RU2834795C1

RU2834795C1 - Hop extractor

Info

Publication number: RU2834795C1
Application number: RU2024113716A
Authority: RU
Inventors: Андрей Иванович Ключников; Дмитрий Анатольевич Казарцев; Дина Васильевна Ключникова
Filing date: 2024-05-21
Publication date: 2025-02-14

Abstract

FIELD: brewing industry.

SUBSTANCE: disclosed is a hop extractor, which includes a housing, pipes for supplying beer, compressed CO₂, supplied solutions and removal of hopped beer and hop pulp, the filtering element is made in the form of a sieve cartridge, characterized by the fact that inside the housing there is a removable mounting plate with holes equidistant along the circumference, in which by means of sealing rings cartridges are installed, containing elastic meshes, held in vertical position by means of holder, number of holes in the plate is selected so that during the deformation of the meshes there is no contact with the nearby cartridges, the ends of the cartridges are fixed in the distributors, each distributor is equipped with a supply line for compressed CO₂ and is combined with a common pipeline, which is connected to a branch pipe with an electromagnetic valve, the distributor is made in the form of a hollow part, on the inner wall of which there are holes for passage of compressed CO₂, located along the circumference and equally spaced from each other.

EFFECT: invention increases efficiency of the extractor due to use of several sieve cartridges and their periodic regeneration without stopping the dry hopping process.

1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к пивоварению, и может быть использовано преимущественно для процесса сухого охмеления пива.The invention relates to the food industry, in particular to brewing, and can be used primarily for the process of dry hopping beer.

Известен экстрактор для растительного сырья, содержащий корпус с патрубками подачи сырья, подачи экстрагента, рециркуляции экстрагента, отвода шрота и отвода мисцеллы, размещенные в корпусе на приводном валу лопастную мешалку и полый фильтрующий элемент, выполненный в виде тела вращения, полость которого сообщена с патрубком отвода мисцеллы (патент РФ №2127752, МПК C11B 1/10, Экстрактор для растительного сырья, авторы: Квасенков О.И., Ломачинский В.А.).An extractor for plant raw materials is known, comprising a housing with branch pipes for feeding raw materials, feeding an extractant, recirculating the extractant, removing meal and removing miscella, a blade mixer placed in the housing on a drive shaft, and a hollow filter element made in the form of a body of revolution, the cavity of which is connected to the branch pipe for removing miscella (RU Patent No. 2127752, IPC C11B 1/10, Extractor for Plant Raw Materials, authors: Kvasenkov O.I., Lomachinsky V.A.).

Недостатком известного экстрактора является сложность конструкции, вызванная необходимостью вращения фильтрующего элемента, а также наличие ультразвука, вызывающего разрушение клеточной структуры при экстрагировании растительного сырья.The disadvantage of the known extractor is the complexity of the design, caused by the need to rotate the filter element, as well as the presence of ultrasound, which causes the destruction of the cellular structure during the extraction of plant materials.

Наиболее близким по технической сущности и результату является установка для сухого охмеления пива, содержащая корпус, с патрубками подачи пива, фильтрующий элемент, выполненный в виде ситового патрона, полость которого сообщена с патрубком отвода охмеленного пива (полезная модель ПМ №187478, МПК С12С 7/24 (2006.01), С12С 7/20 (2006.01), Установка для сухого охмеления пива, авторы: Новикова И.В., Рукавицын П.В., Муравьев А.С.).The closest in technical essence and result is a unit for dry hopping of beer, containing a housing with beer supply pipes, a filter element made in the form of a sieve cartridge, the cavity of which is connected to the pipe for removing hopped beer (utility model PM No. 187478, IPC C12C 7/24 (2006.01), C12C 7/20 (2006.01), Unit for dry hopping of beer, authors: Novikova I.V., Rukavitsyn P.V., Muravyov A.S.).

Недостатком известной установки для сухого охмеления пива является снижение производительности за счет постепенного налипания частиц хмеля на поверхности ситового патрона вследствие увеличения его гидравлического сопротивления.The disadvantage of the known installation for dry hopping of beer is the decrease in productivity due to the gradual adhesion of hop particles to the surface of the sieve cartridge due to the increase in its hydraulic resistance.

