CN110004052B - 热泵型黑蒜制取系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种热泵型黑蒜制取系统，包括空气循环系统和制冷循环系统，所述的空气循环系统包括风机Ⅱ、风量调节阀Ⅰ、风量调节阀Ⅱ、风量调节阀Ⅲ、风量调节阀Ⅳ、风量调节阀Ⅴ、风机Ⅰ、加热器、加湿器和黑蒜发酵室，制冷循环系统包括压缩机、冷凝器Ⅰ、膨胀阀和蒸发器。本发明的优点：能够实现黑蒜制取过程中，对不同阶段环境温度、湿度的精确控制，在保证产品质量的同时，极大提高了生产效率；采用空气循环系统，进行黑蒜制取间的温、湿度控制，相比于目前市场上采用高温水蒸气等其他控温控湿方法，室内的流场更均匀，各点的温湿度更接近；采用热泵循环的冷凝热作为黑蒜发酵的驱动热源，系统的能效比高，节能效果显著。

Description

热泵型黑蒜制取系统

技术领域

本发明涉及大蒜深加工技术领域，特别是指一种热泵型黑蒜制取系统。

背景技术

黑蒜又称发酵黑蒜、黑大蒜，是以带皮大蒜头为原料，在高温高湿环境下经酶解、熟化，干制而成的大蒜制品。黑蒜蒜瓣呈深褐色，形似果脯膏状，柔软且富有弹性，入口之后软烂香甜。与鲜大蒜相比，其化学成分发生了较大变化，既有自身原有成分含量的提高，同时还有一些新的功能性成分产生。大量的功能性成分赋予了大蒜具有更高的功效作用，如抗氧化作用，调节血糖、血脂作用，增强免疫等功能。黑蒜具有良好口感和较强的生理功能，已成为消费者追捧的保健食品新宠，是一种具有远大市场前景的绿色保健食品。

由于黑蒜是由生大蒜发酵而来，所以发酵工艺的好坏直接影响到黑蒜的品质。黑蒜的发酵过程除温度的控制外，还要考虑湿度对其发酵的影响，湿度过大会导致黑蒜过早发霉变质，湿度过小会影响黑蒜的充分发酵，甚至黑蒜干涸变实。黑蒜的加工的方法很多，大体可分为恒温保湿法和变温保湿法。恒温保湿法因生产能耗较大，效率较低，目前国内的黑蒜生产多采用变温保湿的发酵方式。一般将黑蒜熟化过程分三个阶段，第一个阶段是酶促发酵，温度约为70 ~ 80℃，湿度75 ~ 85%，第二个阶段是中温发酵，温度约为50 ~ 70℃，湿度85%以下，第三个阶段是降温至45℃，相对湿度80%以下。

目前，用于生产黑蒜的发酵烘干装置中大多采用蒸汽锅炉等蒸汽产生装置，将产生的高温湿蒸汽送入发酵室内，通过排风扇排出发酵室内的气体，系统能耗高，另外，由于蒸汽是通过管道送入发酵室，发酵室内的流场不均匀，影响黑蒜的发酵质量。另外，目前市场上还有一些小型黑蒜发酵设备，如使用电饭煲或电烤箱等作为发酵器具，但这类设备效率低，一次只能处理少量大蒜，产量过低，而且在发酵过程中密封性处理不好的话，易导致黑蒜发酵失败。

发明内容

本发明提出一种热泵型黑蒜制取系统，解决了现有黑蒜发酵设备要求高或效率低的问题。本发明提出了一种基于热泵技术的黑蒜发酵制取系统，该系统可以依据黑蒜发酵工艺，在黑蒜不同发酵阶段提供相应所需的空气温度、湿度，在保证产品质量的同时，也提高了黑蒜生产效率，便于产业化。

本发明的技术方案是这样实现的：一种热泵型黑蒜制取系统，包括空气循环系统和制冷循环系统，所述的空气循环系统包括黑蒜发酵室的回风口和进风口，回风口分为两路，一路经过风量调节阀Ⅲ分为两路，一路经过风量调节阀Ⅱ与大气连通，另一路经过蒸发器分为两路，一路经过风量调节阀Ⅰ、风机Ⅱ与大气连通，另一路经过风量调节阀Ⅳ与回风口经过风量调节阀Ⅴ的另一路汇合，汇合后经过冷凝器Ⅰ、风机Ⅰ、加热器、加湿器与进风口连通，制冷循环系统包括压缩机、冷凝器Ⅰ、膨胀阀和蒸发器，压缩机与冷凝器Ⅰ连通，冷凝器Ⅰ与膨胀阀连通，膨胀阀与蒸发器连通，蒸发器与压缩机连通。

