CN107557294B - 一种自动控制的固态发酵气体循环系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自动控制的固态发酵气体循环系统，包括：曲房，所述曲房内设有机架，所述机架上设置有升降机构，所述升降机构上设有若干均匀进气机构，所述进气机构下方设有若干曲箱组，所述曲箱组由一个或多个曲箱重叠组成，所述曲箱组下方设有排气机构，所述进气机构和排气机构之间通过进气管连接，所述进气管管路上设有气体循环装置，所述进气机构和进气管之间设有可伸缩软管，实现单个曲架小区域范围内的温湿度较为精准的控制，避免大范围的控制不精确性，也可实现大范围的温湿度控制调节。并在其中直接进行曲块干燥，也对曲虫进行控制处理。缩短时间，减少人工。
Description
技术领域
本发明涉及发酵装置领域，特别是涉及一种自动控制的固态发酵气体循环系统。
背景技术
我国固态酿造法中，培菌是大曲药质量的关键环节，就是给空气、水分和环境中的微生物进入曲坯后提供不同的生长繁殖条件，从而达到使各种有益于糖化发酵和生香的菌类贮备与大曲之中，利于发酵得到高质量标准的产品。然而在发酵过程中，由于曲块码垛较为集中，在微生物的作用下，使得曲房温升较快，且不同码垛层间的温度有较大差异，以及曲房内部温湿度的不易控制性都将直接影响曲块质量，而现有的人工翻曲方式工作环境恶劣，劳动强度过大，且生产效率极低，而现有的设备无法较为精确的完成曲房温湿度的精准控制，因此智能曲房的设计势在必行，现有专利：CN103397793A采用多进风口的方式，利用调气排风管、控制阀等配合温湿度监测装置实现曲房温湿度的调节控制，无需人工翻曲。但由于曲块的摆放要求限制，曲块间的热交换受到限制，也就使得曲房整体温湿度无法达到均衡要求。
发明内容
本发明的目的在于：克服现有技术中存在的上述问题，提出一种自动控制的固态发酵气体循环系统，实现单个曲架小区域范围内的温湿度较为精准的控制，避免大范围的控制不精确性，也可实现大范围的温湿度控制调节。并在其中直接进行曲块干燥，也对曲虫进行控制处理。缩短时间，减少人工。
本发明的目的通过下述技术方案来实现：
一种自动控制的固态发酵气体循环系统，包括：曲房，所述曲房内设有机架，所述机架上设置有升降机构，所述升降机构上设有若干均匀进气机构，所述进气机构下方设有相对应的曲箱组，所述曲箱组由一个或多个曲箱重叠组成，所述曲箱组下方设有排气机构，所述进气机构和排气机构之间通过进气管连接，所述进气管管路上设有气体循环装置，所述进气机构和进气管之间设有可伸缩软管。
本发明的一种自动控制的固态发酵气体循环系统，所述曲箱呈顶部开口立体结构，所述曲箱底部具有若干贯穿的通风口，所述曲箱侧面具有百叶窗，所述百叶窗的叶片之间形成进气口。
本发明的一种自动控制的固态发酵气体循环系统，所述曲箱呈六面体结构，所述曲箱侧面的相邻的百叶窗通过连接块实现联动连接，所述百叶窗通过与连杆连接实现开闭转动，所述连杆上连接有旋转块，所述旋转块与回转电机的输出端连接，实现百叶窗的自动开闭。
本发明的一种自动控制的固态发酵气体循环系统，所述进气机构设有与曲箱开口相配合的盖状结构，所述进气机构内具有均匀进气板，所述均匀进气板呈锥状结构，所述均匀进气板上具有若干均匀进气孔。
本发明的一种自动控制的固态发酵气体循环系统，所述进气机构底部四周具有进气密封块，所述曲箱顶部四周设有橡胶密封块。
本发明的一种自动控制的固态发酵气体循环系统，所述气体循环装置包括：气体混合装置、气体成分检测装置和气泵。
