专利名称：食用菌工厂化生产及保存用温度与湿度控制方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及食用菌工厂化生产及保存用温度与湿度控制方法及其装置。
背景技术：
食用菌是世界公认的一种营养食品，工厂化生产食用菌已经成为食用菌生产的发展趋势。食用菌工厂化生产的前提是利用合适的温度与湿度控制设备模拟出食用菌生长的人工环境。目前普遍采取直接冷冻方法，即利用循环风机将气体 循环通过通有冷却介质的换热器，来控制食用菌生产用环境温度与湿度。由于食用菌生长环境气体的相对湿度高，例如金针菇生产理想的环境温度是23°C，相对湿度是60-70%，所以，在给气体降温的过程中气体中气态水分会冷凝成液态水。由于气体中水分从气态变成液态时需要释放出大量的热量，所以，气体冷却过程中部分能源被消耗在除水过程，只有部分能源用于降低气体温度，传统的冷冻方法用于食用菌生产温度控制时，能源利用效率低。另外，随食用菌工厂化的普及，新鲜食用菌的保存就会变成另外一个需要解决的问题。例如，蘑菇采后，由于其生命活动的继续，极易变质，而且温度越高，呼吸强度越大，变质越快，所以采取合理的物理手段抑制其酶活性、降低呼吸作用非常重要。研究表明，在控制保存环境的气体成分条件下，当储存温度控制在0_3°C，相对湿度控制在90—95%时，蘑菇的保存期限可以达到12天左右。为了维持蘑菇储存环境的温度，目前普遍采取直接冷冻方法，即，利用循环风机将气体循环通过通有冷却介质的换热器，来控制食用菌储存间温度与湿度。由于储存间温度只有0-3°C，冷却介质的温度必须在(TC以下，由此，换热器表面必然存在结霜现象，并且随时间推移，换热器表面的霜会越来越厚。目前克服换热器结霜的唯一途径是定时间化霜。化霜过程通常是利用热气体流过换热器，或者停止向换热器中通冷却介质，相反，向换热器中通0°C以上的热介质使已经存在于换热器上的霜融化。除霜过程存在的缺陷有两个，第一，需要消耗热能，第二，造成储存间温度波动，根据统计，储存间除霜过程消耗的能源占全部能源消耗的10%以上。本发明公开了一种新的食用菌工厂化生产以及食用菌保存用温度与湿度控制方法与装置，该方法比传统的直接冷冻法节约能源20%以上。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种新型节能食用菌工厂化生产以及食用菌保存用温度与湿度控制方法及其装置。本发明的上述目的是通过以下技术方案予以实现
食用菌工厂化生产及保存用温度与湿度控制方法，包含如下实施步骤
O .将来源于蘑菇种植或者蘑菇保存空间内的气体D进行除湿处理，使气体中的水分降低，形成气体E。2).气体E经过换热器进行冷却，形成气体F，气体F温度降低，换热器中冷却介质的温度高于从其流过的气体E的露点温度，当气体E流过换热器进行冷却时，换热器表面没有水冷凝现象出现，同时也不会出现换热器表面结霜的现象。3).向冷却后的气体F淋水，形成气体G，气体G的相对湿度达到规定的要求后流回蘑菇种植或者蘑菇保存空间。4).利用处理风机，大气A经前级换热器后部分气体排向大气，余下气体经后级换热器流向转轮除湿机的再生区。5).经转轮再生区后，吸附在转轮上的水分随同再生空气由再生风机排走.
