CN104567326B - 一种控温控湿干燥茯苓的装置与方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于农产品技术加工领域，涉及一种控温控湿干燥茯苓的装置与方法。本发明的控温控湿干燥茯苓的装置主要用于茯苓的干燥加工，所述装置包括干燥箱(1)、热风循环单元、热风加湿单元、给水单元、控制单元；所述热风循环单元、给水单元、热风加湿单元、控制单元耦合于干燥箱(1)上，能有效控制干燥室(31)内部循环热风的温度、湿度和风速。本发明的装置与方法效率高、使用方便；能在干燥茯苓中有效实现温度、湿度的调节；其干燥速度快，获得的茯苓丁紧实度大，不易破损，质地洁白，品相较好，次品率底，营养流失少；易于后期的存储运输及加工，且节水、节能、环保，可实现自动化控制。
Description
技术领域
本发明属于农产品技术加工领域，涉及一种控温控湿干燥茯苓的装置与方法。
背景技术
茯苓为多孔菌类植物的菌核，“药食两用”的特性使其需求量非常大。在茯苓的加工炮制过程中，干燥是其中最关键的步骤，一般以传统的热风干燥工艺为主。相比于同时期其他季节性农产品，茯苓的含水率(50％左右)较低，淀粉含量较高，热风干燥过程中，很容易导致茯苓丁内外水分不均，茯苓丁表面应力集中，甚至导致茯苓丁的“爆裂”，直接影响了产品的品质和外观品相。现有厂家和农户为解决该问题，采用“间歇式热风干燥工艺”，即“热风干燥2～4小时—回潮4～6小时”，循环往复3～4次，尽管可一定程度上降低茯苓丁的破损率，但干燥时间大大延长，一般需要24小时，而且干燥后的产品依然存在破损率高的问题。
茯苓一般采收于10月份，采收时间集中，大面积的人工种植给加工带来了不利影响。为延长加工时间，就需要将茯苓储藏起来。茯苓产地气候一般湿润多雨，储藏不当，极易产生霉变，进而影响药效及品质。传统热风干燥工艺干燥时间长的缺陷，导致采收的茯苓无法及时有效地加工，又进一步加剧了该现状。这也就引起茯苓加工过程中存在的另一个突出问题，就是在加工的后期为了使茯苓丁洁白美观，采用硫磺熏蒸漂白。这就会对茯苓的药效造成不利影响，也会使药品产生异味，降低茯苓的商品价值。
针对茯苓的加工，研究主要集中在有效成分萃取物的应用上，以及附属产品的加工方面；如申请号为201410317257X的一种超微破壁茯苓多糖粉组合物及其制备方法；再如申请号为2014102924659的一种茯苓饼干及其制备方法；再如申请号为2014100165409的一种茯苓切丁机，能够将茯苓快速切成丁状；但都未涉及茯苓的干燥加工工艺。因此，亟需一种茯苓的快速加工工艺。
发明内容
本发明的目的在于提供一种效率高、使用方便；能在干燥茯苓中有效实现温度、湿度的调节；其干燥速度快，获得的茯苓丁紧实度大，不易破损，质地洁白，品相较好，次品率底，营养流失少；易于后期的存储运输及加工，且节水、节能、环保，可实现自动化控制的控温控湿干燥茯苓的装置与方法。
为了达到上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种控温控湿干燥茯苓的装置，所述装置包括干燥箱1、热风循环单元、给水单元、热风加湿单元和控制单元；其中：
所述热风循环单元包括进气风扇3、进气室30、风机18、热风加热管道19、内循环风扇12、离心风机16和干燥室31；其中，进气室30位于干燥室31外侧下端，进气室30从下到上依次连通风机18和热风加热管道19；干燥室31的干燥室内壁28的下方设有热风入口25，上方设有热风出口20；热风加热管道19通过热风出口20与干燥室31连通，进气室30通过热风入口25与干燥室31相连通；进气室30底部设有进气口2，进气口2连通有进气风扇3；干燥室31底部设有排气口11，对应位置连通有离心风机16；内循环风扇12位于干燥室31内部；热风加热管道19内设有电加热管；
