CN118592647A - 一种基于热量回收的粽子加工方法及其系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种基于热量回收的粽子加工方法及其系统，一种基于热量回收的粽子加工方法，包含：步骤一、准备原材料和蒸煮设备；步骤二、包扎粽子；步骤三、粽子蒸煮与参数设定；步骤四、实时监测蒸煮过程；步骤五、热量回收装置回收再利用粽子产生的热量；步骤六、将粽子进行真空包装；一种基于热量回收的粽子加工系统包括：粽子加工模块，蒸煮设备，数据采集模块，热量回收控制模块，热量回收装置和监控与管理模块。本发明实现了粽子加工过程中的热量高效回收与再利用。

Description

一种基于热量回收的粽子加工方法及其系统
技术领域
本发明基于食品技术领域，且更具体地涉及一种基于热量回收的粽子加工方法及其系统。
背景技术
粽子作为中国传统的节庆食品，其加工过程涉及蒸煮环节，这些环节通常需要消耗大量的热能。但在粽子蒸煮过程中，蒸煮设备会产生大量的废热，这些废热往往被直接排放到环境中，不仅造成了能源的浪费，也增加了对环境的热污染。
传统的粽子加工方法主要关注粽子的口感和品质，现有专利中一种粽子加工方法，专利号为CN202011450906.5提及粽子馅料的加工过程，通过合理的材料占比制出美味的肉粽，但加工过程中产生的废热的处理和利用缺乏足够的重视。
因此，发明一种基于热量回收的粽子加工方法及其系统，通过回收和利用粽子蒸煮过程中产生的废热，不仅可以降低能源消耗，减少环境污染，还可以提高生产效率，降低生产成本，具有重要的实际应用价值和环保意义。
发明内容
针对上述技术的不足，传统的粽子加工方法直接排放废热，造成资源浪费、生产效率低下和缺乏智能化管理，本发明公开一种基于热量回收的粽子加工方法及其系统，能实现热量的回收和利用，操作简便快捷，满足用户需求。
一种基于热量回收的粽子加工方法，包括以下步骤：
准备糯米、箬叶、馅料；所述蒸煮设备设置有带有余热回收的热回收管道和自动板式热交换器；
步骤二、包扎粽子；
采用单片箬叶进行包制，先取一张箬叶折成漏斗状结构，然后向漏斗状结构的箬叶中加入糯米和馅料，再将箬叶折成粽体，并用包扎线进行包扎，制成生粽；
步骤三、粽子蒸煮与参数设定；
将生粽放入所述蒸煮设备中，生粽之间留有间隙，热量均匀传递；蒸煮设备内的水没过生粽，设置蒸煮温度为180-230℃，生粽在蒸煮设备内蒸煮8-14分钟，再在蒸煮设备内焖4-8分钟，从蒸煮设备内取出，从而制得熟粽；
步骤四、实时监测蒸煮过程；
采用热敏电阻、RTC芯片和压力传感器实时监测蒸煮设备的温度、加热时间和压力；
步骤五、热量回收装置回收再利用粽子产生的热量；
所述热量回收模型采用自动板式热交换器进行热量的回收，所述自动板式热交换器利用冲压成形的凹凸不锈钢板组成，通过板片的凹凸纹路形成交错的接触点，实现冷热流体的热量交换；所述热量回收模型包括数据收集单元、热量回收控制单元、热量回收优化单元和监控单元；所述数据收集单元的信号输出端与所述热量回收控制单元的信号输入端相连接，所述热量回收控制单元的的信号输出端与所述热量回收优化单元的信号输入端相连接，所述热量回收优化单元的信号输出端与所述监控单元的信号输入端相连接；所述热量回收优化单元采用自适应模拟退火算法进行优化热量回收的过程；所述热量回收控制单元采用自适应PID控制算法进行控制；
步骤六、将粽子进行真空包装；
将步骤三中的熟粽进行真空包装并灭菌处理。
作为本发明进一步实施例，所述糯米的预加工，淘米后浸泡，浸泡后沥干，放在淘米蒌内再自然晾0.5小时；糯米50kg，加生抽100ml，老抽10ml，食用盐70g，味精1g，食用油90g，白糖60g，调匀后腌制1小时。
作为本发明进一步实施例，所述馅料的预加工，将猪肉切成6*6*6mm的丁状，加料酒30ml，食用盐30g，白糖60g，老抽10ml，味精2g，香葱末60g，调匀后腌制1小时。
作为本发明进一步实施例，所述箬叶的预加工中先将干箬叶置于温度为100℃的水中蒸煮30分钟，待箬叶的叶径柔软时，将箬叶捞出并用冷却水将箬叶冷却至室温，对箬叶进行清洗、分拣和修剪。