Технической задачей изобретения является увеличение производительности хмелевого экстрактора за счет использования нескольких ситовых патронов и проведение периодической их регенерации без остановки процесса сухого охмеления.The technical objective of the invention is to increase the productivity of a hop extractor by using several sieve cartridges and performing their periodic regeneration without stopping the dry hopping process.

Техническая задача достигается тем, что в хмелевом экстракторе, содержащем корпус, патрубки для подачи пива, сжатого диоксида углерода, кислотно-щелочных и дезинфицирующих растворов, патрубки для отвода охмеленного пива и хмелевой пульпы, фильтрующий элемент, выполненный в виде ситового патрона, новым является то, что внутри корпуса содержится съемная установочная плита с равноудаленными отверстиями, расположенными по окружности, в которых при помощи уплотнительных колец герметично установлены ситовые патроны, удерживаемые в вертикальном положении при помощи держателя, количество отверстий в установочной плите выбирают таким образом, чтобы при упругой деформации эластичных сеток не происходил их контакт с близлежащими ситовыми патронами, ситовые патроны содержат эластичные сетки, концы которых жестко закреплены в распределителях, каждый распределитель каждого ситового патрона снабжен подводящей магистралью для сжатого диоксида углерода и объединен общим трубопроводом, который присоединен к патрубку с электромагнитным клапаном, распределитель выполнен в виде полой детали, на внутренней стенке которого имеются отверстия для прохода сжатого диоксида углерода, расположенные по окружности и равноудаленные друг от друга.The technical task is achieved in that in a hop extractor containing a housing, pipes for feeding beer, compressed carbon dioxide, acid-base and disinfectant solutions, pipes for removing hopped beer and hop pulp, a filter element made in the form of a sieve cartridge, what is new is that inside the housing there is a removable mounting plate with equally spaced holes located around the circumference, in which sieve cartridges are hermetically installed using sealing rings, held in a vertical position using a holder, the number of holes in the mounting plate is selected in such a way that during elastic deformation of the elastic nets there is no contact with nearby sieve cartridges, the sieve cartridges contain elastic nets, the ends of which are rigidly fixed in distributors, each distributor of each sieve cartridge is equipped with a supply line for compressed carbon dioxide and is united by a common pipeline, which is connected to a branch pipe with an electromagnetic valve, the distributor is made in the form of a hollow part, on the inner wall of which there are holes for the passage of compressed carbon dioxide, located around the circumference and equidistant from each other.

На фиг. 1 показан общий вид хмелевого экстрактора; на фиг. 2 - стадии работы хмелевого экстрактора.Fig. 1 shows the general view of the hop extractor; Fig. 2 shows the stages of operation of the hop extractor.

Хмелевой экстрактор содержит цилиндроконический корпус 1 (фиг. 1), на боковой поверхности которого содержатся тангенциально расположенные патрубки для подачи пива: верхний 3, средний 4 и нижний 5, а также смотровые окна 10 для визуального наблюдения за процессом. В верхней части корпуса расположен герметично закрываемый люк 2 для загрузки гранулированного хмеля в необходимом количестве, патрубок 8 с неподвижной форсункой для безразборной мойки и дезинфекции кислотно-щелочными и дезинфицирующими растворами, патрубки с электромагнитными клапанами 9 для подвода сжатого диоксида углерода к распределителям 15 ситовых патронов 13.The hop extractor comprises a cylindrical-conical body 1 (Fig. 1), on the side surface of which there are tangentially located pipes for feeding beer: upper 3, middle 4 and lower 5, as well as inspection windows 10 for visual observation of the process. In the upper part of the body there is a hermetically sealed hatch 2 for loading granulated hops in the required quantity, a pipe 8 with a fixed nozzle for in-place cleaning and disinfection with acid-alkaline and disinfectant solutions, pipes with electromagnetic valves 9 for supplying compressed carbon dioxide to distributors 15 of sieve cartridges 13.