所述给水单元包括水箱4、吸水管道7、水泵6和排水管道8；所述水泵6位于干燥箱1顶部，水泵6通过吸水管道7与水箱4连通，水泵6通过排水管道8与水流加热装置9连通；
所述热风加湿单元包括水流加热装置9、电磁阀13、加湿器进水管道14、加湿器21和加湿器排水管道15；所述水流加热装置9位于干燥箱1顶部；所述水流加热装置9底部经过电磁阀13与加湿器进水管道14连通，加湿器进水管道14与加湿器21的一端连通；所述加湿器21位于干燥室31内部，下方设有缓冲水槽24，缓冲水槽24与加湿器排水管道15连通，加湿器排水管道15与水箱4连通；
所述控制单元包括控制盒5、温湿度传感器10和传感器17；所述温湿度传感器位于干燥室31内部；所述传感器17位于水箱4内壁。
所述水流加热装置9维持水温于20℃～100℃之间，并且水流加热装置9中的热水温度高于干燥室31内部的热风温度。
所述加湿器21为内部中空的圆管形，其另一端端部封闭，在其圆管形的管身开有多个排水孔29，每个排水孔29对应连接有吸水棉条22，吸水棉条22的位置与热风出口20相对应。
一种使用前述控温控湿干燥茯苓的装置干燥茯苓的方法，其包括以下步骤：
a.将茯苓剥皮、切块后置于干燥室31中；
b.维持干燥室31内的相对湿度为40RH～70RH，温度为40℃～70℃，气流速度为1～10m/s，控温控湿干燥6～12个小时，其中，
热风循环一直启动，直至关机时停止；热风循环时，控制盒5启动内循环风扇12和风机18；干燥室31内的空气在风机18的作用下，部分空气经热风入口25被吸入进气室30，通过风机18后被压入热风加热管道19，最后经热风出口20进入干燥室31；另外，部分空气在内循环风扇12的带动下在干燥室31内部循环运动；
当干燥室31内的温度低于预设温度时，控制盒5启动热风加热管道19内的电加热管，加热空气；干燥室31内的温度达到预设温度时，热风加热管道19内的电加热管停止工作；
当干燥室31内的湿度低于预设湿度时，控制盒5启动电磁阀13；水流加热装置9内的热水经加湿器进水管道14流入加湿器21中，经吸水棉条22后流入缓冲水槽24中，最后经加湿器排水管道15流入水箱4中；热风循环过程中，热风从热风出口20进入到干燥室31内部时，经过湿润的吸水棉条22，将水分带入干燥室31内部中；
当干燥室31内的湿度高于预设湿度时，控制盒5关闭电磁阀13，启动进气风扇3、离心风机16；外界湿度较低的空气被进气风扇3吸入进气室30内，参与热风循环；热风依次经过风机18、热风加热管道19、热风出口20后进入干燥室31；同时，离心风机16将干燥室31内湿度较高的空气排出；当干燥室31内的湿度达到预设湿度时，进气风扇3、离心风机16同时停止工作。
当水箱4内部的水位达到预设位置时，控制盒5启动水泵6工作，水箱4中的水流经吸水管道7、排水管道8被抽入到水流加热装置9中，当水箱4中的水位降低到预设位置时，水泵6停止工作。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明的装置与方法效率高、使用方便；能在干燥茯苓中有效实现温度、湿度的调节；其干燥速度快，获得的茯苓丁紧实度大，不易破损，质地洁白，品相较好，次品率底，营养流失少；易于后期的存储运输及加工，且节水、节能、环保，可实现自动化控制。
附图说明
图1为本发明的控温控湿干燥茯苓的装置的前侧视示意图；
图2为本发明的控温控湿干燥茯苓的装置的后侧视示意图；
图3为本发明的控温控湿干燥茯苓的装置的内部示意图；
