CN110107982A - 一种无风感曲房智能微循环系统 - Google Patents
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Abstract
一种无风感曲房智能微循环系统,包括设置于曲房内的微送风结构,该微送风结构通过风管连接有二号换向阀组,二号换向阀组分别连接有吹风机和抽风机,在吹风机和二号换向阀组间还设有加热系统,所述吹风机和抽风机再分别与一号换向阀组相连;曲房通过雾管连接有加湿系统;在曲房内还设有监控系统传感器,该监控系统传感器连接至曲房外的监控系统,监控系统再通过PLC控制器分别与一号换向阀组、吹风机、抽风机、加热系统、二号换向阀组、加湿系统连接。本发明通过实现曲房内有风而无风感,有效避免不同位置的曲块表面因风速过大、不均匀而造成的水分迅速流失,影响微生物及不同代谢物的生长发育的问题,进而取代传统固态酿造曲房。
Description
技术领域
本发明属于制曲配套设备领域,具体涉及一种无风感曲房智能微循环系统。
背景技术
固态发酵工艺是我国特有的酿酒工艺,是浓香型白酒生产不可或缺的工艺,而曲药作为固态酿造过程中的糖化发酵剂,其质量的好坏直接影响到白酒的品质。曲药发酵即是给曲药及环境中的微生物提供合适的生长条件,从而实现各类有利于发酵过程中糖化和生香的菌类贮备在曲块中。目前国类大部分酒企曲块发酵仍采用传统曲房发酵方法,即通过人工定时开关门窗通风、人工加湿、人工翻曲等给有利于白酒酿造的微生物提供合适的生长环境。传统曲房发酵的曲块采用集中堆垛,由于微生物作用,曲房温度很快升高,但曲房环境温度、湿度无法精确控制,且曲块的传热传质会使不同高度的曲块温度不一致,这就导致了不同堆垛高度的曲块质量有差异。为了缓解这种差异,传统曲房还需要对曲块进行人工翻曲、移曲和收堆。但现有的人工翻曲工作环境恶劣,劳动强度大且工作效率低下,且无法高效率的得到质量较一致的优质曲块。
针对上述问题,目前有部分学者尝试建造智能化的曲房,如发明专利:一种智能发酵曲房,采用调气鼓风机、调气鼓风管、调气排风管进行串联连接,在鼓风机两侧设有控制阀,鼓风管道内设置有加热、加湿组件,伴以监测传感器及监控系统的运用,使得该曲房的温湿度能够的到精确的控制;但是所述的智能曲房出风口未做任何处理,风速完全靠鼓风机后的控制阀调节,这会使靠近出风口的曲块表面因风速过快水分迅速流失,造成不同位置的曲块质量不一致;另外,专利所述的智能曲房加热、加湿装置都设计在风管内,当加热、加湿系统同时工作时会造成水雾在管内凝结成水滴滴下。另外一件发明专利:一种自动控制的固态发酵气体循环系统,使用多个曲箱构成曲箱组,曲箱组下方设置有排气机构,气体循环系统通过软管与排气装置相连,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,以此提高曲药的发酵质量;然而,所述的气体循环系统加湿系统仍和气体循环系统处于同一通路,如曲房内既需要升温又需要加湿时会导致水雾凝聚;专利所述的排气装置设置在曲箱组下方,进气装置设置在曲箱上方,不能相互切换,排气装置只做了使气流均匀的设计,没有做调速设计,使得靠近排气系统的曲块水分流失较快,而远离排气装置的曲水分流失较慢,导致不同位置的曲药菌类生长代谢不一致,使得曲药质量不一致。
发明内容
本发明的目的提供一种无风感曲房智能微循环系统,克服现阶段曲药发酵过程中主要依靠经验进行人工定时开关门窗通风、人工翻曲的缺点;通过实现曲房内有风而无风感,有效避免不同位置的曲块表面因风速过大、不均匀而造成的水分迅速流失,影响微生物及不同代谢物的生长发育的问题,进而取代传统固态酿造曲房。
本发明采取的技术方案是:
一种无风感曲房智能微循环系统,包括设置于曲房内的微送风结构,该微送风结构通过风管连接有二号换向阀组,二号换向阀组分别连接有吹风机和抽风机,在吹风机和二号换向阀组间还设有加热系统,所述吹风机和抽风机再分别与一号换向阀组相连;曲房通过雾管连接有加湿系统;在曲房内还设有监控系统传感器,该监控系统传感器连接至曲房外的监控系统,监控系统再通过PLC控制器分别与一号换向阀组、吹风机、抽风机、加热系统、二号换向阀组、加湿系统连接,所述监控系统传感器包括O2传感器、CO2传感器、温度传感器、湿度传感器、风速传感器。
