CN210538861U

CN210538861U - 一种可精准控制气体组分及浓度的烤房

Info

Publication number: CN210538861U
Application number: CN201921243876.3U
Authority: CN
Inventors: 陈颐; 董香娥; 陈妍洁; 卢志伟; 蔺忠龙; 李志国; 邹聪明; 何悦; 胡彬彬; 沈俊儒; 尹志超; 赵高坤; 刘兆宇; 巩江世琪
Original assignee: Yunnan Agricultural University; Yunnan Academy of Tobacco Agricultural Sciences
Current assignee: Yunnan Agricultural University; Yunnan Academy of Tobacco Agricultural Sciences
Priority date: 2019-08-02
Filing date: 2019-08-02
Publication date: 2020-05-19
Anticipated expiration: 2029-08-02

Abstract

本实用新型公开一种可精准控制气体组分及浓度的烤房，包括密闭的装烟室，装烟室一侧墙体上分别设有气体分析仪、气体添加装置，气体分析仪包括设于装烟室内的探头、信号处理电路、微处理器，气体添加装置包括O₂储存罐、CO₂储存罐、N₂储存罐，O₂储存罐、CO₂储存罐及N₂储存罐设于装烟室外部或镶嵌于装烟室墙体上并通过管道连通装烟室，管道上设有通过信号处理电路与微处理器电连接的电控阀门。本实用新型以气体分析仪检测装烟室内气体组分及浓度，可自动控制气体添加装置补充气体，精准调控烟叶烘烤过程中气体组分及浓度，保障烟叶烘烤过程中生理生化反应有序平稳进行，从而提高烤烟烘烤质量。

Description

一种可精准控制气体组分及浓度的烤房

技术领域

本实用新型属于烟草设备技术领域，具体涉及一种结构简单、智能化、可显著提高烟叶烘烤质量的可精准控制气体组分及浓度的烤房。

背景技术

烘烤调制是烤烟生产过程中的重要环节，烘烤结果的优劣直接关系到烟叶的品质和烟农的收益。烘烤过程中烤房中气体组分及浓度的变化对烘烤烟叶质量有很大的影响，烘烤前期，随着烟叶呼吸作用的进行，处于生命状态的烟叶不断进行饥饿代谢吸收烤房内的O₂，同时释放CO₂，其产生的能量主要用来保证细胞膜系统的完整性，防止棕色化反应的发生，使细胞内部生理生化变化得以合理有序进行。据研究，降低烘烤环境中O₂体积分数或升高CO₂体积分数可对鲜烟叶呼吸起到抑制作用，从而提高烟叶质量。在烘烤过程中补充一定量的CO₂，当其体积分数为0.9~1.35%时，能加速烟叶失水变黄，提高淀粉酶活性，促进叶绿素降解，抑制棕色化反应，有利于提高烟叶烘烤质量；但CO₂体积分数过高会导致烟叶CO₂中毒，对烤后烟叶造成不利的影响。

目前，烤房的建造主要是调控烤烟的温度和湿度，一般不会考虑烤房内气体组分对烟叶烘烤质量的影响，而O₂、CO₂气体主要参与变黄期烟叶的呼吸作用，呼吸作用会影响烟叶的理化特性，进而影响烟叶烘烤质量。虽然现有技术中也有通过向烤房内通入臭氧并利用紫外线照射，使烟叶醇化，提高烟叶香味，但由于烟叶与臭氧及紫外线之间的理化机制还不掌握，难以形成精确控制，因此也难以推广应用。此外，虽然也有提出控制烤房内的O₂、CO₂气体浓度来提高烘烤质量的报到，但如何从具体结构上来满足要求却没有见报到，仅限于试验室的试验。因此，目前的烟叶烘烤过程中无法精准控制烤房内的气体组分，会导致烘烤时叶片内的生理生化反应不完全，增大了黑糟烟、挂灰烟等烤坏烟的概率，降低了烟农的经济收益和初烤烟叶的品质。

精准控制烤房内气体组分及浓度，保障烟叶在烘烤过程中生理生化反应有序平稳进行，可在一定程度上提高烤烟烘烤质量。因此，检测并控制烤房内气体组分及浓度对提高烟叶烘烤质量有重要意义。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种结构简单、智能化、可显著提高烟叶烘烤质量的可精准控制气体组分及浓度的烤房。

本实用新型的目的是这样实现的：包括密闭的装烟室，所述装烟室的一侧墙体上分别设置有气体分析仪、气体添加装置，所述气体分析仪包括设置于装烟室内的探头、信号处理电路、微处理器，所述探头通过信号处理电路与微处理器电连接，所述气体添加装置包括O₂储存罐、CO₂储存罐、N₂储存罐，所述O₂储存罐、CO₂储存罐及N₂储存罐设置于装烟室外部或镶嵌于装烟室的墙体上并分别通过管道连通装烟室，所述管道上设置有通过信号处理电路与微处理器电连接的电控阀门。

