温控发酵容器
阅读：912发布：2020-05-11
专利汇可以提供温控发酵容器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供一种用于 发酵 酿造 物的发酵设备，包括：罐，其具有适合于支持在其中的酿造物的发酵的内部体积；可设定 能量 装置，其布置成分别向罐的内部体积输送能量和从罐的内部体积提取能量；以及 温度 控制器 装置，其用于根据一种或多种操作模式控制可设定能量装置的能量输送和提取的量和时间段，以在罐内达到一定温度，其中操作模式至少包括与发酵结束相关的储存模式，并且在储存模式下的能量设定使得将发酵的酿造物维持在稳定状态。利用设置在酿造物的不同高度的温度 传感器 ，可由对于温度分层的测量检测发酵结束。，下面是温控发酵容器专利的具体信息内容。
1.一种用于发酵酿造物的发酵设备，包括：
罐，所述罐具有内部体积，所述内部体积适合于支持在其中的酿造物的发酵；
可设定能量装置，所述可设定能量装置布置成分别向所述罐的所述内部体积输送能量和从所述罐的所述内部体积提取能量；以及
温度控制器装置，所述温度控制器装置用于根据一种或多种操作模式控制所述可设定能量装置的能量输送和提取的量和时间段，以在所述罐内达到一定温度，其中所述操作模式至少包括与发酵结束相关的储存模式，并且在所述储存模式下的能量设定使得将发酵的酿造物维持在稳定状态。
2.根据权利要求1所述的发酵设备，其中所述操作模式还包括与所述酿造物的发酵相关的发酵模式，并且在所述发酵模式期间，将所述酿造物的温度调节至并基本上保持在预定的发酵模式温度达预定的发酵模式时间段。
3.根据权利要求1或2所述的发酵设备，还包括：
发酵结束检测器，所述发酵结束检测器用于确定所述酿造物的发酵结束，并且其中所述储存模式与所述发酵结束相关，使得在检测到发酵结束之后的预定时间进入所述储存模式。
4.根据权利要求3所述的发酵设备，其中所述发酵结束检测器包括：
第一温度传感器，所述第一温度传感器设置在所述容器的第一高度；以及第二温度传感器，所述第二温度传感器设置在所述容器的第二高度，
并且其中通过测量由所述第一温度传感器感测的温度与由所述第二温度传感器感测的温度之间的差并将所述差与阈值差比较来检测发酵结束。
5.根据权利要求4所述的发酵设备，还包括：
第三温度传感器，所述第三温度传感器用于测量在所述设备外的环境温度。
6.根据权利要求5所述的发酵设备，其中所述环境温度用于设定所述阈值差。
7.根据权利要求5所述的发酵设备，其中在测量由所述第一与第二温度传感器感测的温度之间的差之前，通过所述温度控制器装置将所述环境温度用于改变所述罐内的温度。
8.根据权利要求3至7中任意一项所述的发酵设备，其中所述预定时间近似为48小时。
9.根据权利要求3至8中任意一项所述的发酵设备，还包括：
指示器，所述指示器指示所述发酵结束检测器已确定所述酿造物的发酵结束。
10.根据前述权利要求中任意一项所述的发酵设备，其中所述储存模式下的能量设定使得发酵的酿造物基本上维持在-1摄氏度。
11.根据前述权利要求中任意一项所述的发酵设备，其中所述操作模式还包括在酿造过程开始时与酵母发育相关的酵母发育模式，并且在所述酵母发育模式期间，将所述酿造物的温度调节至并基本上保持在预定的酵母发育模式温度达预定的酵母发育模式时间段。
12.根据权利要求8所述的发酵设备，其中所述酵母发育模式温度近似为24摄氏度，并且所述预定的酵母发育模式时间段近似为12小时。
13.一种利用根据前述权利要求中任意一项所述的用于发酵酿造物的发酵设备的方法，包括：
控制向所述罐的所述内部体积输送或从所述罐的所述内部体积提取的能量；
根据一种或多种操作模式控制能量的量和时间段，以在所述罐内达到一定温度，其中所述操作模式至少包括与发酵结束相关的储存模式，并且在所述储存模式下的能量设定使得发酵的酿造物维持在稳定状态。
14.根据权利要求13所述的方法，还包括：
实现与所述酿造物的发酵相关的发酵模式，在所述发酵模式期间，将所述酿造物的温度调节到预定温度并基本上保持在所述预定温度达预定时间段。
15.根据权利要求13或14所述的方法，还包括：
测量所述酿造物的第一高度的温度与所述酿造物的第二高度的温度之间的差；以及如果温度差大于阈值差，则识别发酵结束。
16.根据权利要求13至15中任意一项所述的方法，还包括：
指示发酵结束。
17.根据权利要求15或16所述的方法，还包括：
在测量温度差之前，应用温度控制脉冲，以改变所述酿造物的温度。