其中，电机带动转轮旋转，循环经过转轮处理区与转轮再生区，转轮处理区进行除湿处
理，转轮再生区进行再生处理，转轮上·的吸附材料可持续作业。食用菌工厂化生产以及食用菌保存用温度与湿度控制装置，包括通过管道连接的制冷系统和转轮除湿机及空气加湿器，制冷系统是由制冷压缩机，前级换热器，后级换热器，制冷膨胀阀和换热器组成的闭合回路，转轮除湿机包括具有再生区和处理区的转轮、处理风机、再生风机及带动转轮旋转的电机，转轮除湿机与空气加湿器之间设有循环风机。转轮由特殊的材料制造成一个圆型盘状物，盘状物被特殊制造的隔板分割成两个区域，即处理区与再生区，当需要进行除湿的气体流过转轮处理区时，气体中的水分被处理区的吸附材料吸附，气体变成干燥气体。当热气体在再生风机的作用下从转轮再生区流过的时候，吸附在转轮上的水分被再生气体带走。为了维持转轮除湿的连续进行，转轮在旋转电机的作用下循环经过转轮处理区与转轮再生区。传统的转轮的材料是硅胶或者分子筛，其再生温度通常是100°C以上，气体经过传统的转轮除湿处理后，气体的湿度虽然下降了，但是，气体的焓值是增加的，即采取传统的转轮除湿方法完成本发明可能会增加系统能源消耗。由于转轮的再生温度越低，转轮除湿过程越接近等焓过程，所以，本发明优先采取可以在低温条件下再生的转轮。如果制冷系统设计合理，蒸汽压缩式制冷装置制冷过程中产生的制冷余热可以被用来作为转轮再生的热量，由此，温度与湿度控制装置的能源利用效率实现最大化。空气加湿器，其功能是增加气体的含水量,使气体的相对湿度达到规定值。循环风机，其功能是使需要进行温度与湿度控制的气体循环经过，转轮除湿的处理区，制冷蒸发器以及空气加湿器。本发明通过上述的结构及方法，节约了成本，免除了换热器定期化霜的困扰，同时使食用菌生产以及食用菌保存工厂化更为现实。下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图I为本发明的一种结构示意图。主要组件符号说明
I-循环风机， 3-电机，4-转轮处理区，
5-转轮再生区， 8-处理风机，9-再生风机，
10-换热器， 11-制冷压缩机，12-制冷膨胀阀，
13-后级换热器 14-前级换热器，15-空气加湿器。
具体实施例方式本发明为食用菌工厂化生产以及食用菌保存用温度与湿度控制方法及其装置，如图所示，食用菌工厂化生产以及食用菌保存用温度与湿度控制装置，包括通过管道连接的制冷系统和转轮除湿机及空气加湿器15，制冷系统是由制冷压缩机11，前级换热器14，后级换热器13，制冷膨胀阀12和换热器10组成的闭合回路，转轮除湿机包括具有再生区5和处理区4的转轮、处理风机8、再生风机9及带动转轮旋转的电机3，转轮除湿机与空气加湿器15之间设有循环风机I。蘑菇工厂化种植需要将环境温度控制，在温度23°C，相对湿度70%，采取以下流程
(I)将来源于蘑菇种植空间内的气体D经过转轮除湿机的处理区进行除湿处理，使气体中的水分降低，形成气体E。·(2)气体E经过换热器进行冷却，形成气体F，气体F温度降低，换热器中冷却介质的温度高于从其流过的气体E的露点温度，当气体E流过换热器进行冷却时，换热器表面没有水冷凝现象出现，同时也不会出现换热器表面结霜的现象。(3)向冷却后的气体F淋水，形成气体G，气体G的相对湿度达到规定的要求后流回蘑菇种植或者蘑菇保存空间。表一是采取本发明公开的流程控制蘑菇种植环境时各个状态参数。表一
Si ~相时雛~i
状态
(0C)(%)(g/kg)(KMg)
气体 D —237012.554.9—
气体 E —32.926.88.554.9—
气体IF —2057.88.541.8—
气体.G ~ 539510.441.8.