本实用新型的有益效果：

1、本实用新型通过现有技术中的气体分析仪及气体添加装置，可实现自动化和智能化控制，可显著减轻工作者的劳动量，同时还能提高烟叶品质；

2、本实用新型添加精准控制气体组分及浓度的装置，精准控制烤房内的气体组分浓度，可以提高烘烤烟叶的质量；

3、本实用新型通过气体分析仪自动实时检测烤房内的气体组分及其浓度，可以自动控制气体添加装置在适宜范围内对烤房补充一定量的O₂、CO₂和N₂气体，以调节烤房中的气相组分浓度、进而影响烟叶组织细胞内酶的活动，加快烟叶变黄速度，从而使烟叶的生理生化变化向着有利于改善和提高烟叶烘烤质量的方向发展。

附图说明

图1为本实用新型结构原理示意图；

图中：1-烤房本体，2-房顶，4-加热室，5-气体分析仪，6-气体添加装置，7-恒压装置，8-冷凝器，10-O₂储存罐，11-CO₂储存罐，12-N₂储存罐，13报警装置，14-显示屏。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明，但不以任何方式对本实用新型加以限制，基于本实用新型教导所作的任何变更或改进，均属于本实用新型的保护范围。

如图1所示，本实用新型包括密闭的装烟室，所述装烟室的一侧墙体上分别设置有气体分析仪5、气体添加装置6，所述气体分析仪5包括设置于装烟室内的探头、信号处理电路、微处理器，所述探头通过信号处理电路与微处理器电连接，所述气体添加装置6包括O₂储存罐10、CO₂储存罐11、N₂储存罐12，所述O₂储存罐10、CO₂储存罐11及N₂储存罐12设置于装烟室外部或镶嵌于装烟室的墙体上并分别通过管道连通装烟室，所述管道上设置有通过信号处理电路与微处理器电连接的电控阀门。

所述探头包括O₂传感器、CO₂传感器，所述装烟室内分布多个O₂传感器及CO₂传感器并分别通过信号处理电路与微处理器电连接。

本实用新型还包括布置于装烟室内的SO、SO₂和/或CO传感器，所述SO、SO₂及CO传感器分别通过信号处理电路与微处理器电连接。

本实用新型还包括报警装置13和/或显示屏14，所述报警装置13及显示屏14分别通过信号处理电路与微处理器电连接。

本实用新型还包括恒压装置，所述恒压装置7包括设置于装烟室内部的气压探头、设置于装烟室外部或镶嵌于装烟室墙体上的压力供应装置，所述气压探头通过信号处理电路与微处理器电连接，所述压力供应装置的供气管与装烟室连通，所述压力供应装置的控制端通过信号处理电路与微处理器电连接。

本实用新型还包括冷凝器8，所述冷凝器8设置于烤房的干燥室内且进气口与装烟室的下部连通、出气口与装烟室的上部连通，所述冷凝器8还设置有延伸出烤房的冷凝水排水管。

所述O₂储存罐10、CO₂储存罐11及N₂储存罐12与管道之间设置有Y形快换接头，所述O₂储存罐10、CO₂储存罐11及N₂储存罐12与管道之间还连接有减压阀。

本实用新型还包括网络模块，所述微处理器通过网络模块与远端的控制终端网络连接或与烤房控制装置网络连接。

所述网络模块为WIFI模块、蜂窝网络模块和/或蓝牙模块。

所述装烟室设置有连通烤房外部的排气管，所述排气管设置有控制阀并通过信号处理电路与微处理器电连接。

本实用新型工作原理和工作过程：

本实用新型通过气体分析仪及气体添加装置，可实现自动化和智能化控制，可显著减轻工作者的劳动量，同时还能提高烟叶品质；可精准控制烤房内的气体组分浓度，可以提高烘烤烟叶的质量；通过气体分析仪自动实时检测烤房内的气体组分及其浓度，可以自动控制气体添加装置在适宜范围内对烤房补充一定量的O₂、CO₂和N₂气体，以调节烤房中的气相组分浓度、进而影响烟叶组织细胞内酶的活动，加快烟叶变黄速度，从而使烟叶的生理生化变化向着有利于改善和提高烟叶烘烤质量的方向发展。进一步，通过在装烟室内分布多个O₂传感器及CO₂传感器，可采集装烟室内多个地点的气体组分及浓度，从而提高检测的准确性，避免单一布置的传感器误差及局部气体浓度不均匀带来的检测形成误导。更进一步，装烟室内布置SO、SO₂和/或CO传感器，以及微处理器电连接报警装置及显示屏，都是为了避免传统煤加热或生物质加热时因供热系统漏气，导致烟叶“中毒”，烤出的烟叶出现蓝色斑点、斑块，影响烟叶品质；通过检测装烟室内的SO、SO₂和/或CO等有毒气体的含量，及时发出报警信息，避免漏气导致烟叶“中毒”。再进一步，通过设置恒压装置，可保持烤房内的气压达到稳定状态，避免因气压变化对烟叶烘烤质量造成影响或造成安全隐患。进一步，通过设置冷凝器，可将从烤房干燥室出来的热湿气体经过冷凝器的蒸发器，热泵内的循环工质在蒸发器中吸收来自干燥室热湿气中的热量，使得热湿空气温度降低，冷凝为冷凝水排出，而热气流仍在烤房内循环，烤房内的气体组分不受排湿影响，从而即便于烤房内气体组分及浓度的精确控制，又能够根据要求调解装烟室内的湿度，而且还能保持热量不大量泄漏，以减低烤房的能耗。更进一步，O₂储存罐、CO₂储存罐及N₂储存罐与管道之间设置有Y形快换接头，可便于烘烤过程中储存罐缺气时，能通过Y形快换接口来形成无缝供应，避免烤房内气体组分及浓度的波动；O₂储存罐、CO₂储存罐及N₂储存罐与管道之间连接有减压阀，是为了在调节气体浓度时能够形成平缓的供气，从而便于精确控制供气量，而且也能避免引起烤房内的气压波动。综上所述，本实用新型具有结构简单、智能化、可显著提高烟叶烘烤质量的特点。