18.根据权利要求15或16所述的方法，还包括：
在测量所述温度差之前去除温度控制。
19.根据权利要求13至18中的任意一项所述的方法，还包括：
在位于所述罐的内基部的部分附近形成冻结的酿造物；以及
通过再加热所述酿造物从所述部分释放所述冻结的酿造物，以便允许所述冻结的酿造物浮动至所述酿造物的顶部，从而便于所述冻结的酿造物的去除。
20.一种基本上如参考附图在此描述的用于发酵酿造物的发酵设备。
温控发酵容器
[0001] 相关申请的交叉引用
技术领域
背景技术
[0004] 包括含酒精的和不含酒精的啤酒的啤酒的酿造成为个人和家居消遣已经很长一段时间。为了迎合初次酿造者，而同时考虑到重复酿造者，存在包含所有相关的配料和指导的套件，以便于啤酒的制造。这种套件由专业店和超市销售点出售。家庭酿造配料套件按照需要通常不包括酿造物将在其中发酵的容器、气锁、龙头、瓶子、盖帽及其他装备。匹配并供应套件与兼容设备的体积中的配料的量，以主要满足家庭酿造市场。家居酿造者获得由各种供应商、同道的酿造者以及在一些情况下由专业酿造者分开销售的设备和入门套件。更认真的家庭酿造者获取最好质量的单独配料、以及可从各种家庭酿造套件厂商获取的各种许多不同的家庭酿造套件、以及替代和补充配料，利用这些来试验并完善家庭酿造产品以满足他们特定的口味的。实际上，当可得到时，一些认真的家庭酿造者获取并使用工业质量的设备。
[0005] 典型的初次家庭酿造者可能倾向于购买家庭酿造设备套件(除配料套件之外)，包括30升的塑料发酵桶、盖与橡胶“O”形圈、龙头、洗涤机与沉淀减少器(sediment reducer)、气锁与橡胶垫圈、温度计、液体比重计以及灌装阀与管道。只要在每次使用之后和在每次使用之前遵循合适的卫生处理程序，就可重复利用这些制品。
[0006] 所有的起动器套件均包含书面指导，并且一些包含视听记录，以帮助这些套件的初次用户。可能需要并且有时在起动器套件中供应诸如瓶子和盖帽的附加制品。
[0007] 这些套件中最大的制品是发酵罐及其相关的通常附有一些类型的密封的盖。发酵罐在其基部还具有用于附接龙头的孔，以便允许液体从罐的排出，并且盖具有适于气锁的装配的孔，该气锁在发酵过程期间允许从发酵罐的体积释放气体。
[0008] 龙头通常为简单的停止旋塞阀，其是通常由食品级材料制成、被预装并且设计为不可拆卸的OEM制品。
[0009] 气锁及其相关的垫圈被装配至发酵罐的盖，以在防止大气气体进入发酵罐的内部的同时，允许在发酵过程期间生成的气体逸出。该设备中的气锁与发酵罐的盖和本体之间的密封一起工作，以确保气体的唯一逸出线路经由气锁，并且还确保大气气体保持在发酵罐外。因此，罐与盖优选地尺寸一致，使得密封实现其主要功能。实际上，家庭酿造者不会总是提供良好工作的密封，这可能允许气体在不流过气锁的情况下逸出。该情况的不合需要的结果是，当实际上发酵仍然正在进行中，但气体经由差的密封逸出时，由于缺少通过气锁的气流，所以酿造者可能认为发酵已停止。发酵结束不正确的确定对于家庭酿造者是普遍的错误。更进一步地，密封变成恰好另一个需要维护和合适的卫生处理的装备元件。
[0010] 所有上述酿造的装备、配料和方法可被家居酿造者得到，但这些酿造者仍普遍生产质量差并且口味差的家庭酿造批料。这可能是由于许多原因中的一个或多个，非详尽的列表包括：发酵结束的不正确确定；温度读数不正确或误读；缺少对基本发酵过程的理解；与时间段发酵过程相关的一个或多个时间段的差的定时，其本身可能由不能持续地乃至时间段地监测发酵过程所引起；不正确的或缺少对维持特定的最低和最高温度的重要性的理解；不能一致地确定和应用在发酵过程期间需要监测的所有各种参数；以及酿造过程禁止一些否则可能期望或收益的人在家庭或非专业的环境中制作他们自己的不含酒精或含酒精的饮料的纯粹的复杂性。
[0011] 通过在此公开的本发明，将与现有设备及它们的使用相关的各种问题减到最少或消除，或者至少提供了替代。
发明内容
[0012] 因此，在本发明的第一方面中，提供一种用于发酵酿造物的发酵设备，包括：
[0013] 罐，其具有适合于支持在其中的酿造物的发酵的内部体积；
[0014] 可设定能量装置，其布置成分别向罐的内部体积输送能量和从罐的内部体积提取能量；以及
[0015] 温度控制器装置，其用于根据一种或多种操作模式控制可设定能量装置的能量输送和提取的量和时间段，以在罐内达到一定温度，
[0016] 其中操作模式至少包括与发酵结束相关的储存模式，并且在储存模式下的能量设定使得将发酵的酿造物维持在稳定状态。