В нижней конической части корпуса расположен патрубок 7 для отвода охмеленного пива, прошедшего через ситовые патроны 13 и патрубок 6 для удаления хмелевой пульпы, сбрасываемой с поверхности эластичной сетки в результате пульсационной подачи диоксида углерода в распределители 15 ситовых патронов 13.In the lower conical part of the body there is a branch pipe 7 for removing hopped beer that has passed through the sieve cartridges 13 and a branch pipe 6 for removing hop pulp that is discharged from the surface of the elastic mesh as a result of the pulsating supply of carbon dioxide into the distributors 15 of the sieve cartridges 13.

Внутри корпуса 1 хмелевого экстрактора содержится съемная установочная плита 11 с равноудаленными отверстиями, расположенными по окружности, в которых при помощи уплотнительных колец 12 герметично установлены ситовые патроны 13, удерживаемые в вертикальном положении при помощи держателя 17. Количество отверстий в установочной плите 11 выбирают таким образом, чтобы при упругой деформации эластичных сеток 14 не происходил их контакт с близлежащими ситовыми патронами 13.Inside the housing 1 of the hop extractor there is a removable mounting plate 11 with equally spaced holes located around the circumference, in which sieve cartridges 13 are hermetically installed using sealing rings 12, held in a vertical position using a holder 17. The number of holes in the mounting plate 11 is selected in such a way that during elastic deformation of the elastic nets 14, there is no contact with the adjacent sieve cartridges 13.

Ситовые патроны 13 содержат эластичные сетки 14, концы которых жестко закреплены в распределителях 15. Каждый распределитель 15 каждого ситового патрона 13 снабжен подводящей магистралью для сжатого диоксида углерода и объединен общим трубопроводом 16, который присоединен к патрубку с электромагнитным клапаном 9. Распределитель 15 выполнен в виде полой детали, на внутренней стенке которого имеются отверстия для прохода сжатого диоксида углерода, расположенные по окружности и равноудаленные друг от друга.The sieve cartridges 13 contain elastic nets 14, the ends of which are rigidly fixed in distributors 15. Each distributor 15 of each sieve cartridge 13 is equipped with a supply line for compressed carbon dioxide and is united by a common pipeline 16, which is connected to a branch pipe with an electromagnetic valve 9. The distributor 15 is made in the form of a hollow part, on the inner wall of which there are openings for the passage of compressed carbon dioxide, located along the circumference and equidistant from each other.

Хмелевой экстрактор работает следующим образом.The hop extractor works as follows.

Перед началом работы аппарат тщательно моют и дезинфицируют по определенному алгоритму, поочередно подавая реагенты заданной концентрации и промывную воды при помощи циркуляционного насоса через патрубок 8 с неподвижной форсункой, наносящей растворы на внутренние части корпуса.Before starting work, the device is thoroughly washed and disinfected according to a specific algorithm, alternately supplying reagents of a given concentration and washing water using a circulation pump through a branch pipe 8 with a fixed nozzle that applies solutions to the internal parts of the body.

Возврат моющих и дезинфицирующих растворов в циркуляционный насос осуществляется посредством патрубка 7.The return of cleaning and disinfecting solutions to the circulation pump is carried out through branch pipe 7.

Затем в хмелевой экстрактор с помощью люка 2 загружают заданное количество гранулированного хмеля, после чего люк герметично закрывают. Для удаления кислорода воздуха из внутренних полостей ситовых патронов 13 и корпуса 1 подают в общие трубопроводы 16 сжатый диоксид углерода, используя патрубок с электромагнитными клапанами 9. Вытесненный диоксидом углерода кислород воздуха отводится через патрубок 8. Таким образом осуществляется продувка корпуса хмелевого экстрактора и создается необходимое избыточное давление, предотвращающее выделение растворенной углекислоты из охмеляемого пива.Then, a given amount of granulated hops is loaded into the hop extractor using hatch 2, after which the hatch is hermetically closed. To remove atmospheric oxygen from the internal cavities of the sieve cartridges 13 and the body 1, compressed carbon dioxide is fed into the common pipelines 16 using a branch pipe with electromagnetic valves 9. The atmospheric oxygen displaced by the carbon dioxide is discharged through branch pipe 8. In this way, the hop extractor body is purged and the necessary excess pressure is created, preventing the release of dissolved carbon dioxide from the hopped beer.