所述的冷凝器Ⅰ与膨胀阀之间设有并联的流量调节阀和冷凝器Ⅱ。

所述的冷凝器Ⅱ处设有风扇。

所述的加热器为电加热式。

当黑蒜发酵室需要除湿时，风量调节阀Ⅲ、风量调节阀Ⅳ开启，风量调节阀Ⅰ、风量调节阀Ⅱ、风量调节阀Ⅴ关闭，压缩机、风机Ⅰ、加湿器运行，风机Ⅱ停止。

当黑蒜发酵室需要保湿时，风量调节阀Ⅰ、风量调节阀Ⅱ、风量调节阀Ⅴ开启，风量调节阀Ⅲ、风量调节阀Ⅳ关闭，压缩机、风机Ⅱ、风机Ⅰ、加湿器运行。

当冷凝器Ⅰ热量不足时，加热器启动，否则加热器停止。

当冷凝器Ⅰ热量大于黑蒜发酵室所需热量时，流量调节阀关闭，否则流量调节阀开启。

本发明的优点：能够实现黑蒜制取过程中，对不同阶段环境温度、湿度的精确控制，在保证产品质量的同时，极大提高了生产效率；采用空气循环系统，进行黑蒜制取间的温、湿度控制，相比于目前市场上采用高温水蒸气等其他控温控湿方法，室内的流场更均匀，各点的温湿度更接近；采用热泵循环的冷凝热作为黑蒜发酵的驱动热源，系统的能效比高，节能效果显著。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明结构示意图。

图中：1为压缩机，2为冷凝器Ⅰ，3为冷凝器Ⅱ，4为流量调节阀，5为膨胀阀，6为蒸发器，7为风机Ⅱ，8为风量调节阀Ⅰ，9为风量调节阀Ⅱ，10为风量调节阀Ⅲ，11为风量调节阀Ⅳ，12为风量调节阀Ⅴ，13为风机Ⅰ，14为加热器，15为加湿器，16为黑蒜发酵室，17为风扇。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，一种热泵型黑蒜制取系统，包括空气循环系统和制冷循环系统，所述的空气循环系统包括黑蒜发酵室16的回风口和进风口，回风口分为两路，一路经过风量调节阀Ⅲ10分为两路，一路经过风量调节阀Ⅱ9与大气连通，另一路经过蒸发器6分为两路，一路经过风量调节阀Ⅰ8、风机Ⅱ7与大气连通，另一路经过风量调节阀Ⅳ11与回风口经过风量调节阀Ⅴ12的的另一路汇合，汇合后经过冷凝器Ⅰ2、风机Ⅰ13、加热器14、加湿器15与进风口连通，制冷循环系统包括压缩机1、冷凝器Ⅰ2、、冷凝器Ⅱ3、流量调节阀4、膨胀阀5和蒸发器6，压缩机1与冷凝器Ⅰ2连通，冷凝器Ⅰ2与膨胀阀5连通，冷凝器Ⅰ2与膨胀阀5之间设有并联的流量调节阀4和冷凝器Ⅱ3，膨胀阀5与蒸发器6连通，蒸发器6与压缩机1连通。

所述的冷凝器Ⅱ3处设有风扇17，便于散热。

所述的加热器14为电加热式，作为辅助热源。

当黑蒜发酵室湿度大于发酵所需，需要除湿时，风量调节阀Ⅲ10、风量调节阀Ⅳ11开启，风量调节阀Ⅰ8、风量调节阀Ⅱ9、风量调节阀Ⅴ12关闭，压缩机1、风机Ⅰ13、加湿器15运行，风机Ⅱ7停止。回风经过风量调节阀Ⅲ10，然后流经蒸发器6与其中的低温制冷剂进行换热，被冷冻除湿后，通过风量调节阀Ⅳ11，然后经过冷凝器2与其中的制冷剂进行换热，被加热后，在风机Ⅰ13作用下经过加热器14，然后通过加湿器15加湿，送入黑蒜发酵室16，从而完成一个循环。