[0017] 操作模式还可包括与酿造物的发酵相关的发酵模式和允许酵母在酿造过程开始时发育的酵母发育模式。
[0018] 该设备还可包括用于确定酿造物的发酵结束的发酵结束检测器，并且其中储存模式与发酵结束相关，使得在检测到发酵结束之后的预定时间进入储存模式。利用设置在容器的第一高度的第一温度传感器和设置在容器的第二高度的第二温度传感器、测量由第一和第二温度传感器感测的温度与由第二温度传感器感测的温度之间的差、并将该差与阈值差比较可以检测发酵结束—如果该差大于阈值差，则检测到发酵结束。
[0019] 还可提供第三温度传感器，用于测量在设备外的环境温度。这在确定要使用的确切的发酵结束检测方法方面可能是重要的—例如，如果环境温度明显不同于酿造温度，则在测量温度差之前可提供加热或冷却脉冲。替代地，可取决于环境温度调节阈值差。
[0020] 在本发明的第二方面中，提供一种利用根据本发明的第一方面用于发酵酿造物的发酵设备的方法，方法包括：
[0021] 控制向罐的内部体积输送或从罐的内部体积提取的能量；
[0022] 根据一种或多种操作模式控制能量的量和时间段，以在罐内达到一定温度，[0023] 其中操作模式至少包括与发酵结束相关的储存模式，并且在储存模式下的能量设定使得将发酵的酿造物维持在稳定状态。
[0024] 该方法还可以包括实现与酿造物的发酵相关的发酵模式，在发酵模式期间，将酿造物的温度调节到预定温度并基本上保持在该预定温度达预定时间段。
[0025] 在一些实施例中，该方法还可包括：
[0026] 测量酿造物的第一高度的温度与酿造物的第二高度的温度之间的温度差；以及[0027] 如果温度差大于阈值差，则识别发酵结束。
[0028] 在本发明的另一方面中，该方法还可包括：
[0029] 在位于罐的内基部的部分附近形成冻结的酿造物；以及
[0030] 通过再加热酿造物从该部分释放冻结的酿造物，以便允许冻结的酿造物浮动至酿造物的顶部，从而便于冻结的酿造物的去除。
[0031] 在本发明的另一方面中，提供一种用于发酵酿造物的发酵设备，包括：
[0032] 罐，其具有适合于支持在其中的酿造物的发酵的内部体积；
[0033] 可设定能量装置，其布置成分别向罐的内部体积输送能量和从罐的内部体积提取能量；以及
[0034] 温度控制器装置，其用于根据一种或多种操作模式控制可设定能量装置的能量输送和提取的量和时间段，以在罐内达到一定温度。
[0036] 该说明书中对任何现有技术的参考不是并且不应被认为是这样的现有技术形成公共常识的一部分的确认或任何形式的建议。
[0037] 以下与作为示例图示本发明的原理的附图一起提供本发明的一个或多个优选实施例的详细说明。虽然结合这样的实施例描述本发明，应理解的是，本发明不局限于任一实施例。相反，本发明的范围仅由所附的权利要求限定，并且本发明包括许多的替代、变型和等同。为了示例起见，在以下的说明中提出了许多的具体细节，以便提供本发明彻底的理解。在没有这些具体细节中的一些或所有具体细节的情况下可根据权利要求实践本发明。为了清楚起见，没有详细描述在与本发明相关的技术领域中已知的技术材料，使得不会不必要地使本发明模糊。
附图说明
[0038] 将参考附图讨论本发明的说明性实施例，其中：
[0039] 图1描绘发酵罐的局部剖视图；
[0040] 图2描绘图1的发酵罐的侧视图；
[0041] 图3A描绘图1的发酵罐的前视图；
[0042] 图3B描绘图1的发酵罐的透视图；
[0043] 图4描绘图1的发酵罐的底视图；
[0044] 图5描绘罐的内部体积以及包括温度传感器的相关功能装置与元件的图形表示；
[0045] 图6描绘控制装置操作界面的图形表示；
[0046] 图7描绘在准备操作的状态下的控制装置操作界面的图形表示；
[0047] 图8描绘发酵设备的控制装置的操作的流程图；
[0048] 图9描绘在操作中的艾尔啤酒(Ale)酿造程序的一系列显示；
[0049] 图10描绘在操作中的储藏啤酒(Lager)酿造程序的一系列显示；
[0050] 图11描绘在操作中的定制酿造程序的一系列显示；
[0051] 图12利用温度和时间标度描绘发酵检测过程的结束；以及
[0052] 图13利用温度和时间标度描绘发酵检测过程的结束。
具体实施方式
[0053] 描述了一种用于发酵酿造物的发酵设备，其仅需要添加用于偏好的酿造结果的配料并为发酵和储存两者设定程序，储存该发酵的酿造物直到从该设备将该发酵的酿造物提取到合适的用于二次发酵的一个或多个容器中。