图4a为本发明的加湿器及加湿部件示意图；
图4b为本发明的加湿器的排水孔示意图；
图5为本发明的缓冲水槽部件示意图。
【主要组件符号说明】
1干燥箱2进气口
3进气风扇4水箱
5控制盒6水泵
7吸水管道8排水管道
9水流加热装置10温湿度传感器
11排气口12内循环风扇
13电磁阀14加湿器进水管道
15加湿器排水管道16离心风机
17传感器18风机
19热风加热管道20热风出口
21加湿器22吸水棉条
23保温棉24缓冲水槽
25热风入口28干燥室内壁
29排水孔30进气室
31干燥室
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步的说明，本发明并不局限于以下实施例。
如图1所示，为本发明的控温控湿干燥茯苓的装置的前侧视示意图；图2为本发明的控温控湿干燥茯苓的装置的后侧视示意图；图3为本发明的控温控湿干燥茯苓的装置的内部示意图；图4a为本发明的加湿器及加湿部件示意图；图4b为本发明的加湿器的排水孔示意图；图5为本发明的缓冲水槽部件示意图。
本发明的控温控湿干燥茯苓的装置主要用于茯苓的干燥加工，所述装置包括干燥箱1、热风循环单元、给水单元、热风加湿单元和控制单元。所述热风循环单元、给水单元、热风加湿单元和控制单元连接于干燥箱1上，能有效控制干燥室31内部循环热风的温度、湿度和风速。
热风循环单元包括进气风扇3、进气室30、风机18、热风加热管道19、内循环风扇12、离心风机16和干燥室31。其中，进气室30位于干燥室31外侧下端，进气室30从下到上依次连通风机18和热风加热管道19；干燥室31的干燥室内壁28的下方设有热风入口25，上方设有热风出口20；热风加热管道19通过热风出口20与干燥室31连通，进气室30通过热风入口25与干燥室31相连通；进气室30底部设有进气口2，进气口2连通有进气风扇3，进气风扇3可将外界空气吸入到进气室30；干燥室31底部设有排气口11，对应位置连通有离心风机16，且离心风机16位于干燥箱1外侧，可将干燥室31内的空气排出；内循环风扇12位于干燥室31内部，可促进干燥室31内部空气流动；热风加热管道19内设有电加热管，可加热空气。
给水单元包括水箱4、吸水管道7、水泵6和排水管道8。所述水泵6位于干燥箱1顶部，水泵6通过吸水管道7与水箱4连通，可通过吸水管道7吸入水箱4内的水流；水泵6通过排水管道8与水流加热装置9连通。
热风加湿单元包括水流加热装置9、电磁阀13、加湿器进水管道14、加湿器21和加湿器排水管道15。所述水流加热装置9位于干燥箱1顶部，维持水温于20℃～100℃之间，并且水流加热装置9中的热水温度高于干燥室31内部的热风温度。所述水流加热装置9底部经过电磁阀13与加湿器进水管道14连通，加湿器进水管道14与加湿器21的一端连通；如图3、4a、4b、5所示，所述加湿器21位于干燥室31内部，为内部中空的圆管形，其另一端端部封闭，在其圆管形的管身开有多个排水孔29，每个排水孔29对应连接有吸水棉条22，吸水棉条22的位置与热风出口20相对应；吸水棉条22下方设有缓冲水槽24，缓冲水槽24与加湿器排水管道15连通，加湿器排水管道15与水箱4连通。打开电磁阀13，水流在重力作用下，从水流加热装置9中流出，经加湿器进水管道14流入加湿器21中，水流缓慢渗入吸水棉条22，最后进入缓冲水槽24中，通过加湿器排水管道15排入水箱4中。
控制单元包括控制盒5、温湿度传感器10和传感器17。所述温湿度传感器10位于干燥室31内部，可感知干燥室31内部的温度和湿度变化；所述传感器17位于水箱4内壁，能够感知水箱4内的水位变化；所述控制盒5采集温湿度传感器10、传感器17的信号，控制进气风扇3、离心风机16、水泵6、电磁阀13和热风加热管道19内电加热管的启停。
