一种烘房结构及烘干方法与流程

本发明涉及一种烘干技术，尤其涉及一种关于挂面的烘房结构和烘干方法。

背景技术：

挂面(有时也称面条)的烘干是由具有一定热量和湿度的空气在挂面表面流动，将挂面表面水分带走，使挂面含水量下降的过程。空气温度越高，热驱动力越大，挂面的升温速率越大；空气的风速越大，挂面表面的气体边界层越薄，对流传质系数也越大；空气的相对湿度越小，水分扩散的浓度驱动力越大，挂面表面传质效果越好。挂面在烘干的过程中，为了有效防止因水分迁移失衡而导致酥条、面条变形断裂的现象，保持挂面具有较适宜的相对湿度也很关键，从而确保面条水分蒸发过程中面条表面和内部水分之间的梯度差较小。因此，温度、空气湿度和风速共同对挂面烘干速率起到影响，并会影响到挂面的平衡含水量。烘干过程中，如果各关键控制点的工艺参数设置不当，则会有可能对烘干过程中挂面的内部水分迁移速率或外部水分迁移速率产生不良影响，使烘干进程受到影响。如果水分的外部气化速度小于内部迁移速度时，水分难以脱离面条，烘干的速率取决于挂面外部气化的速率，外部水分气化速度慢，烘干时间延长，生产效率下降；若水分的外部气化速度大于内部迁移速度时，内部水分不能及时向外迁移，挂面体的表面首先烘干，并在挂面表面形成一层硬化膜，阻止内部水分向外气化，烘干速度变慢；此外，内外水分迁移速率相差过大，挂面体表面则产生较大内应力差，挂面内部受到水分的压力，外部发生收缩和紧绷，导致挂面出现弯曲变形、酥条、裂痕及易断等现象。

此外，烘干条件还会对挂面颜色产生影响，烘干条件控制不当，导致挂面颜色偏暗发黄，影响产品品质。

因此准确控制挂面烘干阶段工艺条件且维持烘干条件稳定是挂面生产中最关键的过程，现有挂面烘干技术中工艺条件控制不够精细，主要依靠操作人员经验，且现有烘房控制只关注烘干条件如温湿度等控制，缺乏对挂面烘干过程中挂面体含水量实时检测，从而导致出烘房产品含水量高于标准值，产生不合格品。此外，烘房各分区之间由于温度、湿度等不同，且各区相通，易造成烘干条件波动。现有烘房中，烘房温湿度等条件调试需人工进行，较为耗时粗放。

技术实现要素：

本发明的实施例提供了一种烘房结构和烘干方法，可优化现有技术的烘干方法。

本发明的实施例提供了一种烘房结构，烘房为房形结构，包括入口和出口，其内部被分为多个区域，每个区域互相连通，所述烘房包括：

传送系统，其用于以一定速度将挂面传送至烘房内各个区域中以便对挂面进行烘干；

加热系统，其设置在烘房内的每个区域中，用于加热以提高烘房中的温度；

循环系统，其设置在烘房内的每个区域中，用于使烘房内各个区域的热量、湿度均匀分布；

排潮系统，其设置在烘房内的每个区域中，用于排除潮气；

监测系统，其设置在烘房内的每个区域中，用于监测烘房中的温度、湿度、风速；

控制系统，其设置在烘房内的每个区域中，其用于根据监测系统所监测的温度、湿度和风速，分别控制加热系统、循环系统和排潮系统。

所述加热系统包括至少一个环形加热管，每个环形加热管环形分布在烘房顶部，所述环形加热管一端与导热介质输入管相连，另一端与导热介质输出管相连，与导热介质输入管相连的环形加热管一端依次安装有第一手动阀、过滤器、电动阀和第二手动阀，与导热介质输入管相连的环形管一端有一旁通管路，旁通管路安装有一个手动阀。

所述循环系统包括：多个竖向循环风机、多个横向循环风机。

排潮系统包括安装于烘房壁底部的排潮风扇和排潮风门、空气循环管路、气液分离器和气体补充口。

监测系统包括温度传感器、湿度传感器，风速传感器、固体微波水分测量仪和传感器支架，每个区域左中右各安装一个传感器支架，每个传感器支架在高中低三个位置均分别安装一个温度传感器、一个湿度传感器、一个风速传感器，固体微波水分测量仪安装于烘房的末端区域，用于末端监测挂面水分。