[0054] 啤酒酿造物的基本配料包括：水、麦芽(或者麦芽膏并包括黑色的、标准的、淡味的、小麦的、琥珀色的)、啤酒花、葡萄糖/糖和酵母。麦芽和酵母的类型决定啤酒的类型，诸如储藏啤酒、艾尔啤酒、烈性啤酒甚至姜汁啤酒。
[0055] 低度啤酒(或者按体积酒精度ABV在2.2％-3.2％的范围内的可接受地低酒精)与较高度啤酒发酵前混合物相比使用更少的糖。具有在3.3％-4.2％ABV范围中的酒精的中浓度酒精的啤酒比低度啤酒使用更多的糖，并比具有高于4.3％ABV的淡高浓度酒精的啤酒使用更少的糖。
[0057] 通常利用所需的发酵前混合物并生成混合物在其内发酵的环境来生产不同的啤酒。使用具有合适尺寸的罐，该罐具有适合于支持在其中的酿造物的发酵的内部体积。向混合物添加合适温度的热水，以开始发酵过程(有时称为对数/延缓期(log/lag period))，并且在该实施例中，布置并定位可设定能量输送装置，以向罐的内部体积输送能量。温度检测和能量输送控制用于控制到罐的内部体积的能量输送的量和时间段。这样，罐的内部温度可维持在期望的温度，这可取决于设备的特定的操作模式而改变。
[0058] 在该实施例中，根据操作的各种“区”或“模式”维持酿造物的温度(术语“区”与“模式”在该说明书中基本上可互换)。在该实施例中，对于每个区将酿造物基本上维持在设定的温度，并且当酿造进行时，酿造从一个区进入下一个区。可简单地基于从对于酿造的开始时间以来经过的时间确定从一个区进入下一个区的时刻。
[0060] 用于酵母发育的区1；
[0061] 用于酿造物的发酵的区2；
[0063] 在该区期间提供储存条件的区4。
[0064] 对于每个区的确切时间和温度可在本发明的范围内改变。例如，在该实施例中，预先设定发酵设备以提供两个不同的发酵程序，一个用于生产艾尔啤酒酿造物且一个用于生产储藏啤酒酿造物的。这些程序中的每个程序为以上的区指定合适的时间和温度。此外，该设备对于更有经验的家庭酿造者允许用户选择设定他们自己的“定制”程序，其中他们可以取决于他们希望生成的酿造物类型为每个区选择它们自己的时间和温度。
[0065] 在由图9、图10和图11帮助说明区的同时，将描述发酵设备的操作，并且在图6和图7中示出在设备上提供的视觉指示的图示。
[0066] 在区1中，使酿造混合物与水达到预定的温度达12小时的时间段，这允许酵母发育。在典型的艾尔啤酒和储藏啤酒的情况下，温度为24℃。该温度对于定制程序可改变。一旦区1结束(即经过12小时)，设备进入区2。
[0067] 在区2中，对于酿造的啤酒类型使酿造物达到特定的温度。取决于酿造物的类型，该温度可以相当大地变化。当通过分析酿造物而检测到发酵结束时，或者在经过预定的时间(例如X天数)之后，区2结束。
[0068] 优选地，通过检测发酵已结束来确定从区2到区3的过渡。因此，设备优选地包括精确确定发酵结束的装置。可以以许多方式测量发酵结束—一种手动方法是测量酿造物的比重并记录该比重何时在大约24小时的时间段内稳定。
[0069] 在该实施例中，通过内部地测量罐的温度(在一个特定的实施例中，发酵中的酿造物的温度)并确定是否出现预定的温度场来确定发酵结束。稍后将在说明书中提供温度场的测量和确定的更多细节。
[0070] 对于典型的艾尔啤酒发酵，在区2(发酵模式)期间的温度通常应为大约20℃至27℃的范围或者在20℃至27℃的范围内。20℃的发酵从区1开始起可能花费7至14天。
[0071] 对于典型的储藏啤酒，在区2期间的温度通常应为大约13℃至18℃的范围或者在13℃至18℃的范围内。13℃的发酵从区1开始起可能花费7至21天。当然，这些值可取决于家庭酿造者特定的偏爱和酿造中的啤酒的类型而改变。
[0072] 对于没检测到发酵结束的情形，该实施例中的设备被编程，以便对于从区1开始起的测量的区2具有最长的时间段。可能由于多种原因检测不到发酵结束，诸如如果酵母由于某种原因为而无活性，环境温度不利地影响传递至发酵中的酿造物的温度或各种其他因素。如果到超时时间段(例如21天)结束时没有检测到发酵结束，则设备被编程为进入区3。
[0073] 在区3期间，在检测到发酵结束之后，将内部温度保持为大约18℃达48小时，或者直到手动关掉该设备(无论哪个首先出现)。在区3期间，优选地利用指示器以向家庭酿造者警告已完成发酵，并且酿造物可用于灌装，这允许可以随后进行的二次发酵。