一种利用本发明的控温控湿干燥茯苓的装置干燥茯苓的方法，包括如下步骤：
a.将茯苓剥皮、切块后置于干燥室31中；
b.维持干燥室31内的相对湿度为40RH～70RH，温度为40℃～70℃，气流速度为1～10m/s，控温控湿干燥6～12个小时；其中，
只要干燥箱1开机，就一直启动热风循环，直至关机时停止；热风循环时，控制盒5只启动内循环风扇12和风机18，进气风扇3和离心风机16不工作；如图1、3所示，干燥室31内的空气在风机18的作用下，部分空气经热风入口25被吸入进气室30，通过风机18后被压入热风加热管道19，最后经热风出口20进入干燥室31；另外，部分空气在内循环风扇12的带动下在干燥室31内部循环运动；
当干燥室31内的温度低于预设温度时，控制盒5启动热风加热管道19内的电加热管，加热空气；干燥室31内的温度达到预设温度时，热风加热管道19内的电加热管停止工作；
当干燥室31内的湿度低于预设湿度时，热风加湿单元工作，控制盒5启动电磁阀13；水流加热装置9内的热水经加湿器进水管道14流入加湿器21中，经吸水棉条22后流入缓冲水槽24中，最后经加湿器排水管道15流入水箱4中；热风循环过程中，热风从热风出口20进入到干燥室31内部时，经过湿润的吸水棉条22，将水分带入干燥室31内部中，实现湿度的增加；
当干燥室31内的湿度高于预设湿度时，控制盒5关闭电磁阀13，启动进气风扇3、离心风机16；如图2、3所示，外界湿度较低的空气被进气风扇3吸入进气室30内，参与热风循环；热风依次经过风机18、热风加热管道19、热风出口20后进入干燥室31；同时，离心风机16将干燥室31内湿度较高的空气排出；当干燥室31内的湿度达到预设湿度时，进气风扇3、离心风机16同时停止工作；
另外，当水箱4内部的水位达到预设位置时，控制盒5启动水泵6工作，如图2所示，水箱4中的水流经吸水管道7、排水管道8被抽入到水流加热装置9中，当水箱4中的水位降低到预设位置时，水泵6停止工作。
下面是利用所述装置对茯苓进行控温控湿干燥的具体实施例：
①开启热风加湿单元，设定水流加热装置9中热水温度为60℃；
②开启热风循环单元，设定温度50℃、湿度50RH、风速3m/s，使装置预热30min；
③将茯苓剥皮，切成小立方体，装入干燥室31内；
④控制干燥室31内的温度为50℃、湿度为50RH、风速为3m/s干燥4个小时后，再设定干燥室31内的温度为50℃、湿度为10RH、风速为3m/s，干燥4个小时即可。
Claims (5)
1.一种控温控湿干燥茯苓的装置，其特征在于：所述装置包括干燥箱(1)、热风循环单元、给水单元、热风加湿单元和控制单元；其中：
所述热风循环单元包括进气风扇(3)、进气室(30)、风机(18)、热风加热管道(19)、内循环风扇(12)、离心风机(16)和干燥室(31)；其中，进气室(30)位于干燥室(31)外侧下端，进气室(30)从下到上依次连通风机(18)和热风加热管道(19)；干燥室(31)的干燥室内壁(28)的下方设有热风入口(25)，上方设有热风出口(20)；热风加热管道(19)通过热风出口(20)与干燥室(31)连通，进气室(30)通过热风入口(25)与干燥室(31)相连通；进气室(30)底部设有进气口(2)，进气口(2)连通有进气风扇(3)；干燥室(31)底部设有排气口(11)，对应位置连通有离心风机(16)；内循环风扇(12)位于干燥室(31)内部；热风加热管道(19)内设有电加热管；
所述给水单元包括水箱(4)、吸水管道(7)、水泵(6)和排水管道(8)；所述水泵(6)位于干燥箱(1)顶部，水泵(6)通过吸水管道(7)与水箱(4)连通，水泵(6)通过排水管道(8)与水流加热装置(9)连通；