作为本发明进一步实施例，所述包扎粽子的过程中，在向漏斗状结构成品箬叶中加入糯米和馅料时，将糯米分次加入到漏斗装结构的箬叶中，馅料竖直加入到漏斗状结构的成品箬叶中，馅料的两端均伸出糯米0.5-1.0cm，将箬叶折成粽体，并用包扎线进行包扎，从而制得生粽；所述蒸煮过程中先将向蒸煮设备内加入水后将水煮沸，再将步骤二中的生粽置于蒸煮设备内，所述蒸煮设备内的水面高于最上层生粽9-11cm，进行蒸煮，待蒸煮设备内的水烧开后，调节蒸汽阀，使得蒸煮设备的压力维持在0.05MPa以下，蒸煮8-14分钟后，将蒸煮设备内压快速升至0.06-0.12MPa，然后关闭蒸汽，再焖4-8分钟，然后打开排气阀，当蒸汽设备内压将至大气压时，打开取出熟粽。
作为本发明进一步实施例，所述热量回收优化单元自适应模拟退火算法利用Metropolis准则使随机游走逐渐收敛于局部最优路径，找到热量回收最优方法；当E1<E2时，从热量1转移到热量2的概率为：
在公式(1)中，pT为转移概率，E1为热量1时的热能，E2为热量2时的热能，R为玻尔兹曼常数，T为温度，即控制参数，f为模拟退火控制因子；
当E1≥E2时，从热量1转移到热量2的概率为：
自适应调整过程中，当所述自适应模拟退火算法在连续多次迭代中都未能找到更优解时，可以适当减缓温度T的下降速度，以扩大搜索范围；反之，当算法在短时间内连续找到更优解时，可以加快温度T的下降速度，以加速收敛过程。
作为本发明进一步实施例，所述一种基于热量回收的粽子加工系统，包含：滚筒式拌米机、加热器、蒸煮锅、水泵、热回收管道、储热器和自动板式热交换器；所述滚筒式拌米机用于对馅料进行搅拌，加热器用于对所述蒸煮锅进行加热，所述水泵用于将所述蒸煮锅内的水抽到所述自动板式热交换器，所述热回收管道用于输送回收蒸煮后的热水或水蒸气至所述自动板式热交换器；
所述加热器位于所述蒸煮锅的下方，所述蒸煮锅的出口端与所述热回收管道相连接，所述水泵通过所述热回收管道与所述自动板式热交换器的入口端相连接，所述自动板式热交换器的出口端通过所述热回收管道与所述储热器的入口端相连接。
作为本发明进一步实施例，所述自动板式热交换器的工作流程为：
(1)热量收集，在粽子加工的各个加热或冷却步骤中，通过热回收管道将产生的废热流体引入板式热交换器的热流体入口；所述废热流体至少包括蒸煮后的热水或水蒸气和冷却后的热空气；
(2)两种流体引入，将蒸煮后的热水或水蒸气和待加热的清水分别从所述板式热交换器的不同入口进入；
(3)引导流体流动，两种流体别引导到由一系列波纹状金属板片形成的通道中，每个板片之间的间隙形成狭窄的流道，使得流体能够沿着特定的路径流动；
(4)进行热量交换，当热流体废水流体在板片的一侧流过时，热量会通过金属板片传导到另一侧，冷流体待加热的清水在板片的另一侧流动，吸收从热流体传导过来的热量，使其自身温度升高；
(5)流体循环，通过循环泵将经过热交换的流体重新引入粽子加工系统，形成闭合的循环回路。
作为本发明进一步实施例，所述自动板式热交换器包括热流体入口、冷流体入口、热流体出口和冷流体出口。
作为本发明进一步实施例，所述自动板式热交换器的接口直径为10-15cm，板片数量为5-10，热量回收过程为：
一段升温，冷流体升温至40-90℃，时间为10-20s；
二段升温，冷流体升温至90-130℃，时间为15-20s；
三段升温，冷流体升温至130-180℃，时间为10-20s；
四段升温，冷流体升温至180-230℃，时间为5-10s。
积极有益效果
一种基于热量回收的粽子加工方法及其系统实现了粽子加工过程中的热量高效回收与再利用，通过热量回收装置将散失的热量进行回收，并重新用于加热、预热等工序，从而显著降低了粽子加工过程中的能源消耗，达到了节能减排的效果，还降低了粽子加工的成本；热量回收装置不仅提高了能源利用效率，还对粽子加工过程中的温度控制产生了积极影响，通过精确控制加热和预热过程中的温度，可以确保粽子在加工过程中受热均匀，避免了因温度不均导致的质量问题，还可以保持加工环境的稳定，有利于保持粽子的口感和风味。
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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，其中：
图1为本发明一种基于热量回收的粽子加工方法的具体流程图；
图2为本发明一种基于热量回收的粽子加工方法的热量回收模型图；
图3为本发明一种基于热量回收的粽子加工系统的结构原理图；
图4为本发明一种基于热量回收的粽子加工系统的自动板式热交换器的工作流程图；