所述烘房结构还包括报警系统结构。

所述烘房被分为5个区域，其中，每个区域长度分布，1区占14％，2区占20％，3区占32％，4区占20％，5区占14％，其中，挂面由入口进入烘房，依次经历1区、2区、3区、4区、5区，并由出口被送出。

本发明的实施例提供了一种根据所述的烘房结构的烘干方法：

挂面从靠近烘房的1区的入口进入，依次经历烘房的1区、2区、3区、4区、5区，直到出口，对挂面进行烘干；

根据温度的测定值和设定值调节温度，根据湿度的测定值和设定值调节湿度，根据风速测定值和设定值调节风速。

所述根据温度的测定值和设定值调节温度具体为：当温度偏离设定值一预定值时，调节加热系统的电控阀以控制导热介质流量来调节温度至设定值；

所述根据湿度的测定值和设定值调节湿度具体为：当湿度偏离设定值一预定值时，调节排潮风扇、排潮风门和气液分离器以便调节湿度至设定值；

所述根据风速测定值和设定值调节风速具体为：当风速偏离设定值一预定值时，调节横向风机、竖向风机至设定值。

所述方法还包括：当固体微波水分测量仪所测得的数值偏离设定值一预定值时，调节调整挂面输送速度。

根据本发明实施例，通过合适的烘干条件，可以使挂面内部蛋白和淀粉分子之间形成较好的结构使得挂面在蒸煮过程中不易浑汤，蒸煮损失较小，并且有嚼劲。

附图说明

图1示出了本发明实施例的烘房结构中的加热系统；

图2示出了本发明实施例的烘房结构中的循环系统；

图3示出了本发明实施例的烘房结构中的排潮系统；

图4示出了本发明实施例的烘房结构中的传感器结构；

图5示出了本发明实施例的烘房结构中的监控系统；

图6为本发明实施例的烘干方法。

具体实施方式

为了便于本领域一般技术人员理解和实现本发明，现结合附图描绘本发明的实施例。

实施例一

如图1-5所示，本实施例提供了一种烘房结构。烘房结构可以是长约为60-90米、宽为5米、高约为5米的房形封闭结构，设置有一个入口和一个出口，挂面通过入口进入烘房，在烘房烘干后，通过出口被送到下一道工序。烘房结构包括多个烘干区域，根据本发明的实施例，现假设本实施例的烘房结构分为5个区域为例来描述本发明，根据本发明实施例，优选按以长度分布，1区占14％的长度，即约为8.4米-12.6米，2区占20％，3区占32％，4区占20％，5区占14％。其中，1区靠近入口，依次为2区、3区、4区(未示出)、5区(未示出)，直到出口，出口与5区相邻。

烘房结构包括传送系统、加热系统、循环系统、排潮系统、监测系统和控制系统，根据本发明实施例，可根据传感器反馈信息，利用自动控制算法修正调试运行参数。下面对上述烘房结构的各个部分进行详细说明。

传送系统

传送系统用于以一定速度将挂面传送至烘房内以便对挂面进行烘干，具体而言，传送系统将挂面由入口送入、依次经历1区、2区、3区、4区、5区，直到出口。挂面在经历1区、2区、3区、4区、5区的同时被烘干。

加热系统

如图1所示，加热系统包括至少一个环形加热管1，多个环形加热管1呈并联关系，每个环形加热管1分布在烘房顶部，其中，1区、5区管间距相同，一般为400mm，2、3、4区管间距相同，一般为200mm，1区、5区管间距小于2、3、4区管间距，这样布置环形加热管，会使得1区和5区的加热功能较2、3、4区的加热功能要差一些，从而使得加热阶段主要在2、3、4区完成。所述环形加热管1为翅片管。环形加热管1一端与导热介质输入管3相连，另一端与导热介质输出管4相连，导热介质输入管3和导热介质输出管4的另一端连接到换热站5。与导热介质输入管3相连的环形管一端依次安装有第一手动阀11、过滤器12、电动阀13和第二手动阀14，与导热介质输出管4相连的环形加热管1一端设置有第三手动阀15，与导热介质输入管3相连的环形加热管一端还设有一旁通管路2，旁通管路2安装有一个手动阀21。烘干过程运行时，环形加热管1上的手动阀11、14、15处于开放状态，旁通管路2的手动阀21处于关闭状态，电动阀13根据温度设置及温度传感器反馈，由plc控制电动阀13控制加热介质流量。当电动阀13以及过滤器12更换或检修时，将环形加热管1手动阀11、14、15关闭，打开旁通管道2手动阀21。

