CN103652806B - 一种可回收呼吸热的酱油制曲装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可回收呼吸热的酱油制曲装置，其包括曲池，曲池上设有进风管及排气管，进风管上设有用于加速空气流动的风机，还包括通过其内设的换热器将流经的热或冷空气降温或升温后通过进风管送入曲池的调温柜；与调温柜内设的换热器相连的空气能热泵；用于接收空气能热泵所产生的热水的热水储水箱；所述调温柜设于进风管中段并位于曲池与风机之间，所述热水储水箱通过连通管道与空气能热泵连接，所述空气能热泵通过连通管道与换热器形成水循环。本发明回收制曲过程中产生的生物呼吸热并加以利用，既可调节曲料温度，又可达到节能降耗的目的，是国内外利用空气能热泵对酱油制曲产生的生物呼吸热进行回收及利用的先例。

Description

一种可回收呼吸热的酱油制曲装置
技术领域
本发明涉及一种热回收装置，特别是一种可回收酱油酿造制曲过程中所产生的呼吸热的制曲装置。
背景技术
酱油制曲是酱油酿造的一个重要的环节，是将好气性微生物米曲霉，接种于酱油生产原料上，在曲房内的培养床（曲池）培养约2天的过程。微生物在此过程中大量生长繁殖，产生大量的水解酶系，为下一步的分解发酵生产酱油作准备。在制曲过程中，由于米曲霉的大量生长繁殖，会产生大量的生物呼吸热，这些热量必须及时排走才能保持微生物生长旺盛，否则会因堆积升温而导致“烧曲”，从而影响酱油的品质和质量。现时制曲普遍采用通风带走热量的方式对曲料进行降温，通风带走的热量直接排放于大气中。如果能将制曲过程中的呼吸热量进行回收并储存，便可用在制曲初期的保温或酱油制造的其他需要对物料进行加热的工序，既可节省能源，又可减少排放，保护环境，但国内外暂时没有关于对酱油制曲产生的生物呼吸热进行回收利用的相关报导。
发明内容
本发明的目的是针对现有制曲技术的改进，提供一种能回收制曲过程中所产生的生物呼吸热量，将该热量以热水的形式贮存以备用的酱油制曲装置，其既可调节曲料温度保证曲料质量，又能节能降耗。
为了解决现有技术的问题，本发明包括曲池，曲池设有进风管及排气管，进风管上设有用于加速空气流动的风机；用其内设的换热器将流经的热或冷空气降温或升温后通过进风管送入曲池的调温柜；与上述调温柜内设的换热器相连的空气能热泵；以及，用于接收空气能热泵所产生的热水的热水储水箱；所述调温柜设于进风管中段并位于曲池与风机之间，所述热水储水箱通过连通管道与空气能热泵连接，所述空气能热泵通过连通管道与换热器形成水循环。
所述换热器为空气能热泵的外置热交换器，在需要对曲料进行降温时，其换热介质为冷水，当需要对曲料升温时，其换热介质为热水。
所述换热器为管翅式换热器或板翅式换热器。
所述空气能热泵设有冷水口及热水口，所述冷水口与自来水管连接以向空气能热泵输入自来水，所述热水口通过连接管道与热水储水箱连接。
所述曲池为厚层通风制曲池或圆盘制曲池。
所述曲池设有一顶盖，所述排气管与顶盖的中部相连接。
所述排气管是内径为0.25～0.35米的不锈钢管，其一端通过管壁中夹带钢条的柔性塑料管与曲池的池盖相连，另一端与风机的进风口焊接相连。
所述换热器与空气能热泵之间以及空气能热泵与热水储水箱之间的连通管道上设有用于加快水循环的水泵。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明是在厚层通风制曲系统中，通过增加热回收系统改良通风制曲装置，回收制曲过程中产生的生物呼吸热。这样，一方面可以种用空气能热泵的热量转移作用，对曲料的温度进行调节，保证微生物生长环境，保证生产质量；另一方面对生物呼吸热能的回收并贮存起来，再用于制曲初期物料的升温或酱油制备过程其它需要热水的工序，可节能降耗，起到环保的作用。