图5为本发明一种基于热量回收的粽子加工系统的自动板式热交换器平面图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种基于热量回收的粽子加工方法，包括以下步骤：
步骤一、准备原材料和蒸煮设备；
准备糯米、箬叶、馅料；所述蒸煮设备设置有带有余热回收的热回收管道和自动板式热交换器；
步骤二、包扎粽子；
采用单片箬叶进行包制，先取一张箬叶折成漏斗状结构，然后向漏斗状结构的箬叶中加入糯米和馅料，再将箬叶折成粽体，并用包扎线进行包扎，制成生粽；
步骤三、粽子蒸煮与参数设定；
将生粽放入所述蒸煮设备中，生粽之间留有间隙，热量均匀传递；蒸煮设备内的水没过生粽，设置蒸煮温度为180℃，生粽在蒸煮设备内蒸煮14分钟，再在蒸煮设备内焖8分钟，从蒸煮设备内取出，从而制得熟粽；
步骤四、实时监测蒸煮过程；
采用热敏电阻、RTC芯片和压力传感器实时监测蒸煮设备的温度、加热时间和压力；
步骤五、热量回收装置回收再利用粽子产生的热量；
所述热量回收模型采用自动板式热交换器进行热量的回收，所述自动板式热交换器利用冲压成形的凹凸不锈钢板组成，通过板片的凹凸纹路形成交错的接触点，实现冷热流体的热量交换；所述热量回收模型包括数据收集单元、热量回收控制单元、热量回收优化单元和监控单元；所述数据收集单元的信号输出端与所述热量回收控制单元的信号输入端相连接，所述热量回收控制单元的的信号输出端与所述热量回收优化单元的信号输入端相连接，所述热量回收优化单元的信号输出端与所述监控单元的信号输入端相连接；所述热量回收优化单元采用自适应模拟退火算法进行优化热量回收的过程；所述热量回收控制单元采用自适应PID控制算法进行控制；
步骤六、将粽子进行真空包装；
将步骤三中的熟粽进行真空包装并灭菌处理。
在具体实施例中，所述灭菌处理过程中，先将粽子逐袋平放于杀菌盘中，互相不得重叠，推入杀菌锅中，关严锅盖，启动杀菌锅电源，进行杀菌，杀菌时锅炉房蒸汽压力≥0.4MPa，开启杀菌锅蒸汽进气阀门并在8分钟内升温至122℃，在恒温35分钟，恒温过程中杀菌锅内压力在0.3MPa以下，通入压缩空气，补充至0.3MPa，关闭压缩空气，冷却过程中若发现杀菌锅压力再次低于0.3MPa，再次通入压缩空气补压至0.3MPa，循环操作，确保在0.3MPa的压力下采用冷热量回收装置冷却粽子，使得粽子的温度≤35℃时排气出锅；由于冷却时，粽子外面温度急剧下降，使得袋内压力大于袋外压力，容易导致袋子膨胀破裂，为保证袋子内外压力相等，在注入冷却水冷却时，需要向杀菌锅内通入具有一定压力压缩空气进行加压冷却。通过上述方法热量回收结果如表1所示：
表1热量回收结果
通过上述方案可以看到，应用本申请的方法，热量回收率在95％以上，粽子蒸熟时间大大缩短，大致在10分钟以内，说明采用本申请的方法能够大大提高粽子蒸熟效率，热量回收对于提高粽子蒸熟能力具有突出的技术效果。
实施例2
一种基于热量回收的粽子加工方法，包括以下步骤：
步骤一、准备原材料和蒸煮设备；
准备糯米、箬叶、馅料；所述蒸煮设备设置有带有余热回收的热回收管道和自动板式热交换器；
步骤二、包扎粽子；
采用单片箬叶进行包制，先取一张箬叶折成漏斗状结构，然后向漏斗状结构的箬叶中加入糯米和馅料，再将箬叶折成粽体，并用包扎线进行包扎，制成生粽；
步骤三、粽子蒸煮与参数设定；
将生粽放入所述蒸煮设备中，生粽之间留有间隙，热量均匀传递；蒸煮设备内的水没过生粽，设置蒸煮温度为230℃，生粽在蒸煮设备内蒸煮8分钟，再在蒸煮设备内焖4分钟，从蒸煮设备内取出，从而制得熟粽；
步骤四、实时监测蒸煮过程；
采用热敏电阻、RTC芯片和压力传感器实时监测蒸煮设备的温度、加热时间和压力；
步骤五、热量回收装置回收再利用粽子产生的热量；
所述热量回收模型采用自动板式热交换器进行热量的回收，所述自动板式热交换器利用冲压成形的凹凸不锈钢板组成，通过板片的凹凸纹路形成交错的接触点，实现冷热流体的热量交换；所述热量回收模型包括数据收集单元、热量回收控制单元、热量回收优化单元和监控单元；所述数据收集单元的信号输出端与所述热量回收控制单元的信号输入端相连接，所述热量回收控制单元的的信号输出端与所述热量回收优化单元的信号输入端相连接，所述热量回收优化单元的信号输出端与所述监控单元的信号输入端相连接；所述热量回收优化单元采用自适应模拟退火算法进行优化热量回收的过程；所述热量回收控制单元采用自适应PID控制算法进行控制；
步骤六、将粽子进行真空包装；
将步骤三中的熟粽进行真空包装并灭菌处理。