进一步的,在曲房的墙壁上还设有与监控系统的PLC控制器相连的电动窗。
进一步的,在所述雾管上还设有与监控系统的PLC控制器相连的三号换向阀组。
进一步的,所述微送风结构有两个,分别在曲房内相对的两侧设置。
进一步的,所述一号换向阀组、二号换向阀组、三号换向阀组分别由数量不等的开关型电动蝶阀构成,用以实现不同通路的切换。
进一步的,所述加湿系统为超声波加湿器。
进一步的,所述微送风结构包括出风口安装架,在出风口安装架固定有四个出风孔板,每个出风孔板后部固定有一个梯形风口,该梯形风口连接有调节型电动蝶阀,所述调节型电动蝶阀再连接至风管。
本发明的有益效果:
本发明通过监控系统实现送风、吹风、加热、加湿等各个功能的协调工作,实现曲房内环境的智能调节;曲房内的风口采用微风送风结构设计,使风速达到无风感效果,不会让靠近风口的曲块表面水分迅速散失,保证不同位置曲药质量的均一性;微送风结构采用可更换设计,便于更换和清洗;
风口布置在曲房两侧墙壁,工作时一侧吹风一侧抽风,且可以相互切换,每个风口的开口大小可由监控系统智能调节,配合加热系统和加湿系统使用,保证曲架上不同位置的曲药温度和湿度相对均匀;利用通风加热功能,也可实现曲块压制后的初步烘干,提高曲药的生产效率;
加热、加湿系统未设置在同一通道内,不会出现雾气在管道内凝聚成水滴而堵塞管路的问题;设置的内、外循环功能,当曲房内仅需要空气流动而不需要改变空气各成分含量时使用内循环功能,当需要改变曲房内空气各成分含量时采用外循环功能;另外,采用超声波加湿器,水被雾化成微米级颗粒,使气体循环系统的气流能够轻易将雾气带走,在监控系统的智能调节下,保证曲房内加湿更加均匀。
附图说明
图1是本发明系统连接示意图(外循环);
图2是本发明系统连接示意图(内循环);
图3是三个换向阀组示意图,(a)一号换向阀组,(b)二号换向阀组,(c)三号换向阀组;
图4是本发明系统背面轴视图;
图5是本发明系统正面轴视图;
图6是微送风结构示意图,(a)背面,(b)正面;
图7是微送风结构的出风口细节图;
图中,1、一号换向阀组,2、吹风机,3、抽风机,4、加热系统,5、二号换向阀组,6、曲房,7、电动窗,8、微送风结构,9、三号换向阀组,10、加湿系统,11、监控系统传感器,12、开关型电动蝶阀,13、风管,14、雾管,15、曲药架,16、雾管出口,17、监控系统,18、梯形风口,19、出风孔板,20、出风口安装架,21、调节型电动蝶阀。
具体实施方式
如图1、图2所示,一种无风感曲房智能微循环系统,包括设置于曲房6内的微送风结构8,该微送风结构8通过风管13连接有二号换向阀组5,二号换向阀组5分别连接有吹风机2和抽风机3,在吹风机2和二号换向阀组5间还设有加热系统4,所述吹风机2和抽风机3再分别与一号换向阀组1相连;曲房6通过雾管14连接有加湿系统10,在雾管14上还设有与监控系统的PLC控制器相连的三号换向阀组9;在曲房6的墙壁上还设有与监控系统的PLC控制器相连的电动窗7;
在曲房6内还设有监控系统传感器11,该监控系统传感器11连接至曲房外的监控系统,监控系统再通过PLC控制器分别与一号换向阀组1、吹风机2、抽风机3、加热系统4、二号换向阀组5、加湿系统10连接,所述监控系统传感器11包括O2传感器、CO2传感器、温度传感器、湿度传感器、风速传感器。
其中,吹风机、抽风机、加热系统、一号换向阀组、二号换向阀组、微送风结构通过风管连接,构成气体循环系统;超声波加湿器、三号换向阀组与雾管连接构成加湿系统(参见图4和图5);O2、CO2传感器、温度传感器、湿度传感器、风速传感器及PLC构成监控系统;三个换向阀组分别由不同数量的开关型电动蝶阀进行组合而构成,开关型电动蝶阀具有开和闭两种状态,以此实现不同通路的切换(参见图3)。