备注(I)转轮除湿是等焓过程，即从气体D到气体E是等焓的。(2)空气加湿也是等焓过程，即从气体F到气体G是等焓的。(3)气体F的温度人为设定。照本发明公开的流程处理蘑菇种植环境空气，得到了气体G，而实际消耗的能源只是从状态气体E到状态气体F的能源，即消耗的冷量是13. I KJ/kg。利用直接冷冻法处理空气时即利用冷却介质直接将气体从气体D冷却到气体G消耗的冷量也是13. I KJ/kg。虽然本发明公开的气体处理流程与直接冷冻法处理气体消耗的制冷量是一样的，但是，两种不同气体处理流程条件下获得相同的制冷量消耗的功率不一样。在本发明公开的专利中制冷量被用来将空气从32. 9°C冷却到20°C，而直接冷冻法冷却空气时制冷量被用来将空气从23°C冷却到15. 3°C。假设两者都是利用制冷剂在换热器内直接蒸发的方法使空气冷却，本发明公开的空气处理流程中，制冷剂的蒸发温度至少可以比直接冷冻法的蒸发温度高5°C，根据蒸汽压缩制冷原理，制冷剂在蒸发器中的蒸发温度每增加1°C，制冷效率增加5%，由此，本发明公开的空气冷却循环比传统的直接冷却方法节能25%以上。蘑菇保存最佳温度是0_3°C，相对湿度控制在90-95%，采取以下流程(I)将来源于蘑菇种植空间内的气体D经过转轮除湿机的处理区进行除湿处理，使气体中的水分降低，形成气体E。(2)气体E经过换热器进行冷却，形成气体F，气体F温度降低，换热器中冷却介质的温度高于从其流过的气体E的露点温度，当气体E流过换热器进行冷却时，换热器表面没有水冷凝现象出现，同时也不会出现换热器表面结霜的现象。(3)向冷却后的气体F淋水，形成气体G，气体G的相对湿度达到规定的要求后流回蘑菇种植或者蘑菇保存空间。表二、本按照本发明公开的方法处理蘑菇保存环境时气体各个状态的参数。表二
权利要求
1.食用菌工厂化生产及保存用温度与湿度控制方法，其特征在于，包含如下实施步骤 O .将来源于蘑菇种植或者蘑菇保存空间内的气体D进行除湿处理，使气体中的水分降低，形成气体E ； 2).利用换热器(10)对气体E进行冷却，形成气体F，气体F温度降低，换热器(10)中冷却介质的温度高于从其流过的气体E的露点温度； 3).向冷却后的气体F淋水，形成气体G，气体G的相对湿度达到规定的要求后流回蘑菇种植或者蘑菇保存空间。
2.根据权利要求I所述的控制方法，其特征在于，还包括如下步骤 4).利用处理风机(8)，大气A经过前级换热器(14)后部分气体排向大气，余下气体经后级换热器(13)流向转轮再生区(5)； 5).经转轮再生区(5)后，吸附在转轮上的水分随同再生空气由再生风机(9)排走； 其中，电机(3 )带动转轮旋转，循环经过转轮处理区(4 )与转轮再生区(5 )，转轮处理区(4)进行除湿处理，转轮再生区(5)进行再生处理，转轮上的吸附材料可持续作业。
3.权利要求I或2方法中用的控制装置，其特征在于包括通过管道连接的制冷系统和转轮除湿机及空气加湿器(15)，所述制冷系统是由制冷压缩机(11)，前级换热器(14)，后级换热器(13)，制冷膨胀阀(12)和换热器(10)组成的闭合回路，转轮除湿机包括具有再生区(5)和处理区(4)的转轮、处理风机(8)、再生风机(9)及带动转轮旋转的电机(3)，转轮除湿机(4)与空气加湿器(15)之间设有循环风机(I )。
4.根据权利要求3所述的控制装置，其特征在于转轮是低温再生转轮。
全文摘要
本发明涉及食用菌工厂化生产及保存用温度与湿度控制方法及其装置。方法包含如下实施步骤1)将来源于蘑菇种植或者蘑菇保存空间内的气体D进行除湿处理，使气体中的水分降低，形成气体E；2)利用换热器(10)对气体E进行冷却，形成气体F，气体F温度降低，换热器(10)中冷却介质的温度高于从其流过的气体E的露点温度；3)向冷却后的气体F淋水，形成气体G，气体G的相对湿度达到规定的要求后流回蘑菇种植或者蘑菇保存空间。装置包括通过管道连接的制冷系统和转轮除湿机及空气加湿器。本发明节约了成本，免除了换热器定期化霜的困扰，同时使食用菌生产以及食用菌保存工厂化更为现实。
文档编号A01G1/04GK102954559SQ20121040941
公开日2013年3月6日 申请日期2012年10月24日 优先权日2012年10月24日
发明者马军 申请人:马军