循环系统

如图2-3所示，循环系统用于将烘房各个区域的热量、湿度均匀分布，实现工艺条件的稳定性，循环系统包括：烘房内部竖向风机6、横向风机(未示出)，根据本发明实施例，1区设置6个竖向风机6、6个横向风机，2区设置6个竖向风机，3区设置8个竖向风机，4区设置4个竖向风机，5区设置2个竖向风机；烘房内各分区有一个气体补充口61和排潮风门62，气体补充口61和排潮风门62通过管道相连，各区排潮风门62排出的湿空气经空气循环管路65中的气液分离器63除去水分后经气体补充口61输送至各个区域，以维持各区域温度稳定，避免直接补充空气造成的温度波动。空气循环管路65中还安装有多个排气扇66。

排潮系统

如图2-3所示，排潮系统设置在烘房内的每个区域中，用于排除潮气，根据本发明的实施例，排潮系统由安装于烘房壁底部的排潮风扇64、排潮风门62构成，排潮风扇64、排潮风门62在各个烘干区域的分布为：1区4个，2区4，3区6，4区4，5区4个。烘房内各分区有一个气体补充口61和排潮风门62，气体补充口61和排潮风门62通过管道相连，各区排潮风门62排出的湿空气经空气循环管路65中的气液分离器63除去水分后经气体补充口61输送至各个区域。

监测系统

监测系统，其设置在烘房内的每个区域中，用于监测烘房中的温度、湿度、风速。监测系统包括温度传感器、湿度传感器，风速传感器、固体微波水分测量仪，温度传感器、湿度传感器，风速传感器安装在传感器支架7上，每个区域左中右个安装一个传感器支架7，每个传感器支架7在高中低三个位置(分别为第一位置71、第二位置72和第三位置71)均安装一个温度传感器、一个湿度传感器和一个风速传感器，固体微波水分测量仪安装于4区，5区，用于末端监测面条水分。

报警系统结构

烘房报警系统采用plc(programmablelogiccontroller，可编程逻辑控制器)控制报警器，当烘房温度过高时，发出报警，报警器可以是声光报警器。

控制系统，其设置在烘房内的每个区域中，其用于根据监测系统所监测的温度、湿度和风速，分别控制电动阀、循环风机、排潮风机。

具体而言，如图4所示，在调试阶段，通过预先设定各区域工艺参数，控制系统通过pid算法，将加热介质流量、风机转速调整至合适数值，运行过程中，环形加热管1手动阀11、14、15常开，plc根据传感器反馈温度信息，通过控制电动阀12来控制导热介质流量来调节温度，通过竖向风机、横向风机、排潮风机控制风速及湿度。由于挂在挂面杆81上的挂面8本身会对热传导与空气流动有一定阻碍作用，烘房内易出现同一位置温湿度分布不均匀，严重影响烘干效果，控制系统通过对不同传感器支架上中下三个传感器(温度传感器、湿度传感器，风速传感器)数值进行偏差计算，调节循环系统运行，确保不同位置温湿度一致性。含水量是挂面品质的重要保障，为防止出烘房产品出现含水量过高或过低现象，在烘房末段(4、5区)安装固体微波水分测量仪，用于水分在线监测，如果固体微波水分测量仪所测得的挂面水分含量与预期不一致，可适当调整挂面输送速度，保证出烘房的挂面的含水量，并对待出烘房挂面(含水量不符合预期的挂面)进行特别处理。由于前段中段水分迁移速率对挂面品质影响较大，因此将面体水分监测控制放在末段。具体而言，固体微波水分测量仪所测得的挂面水分含量与预期要大时，调整挂面输送速度慢一些，固体微波水分测量仪所测得的挂面水分含量与预期要小时，调整挂面输送速度快一些。根据本发明实施例，温度传感器、湿度传感器采用一体式结构，这样，可将温度传感器、湿度传感器称为温湿度传感器。温度传感器、湿度传感器、风速传感器、固体微波水分测量仪输出模拟量，模拟量通过模/数转换模块与plc模块相连，plc模块与人机界面、按钮控制模块、声光报警模块、排潮风门相连。plc模块根据接收的数据控制声光报警器是否报警，接收人机界面、按钮控制模块的信号并通过模/数转换模块进行模拟量输出，以控制电动阀，通过变频器控制排潮风机、横向风机、竖向风机和传送电机。