所述的气体循环系统具有内循环和外循环两种功能,内外循环切换通过一号换向阀组来实现,外循环系统原理如图1所示,此时气体循环系统与大气连通,通过两台风机送风和抽风,实现曲房内部与大气的气体交换,外循环既能改变曲房空气成分含量,也能实现曲房内部空气流动;内循环系统原理如图2所示,此时气体循环系统与大气隔开,只进行曲房内部气体循环,实现曲房内部空气流动但基本不改变空气各成分含量;气体循环系统的微送风结构还包括8个出风口,分别布置在曲房两侧墙面,每侧分布四个,每个风口开度大小可根据需要进行调节,使每个风口风量分开控制,实现“可调多风口”模式;气体循环系统工作时,其中一侧墙面的风口为曲房进风口,另一侧墙面的风口则为抽风口,两面墙的进风和抽风功能可由二号换向阀组进行相互切换;风口采用微送风结构设计,调节型电动蝶阀可调节进风风速,然后气流通过出风孔板吹出,梯形风口结合无风孔板(根据实际需要设计的不同孔径和孔间距,能大大降低风速,达到无风感)可以保证风口各位置气流较均匀,而孔板送风射流衰减速度快(通过在出风口加装孔板,气流通过小孔时,会改变流速),使通过风口无风孔板的气流流速迅速降低,以此实现曲房内有风而无风感,微送风结构可单独更换,便于清洗(参见图6、图7)。
所述加热系统安装在吹风机出风口处,当曲房内部需要升温时,加热系统工作,通过加热空气吹出热风使曲房内部温度升高,内外循环功能配合加热系统均能改变曲房内部温度;曲房还设置有电动窗,也可通过电动窗的开关实现自然通风来改变曲房内部的环境。
所述的加湿系统通过雾管与曲房内部连通,雾管采用与风管分开的连接方式,分别布置在曲房两侧微送风结构前端,通过三号换向阀组可以实现曲房两侧同时喷雾加湿,或是任意一侧喷雾加湿;加湿系统采用超声波加湿器,能将水雾化成微米级颗粒,这样水雾可以轻松的被微送风结构吹出的气流带走,监控系统智能调节加湿系统及气体循环系统可保证曲房内各部分水汽的均匀性。
所述的监控系统连接有各个需要测量参数的传感器,传感器的监测点分别布置在曲架上和曲房内,保证所采集数据的准确性和具有代表性;其中O2、CO2传感器能够实时监测曲房内O2、CO2含量,当曲房内O2、CO2含量需调节时,监控系统控制气体循环系统切换到外循环或者打开电动窗,实现曲房内O2、CO2含量的变化;温度、湿度传感器分别用来监测曲块的温度、水分以及曲房环境的温度湿度数据,其中温度传感器监测到的数据主要用于监控系统控制气体加热系统的运行,当曲房内需要升温时,监控系统控制气体加热系统工作,配合气体循环系统吹出热风升高曲房温度;当曲房内需要降温时,加热系统停止工作,气体循环系统通过气流循环带走热量,也可打开电动窗通过气体自然循环带走热量;湿度传感器用于监测曲块水分含量以及曲房湿度数据,用于监控系统控制加湿系统工作,当湿度较低时,加湿系统开始工作;风速传感器能够监测出风口风速,这里采用高灵敏度风速传感器,即使出风口风速很小也能被监测到,配合温、湿度传感器采集到的数据,可以确定曲架上哪一部分温湿度不均匀,此时,监控系统通过调节各个出风口的开度改变风量,改善曲房内温度、湿度的均匀程度。
本发明系统的总体运行过程为:
监控系统启动气体循环系统及加热系统实现曲块初步烘干;根据传感器数据智能选择气体循环系统的内外循环功能以及电动窗的开关实现曲房环境的改变,通过不同点位传感器数据对比调节不同位置出风口的风量以及切换出风口和抽风口,保证曲架上不同位置的曲块温度和湿度相对均匀;配合加湿系统及气体循环系统协调工作智能精确的控制曲房内部的温度、湿度,实现曲药发酵不再需要人工翻曲、移曲、收堆就能得到品质较高的曲块,提高大曲生产效率,改善工人劳动环境,提高固态酿造自动化、智能化程度。
具体使用时,曲块生产好后通过搬运机械手将曲块有序摆放到曲架上,由AGV小车牵引至发酵曲房内,通过气体循环系统及加热系统对曲块进行初步干燥,干燥后铺设好草垫和传感器,关闭房门及电动窗,开始发酵。发酵时曲房环境的改变可由微循环系统手动操作或自动运行实现。