在具体实施例中，所述灭菌处理过程中，先将粽子逐袋平放于杀菌盘中，互相不得重叠，推入杀菌锅中，关严锅盖，启动杀菌锅电源，进行杀菌，杀菌时锅炉房蒸汽压力≥0.4MPa，开启杀菌锅蒸汽进气阀门并在8分钟内升温至122℃，在恒温35分钟，恒温过程中杀菌锅内压力在0.3MPa以下，通入压缩空气，补充至0.3MPa，关闭压缩空气，冷却过程中若发现杀菌锅压力再次低于0.3MPa，再次通入压缩空气补压至0.3MPa，循环操作，确保在0.3MPa的压力下采用冷热量回收装置冷却粽子，使得粽子的温度≤35℃时排气出锅；由于冷却时，粽子外面温度急剧下降，使得袋内压力大于袋外压力，容易导致袋子膨胀破裂，为保证袋子内外压力相等，在注入冷却水冷却时，需要向杀菌锅内通入具有一定压力压缩空气进行加压冷却。通过上述方法热量回收结果如表2所示：
表2热量回收结果
通过上述方案可以看到，应用本申请的方法，热量回收率大大在95％以上，粽子蒸熟时间大大缩短，大致在6分钟以内。蒸煮设备温度设置越高，蒸熟速度越快。
在上述实施例中，所述糯米的预加工，淘米后浸泡，浸泡后沥干，放在淘米蒌内再自然晾0.5小时；糯米50kg，加生抽100ml，老抽10ml，食用盐70g，味精1g，食用油90g，白糖60g，调匀后腌制1小时。
在具体实施例中，所述糯米的处理过程为：
(1)淘米，将糯米倒入淘米机内，每个淘米机洗50kg，利用糯米、砂石以及杂质之间的比重不同，淘米机自动将残留在糯米中的杂物分离过滤干净，在淘米机的出料口用水桶接收盛装，加入清水没过糯米，浸泡3个小时，糯米因浸泡完全，使得糯米的吸水倍率达到30％左右，确保包制后的粽子的水分充分以及水分的分布均匀；
(2)沥干，将浸泡完全后的糯米放入淘米蒌内自动沥水，沥水时间为0.5小时；
(3)糯米及配方，糯米50kg，加生抽100ml，老抽10ml，食用盐70g，味精1g，食用油90g，白糖60g；
(4)拌米及腌制，将沥干后的米投放到滚筒式拌米机中，启动拌米机，先顺时针转动3分钟，待调料溶化，且米粒色泽均匀后，再反方向转动出料，置于阴凉通风出腌制1小时，要求桶底部的糯米无明显的液体料积留。
在上述实施例中，所述馅料的预加工，将猪肉切成6*6*6mm的丁状，加料酒30ml，食用盐30g，白糖60g，老抽10ml，味精2g，香葱末60g，调匀后腌制1小时。
在上述实施例中，所述箬叶的预加工中先将干箬叶置于温度为100℃的水中蒸煮30分钟，待箬叶的叶径柔软时，将箬叶捞出并用冷却水将箬叶冷却至室温，对箬叶进行清洗、分拣和修剪。
在具体实施例中，所述箬叶的处理步骤为：
(1)箬叶蒸煮，将干箬叶放入水槽中，以水没过粽叶为准，100℃的水温蒸煮30分钟，待箬叶的叶径若软时将煮制后的箬叶及时捞出，放入流动自来水中冷却至常温；
(2)箬叶漂洗，将小扎箬叶解散，洗去每张箬叶表面的污渍，剔除破损、霉斑、虫眼、枯黄的叶子以及老叶，清洗过程中将破箬叶和过小的箬叶分拣出来，同时将可用箬叶按大小分类放置；
(3)箬叶修剪，逐片剪去洗净后的箬叶的叶尖及叶蒂，叶尖去除2-2.5cm，叶蒂去除0.5-0.8cm。
所述包扎粽子的过程中，在向漏斗状结构成品箬叶中加入糯米和馅料时，将糯米分次加入到漏斗装结构的箬叶中，馅料竖直加入到漏斗状结构的成品箬叶中，馅料的两端均伸出糯米0.5cm，将箬叶折成粽体，并用包扎线进行包扎，从而制得生粽；所述蒸煮过程中先将向蒸煮设备内加入水后将水煮沸，再将步骤二中的生粽置于蒸煮设备内，所述蒸煮设备内的水面高于最上层生粽9-11cm，进行蒸煮，待蒸煮设备内的水烧开后，调节蒸汽阀，使得蒸煮设备的压力维持在0.05MPa以下，蒸煮8分钟后，将蒸煮设备内压快速升至0.12MPa，然后关闭蒸汽，再焖4分钟，然后打开排气阀，当蒸汽设备内压将至大气压时，打开取出熟粽。
所述包扎粽子的过程中，在向漏斗状结构成品箬叶中加入糯米和馅料时，将糯米分次加入到漏斗装结构的箬叶中，馅料竖直加入到漏斗状结构的成品箬叶中，馅料的两端均伸出糯米1.0cm，将箬叶折成粽体，并用包扎线进行包扎，从而制得生粽；所述蒸煮过程中先将向蒸煮设备内加入水后将水煮沸，再将步骤二中的生粽置于蒸煮设备内，所述蒸煮设备内的水面高于最上层生粽9-11cm，进行蒸煮，待蒸煮设备内的水烧开后，调节蒸汽阀，使得蒸煮设备的压力维持在0.05MPa以下，蒸煮14分钟后，将蒸煮设备内压快速升至0.06MPa，然后关闭蒸汽，再焖8分钟，然后打开排气阀，当蒸汽设备内压将至大气压时，打开取出熟粽。