[0074] 然而，如果在区3期间没有手动地关闭设备或者在提及的48小时之后，则进入区4。如果进入区4，则这通常意味着，即使发酵过程完成，家庭酿造者也没有能够注意灌装他们的酿造物。这可能表明，他们已忘记酿造物，或者他们只不过由于不在(例如疾病或者假期)或者只不过由于缺少时间而不能够注意酿造物。因此，区4为酿造物提供储存模式，以将酿造物维持在稳定状态。
[0075] 因此，在区4期间，迫使发酵的酿造物的温度达到冷固化(例如在该实施例中，-1度C或近似的)。这基本上将酿造物维持在稳定状态，使得酿造物对于在某一将来的时间的人类食用是安全的(不管是否有酿造物的进一步处理)。
[0076] 在图1至5中描绘了根据本发明的实施例的设备。图1是发酵设备10的侧视局部剖视图，发酵设备10包括发酵罐12和盖14。设备的罐包括隔热的基本上垂直的壁16，在罐12的内部体积22的基部20处示出了变型的截头圆锥形突起18。该罐具有内部体积，在该实施例中该内部体积足够容纳至少23升酿造混合物，并在酿造混合物上方具有空间以允许在发酵过程期间产生的大量泡沫容纳在全部内部体积内。把手部分24在图1中被部分地示出，并且在其他附图中被更清楚地示出。能量输送和提取装置21a和相关的热交换器21b也被图形地示出(但与突起18物理地热接触)。稍后将在说明书中描述这些部件的细节。
[0078] 图2示出发酵罐的侧视图，而图3a示出发酵罐的前视图。图3a尤其示出垂直地布置在罐12的外表面上的具有细长形状的观察窗26。分送龙头28位于观察窗26正下方，分送龙头28在如图3b所示的罐的侧面上的透视图中描绘。在图3b中还描绘了观察窗26、在罐的相对侧上重复但未示出的把手部分24以及与盖14相关的把手30。另外在图3b中描绘了通气口32，由与能量输送和能量提取装置21a相关的热交换器21b使用的空气流入和流出该通气口32。
[0079] 图4描绘了发酵罐的底视图。尽管未示出，但罐的外形尺寸大约为405mm的方形，但这仅是指示性尺寸。
[0080] 图5提供罐的内部元件的图形表示，所述内部元件主要为了清楚而不是表示这些元件的精确位置而排列在附图上。主电源插口50适合于各种国际类型的功率，包括240V AC、50Hz插头的澳大利亚类型或还如另一示例的US 110V AC、60Hz。紧邻插口50的是合适的接通/断开开关52，并且还连接有将输入的主电源转换成12V DC的切换模式电源54。遍及装置使用DC功率，以给在设备中的各种装置提供功率。切换模式电源仅仅是合适的功率转换装置的一个示例，其例如可包括具有整流电路和脉动控制的变压器。与该设备相关的许多动力装置中的一个是控制12V DC风扇58的风扇控制元件56，该许多动力装置中的一个或其他可位于设备外壳的外部，但在附图中未示出。经由控制线62由控制装置60提供风扇控制元件的控制(稍后将在说明书中更多地描述控制装置60)；
[0081] 12V DC还被供应至DC功率配电板64，该DC功率配电板64继而向继电器66的输入提供DC，该继电器66通过控制线68由控制装置60控制，以向布置成向罐的内部体积输送能量的至少一个但优选为两个的可设定能量装置70(在图1中称为能量输送和能量提取装置21a)提供功率。罐被图形地描绘成图5所示的内壁70的截面描绘内的体积。
[0082] 在该实施例中，能量输送装置包括两个珀尔帖单体(Peltier cell)(在该实施例中，每个单体均为TEC 1-1270670电装置)。DC功率配电板64继而还经由电力线74向控制装置60提供DC。当然，可设定能量装置可在本发明不同的实施例中变化，并且在其他的实施例中可使用基于压缩机的系统。
[0083] 控制装置60具有多种功能，所述多种功能中的一些由温度传感器Ta76(该温度传感器Ta76是暴露在罐外部的环境条件的环境温度传感器)和T18以及T5(分别位于罐的内部体积18升和5升的水平附近)支持。作为示例提供温度传感器的位置，并且可能有其他的位置。在该实施例中的温度传感器是热电堆，但不同的实施例可以使用不同的温度传感器。通常，选择的热电堆类型优选提供正负0.05℃的精度，优选地在10至24℃的范围内，即使可能有高于和低于给定的温度感测能力范围的范围。当操作参数不需要绝对精度时，可由价格和可用性确定温度传感器的选择。如果要求了传感器的类型(诸如热敏电阻)，则它们应优选地匹配。
[0084] 不同的传感器Ta76、T18和T5用于温度控制和发酵结束检测两者的目的。对于温度控制，T5传感器用作关于酿造温度(对于设备所处的特定的模式(或区))是否比所期望的高或低的基准。取决于由T5传感器测量的温度分别冷却或加热酿造物，以使酿造物更接近期望的温度。