Далее осуществляют подачу пива при помощи мембранного насоса в средний тангенциально расположенный патрубок 4 в количестве, равном суммарному количеству пива, прошедшего через ситовые патроны 13. Тангенциальное расположение патрубков 3, 4 и 5 позволяет обеспечить вращательное движение пива с гранулами хмеля, тем самым, позволяет увеличить продолжительность контакта и создать необходимые условия для перемешивания хмеля и жидкости.Next, beer is supplied using a membrane pump into the middle tangentially located branch pipe 4 in an amount equal to the total amount of beer that has passed through the sieve cartridges 13. The tangential arrangement of branch pipes 3, 4 and 5 allows for the rotational movement of beer with hop granules, thereby increasing the duration of contact and creating the necessary conditions for mixing hops and liquid.

Для усиления эффекта перемешивания хмеля и обрабатываемого пива циркуляцию входящего напитка осуществляют поочередно через тангенциально расположенные патрубки 3 и 5.To enhance the effect of mixing hops and processed beer, the circulation of the incoming beverage is carried out alternately through tangentially located pipes 3 and 5.

Вначале процесса охмеления циркуляцию пива осуществляют только через патрубок 4. В этот момент гранулы хмеля еще сохраняют свою целостность, достаточно хорошо отбрасываются центробежной силой на периферийную область корпуса, где эффективно контактируют с пивом. Охмеленное пиво, прошедшее ситовые патроны 13 с эластичной сеткой 14, отводится из корпуса хмелевого экстрактора в танк для повторной циркуляции.At the beginning of the hopping process, the beer is circulated only through the branch pipe 4. At this point, the hop granules still retain their integrity and are thrown quite well by centrifugal force to the peripheral area of the housing, where they effectively contact the beer. The hopped beer, having passed through the sieve cartridges 13 with the elastic mesh 14, is discharged from the housing of the hop extractor into the tank for repeated circulation.

По мере размягчения гранул хмеля увеличивается количество мелких частиц, на которые действует меньшая центробежная сила, из-за чего зона охмеления постепенно смещается с периферии в центральную область с ситовыми патронами 13. Для усиления эффекта циркуляции подача пива осуществляется поочередно через патрубки 3 и 5. Момент переключения подачи пива производят по визуальному состоянию гранул хмеля, наблюдаемому при помощи смотровых окон 10.As the hop granules soften, the number of small particles increases, which are subject to a smaller centrifugal force, due to which the hopping zone gradually shifts from the periphery to the central area with sieve cartridges 13. To enhance the circulation effect, beer is supplied alternately through pipes 3 and 5. The moment of switching the beer supply is determined by the visual condition of the hop granules, observed using viewing windows 10.

В процессе охмеления (фиг. 2) количество мелких частиц увеличивается настолько, что они начинают постепенно накапливаться на поверхности ситовых патронов 13, приводя к увеличению гидравлического сопротивления охмеленного пива, проходящего во внутреннюю полость ситовых патронов 13. Для восстановления первоначальной пропускной способности ситового патрона через общий трубопровод 16 обеспечивают кратковременную подачу сжатого диоксида углерода в распределители 15 ситового патрона 13 через патрубок с электромагнитным клапаном 9. За счет увеличения избыточного давления во внутренней полости ситового патрона 13 возникает обратный ток газожидкостного потока, который стремясь выйти наружу, растягивает эластичную сетку 14. Растяжение эластичной сетки 14 происходит до некоторого значения ее предела упругости, после чего она снова возвращается в исходное состояние. В этот момент с поверхности эластичной сетки удаляются частица хмеля, восстанавливая таким образом, первоначальную пропускную способность ситового патрона 13. Частицы хмеля, сбрасываемые таким образом, снова увлекаются вращающимся потоком пива, тем самым увеличивается продолжительность их повторного осаждения на поверхности ситовых патронов 13. Такая регенерация может осуществляться для каждого ситового патрона 13 индивидуально, т.е. без остановки процесса охмеления.During the hopping process (Fig. 2), the amount of small particles increases so much that they begin to gradually accumulate on the surface of the sieve cartridges 13, leading to an increase in the hydraulic resistance of the hopped beer passing into the internal cavity of the sieve cartridges 13. To restore the initial throughput capacity of the sieve cartridge, a short-term supply of compressed carbon dioxide is provided through the common pipeline 16 to the distributors 15 of the sieve cartridge 13 through the branch pipe with the electromagnetic valve 9. Due to the increase in excess pressure in the internal cavity of the sieve cartridge 13, a reverse flow of gas-liquid flow occurs, which, trying to get out, stretches the elastic mesh 14. The stretching of the elastic mesh 14 occurs to a certain value of its elastic limit, after which it again returns to its original state. At this point, hop particles are removed from the surface of the elastic mesh, thus restoring the original throughput capacity of the sieve cartridge 13. Hop particles, dropped in this way, are again carried away by the rotating flow of beer, thereby increasing the duration of their repeated deposition on the surface of the sieve cartridges 13. Such regeneration can be carried out for each sieve cartridge 13 individually, i.e. without stopping the hopping process.