如图1所示，在烤房内的不同地点分别布置多个O₂传感器及CO₂传感器，精准检测到烤房内的气体组分和浓度，通过与传感器连接的微处理器根据预置的程序智能判断烤房内气体组分及浓度是否合理，如果缺乏某种气体，自动控制气体添加装置6从O₂储存罐10或CO₂储存罐11输入对应的合适气体量；如果CO₂气体过多（适宜的CO₂体积分数为0.9 ~1.35 %），可控制N₂储存罐12向烤房内加入一定量的N₂以稀释CO₂气体。恒压装置7保持烤房内的气压达到稳定状态，避免因气压变化对烟叶烘烤质量造成影响或造成安全隐患。冷凝器8将从烤房干燥室出来的热湿气体经过其蒸发器，热泵内的循环工质在蒸发器中吸收来自干燥室热湿气中的热量，使得热湿空气温度降低，冷凝为冷凝水排出，而热气流仍在烤房内循环，烤房内的气体组分不受排湿影响。

Claims

1.一种可精准控制气体组分及浓度的烤房，包括密闭的装烟室，其特征在于所述装烟室的一侧墙体上分别设置有气体分析仪（5）、气体添加装置（6），所述气体分析仪（5）包括设置于装烟室内的探头、信号处理电路、微处理器，所述探头通过信号处理电路与微处理器电连接，所述气体添加装置（6）包括O₂储存罐（10）、CO₂储存罐（11）、N₂储存罐（12），所述O₂储存罐（10）、CO₂储存罐（11）及N₂储存罐（12）设置于装烟室外部或镶嵌于装烟室的墙体上并分别通过管道连通装烟室，所述管道上设置有通过信号处理电路与微处理器电连接的电控阀门。

2.根据权利要求1所述可精准控制气体组分及浓度的烤房，其特征在于所述探头包括O₂传感器、CO₂传感器，所述装烟室内分布多个O₂传感器及CO₂传感器并分别通过信号处理电路与微处理器电连接。

3.根据权利要求2所述可精准控制气体组分及浓度的烤房，其特征在于还包括布置于装烟室内的SO、SO₂和/或CO传感器，所述SO、SO₂及CO传感器分别通过信号处理电路与微处理器电连接。

4.根据权利要求3所述可精准控制气体组分及浓度的烤房，其特征在于还包括报警装置和/或显示屏，所述报警装置及显示屏分别通过信号处理电路与微处理器电连接。

5.根据权利要求1所述可精准控制气体组分及浓度的烤房，其特征在于还包括恒压装置，所述恒压装置（7）包括设置于装烟室内部的气压探头、设置于装烟室外部或镶嵌于装烟室墙体上的压力供应装置，所述气压探头通过信号处理电路与微处理器电连接，所述压力供应装置的供气管与装烟室连通，所述压力供应装置的控制端通过信号处理电路与微处理器电连接。

6.根据权利要求1所述可精准控制气体组分及浓度的烤房，其特征在于还包括冷凝器（8），所述冷凝器（8）设置于烤房的干燥室内且进气口与装烟室的下部连通、出气口与装烟室的上部连通，所述冷凝器（8）还设置有延伸出烤房的冷凝水排水管。

7.根据权利要求1至6任意一项所述可精准控制气体组分及浓度的烤房，其特征在于所述O₂储存罐（10）、CO₂储存罐（11）及N₂储存罐（12）与管道之间设置有Y形快换接头，所述O₂储存罐（10）、CO₂储存罐（11）及N₂储存罐（12）与管道之间还连接有减压阀。

8.根据权利要求7所述可精准控制气体组分及浓度的烤房，其特征在于还包括网络模块，所述微处理器通过网络模块与远端的控制终端网络连接或与烤房控制装置网络连接。

9.根据权利要求8所述可精准控制气体组分及浓度的烤房，其特征在于所述网络模块为WIFI模块、蜂窝网络模块和/或蓝牙模块。

10.根据权利要求7所述可精准控制气体组分及浓度的烤房，其特征在于所述装烟室设置有连通烤房外部的排气管，所述排气管设置有控制阀并通过信号处理电路与微处理器电连接。