本发明的一种自动控制的固态发酵气体循环系统，所述气体混合装置包括：容水箱体，所述容水箱体底部设有超声雾化器，所述容水箱体内部设有气体干燥装置、冷却管和加热管，所述容水箱体内设有气体混合配比器，所述气体混合配比器进行气体导入成分控制。
本发明的一种自动控制的固态发酵气体循环系统，所述气体成分检测装置包括：二氧化碳测量探头、氧气测量探头、温湿度测量探头和流量计，所述二氧化碳测量探头、氧气测量探头、温湿度测量探头和流量计通过PLC装置与上位机连接。
本发明的一种自动控制的固态发酵气体循环系统，所述气泵内口端设有曲虫处理装置，所述曲虫处理装置包括：处理箱体，所述处理箱体内设有气体颗粒过滤装置和电网，所述处理箱体底部曲虫排出口。
本发明的一种自动控制的固态发酵气体循环系统，所述容水箱体上方具有容水箱体进气口和容水箱体出气口，所述容水箱体进气口和容水箱体出气口之间设有隔板，所述隔板呈倾斜设置，所述隔板使进气和出气间的行程加长，从而使气体在容水箱体内充分混合与停留便于温度、湿度、成分和/或压力的调节，所述超声波雾化器上方设有水雾隔板。
根据上述技术方案，本发明的有益效果是：通过结构实现小区域的曲箱组进行控制，同时采用大环境及区域环境气体置换的方法实现曲房的气体均匀控制，实现精准控制，利用均匀进气与排气机构同时进气排气，使由于曲箱结构所造成的局部区域死角的气体得以置换，通过对气体循环系统对发酵要求环境的相关参数进行精确配比，且可对曲虫进行杀灭处理并完成曲块的快速干燥，改善曲房环境，提高生产效率。
附图说明
图1是本发明一种自动控制的固态发酵气体循环系统示意图。
图2是本发明一种自动控制的固态发酵气体循环系统曲箱局部示意图；
图3是本发明一种自动控制的固态发酵气体循环系统百叶窗局部示意图；
图4是本发明一种自动控制的固态发酵气体循环系统均匀进气机构示意图；
图5是本发明一种自动控制的固态发酵气体循环系统的气体循环系统示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步的说明。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1为本发明一种自动控制的固态发酵气体循环系统的实施例，一种自动控制的固态发酵气体循环系统，包括：曲房1，所述曲房1内设有机架，所述机架上设置有升降机构5，所述升降机构5上设有若干均匀进气机构3，所述进气机构3下方设有若干曲箱组，所述曲箱组由一个或多个曲箱6重叠组成，所述曲箱组下方设有排气机构8，所述进气机构3和排气机构8之间通过进气管4连接，所述进气管4管路上设有气体循环装置7，所述进气机构3和进气管4之间设有可伸缩软管2。
为了实现小范围的气密性，所述曲箱6呈顶部开口立体结构，所述曲箱6底部具有若干贯穿的通风口，所述曲箱6侧面具有百叶窗15，所述百叶窗15的叶片之间形成进气口14。
为了便于制造与重叠，所述曲箱6呈六面体结构，所述曲箱6侧面的相邻的百叶窗15通过连接块实现联动连接，所述百叶窗15通过与连杆17连接实现开闭转动，所述连杆17上连接有旋转块13，所述旋转块13与回转电机10的输出端连接，实现百叶窗15的自动开闭，所述曲箱6两端具有把手11，一般情况下四级曲箱6重叠，通过传动机构使旋转块13串联在一起，并与回转电机连接，实现同步自动运动。
为了使进气能够均匀的分散到死角处，所述进气机构3与曲箱6开口相配合的盖状结构，所述进气机构3内具有均匀进气板18，所述均匀进气板18呈锥状结构，所述均匀进气板18上具有若干均匀进气孔。
为了保持气密性，所述进气机构3底部四周具有进气密封块19，所述曲箱6顶部四周设有橡胶密封块12。