实施例二

基于实施例一的烘房结构，本发明实施例提供了一种烘干方法，所述烘干方法包括如下步骤：

步骤601、挂面从靠近1区的入口被输入，依次经历2区、3区、4区、5区，直到出口，对挂面进行烘干，然后进入下一道工序。

步骤602、根据温度的测定值和设定值调节温度，根据湿度的测定值和设定值调节湿度，根据风速测定值和设定值调节风速。

针对温度、湿度和风速的控制方法如下：当温度偏离设定值一预定值时，调节电控阀以控制导热介质流量来调节温度至设定值；当湿度偏离设定值一预定值时，调节排潮风扇、排潮风门和气液分离器以便调节湿度至设定值，具体而言，当湿度大于设定值某一预定值时，使排潮风机加大转速、和/或加大排潮风门、和/或提高气液分离器的功率，以增加排潮能力，否则反之；当风速偏离设定值一预定值时，调节横向风机、竖向风机至设定值。

步骤603、当固体微波水分测量仪所测得的数值偏离设定值一预定值时，调整挂面输送速度，保证出烘房产品含水量。由于前段中段水分迁移速率对挂面品质影响较大，因此将面体水分监测控制放在末段，具体而言，当固体微波水分测量仪所测得的挂面水分含量较预期值较大时，调整挂面输送速度慢一些，当固体微波水分测量仪所测得的挂面水分含量较预期值较小时，调整挂面输送速度快一些。

由上可知，1区为冷风定条区，目的是快速将面条表面水分风干，防止粘连，2区为保潮区，提高环境湿度，防止面体表面结膜，3区为主烘干区，主烘干阶段温度处于最高阶段，挂面烘干主要在这个阶段进行。在这个阶段挂面水分散失最快，挂面面体收缩，为烘干的主要阶段；4区为降温区，5区为缓酥区，用于消除挂面因烘干收缩而产生的烘干内应力，增强韧性；避免因温度的不平衡性引起挂面断面裂纹。

由于不同刀型挂面比表面积不同，水分通过表面扩散速率不同，因此不同刀型挂面其烘干工艺参数不同1mm条形挂面的比表面积较6mm和12mm要大，湿度的变化对挂面的脱水影响较大，而12mm刀型挂面较1mm和6mm刀型挂面宽，温度的传导较慢，在烘干的后期温度的变化对挂面烘干的影响要大。

选取1mm，6mm，12mm三个刀型挂面采用该烘房进行烘干条件精确控制，确定细挂面，中宽挂面，宽挂面的烘干工艺，并对烘干效果进行评价。

表1

1区为冷风定条区，一般情况下，不加热，5区烘干时间，根据末端水分在线监测数据，自动调整运行速度，使挂面出烘房时使水分为13％-14％

根据表1中的工艺参数所获得的挂面的参数如表2所示。

表2

通过利用该烘房对挂面烘干工艺进行优化，结果显示，1mm、6mm刀型挂面采用低温烘干工艺，各指标及感官评价评分较高，12mm采用高温烘干各指标及及感官评价评分较高。即1mm、6mm、12mm刀型烘干工艺条件为：

根据本发明实施例，通过合适的烘干条件，可以使挂面内部蛋白和淀粉分子之间形成较好的结构使得挂面在蒸煮过程中不易浑汤，蒸煮损失较小，并且有嚼劲。

虽然通过实施例描绘了本发明，但本领域普通技术人员知道，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，就可使本发明有许多变形和变化，本发明的范围由所附的权利要求来限定。