在具体实施例中，所述包扎粽子时，根据包扎粽子的规格取一张大小合适的箬叶，从中间对折，折成尖底60度角左右的漏斗状结构，先取部分糯米放入成形的箬叶中，通常先取的糯米量，将馅料竖直置于成型的箬叶中，再用剩余糯米加以覆盖，称量，当重量不足或者超重时，适当添加或减少糯米，包扎时糯米要覆盖大部分馅料，但保持两端馅料伸出糯米0.5-1.0cm；粽体多余箬叶折向糯米外留体，再将箬叶多余部分回折紧靠粽体，盖于糯米上，从而制成粽体；取包扎线将粽体裹绕而包成四面体，粽体缠线扎数为5-8扎。
在具体实施例中，所述包装材料选用BOPP、BOPA或RCPP复合结构材料，热封层强度应控制在12-18N/14mm，保证粽子在包装、运输和储存过程中不变形和不变质，满足在加热后粽子风味不变。
实施例3
热量回收优化单元自适应模拟退火算法利用Metropolis准则使随机游走逐渐收敛于局部最优路径，找到热量回收最优方法；当E1<E2时，从热量1转移到热量2的概率为：
在公式(1)中，pT为转移概率，E1为热量1时的热能，E2为热量2时的热能，R为玻尔兹曼常数，T为温度，即控制参数，f为模拟退火控制因子；
当E1≥E2时，从热量1转移到热量2的概率为：
自适应调整过程中，当所述自适应模拟退火算法在连续多次迭代中都未能找到更优解时，可以适当减缓温度T的下降速度，以扩大搜索范围；反之，当算法在短时间内连续找到更优解时，可以加快温度T的下降速度，以加速收敛过程。
在具体实施例中，从热量1转移到热量2的原概率公式为：
在公式(3)中，通过引入f模拟退火控制因子调整温度T在公式中的影响程度，通过调整f的值，可以控制算法在搜索过程中的收敛速度和精度；温度T较高，使得算法能够广泛搜索解空间，随着算法的进行，温度逐渐降低，使得算法更加专注于当前最优解的附近区域；玻尔兹曼常数R用于控制温度对概率分布的影响，用于计算从一个状态转移到另一个状态的概率，这个概率反映了在当前温度下，系统向能量更低或更高状态移动的倾向。
在具体实施例中，所述自适应模拟退火算法在搜索策略上不仅引入了适当的随机因素，而且还引入了物理系统退火过程的自然机理，所述自然机理的引入，使模拟退火算法在迭代过程中不仅接受使目标函数值变好的点，而且还能够以一定的概率接受使目标函数值变差的点；迭代过程中出现的状态是随机产生的，并且不强求后一状态一定优于前一状态，接受概率随着温度的下降而逐渐减小；很多传统的优化算法往往是确定性的，从一个搜索点到另一个搜索点的转移有确定的转移方法和转移关系；自适应模拟退火算法以一种概率的方式来进行搜索，增加了搜索过程的灵活性；所述自适应模拟退火算法还引进类似于退火温度的算法控制参数，将优化过程分成若干阶段，并决定各个阶段下随机状态的取舍标准，接受函数由Metropolis准则给出一个简单的数学模型。
上述实施例中，所述一种基于热量回收的粽子加工系统，包含：
滚筒式拌米机1、加热器2、蒸煮锅3、水泵4、热回收管道5、储热器6和自动板式热交换器7；所述滚筒式拌米机1用于对馅料进行搅拌，加热器2用于对所述蒸煮锅3进行加热，所述水泵4用于将所述蒸煮锅3内的水抽到所述自动板式热交换器7，所述热回收管道5用于输送回收蒸煮后的热水或水蒸气至所述自动板式热交换器7；
所述加热器2位于所述蒸煮锅3的下方，所述蒸煮锅3的出口端与所述热回收管道5相连接，所述水泵4通过所述热回收管道5与所述自动板式热交换器7的入口端相连接，所述自动板式热交换器7的出口端通过所述热回收管道5与所述储热器6的入口端相连接。
在具体实施例中，所述滚筒式拌米机的工作流程为：
(1)馅料投加，将需要搅拌的馅料按照比例和顺序投加到滚筒式拌米机中；
(2)顺时针旋转方向转动3分钟，使得内部的馅料受到离心力和重力的作用，从而在滚筒内部进行翻滚和混合；
(3)反方向转动出料，将搅拌好的馅料从滚筒的出料口顺利排出；
装桶静置，流出滚筒的馅料被装入桶车内，以便于运输和储存，为了确保馅料的味道和口感，通常需要将馅料置于阴凉通风处静置25分钟，有助于馅料的进一步融合和味道的散发，使其更加美味可口。
在具体实施例中，热量回收优化单元优化热量回收过程的前后对比如表3所示：
表3热量回收优化对比统计表
通过上述方案可以看到，应用本申请的方法，且热量回收率都在95％以上，说明采用本申请的方法能够大大热量回收率，从而提升粽子的蒸煮效率。
实施例4
自动板式热交换器7的工作流程为：