所述热风加湿单元包括水流加热装置(9)、电磁阀(13)、加湿器进水管道(14)、加湿器(21)和加湿器排水管道(15)；所述水流加热装置(9)位于干燥箱(1)顶部；所述水流加热装置(9)底部经过电磁阀(13)与加湿器进水管道(14)连通，加湿器进水管道(14)与加湿器(21)的一端连通；所述加湿器(21)位于干燥室(31)内部，下方设有缓冲水槽(24)，缓冲水槽(24)与加湿器排水管道(15)连通，加湿器排水管道(15)与水箱(4)连通；
所述控制单元包括控制盒(5)、温湿度传感器(10)和传感器(17)；所述温湿度传感器位于干燥室(31)内部；所述传感器(17)位于水箱(4)内壁。
2.如权利要求1所述的控温控湿干燥茯苓的装置，其特征在于：所述水流加热装置(9)维持水温于20℃～100℃之间，并且水流加热装置(9)中的热水温度高于干燥室(31)内部的热风温度。
3.如权利要求1所述的控温控湿干燥茯苓的装置，其特征在于：所述加湿器(21)为内部中空的圆管形，其另一端端部封闭，在其圆管形的管身开有多个排水孔(29)，每个排水孔(29)对应连接有吸水棉条(22)，吸水棉条(22)的位置与热风出口(20)相对应。
4.一种使用前述权利要求之一所述的控温控湿干燥茯苓的装置干燥茯苓的方法，其特征在于：其包括以下步骤：
a.将茯苓剥皮、切块后置于干燥室(31)中；
b.维持干燥室(31)内的相对湿度为40RH～70RH，温度为40℃～70℃，气流速度为1～10m/s，控温控湿干燥6～12个小时，其中，
热风循环一直启动，直至关机时停止；热风循环时，控制盒(5)启动内循环风扇(12)和风机(18)；干燥室(31)内的空气在风机(18)的作用下，部分空气经热风入口(25)被吸入进气室(30)，通过风机(18)后被压入热风加热管道(19)，最后经热风出口(20)进入干燥室(31)；另外，部分空气在内循环风扇(12)的带动下在干燥室(31)内部循环运动；
当干燥室(31)内的温度低于预设温度时，控制盒(5)启动热风加热管道(19)内的电加热管，加热空气；干燥室(31)内的温度达到预设温度时，热风加热管道(19)内的电加热管停止工作；
当干燥室(31)内的湿度低于预设湿度时，控制盒(5)启动电磁阀(13)；水流加热装置(9)内的热水经加湿器进水管道(14)流入加湿器(21)中，经吸水棉条(22)后流入缓冲水槽(24)中，最后经加湿器排水管道(15)流入水箱(4)中；热风循环过程中，热风从热风出口(20)进入到干燥室(31)内部时，经过湿润的吸水棉条(22)，将水分带入干燥室(31)内部中；
当干燥室(31)内的湿度高于预设湿度时，控制盒(5)关闭电磁阀(13)，启动进气风扇(3)、离心风机(16)；外界湿度较低的空气被进气风扇(3)吸入进气室(30)内，参与热风循环；热风依次经过风机(18)、热风加热管道(19)、热风出口(20)后进入干燥室(31)；同时，离心风机(16)将干燥室(31)内湿度较高的空气排出；当干燥室(31)内的湿度达到预设湿度时，进气风扇(3)、离心风机(16)同时停止工作。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于：
当水箱(4)内部的水位达到预设位置时，控制盒(5)启动水泵(6)工作，水箱(4)中的水流经吸水管道(7)、排水管道(8)被抽入到水流加热装置(9)中，当水箱(4)中的水位降低到预设位置时，水泵(6)停止工作。
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