本发明是在目前大型酱油生产企业的普遍使用厚层通风制曲工艺的基础上，通过增加热回收系统改良通风制曲装置，回收制曲过程中产生的生物呼吸热，并加以利用，既可以达到调节曲料温度，又能达到节能降耗的目的，是国内外利用空气能热泵对酱油制曲产生的生物呼吸热进行回收及利用的先例。
附图说明
图1是本发明的原理示意图；
图2是本发明的外观结构俯视图；
图3是图2的A-A剖面图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构作详细的解释和说明，但并非是对本发明结构的限定。
本发明是在厚层通风制曲工艺的基础上，通过增加热回收系统改良通风制曲装置，回收制曲过程中产生的生物呼吸热，并加以利用。其在通风制曲装置中增加热回收装置，主要包括通风制曲系统和热能回收及调温系统。通风制曲系统包括风机、调温柜、进风道、曲池（加盖）、回风管。热能回收及调温系统包括空气能热泵、调温柜、热水储存箱。
如图1所示，本发明包括厚层通风曲池1，曲池1连接有进风管2及排气管3，进风管2上设有用于加速空气流动的风机4以及调温柜5。调温柜5可通过其内换热器将吹进调温柜内的热或冷空气降温或升温后通过进风管2送入曲池1。调温柜5内设置换热器，该换热器与空气能热泵6交换热量，空气能热泵6将热量转移到热水中，并储存于热水储水箱7中，热水储水箱7通过连通管道与空气能热泵6连接。
如图2～3，调温柜5内设置的换热器8是将现有空气能热泵的热交换器外置于调温柜内而已，外置的热交换器可连接与曲池的进风管管段上。在需要对曲料进行降温时，换热器内走冷水，即其换热介质为冷水，这样可通过风机，把冷量带进曲池。在制曲初期需要对曲料升温时，换热器内走热水，即其内的换热介质为热水，这样可通过风机，把热量带进曲池。
换热器8可以是管翅式换热器，也可以是板翅式换热器。它通过加装翅片来达到强化传热的目的。在空气能热泵启动前，先将换热器8的内管注满自来水，当热泵停止工作较长时间，可将换热器内管的水排出。在空气能热泵运行过程中，需要给曲料降温时，换热器管内走冷水时，此时换热器8与空气能热泵连接的冷水进水口温度为6～8℃，出水温度为12～15℃。冷水（12～15℃）进入空气能热泵内，通过空气能热泵内压缩机制冷系统的制冷作用，再把冷水降温到6～8℃，然后泵进调温柜内的换热器中进入下一循环的热交换。同时空气能热泵内压缩机制冷系统的把吸收的热量，转移到输入热泵的自来水中，制得热水并贮存起来。
空气能热泵6设有冷水口及热水口，冷水口与自来水管连接以向空气能热泵输入自来水，热水口通过连通管道与热水储水箱7连接。为了加速水的循环，外置换热器与空气能热泵6之间以及空气能热泵6与热水储水箱7之间设有不锈钢离心水泵。
曲池1可以是厚层通风制曲池，或圆盘制曲池。曲池1上设有一顶盖，顶盖的中部与排气管3相连接。曲池底的风道为斜面风道。排气管3是内径为0.25～0.35米的不锈钢管，其一端通过0.4米长的管壁中夹带钢条的柔性塑料管与曲池塑料盖相连，另一端与风机4的进风口焊接相连。
下面通过具体的实施例对本发明的结构作进一步的说明。
实施例1
以厚层通风制曲为例，进行呼吸热回收并加以利用，每次每个曲池的投料量为2吨（以干料计，其中黄豆为1.5吨，面粉为0.5吨）。
厚层通风曲池1的规格为：9000mm×2000mm×1250mm，其内装料量2吨（以干原料计）。设于进风管2上的风机4为F4-72玻璃钢离心风机，功率为5KW，风压1000帕，流量10000m3/小时，转速1450转/分钟。曲池塑料盖连接的排气管3是304不锈钢管，其直径为长5000mm。
曲池1进风口及风机4之间设置调温柜5，调温柜5内部主要是翅式换热器，该管翅式换热器由304不锈钢制成，具有50m2的换热面积，管内水流速为0.5m/s。