为了能够调节曲房内的空气，所述气体循环装置7包括：气体混合装置、气体成分检测装置和气泵。
所述气体混合装置包括：容水箱体，所述容水箱体底部设有超声雾化器，所述容水箱体内部设有气体干燥装置、冷却管和加热管，所述容水箱体内设有气体混合配比器，所述气体混合配比器进行气体导入成分控制。
所述气体成分检测装置包括：二氧化碳测量探头、氧气测量探头、温湿度测量探头和流量计，所述二氧化碳测量探头、氧气测量探头、温湿度测量探头和流量计通过PLC装置与上位机连接。
所述气泵内口端设有曲虫处理装置，所述曲虫处理装置包括：处理箱体，所述处理箱体内设有气体颗粒过滤装置和电网，所述处理箱体底部曲虫排出口。
所述容水箱体上方具有容水箱体进气口和容水箱体出气口，所述容水箱体进气口和容水箱体出气口之间设有隔板，所述隔板呈倾斜设置，所述隔板使进气和出气间的行程加长，从而使气体在容水箱体内充分混合与停留便于温度、湿度、成分和/或压力的调节，所述超声波雾化器上方设有水雾隔板。
使用举例：
工作流程如下：曲箱6由人工或机器送入曲房1，按要求方式四层堆叠放置，并按要求与排气机构8对位放置，当曲房1内部空间上下温差超过要求时，或需要按工艺要求进行温湿度、氧浓度调节时，启动气体循环装置7，此时曲箱6上的百叶窗15处于开启状态，通过均匀进气机构3及排气机构8实现对整个曲房1大环境的气体置换5分钟，使曲房1整体达到曲块发酵环境要求，并停止空气循环系统7的运作；基本达到环境要求后，升降机构5带动三个串联的均匀进气机构3下行直至与曲箱6结合到位，且百叶片窗统一转动到位关闭，实现曲箱组内部的空间密闭，到位后气体循环装置7启动，通入混合气体，均匀进气机构3开始进气，同时排气机构8开始抽气，通过曲箱内部的气体的置换，实现曲块周围局部气体流动死角的气体置换，时长3分钟，达到较为精确的环境要求，之后空气循环系统7关闭；最后，升降机构5带动三个串联进气机构3上行归位，百叶窗15旋转打开实现与大环境的气体流通，均匀进气机构3到位后，再次启动气体循环装置7，并完成1分钟的气体置换，最终使整个曲房大环境满足曲块发酵要求。
需要进行干燥时，首先升降机构5带动三个串联的均匀进气机构3下行直至与曲箱6结合到位，且百叶窗15统一转动到关闭位置，实现曲箱组内部的空间密闭，到位后气体循环装置7启动，通入干燥气体，均匀进气机构3开始进气，同时排气机构8开始抽气，通过曲箱内部的气体的置换，实现曲块的快速干燥，待达到干燥要求后，气体循环装置7关闭；然后，升降机构5带动三个串联的均匀进气机构3上行归位，百叶窗15旋转打开实现与大环境的气体流通，均匀进气机构3到位后，再次启动气体循环装置7，并完成5分钟的气体置换，最终使整个曲房大环境满足曲块干燥环境要求，完成曲块干燥。
所述曲虫处理装置，在气体循环过程中的气体循环装置7中完成，也可单独开启气体循环装置7完成。
对于有高精准环境要求的发酵过程，可在整个发酵过程中进行环境气体的不间断缓慢流动及置换，即气体循环装置7处于常开状态，局部温差较大时进行曲箱6内部小区域范围的空气置换；对于一般的发酵环境要求，在需要进行环境调节时按照上述方式进行控制即可
气体的监测分为曲房内部及外部两种，曲房内部的温湿度、CO2浓度O2浓度等传感器分布于曲房的1/4面积并上下三层布置进行采样，以了解曲房内部的温度变化及各层间的不均匀程度；外部则传感器均安装于气体循环装置内部，用于检测输出气体的各成分含量。
其中，气体循环装置原理结构如图5所示，气体利用气泵由曲房内部均匀排气装置排出，通过曲虫处理装置利用电网杀虫的方式对曲虫进行处理，处理完成后气体通入气体成分监测装置内进行气体监测，掌握混合气体中CO2、O2含量及气体温湿度，并对气体流量进行监测，监测完成后电信号由PLC传输至上位机，进而根据不同发酵参数要求实现不同含量气体的配比及温湿度调控。