手动操作:微循环系统各个阀门、风机、电动窗在监控系统中均设置有手动开关;曲块发酵时,当监控系统的温度传感器检测到曲房温度较高需降低时,工作人员可在监控系统中打开风机开关,为了不使曲房当前空气各组分含量改变,可在控制面板打开内循环按钮,此时曲房内只进行气体循环流动,加快热量的散失,达到降温的效果;如此时O2、CO2浓度需改变时,可打开外循环按钮;当温度达到所需值时,手动关闭循环系统,也可通过电动窗开关来实现自然通风改变曲房内环境;当监控系统湿度传感器检测到曲房湿度不够时,工作人员在系统中打开加湿系统开关,曲房内开始加湿,为了保证加湿的均匀性,还可以打开内循环系统,当湿度达到要求时,手动关闭微循环系统;使用手动操作时需注意曲房内各个点位的温湿度数据,当各点位数据差距较大时需手动调节各个出风口开度改变风量或通过切换二号换向阀组改变进出风口保证各个点位温湿度基本趋于一致。
自动运行:微循环系统设置有自动运行开关,工作人员打开自动运行开关后,微循环系统进入自动运行状态,监控系统的传感器开始实时检测曲房各个参数;当温度传感器检测到的温度数据偏离设定值时,系统自动判断该升温还是降温,当判断需升温时,监控系统启动气体循环系统和加热系统,出风口吹出热风达到升温的效果;当系统判定需降温时,系统只启动气体循环系统,不启动加热系统,通过气流循环带走热量,达到设定温度后监控系统自动关闭气体循环系统;当湿度传感检测到需要加湿时,监控系统打开超声波加湿系统进行加湿,达到湿度要求后系统自动关闭超声波加湿系统;监控系统还会对各个点位数据进行对比,保证各个点位温湿度偏差不大,当各个点位温湿度偏差较大时,监控系统调节出风口开度改变出风口风量,从而保证各个点位数据基本一致;当需要改变曲房内空气各组分含量时,监控系统会自动选择使用外循环功能或者打开电动窗来实现。
Claims (7)
1.一种无风感曲房智能微循环系统,其特征在于,包括设置于曲房(6)内的微送风结构(8),该微送风结构(8)通过风管(13)连接有二号换向阀组(5),二号换向阀组(5)分别连接有吹风机(2)和抽风机(3),在吹风机(2)和二号换向阀组(5)间还设有加热系统(4),所述吹风机(2)和抽风机(3)再分别与一号换向阀组(1)相连;曲房(6)通过雾管(14)连接有加湿系统(10);在曲房(6)内还设有监控系统传感器(11),该监控系统传感器(11)连接至曲房外的监控系统,监控系统再通过PLC控制器分别与一号换向阀组(1)、吹风机(2)、抽风机(3)、加热系统(4)、二号换向阀组(5)、加湿系统(10)连接,所述监控系统传感器(11)包括O2传感器、CO2传感器、温度传感器、湿度传感器、风速传感器。
2.如权利要求1所述的一种无风感曲房智能微循环系统,其特征在于,在曲房(6)的墙壁上还设有与监控系统的PLC控制器相连的电动窗(7)。
3.如权利要求1所述的一种无风感曲房智能微循环系统,其特征在于,在所述雾管(14)上还设有与监控系统的PLC控制器相连的三号换向阀组(9)。
4.如权利要求1所述的一种无风感曲房智能微循环系统,其特征在于,所述微送风结构(8)有两个,分别在曲房内相对的两侧设置。
5.如权利要求3所述的一种无风感曲房智能微循环系统,其特征在于,所述一号换向阀组(1)、二号换向阀组(5)、三号换向阀组(9)分别由数量不等的开关型电动蝶阀构成,用以实现不同通路的切换。
6.如权利要求1所述的一种无风感曲房智能微循环系统,其特征在于,所述加湿系统(10)为超声波加湿器。
7.如权利要求1所述的一种无风感曲房智能微循环系统,其特征在于,所述微送风结构(8)包括出风口安装架(20),在出风口安装架(20)固定有四个出风孔板(19),每个出风孔板(19)后部固定有一个梯形风口(18),该梯形风口(18)连接有调节型电动蝶阀(21),所述调节型电动蝶阀(21)再连接至风管(13)。
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