当黑蒜发酵室湿度小于发酵所需，需要保湿时，风量调节阀Ⅰ8、风量调节阀Ⅱ9、风量调节阀Ⅴ12开启，风量调节阀Ⅲ10、风量调节阀Ⅳ11关闭，压缩机1、风机Ⅱ7、风机Ⅰ13、加湿器15运行。回风经过风量调节阀12，流经冷凝器Ⅰ2与其中的制冷剂换热，被加热后，在风机Ⅰ13作用下，通过加热器14，再经过加湿器15被加湿后，送入黑蒜发酵室16；新风通过风量调节阀Ⅱ9，然后流经蒸发器6与其中的制冷剂换热，被冷却后，经过流量调节阀Ⅰ8，在风机Ⅱ7作用下排入大气。

上述两种情况下，加热器14作为电热式辅助热源，仅在冬季气温很低，冷凝器Ⅰ2热量不足时启动，否则加热器14停止。

当冷凝器Ⅰ2热量大于黑蒜发酵室所需热量时，流量调节阀4关闭，否则流量调节阀4开启。具体来说，低温低压制冷剂气体经压缩机1压缩，压缩后的高温高压气体进入冷凝器Ⅰ2，与流经其的空气进行换热，被冷却后凝结成高压液体，然后通过冷凝器Ⅱ3的旁通流量调节阀4，进入膨胀阀5。如果冷凝器Ⅰ2产生的冷凝热，大于黑蒜发酵室16循环空气加热需要的热量时，从冷凝器Ⅰ2排出的制冷剂流经冷凝器Ⅱ3与空气进行热，被冷却后凝结成高压液体，然后进入膨胀阀5，此时流量调节阀4处于关闭状态。制冷剂进入膨胀阀5节流后，变成低压、低温湿蒸气，然后进入蒸发器6与流经其的空气进行换热，吸收空气热量后，其中的低压液体制冷剂在蒸发器6中气化，然后流经压缩机1被再次压缩，从而完成了一个循环。冷凝器Ⅱ3工作时，风扇17启动，否则风扇17停止。

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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.热泵型黑蒜制取系统，包括空气循环系统和制冷循环系统，其特征在于：所述的空气循环系统包括黑蒜发酵室（16）的回风口和进风口，回风口分为两路，一路经过风量调节阀Ⅲ（10）分为两路，一路经过风量调节阀Ⅱ（9）与大气连通，另一路经过蒸发器（6）分为两路，一路经过风量调节阀Ⅰ（8）、风机Ⅱ（7）与大气连通，另一路经过风量调节阀Ⅳ（11）与回风口经过风量调节阀Ⅴ（12）的另一路汇合，汇合后经过冷凝器Ⅰ（2）、风机Ⅰ（13）、加热器（14）、加湿器（15）与进风口连通；

所述的制冷循环系统包括压缩机（1）、冷凝器Ⅰ（2）、膨胀阀（5）和蒸发器（6），压缩机（1）与冷凝器Ⅰ（2）连通，冷凝器Ⅰ（2）与膨胀阀（5）连通，膨胀阀（5）与蒸发器（6）连通，蒸发器（6）与压缩机（1）连通；

所述的冷凝器Ⅰ（2）与膨胀阀（5）之间设有并联的流量调节阀（4）和冷凝器Ⅱ（3）；所述的冷凝器Ⅱ（3）处设有风扇（17）。

2.根据权利要求1所述的热泵型黑蒜制取系统，其特征在于：所述的加热器（14）为电加热式。

3.根据权利要求2所述的热泵型黑蒜制取系统，其特征在于：当黑蒜发酵室需要除湿时，风量调节阀Ⅲ（10）、风量调节阀Ⅳ（11）开启，风量调节阀Ⅰ（8）、风量调节阀Ⅱ（9）、风量调节阀Ⅴ（12）关闭，压缩机（1）、风机Ⅰ（13）、加湿器（15）运行，风机Ⅱ（7）停止。

4.根据权利要求2所述的热泵型黑蒜制取系统，其特征在于：当黑蒜发酵室需要保湿时，风量调节阀Ⅰ（8）、风量调节阀Ⅱ（9）、风量调节阀Ⅴ（12）开启，风量调节阀Ⅲ（10）、风量调节阀Ⅳ（11）关闭，压缩机（1）、风机Ⅱ（7）、风机Ⅰ（13）、加湿器（15）运行。

5.根据权利要求1~4任一项所述的热泵型黑蒜制取系统，其特征在于：当冷凝器Ⅰ（2）热量不足时，加热器（14）启动，否则加热器（14）停止。

6.根据权利要求5所述的热泵型黑蒜制取系统，其特征在于：当冷凝器Ⅰ（2）热量大于黑蒜发酵室所需热量时，流量调节阀（4）关闭，否则流量调节阀（4）开启。

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