其中，气体含量配比及温湿度控制在气体混合装置中完成。利用冷却、加热管实现气体温度调节，需增加湿度时开启隔板和超声波雾化器实现气体加湿，O2及CO2通过气体混合配比器按比例加入，气体循环系统的气压由气压调节装置进行调节，最后再通入曲房中对曲房环境进行调节，完成曲房气的循环与调节。
发酵完成后，也可开启气体循环系统中的气体干燥装置，关闭水雾隔板，输出干燥气体，从而在曲房中实现对曲块的快速干燥，缩短干燥周期，提高生产效率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种自动控制的固态发酵气体循环系统，其特征在于，包括：曲房，所述曲房内设有机架，所述机架上设置有升降机构，所述升降机构上设有若干均匀进气机构，所述进气机构下方设有相对应的曲箱组，所述曲箱组由一个或多个曲箱重叠组成，所述曲箱组下方设有排气机构，所述进气机构和排气机构之间通过进气管连接，所述进气管管路上设有气体循环装置，所述进气机构和进气管之间设有可伸缩软管；所述曲箱呈顶部开口立体结构，所述曲箱底部具有若干贯穿的通风口，所述曲箱侧面具有百叶窗，所述百叶窗的叶片之间形成进气口；所述进气机构设有与曲箱开口相配合的盖状结构。
2.根据权利要求1所述的一种自动控制的固态发酵气体循环系统，其特征在于：所述曲箱呈六面体结构，所述曲箱侧面的相邻的百叶窗通过连接块实现联动连接，所述百叶窗通过与连杆连接实现开闭转动，所述连杆上连接有旋转块，所述旋转块与回转电机的输出端连接，实现百叶窗的自动开闭。
3.根据权利要求2所述的一种自动控制的固态发酵气体循环系统，其特征在于：所述进气机构内具有均匀进气板，所述均匀进气板呈锥状结构，所述均匀进气板上具有若干均匀进气孔。
4.根据权利要求3所述的一种自动控制的固态发酵气体循环系统，其特征在于：所述进气机构底部四周具有进气密封块，所述曲箱顶部四周设有橡胶密封块。
5.根据权利要求1-4之一所述的一种自动控制的固态发酵气体循环系统，其特征在于：所述气体循环装置包括：气体混合装置、气体成分检测装置和气泵。
6.根据权利要求5所述的一种自动控制的固态发酵气体循环系统，其特征在于：所述气体混合装置包括：容水箱体，所述容水箱体底部设有超声雾化器，所述容水箱体内部设有气体干燥装置、冷却管和加热管，所述容水箱体内设有气体混合配比器，所述气体混合配比器进行气体导入成分控制。
7.根据权利要求6所述的一种自动控制的固态发酵气体循环系统，其特征在于：所述气体成分检测装置包括：二氧化碳测量探头、氧气测量探头、温湿度测量探头和流量计，所述二氧化碳测量探头、氧气测量探头、温湿度测量探头和流量计通过PLC装置与上位机连接。
8.根据权利要求7所述的一种自动控制的固态发酵气体循环系统，其特征在于：所述气泵内口端设有曲虫处理装置，所述曲虫处理装置包括：处理箱体，所述处理箱体内设有气体颗粒过滤装置和电网，所述处理箱体底部设有曲虫排出口。
9.根据权利要求8所述的一种自动控制的固态发酵气体循环系统，其特征在于：所述容水箱体上方具有容水箱体进气口和容水箱体出气口，所述容水箱体进气口和容水箱体出气口之间设有隔板，所述隔板呈倾斜设置，所述隔板使进气和出气间的行程加长，从而使气体在容水箱体内充分混合与停留便于温度、湿度、成分和/或压力的调节，所述超声波雾化器上方设有水雾隔板。
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