本实施例中，空气能热泵的压缩机功率为5HP。不锈钢离心水泵8的流量为3m3/小时。热水储水箱用玻璃纤维缸，外加聚氨酯泡沫塑料保温层，容量为30立方。
实施效果：
每发酵一池曲（2吨干料），发酵一个周期（44小时），放出呼吸热量约为4×109～5×109焦耳，取中间值为4.5×109焦耳。实际的实施效果是每一个发酵周期，可以回收制得约10吨的热水（热水温度75℃，给水温度为25℃）。一个周期共耗电量为155度。在未进行热回收之前，每做一池曲，耗电量为105度。
（1）计算呼吸热回收总量为4.18×103×10×103×（75-25）=2.09×109焦耳，因此热量回收率为（2.09×109）÷（4.5×109）=46.44％。
（2）若回收的热量，以电力来制热，以制热效率为4算，则需消耗电量为：2.09×109÷4÷（3.6×106）=145度。
亦即说，实际上，进行热回收后，每池曲实际耗电增加量为（155-105）=50度。但由于热能的回收，折算为省电量为145-（155-105）=95度。
（3）若回收的热量，以标准煤来算，每吨标准煤相当于29.27×109焦耳，可以节省的标准煤为：
(2.09×109－3.6×106×50)÷29.27×109=0.065吨标准煤。
所以，若在酱油酿造中使用本发明所述装置进行制曲，每池曲（2吨干料）可节约的能量为95度电或0.065吨标准煤。
以上所述仅是本发明的较佳实施案例而已，并非对本发明的结构作任何形式上的限制，故凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术，对以上实施例所作的任何简单修改或等同替换，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种可回收呼吸热的酱油制曲装置，包括有曲池，曲池设有进风管及排气管，进风管上设有用于加速空气流动的风机，其特征在于：还包括
用其内设的换热器将流经的热或冷空气降温或升温后通过进风管送入曲池的调温柜；
与上述调温柜内设的换热器相连的空气能热泵；以及，
用于接收空气能热泵所产生的热水的热水储水箱；
所述调温柜设于进风管中段并位于曲池与风机之间，所述热水储水箱通过连通管道与空气能热泵连接，所述空气能热泵通过连通管道与换热器形成水循环，所述排气管一端通过管壁中夹带钢条的柔性塑料管与曲池的池盖相连，另一端与风机的进风口焊接相连。
2.根据权利要求1所述的酱油制曲装置，其特征在于：所述换热器为空气能热泵的外置热交换器，在需要对曲料进行降温时，其换热介质为冷水，当需要对曲料升温时，其换热介质为热水。
3.根据权利要求2所述的酱油制曲装置，其特征在于：所述换热器为管翅式换热器或板翅式换热器。
4.根据权利要求2所述的酱油制曲装置，其特征在于：所述空气能热泵设有冷水口及热水口，所述冷水口与自来水管连接以向空气能热泵输入自来水，所述热水口通过连接管道与热水储水箱连接。
5.根据权利要求1所述的酱油制曲装置，其特征在于：所述曲池为厚层通风制曲池或圆盘制曲池。
6.根据权利要求5所述的酱油制曲装置，其特征在于：所述曲池设有一顶盖，所述排气管与顶盖的中部相连接。
7.根据权利要求6所述的酱油制曲装置，其特征在于：所述排气管是内径为0.25～0.35米的不锈钢管，其一端通过管壁中夹带钢条的柔性塑料管与曲池的池盖相连，另一端与风机的进风口焊接相连。
8.根据权利要求1所述的酱油制曲装置，其特征在于：所述换热器与空气能热泵之间以及空气能热泵与热水储水箱之间的连通管道上设有用于加快水循环的水泵。
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