(1)热量收集，在粽子加工的各个加热或冷却步骤中，通过热回收管道将产生的废热流体引入板式热交换器的热流体入口；所述废热流体至少包括蒸煮后的热水或水蒸气和冷却后的热空气；
(2)两种流体引入，将蒸煮后的热水或水蒸气和待加热的清水分别从所述板式热交换器的不同入口进入；
(3)引导流体流动，两种流体别引导到由一系列波纹状金属板片形成的通道中，每个板片之间的间隙形成狭窄的流道，使得流体能够沿着特定的路径流动；
(4)进行热量交换，当热流体废水流体在板片的一侧流过时，热量会通过金属板片传导到另一侧，冷流体待加热的清水在板片的另一侧流动，吸收从热流体传导过来的热量，使其自身温度升高；
(5)流体循环，通过循环泵将经过热交换的流体重新引入粽子加工系统，形成闭合的循环回路。
所述自动板式热交换器7包括热流体入口701、冷流体入口702、热流体出口703和冷流体出口704。
一种基于热量回收的粽子加工系统中，当所述自动板式热交换器的接口直径为10cm，板片数量为5时，冷流体的升温过程如表4所示：
表4冷流体的升温过程
升温阶段 冷流体温度/℃ 升温所需时间/s
一段升温 40 19
二段升温 91 20
三段升温 130 18
四段升温 182 10
通过上述方案可以看到，应用本申请的方法，冷流体每个阶段升温时间都在20s以内，冷流体升温时间大大缩短，总升温时间在70s以内，说明采用本申请的方法能够大大提高冷流体升温速度，从而提升热回收效率。
实施例5
自动板式热交换器7的工作流程为：
(1)热量收集，在粽子加工的各个加热或冷却步骤中，通过热回收管道将产生的废热流体引入板式热交换器的热流体入口；所述废热流体至少包括蒸煮后的热水或水蒸气和冷却后的热空气；
(2)两种流体引入，将蒸煮后的热水或水蒸气和待加热的清水分别从所述板式热交换器的不同入口进入；
(3)引导流体流动，两种流体别引导到由一系列波纹状金属板片形成的通道中，每个板片之间的间隙形成狭窄的流道，使得流体能够沿着特定的路径流动；
(4)进行热量交换，当热流体废水流体在板片的一侧流过时，热量会通过金属板片传导到另一侧，冷流体待加热的清水在板片的另一侧流动，吸收从热流体传导过来的热量，使其自身温度升高；
(5)流体循环，通过循环泵将经过热交换的流体重新引入粽子加工系统，形成闭合的循环回路。
所述自动板式热交换器7包括热流体入口701、冷流体入口702、热流体出口703和冷流体出口704。
一种基于热量回收的粽子加工系统中，当所述自动板式热交换器的接口直径为10cm，板片数量为10时，冷流体的升温过程如表5所示：
表5冷流体的升温过程
通过上述方案可以看到，应用本申请的方法，随着板片数量的增加，冷流体的温度增加，升温所需时间减少，则可通过增加自动板式热交换器的板片数量的方式提高冷流体升温速度；从而提升热回收效率。
实施例6
自动板式热交换器7的工作流程为：
(1)热量收集，在粽子加工的各个加热或冷却步骤中，通过热回收管道将产生的废热流体引入板式热交换器的热流体入口；所述废热流体至少包括蒸煮后的热水或水蒸气和冷却后的热空气；
(2)两种流体引入，将蒸煮后的热水或水蒸气和待加热的清水分别从所述板式热交换器的不同入口进入；
(3)引导流体流动，两种流体别引导到由一系列波纹状金属板片形成的通道中，每个板片之间的间隙形成狭窄的流道，使得流体能够沿着特定的路径流动；
(4)进行热量交换，当热流体废水流体在板片的一侧流过时，热量会通过金属板片传导到另一侧，冷流体待加热的清水在板片的另一侧流动，吸收从热流体传导过来的热量，使其自身温度升高；
(5)流体循环，通过循环泵将经过热交换的流体重新引入粽子加工系统，形成闭合的循环回路。
所述自动板式热交换器7包括热流体入口701、冷流体入口702、热流体出口703和冷流体出口704。
一种基于热量回收的粽子加工系统中，当所述自动板式热交换器的接口直径为15cm，板片数量为5时，冷流体的升温过程如表6所示：
表6冷流体的升温过程
通过上述方案可以看到，应用本申请的方法，冷流体的温度增加，升温所需时间减少，则可通过增加自动板式热交换器的接口直径的方式提高冷流体升温速度；从而提升热回收效率。
实施例7
自动板式热交换器7的工作流程为：
(1)热量收集，在粽子加工的各个加热或冷却步骤中，通过热回收管道将产生的废热流体引入板式热交换器的热流体入口；所述废热流体至少包括蒸煮后的热水或水蒸气和冷却后的热空气；