Осуществив, таким образом, поочередную регенерацию всех ситовых патронов 13 продолжают охмеление до достижения желаемого результата.Having thus carried out the successive regeneration of all sieve cartridges 13, hopping continues until the desired result is achieved.

Закончив процесс охмеления, подачу продукта в патрубки 3 и 5 прекращают, стягивают оставшееся в корпусе 1 хмелевого экстрактора пиво, плавно сбрасывают давление до атмосферного. Затем открывают люк 2 и струей воды смывают хмелевую пульпу с поверхности ситовых патронов 13 и корпуса 1, удаляя ее через патрубок 6. После чего повторяют процессы аналогично описанным выше.Having completed the hopping process, the product supply to pipes 3 and 5 is stopped, the beer remaining in the hop extractor housing 1 is drawn off, and the pressure is gradually released to atmospheric pressure. Then hatch 2 is opened and the hop pulp is washed off the surface of sieve cartridges 13 and housing 1 with a stream of water, removing it through pipe 6. After which the processes are repeated similarly to those described above.

Предлагаемая конструкция хмелевого экстрактора позволяет обеспечить:The proposed design of the hop extractor allows for:

- высокий диапазон производительности по охмеляемому пиву за счет возможности установки в корпусе большего диаметра нескольких ситовых патронов различной длины;- high range of productivity for hopped beer due to the possibility of installing several sieve cartridges of different lengths in a larger diameter body;

- высокую эффективность охмеления за счет поочередной регенерации ситовых патронов пульсирующим обратным током газожидкостной смеси без остановки процесса охмеления;- high efficiency of hopping due to the sequential regeneration of sieve cartridges by a pulsating reverse flow of gas-liquid mixture without stopping the hopping process;

- интенсивное перемешивание хмелевых частиц и охмеляемого пива за счет тангенциально расположенных патрубков, подключаемых в зависимости от состояния хмелевых гранул;- intensive mixing of hop particles and hopped beer due to tangentially located pipes, connected depending on the condition of the hop granules;

- возможность регулирования степени охмеления пива за счет изменения гидродинамических условий в аппарате и, как следствие, продолжительности контакта хмеля и обрабатываемого продукта.- the ability to regulate the degree of hopping of beer by changing the hydrodynamic conditions in the apparatus and, as a consequence, the duration of contact between hops and the processed product.

Claims

A hop extractor comprising a housing, pipes for feeding beer, compressed carbon dioxide, acid-base and disinfectant solutions, pipes for removing hopped beer and hop pulp, a filter element made in the form of a sieve cartridge, characterized in that inside the housing there is a removable mounting plate with equally spaced holes located along the circumference, in which sieve cartridges are hermetically installed using sealing rings, held in a vertical position using a holder, the number of holes in the mounting plate is selected so that during elastic deformation of the elastic nets there is no contact with nearby sieve cartridges, the sieve cartridges contain elastic nets, the ends of which are rigidly fixed in distributors, each distributor of each sieve cartridge is equipped with a supply line for compressed carbon dioxide and is united by a common pipeline, which is connected to a pipe with an electromagnetic valve, the distributor is made in the form of a hollow part, on the inner wall of which there are holes for the passage of compressed carbon dioxide, located around the circumference and equidistant from each other.