利要求8所述的啤酒发酵控制方法，其特征在于，所述啤酒发酵控制方法包括冲洗工序，所述冲洗工序包括如下步骤：s41、选择清洗步骤，并确定清洗步骤对应的总清洗时间、排空阀清洗时间、排空阀清洗
次数、排空阀清洗间歇；s42、选择清洗剂罐，开启清洗剂罐供阀、供液阀(12)和cip供泵，所述清洗剂罐内的清洗剂通过供液管进入罐体内清洗；s43、关闭所述清洗剂罐供阀和清洗剂罐回阀，开启锥底阀(20)、cip回泵和循环清洗阀，所述罐体内的清洗剂通过回流管、循环清洗管和所述供液管回流至所述罐体内进行循环清洗，循环清洗时间等于总清洗时间。12.根据权利要求8所述的啤酒发酵控制方法，其特征在于，在步骤s42中还包括如下步骤：阀体清洗：s421、所述清洗剂罐内的清洗剂依次通过泄压阀(14)、其中一根筒体取样阀清洗管、筒体取样阀(18)、另一根筒体取样阀清洗管和锥底取样阀(19)进入所述锥底(3)内；同时，所述清洗剂罐内的清洗剂依次通过排空阀(13)、锥底取样阀清洗管和所述锥底取样阀(19)进入所述锥底(3)内，阀体清洗时长等于排空阀清洗时间；s422、关闭所述排空阀(13)和所述泄压阀(14)，关闭时长等于排空阀清洗间歇；s423、重复步骤s421和步骤s422，重复次数等于排空阀清洗次数。

技术总结
本发明公开了一种啤酒发酵系统及啤酒发酵控制方法，属于啤酒发酵技术领域。该啤酒发酵系统包括发酵罐和控温组件，发酵罐包括罐体和换热夹套，筒体包括上下设置的第一换热部和第二换热部，第一换热部上套设有上段膨胀节夹套，第二换热部上套设有中段膨胀节夹套，上段膨胀节夹套、中段膨胀节夹套分别和筒体外壁面之间形成第一换热腔和第二换热腔，控温组件用于向第一换热腔和第二换热腔提供冷媒或者热媒。由于上段膨胀节夹套和中段膨胀节夹套均为采用膨胀节工艺加工而成的膨胀节结构，膨胀节结构能够有效地减少了换热夹套内冷媒容量和热媒容量，同时保留较匹配小型发酵罐的换热面积，使得发酵罐控温更加精准，降低制冷惯性和制热惯性。制热惯性。制热惯性。


技术研发人员：王涛 贺立东 刘月琴 钟俊辉
受保护的技术使用者：华润雪花啤酒（中国）有限公司
技术研发日：2021.11.30
技术公布日：2022/2/18