(2)两种流体引入，将蒸煮后的热水或水蒸气和待加热的清水分别从所述板式热交换器的不同入口进入；
(3)引导流体流动，两种流体别引导到由一系列波纹状金属板片形成的通道中，每个板片之间的间隙形成狭窄的流道，使得流体能够沿着特定的路径流动；
(4)进行热量交换，当热流体废水流体在板片的一侧流过时，热量会通过金属板片传导到另一侧，冷流体待加热的清水在板片的另一侧流动，吸收从热流体传导过来的热量，使其自身温度升高；
(5)流体循环，通过循环泵将经过热交换的流体重新引入粽子加工系统，形成闭合的循环回路。
所述自动板式热交换器7包括热流体入口701、冷流体入口702、热流体出口703和冷流体出口704。
一种基于热量回收的粽子加工系统中，当所述自动板式热交换器的接口直径为15cm，板片数量为10时，冷流体的升温过程如表7所示：
表7冷流体的升温过程
升温阶段 冷流体温度/℃ 升温所需时间/s
一段升温 90 10
二段升温 129 15
三段升温 180 10
四段升温 229 6
通过上述方案可以看到，应用本申请的方法，冷流体每个阶段升温时间都在15s以内，冷流体升温时间大大缩短，总升温时间在40s以内，通过同时增加自动板式热交换器的接口直径和板片数量大大提高冷流体升温速度，从而提升热回收效率。
通过上述对比例可以得出，当接口直径越大且自动板式热交换器的的板片数量越多时，升温越快，升温所需时间越短。
在具体实施例中，所述自动板式热交换器可进行自动控制，所述自动控制包括温度控制和压力控制；所诉温度控制是指废热流体进入所述自动板式热交换器放出热量给冷流体待加热清水回水，冷流体吸收热量温度升高，冷流体出口装有温度传感器将数据信息传输给所述热量回收控制单元。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些具体实施方式仅是举例说明，本领域的技术人员在不脱离本发明的原理和实质的情况下，可以对上述方法和系统的细节进行各种省略、替换和改变。例如，合并上述方法步骤，从而按照实质相同的方法执行实质相同的功能以实现实质相同的结果则属于本发明的范围。因此，本发明的范围仅由所附权利要求书限定。

Claims (10)

1.一种基于热量回收的粽子加工方法，其特征在于：包含：
步骤一、准备原材料和蒸煮设备；
准备糯米、箬叶、馅料；所述蒸煮设备设置有带有余热回收的热回收管道和自动板式热交换器；
步骤二、包扎粽子；
采用单片箬叶进行包制，先取一张箬叶折成漏斗状结构，然后向漏斗状结构的箬叶中加入糯米和馅料，再将箬叶折成粽体，并用包扎线进行包扎，制成生粽；
步骤三、粽子蒸煮与参数设定；
将生粽放入所述蒸煮设备中，生粽之间留有间隙，热量均匀传递；蒸煮设备内的水没过生粽，设置蒸煮温度为180-230℃，生粽在蒸煮设备内蒸煮8-14分钟，再在蒸煮设备内焖4-8分钟，从蒸煮设备内取出，从而制得熟粽；
步骤四、实时监测蒸煮过程；
采用热敏电阻、RTC芯片和压力传感器实时监测蒸煮设备的温度、加热时间和压力；
步骤五、热量回收装置回收再利用粽子产生的热量；
所述热量回收模型采用自动板式热交换器进行热量的回收，所述自动板式热交换器利用冲压成形的凹凸不锈钢板组成，通过板片的凹凸纹路形成交错的接触点，实现冷热流体的热量交换；所述热量回收模型包括数据收集单元、热量回收控制单元、热量回收优化单元和监控单元；所述数据收集单元的信号输出端与所述热量回收控制单元的信号输入端相连接，所述热量回收控制单元的的信号输出端与所述热量回收优化单元的信号输入端相连接，所述热量回收优化单元的信号输出端与所述监控单元的信号输入端相连接；所述热量回收优化单元采用自适应模拟退火算法进行优化热量回收的过程；所述热量回收控制单元采用自适应PID控制算法进行控制；
步骤六、将粽子进行真空包装；
将步骤三中的熟粽进行真空包装并灭菌处理。
2.根据权利要求1所述的一种基于热量回收的粽子加工方法，其特征在于：所述糯米的预加工，淘米后浸泡，浸泡后沥干，放在淘米蒌内再自然晾0.5小时；糯米50kg，加生抽100ml，老抽10ml，食用盐70g，味精1g，食用油90g，白糖60g，调匀后腌制1小时。
3.根据权利要求1所述的一种基于热量回收的粽子加工方法，其特征在于：所述馅料的预加工，将猪肉切成6*6*6mm的丁状，加料酒30ml，食用盐30g，白糖60g，老抽10ml，味精2g，香葱末60g，调匀后腌制1小时。