[0085] 为了检测发酵结束，可使用各种方法。然而，对于该实施例，该设备测量由T18和T5测量的温度的差，即该设备比较在酿造物不同的高度处的温度。这利用发酵结束的检测方法，该检测方法公开于以在此公开的本发明的所有者Coopers Brewery Limited的名义的名称为“Brewing Apparatus and Method”的PCT/AU2008/000238(WO2008/101298)。PCT/AU2008/000238(WO2008/101298)的整个说明书由此并入该说明书作为参考。尤其地，已确定的是，一旦发酵完成，则酿造物(诸如啤酒)的温度表现出沿水平层分层的趋势。然而，发酵的活性干扰酿造物分层的趋势。因此，酿造设备包括设置成以便测量在酿造物的第一高度处的温度与酿造物的第二高度处的温度之间的温度差的至少两个温度传感器。当温度差大于阈值差时，识别发酵结束。
[0086] 在该实施例中，温度传感器T5和T18的输出用于确定发酵结束。尤其地，测量T18与T5(在酿造物不同的高度处的温度传感器)之间的温度差并将其作为电压(V0)直接输出，其中电压应用和感测电路应当优选地能够对于传感器T18与T5之间的差达到+或-0.05℃的温度精度。温度的差指示分层温度TSTRAT。由于酿造物在罐内循环(由于发酵的加热效应和靠近罐内的混合物的顶部出现的自然冷却)以及温度遍及罐有效地变得均匀，所以温度差(零附近的TSTRAT)表明发酵正在进行中。然而，如果TSTRAT超过阈值差，则这指示已出现发酵结束。
[0087] 在PCT/AU2008/000238(WO2008/101298)中公开了基于温度差(例如TSTRAT)的测量的各种检测算法进一步的细节。应用的确切检测算法可取决于各种因素而变化，诸如酿造物的类型和环境温度。尤其地，由于可设定能量装置的加热或冷却效应可影响分层，所以可以取决于相对于期望的酿造控制温度的环境温度改变检测算法。例如，可以对于以下情形中的每种情形应用不同的检测算法或对于TSTRAT的不同的阈值：
[0088] ·酿造控制温度比环境温度高得多。
[0089] ·酿造控制温度稍高于环境温度。
[0090] ·酿造控制温度稍低于环境温度。
[0091] ·酿造控制温度比环境温度低得多。
[0092] 检测过程对于所有以上情形可能类似，但温度差和时间的实际值对于每种情形不同，并且检测过程可另外地利用环境和T5传感器之间的比较，以帮助确定与哪种情形相关。在一些情形下，作为发酵结束检测过程的一部分，可由控制装置60临时去除可设定能量装置的加热或冷却效应，或者替代地，可在测量温度差之前应用加热或冷却效应。
[0093] 发酵结束检测用于指示设备准备从区2(发酵模式)进入区3(用于发酵结束)。在该实施例中，设备直到对于发酵结束进行两个连续的肯定(positive)检测才过渡至区
3。此时，还可向酿造者呈现指示，以指示酿造完成，并且酿造物可用于灌装。
3。此时，还可向酿造者呈现指示，以指示酿造完成，并且酿造物可用于灌装。
[0094] 再次转向控制装置60，该装置60具有在图6和7中更详细地示出的相关的显示器。该实施例中的显示器包括专用显示器78和预定的识别标志/按钮80，但显然可以使用其他的显示形式。该实施例中的专用显示器70是具有固定和可变视觉区域的混合的液晶显示器，并且标志/按钮被固定于具有齐平外面的面板，当由程序要求帮助用户操作该设备时，该面板是背光的。标记/按钮包括程序(PROGRAM)按钮82、上和下(UP and DOWN)按钮84、开始酿造(START BREW)按钮86和温度(TEMPERATURE)按钮88。
[0095] 显示器78包括始终显示的程序指示器90，并且在程序指示器下面的指定的程序在合适的时间显示艾尔啤酒(ALE)、储藏啤酒(LAGER)和定制(CUSTOM)，此外在该指示的程序下面的是区指示器区域92。
[0096] 在区指示器区域下方是酿造完成(BREWING COMPLETE)指示器93，用于向用户指示何时酿造完成。如上所述，当检测到发酵结束时，通常将点亮酿造完成指示器93。
[0097] 显示器78还具有数字温度读出92以及该温度控制器指示94，由于在正常操作期间不显示当前温度，所以温度控制器指示94显示设备实际上在加热(HEATING)、冷却(COOLING)和在限值内(IN LIMITS)。以小时和天的形式的数字时间显示器96也可以在显示器78中得到。
