[发明专利]一种促进酒类陈化的管道式超声处理装置

说明书

技术领域

本发明涉及酒类的陈酿设备及陈酿方法领域，具体来讲是一种促进酒类陈化的管道式超声处理装置和方法。

背景技术

一般而言，新酿制的酒都带有轻微邪杂味，口感粗糙，香味不足，较刺激，欠柔和，此时酒中各成分分子不稳定，分子之间排列混乱，因此需经过一段时间的陈化，使酒中的醇、醛、酸、酯等物质发生一系列氧化，酯化反应以及分子之间的相互缔合，使酒液香味馥郁、口味甘顺、酒味柔和，酒中多种成分之间趋于协调，风味质量得以提高。

酒的传统自然陈化过程缓慢，需要占用大量的贮存容器和占地面积。目前国内一些已公开的关于加速酒类陈化的技术，如专利CN85103017、CN87101743、CN2116697、CN2379480、CN2637352等，其包括了红外线催陈、磁方法催陈、电催陈、高压电磁场催陈以及纳米催陈等方法。

超声波是频率为2×10⁴～10⁷Hz的一系列疏密相间的机械振动波，超声作用于化学反应主要是来源于超声的空化现象。空化是液体中特有的超声物理现象，是液体中由于涡流或超声的物理作用，在某一区域形成局部暂时的负压区，产生空穴或气泡，当它们突然崩溃时会产生激波，在局部微小区域产生很大的压力，把聚集起来的声场能量在极小的空间内迅速释放出来，形成异乎寻常的高温(可达5000K以上)、高压(可达5×10⁷Pa)以及强冲击波和射流等极端的物理条件。超声化学技术目前已广泛应用于化学、化工、医疗、医药，农药等诸多领域，其在食品工业中的应用也越来越受到人们的重视。

超声波在传播过程中，当入射波介质的声阻抗远大于透射波介质声阻抗时，声压反射率趋于-1，透射率趋于0，即声压几乎全反射，无透射，只是反射波声压与入射波声压有180°相位变化。因此入射波同反射波叠加类似驻波，合成声压振幅增大，其中声压值最大的位置为一定频率下超声波在此种介质中传播半波长的整数倍，因此在这些位置时超声作用最为强烈。

近些年来，随着人们对超声作用研究的深入，超声波也由于具有穿透力强，能量大，设备简便无污染等特点，被广泛的运用到各个行业，这其中也包括酒类的人工加速陈化。目前已公开了一些关于超声波处理酒的专利技术，专利CN1254010公开了一种人工快速精制酒的方法及装置，其用超声波处理器对盛放在容器内的酒液进行超声波振动处理，经超声波处理后的酒液流入过滤器过滤，过滤后的酒液流入强磁化处理器进行磁化处理；专利CN101502780公开了一种圆筒管式声液综合功能协同处理器，圆筒管容器的外侧壁布阵设置若干超声波换能器，超声波换能器的超声辐照方向垂直于圆筒管式超容器外侧壁表面，可进行酒类陈化的处理。以上所述专利均可在一定程度上缩短酒类陈化时间，但都无法实现超声波与温度的协同作用。温度对于酒类的陈化十分重要，其对陈化过程中酒类感官品质的变化有很大的影响，且不同酒类陈化所适宜的温度范围也存在较大差异，因此忽略对温度的控制而均在室温下处理会使超声波对酒的处理效果无法达到最优水平。同时，上述专利中酒液接受超声处理的时间短，设备清洗不方便，结构复杂，无法实现连续式处理，加入到工厂中需要对工厂原有生产工序进行较大改动；此外，由于上述专利中酒液与超声换能器直接接触，因此出于安全考虑需加入防爆装置，增加了设备的成本，不适于大规模工业化应用。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述技术所存在的问题，提供一种促进酒类陈化的管道式超声处理装置，该装置结合了超声与温度的协同作用以及超声波自身的传播特性，在控制温度的同时，根据超声波传播参数设计管道的尺寸及安放位置，超声处理强度大，效率高，效果好。

本发明的目的实现所采用的技术方案如下：

一种促进酒类陈化的管道式超声处理装置，其特征在于，包括处理腔体、超声换能器和多层流通管道；所述处理腔体设有进出水口；流通管道位于腔体内，处理腔体的侧面和底面安装有超声换能器，形成超声波发射面，对流通管道中的酒液进行超声处理。

优选地，所述管道的外径、相邻两层管道之间的距离以及管道与超声波发射面的距离均与频率为20～25HZ下超声波在酒中传播半波长的整数倍相同或相近(30～38mm)。本发明所涉及到的管道的距离均是从管道外壁计算。

所述多层流通管道采用盘管式排列，其中盘管式排列是由不同直径的盘管按直径的大小依次套装而成，并由支架固定，且相邻两层盘管之间通过弯管连通。

对于盘管式排列，优选地，所述处理腔体为圆筒型。