4.根据权利要求1所述的一种基于热量回收的粽子加工方法，其特征在于：所述箬叶的预加工中先将干箬叶置于温度为100℃的水中蒸煮30分钟，待箬叶的叶径柔软时，将箬叶捞出并用冷却水将箬叶冷却至室温，对箬叶进行清洗、分拣和修剪。
5.根据权利要求1所述的一种基于热量回收的粽子加工方法，其特征在于：所述包扎粽子的过程中，在向漏斗状结构成品箬叶中加入糯米和馅料时，将糯米分次加入到漏斗装结构的箬叶中，馅料竖直加入到漏斗状结构的成品箬叶中，馅料的两端均伸出糯米0.5-1.0cm，将箬叶折成粽体，并用包扎线进行包扎，从而制得生粽；所述蒸煮过程中先将向蒸煮设备内加入水后将水煮沸，再将步骤二中的生粽置于蒸煮设备内，所述蒸煮设备内的水面高于最上层生粽9-11cm，进行蒸煮，待蒸煮设备内的水烧开后，调节蒸汽阀，使得蒸煮设备的压力维持在0.05MPa以下，蒸煮8-14分钟后，将蒸煮设备内压快速升至0.06-0.12MPa，然后关闭蒸汽，再焖4-8分钟，然后打开排气阀，当蒸汽设备内压将至大气压时，打开取出熟粽。
6.根据权利要求1所述的一种基于热量回收的粽子加工方法，其特征在于：所述热量回收优化单元自适应模拟退火算法利用Metropolis准则使随机游走逐渐收敛于局部最优路径，找到热量回收最优方法；当E1<E2时，从热量1转移到热量2的概率为：
在公式(1)中，pT为转移概率，E1为热量1时的热能，E2为热量2时的热能，R为玻尔兹曼常数，T为温度，即控制参数，f为模拟退火控制因子；
当E1≥E2时，从热量1转移到热量2的概率为：
自适应调整过程中，当所述自适应模拟退火算法在连续多次迭代中都未能找到更优解时，可以适当减缓温度T的下降速度，以扩大搜索范围；反之，当算法在短时间内连续找到更优解时，可以加快温度T的下降速度，以加速收敛过程。
7.一种基于热量回收的粽子加工系统，其特征在于：应用权利要求1-6任意一项所述的一种基于热量回收的粽子加工方法，包含：滚筒式拌米机(1)、加热器(2)、蒸煮锅(3)、水泵(4)、热回收管道(5)、储热器(6)和自动板式热交换器(7)；所述滚筒式拌米机(1)用于对馅料进行搅拌，加热器(2)用于对所述蒸煮锅(3)进行加热，所述水泵(4)用于将所述蒸煮锅(3)内的水抽到所述自动板式热交换器(7)，所述热回收管道(5)用于输送回收蒸煮后的热水或水蒸气至所述自动板式热交换器(7)；
所述加热器(2)位于所述蒸煮锅(3)的下方，所述蒸煮锅(3)的出口端与所述热回收管道(5)相连接，所述水泵(4)通过所述热回收管道(5)与所述自动板式热交换器(7)的入口端相连接，所述自动板式热交换器(7)的出口端通过所述热回收管道(5)与所述储热器(6)的入口端相连接。
8.根据权利要求7所述的一种基于热量回收的粽子加工系统，其特征在于：所述自动板式热交换器(7)的工作流程为：
(1)热量收集，在粽子加工的各个加热或冷却步骤中，通过热回收管道将产生的废热流体引入板式热交换器的热流体入口；所述废热流体至少包括蒸煮后的热水或水蒸气和冷却后的热空气；
(2)两种流体引入，将蒸煮后的热水或水蒸气和待加热的清水分别从所述板式热交换器的不同入口进入；
(3)引导流体流动，两种流体别引导到由一系列波纹状金属板片形成的通道中，每个板片之间的间隙形成狭窄的流道，使得流体能够沿着特定的路径流动；
(4)进行热量交换，当热流体废水流体在板片的一侧流过时，热量会通过金属板片传导到另一侧，冷流体待加热的清水在板片的另一侧流动，吸收从热流体传导过来的热量，使其自身温度升高；
(5)流体循环，通过循环泵将经过热交换的流体重新引入粽子加工系统，形成闭合的循环回路。
9.根据权利要求7所述的一种基于热量回收的粽子加工系统，其特征在于：所述自动板式热交换器(7)包括热流体入口(701)、冷流体入口(702)、热流体出口(703)和冷流体出口(704)。
10.根据权利要求7所述的一种基于热量回收的粽子加工系统，其特征在于：所述自动板式热交换器(7)的接口直径为10-15cm，板片数量为5-10，热量回收过程为：
一段升温，冷流体升温至40-90℃，时间为10-20s；
二段升温，冷流体升温至90-130℃，时间为15-20s；
三段升温，冷流体升温至130-180℃，时间为10-20s；
四段升温，冷流体升温至180-230℃，时间为5-10s。
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