[0098] 显示器78在一个程序的操作期间或者在开始酿造之前的设备编程期间每次仅显示该一个程序的细节。在程序运行时，程序以预定的时间段或者当检测到相关的事件(例如发酵结束)时顺序通过发酵过程的每个识别的区。
[0099] 显示器78提供区指示，该区指示在程序的运行期间、或者还在程序的编辑(诸如通过利用该实施例的定制功能，其中用户可手动地编辑特定的区的温度和持续时间)期间视情况而显示当前的区。如上所述，区1表示酵母发育的对数/延缓区，区2是发酵区，而区3指示发酵阶段结束或者已经过预定时间而未检测到发酵结束之后的过程中的点，并且然后进一步指示可开以始灌装。对于区4(储存模式)，该显示器78不提供特定的指示器，但当设备在区4中时，不会照亮区1至3中的任何一个，但酿造完成指示器93将闪烁，以指示发酵结束(如果已经检测到两次发酵结束事件)。如果程序由于超时而从区2进行到区3，则将没有酿造完成指示—如果设备指示区3而非酿造完成，则由于没有检测到发酵结束，所以这可向用户指示潜在的问题。
[0100] 温度指示器被显示成两数位指示器显示值。在该实施例中，向用户显示的值的范围限于范围0℃-40℃。然而，设备可以内部地确定在显示范围外的温度。在定制程序的建立期间，显示器将显示用户已确定的区的设定温度，或者可以当利用上和下按钮调节温度时显示。
[0101] 时间显示器96以两数位天和两数位小时形式示出从酿造开始经过的时间。
[0102] 为了帮助用户了解在各个阶段可得到的功能，通过从背后照亮相关按钮来帮助在特定的状态期间可使用的特定按钮的操作，以便操作者更容易地了解。
[0103] 现在转向图8，该流程图图示了酿造程序的建立过程。通常，这在用户已在罐12中混合了合适的配料之后进行。当首先打开设备时100，缺省程序显示是艾尔啤酒程序102。图7描绘了当打开单元时的用户界面配置。如果用户想开始艾尔啤酒程序(用于艾尔啤酒酿造)，则他们按下开始酿造按钮86。
[0104] 然而，用户可通过接连按下程序按钮82来选择不同的程序。在该实施例中，程序按钮82的下一次按下使程序变成储藏啤酒程序104。如果用户想开始储藏啤酒程序(用于储藏啤酒酿造)，则他们按下开始酿造按钮86。
[0105] 程序按钮82的另一按下允许用户选择定制程序106。在该程序中，用户可以检查所有区的所有温度，并且他们能够改变一些区的温度。这样的过程确保用户已经注意温度设定，或者已经检查温度设定与他们的期望的温度顺序一致。
[0106] 在定制程序中，区1温度被预先设定成24℃，并且点亮区1指示器。如果用户希望调节区1温度，则他们可通过按下下/上按钮84(在可接受的界限内)这样做，这将相应地改变显示的温度。然而，注意到在一些实施例中，设备可能在区1期间不允许温度的调节。在任何情况下，按下程序按钮82前进至呈现区2温度，并点亮区2指示器，并且用户可编辑区2温度。用户可相似地前进并编辑区3温度。最后，按下开始酿造按钮86将开始定制程序，或者再次按下程序按钮82将使用户回到艾尔啤酒程序。
[0107] 如上所述，以下的表格提供用于该实施例的示例程序：
[0108]区1 区2 区3 区4
艾尔啤酒程序 24℃ 20℃ 18℃ ＜4℃
持续时间 12小时 至少5天 2天
储藏啤酒程序 24℃ 13℃ 18℃ ＜4℃
持续时间 12小时 至少5天 2天
定制 缺省 24℃ 20℃ 18℃ ＜4℃
程序 可调节 4℃-24℃ 4℃-24℃ 4℃-24℃ -
艾尔啤酒程序 24℃ 20℃ 18℃ ＜4℃
持续时间 12小时 至少5天 2天
储藏啤酒程序 24℃ 13℃ 18℃ ＜4℃
持续时间 12小时 至少5天 2天
定制 缺省 24℃ 20℃ 18℃ ＜4℃
程序 可调节 4℃-24℃ 4℃-24℃ 4℃-24℃ -
[0109] 一旦用户按下开始酿造按钮，则酿造开始，并且控制装置60将酿造的温度维持在由选择的程序规定的温度(参见以上的表格)。图9至11分别提供艾尔啤酒、储藏啤酒和定制程序的时间线(注意到定制程序的温度时间线可变化，并且在图11中给出的示例仅是说明性的)。
[0110] 在区1期间，设备将温度控制在24℃，并持续12小时。然后，进入区2，并且设备如由程序规定地将温度控制在用于发酵的合适温度。在首先的四天之后，定期地检查不同高度处的酿造物的温度，以检查发酵结束。可以每12或24小时进行检查，并且可以取决于环境温度通过主动加热或冷却酿造物而激发的罐的内容物。在发酵结束的两次连续检测之后，设备过渡至区3。注意到存在超时功能(例如取决于特定的程序或本发明的实施例，在10、14或21天之后)，该超时功能用于即使没有检测到发酵结束也过渡至区3。超时可能因为各种原因出现，诸如酿造物存在问题，或者检测算法或温度传感器存在问题，使得不能精确检测到发酵结束。一旦进入区3，则设备控制温度，以使温度达到18℃，并且一旦达到该温度并且还检测到发酵结束，则点亮酿造完成指示器。这警告酿造者该酿造物准备从罐12去除的事实。
[0111] 然而，如果不去除酿造物并且不关掉设备，则这可表明酿造者由于某种原因不能从罐12去除酿造物。然而，如果不去除酿造物，则酿造物可能腐败。因此，如果设备在区3中达48小时的时间段，则设备进入区4(储存模式)。尽管不存在特定的区4指示器，但酿造完成指示器在过程的该部分期间只有当检测到发酵结束时才闪烁。在区4中，将温度降低至标称地低于4℃的安全储存温度。区4无限地持续，直到按下起动按钮并保持预定的时间段(假定两秒)，这迫使设备到区3的开始或手动地关闭设备。这样，将酿造物维持在稳定状态(在相对低的温度)，这帮助防止酿造物腐败。
[0112] 图12和13是描绘在程序的区期间的酿造温度随时间改变的时间线。图12是基本时间线，以图示重复发酵结束测试循环，直到发酵结束测试为真。在图13中示出更详细的温度曲线，其示出T5和T18传感器的温度时间线以及根据程序的温度设定。在图13所示的示例中，还图示了“探测”实现，由此加热酿造物达时间时间段tPROBE，用于温度升高TPROBE，然后在测量温度TSTRAT(T5与T18之间的温度差)之前允许酿造物逐渐下降达时间段tSETTLE。
[0113] 在图13中，示出了两个发酵结束循环。由于差Δt(TSTRAT)低于分离阈值，所以第一循环示出发酵结束测试为假，然而对于第二循环，由于Δt(TSTRAT)大于分离阈值，所以发酵结束测试为真。
[0114] 区4(或至少的强冷却模式)的实现的一个令人惊讶的优点是其允许酿造者对酿造不同类型的啤酒具有进一步的控制。尤其地，区4(储存模式)可用于生产一般称为博克(bock)啤酒的啤酒，其包括二次发酵之前在发酵的酿造物中的冰的生成，以生产按体积酒精度更浓的啤酒产品。尽管这应该不是设备的典型操作，但其为酿造者提供附加的定制灵活性。酿造者可通过将温度控制设定成强冷却模式(例如像在区4中一样)，使得发酵的酿造物中的至少一些在可设定能量装置周围冻结来生产博克啤酒。然后可从酿造物去除冰(作为发酵的酿造物的一部分，是固态的)。在一个实施例中，通过迫使设备控制酿造物达到较高的温度(例如通过再次进入区3)容易地从罐的内基部部分上的平滑圆顶状结构释放冻结部分—一旦释放冻结部分，其就由于其较低的比重而上升至酿造物的顶部，并能被容易地去除。这将生成更高体积酒精度含量的啤酒。还能够将设备重新设定到区3中，以通过升温对流再悬浮酵母，从而允许啤酒对于在瓶子中的二次发酵具有足够的酵母。
[0115] 设备还优选地满足意外的停电的需要。意外的电源中断事件是常有的，其中电力供应经历当电力供应的电压分别变得比预期的稳定电源更高或更低时出现的中断和降低。
[0116] 当这些情形出现时，可对设备编程，以简单地从电源中断时重新开始。该实施例允许用户从他们对当区1中发酵过程开始时的天和时间的认识确定存在中断(时间显示器将仅示出自区1的开始以来未中断的时间段)。简单的计算将立刻显示中断的时间段是多久-如果中断的时间段是显著的，则显示的经过时间将明显不同于实际的经过时间，这可以用于引起用户注意到供电中断出现的事实。在任何情况下，用户应闻并品尝酿造物，以作出他们自己的酿造物状况的评定(不管任何中断的时间段)。
[0117] 本领域的技术人员应意识到的是，本发明在其使用方面不受描述的特定的应用限制。本发明也不限制于在此描述或描绘的关于特定的元件和/或特征的其优选的实施例。应意识到的是，在不偏离本发明的原理的情况下可作出各种变型。因此，本发明应被理解成包括在其范围内的所有这样的变型。
[0118] 当在该说明书中提到温度时，应意识到的是，该温度不是温度的绝对度量，而是基于温度检测器的精度的相对温度和可能由酿造者最合适地理解的温度，该酿造者基于相同装备中的一种或多种酿造类型的长期使用而对他们自己的酿造设备具有深入的认识。
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