基于热泵技术的绿蒜制取及低温储藏复合系统的制作方法

本发明涉及农产品深加工技术领域，特别是指一种基于热泵技术的绿蒜制取及低温储藏复合系统。

背景技术：

绿蒜又称腊八蒜、翡翠蒜，是我国的传统的蒜制品，具有很长的食用历史，并深受广大消费者喜爱。目前报道含色素的绿蒜初提物抗氧活性及抗菌性，均比普通大蒜的初提物的活性高；具有很好的抗菌、降血压、降血脂、防止心血管疾病等活性。大蒜的绿变与储藏的条件，特别是与温度有关，大蒜绿变有其自身的特殊性，大蒜被采收后，其储藏温度越低，加工过程中越容易绿变，反之储藏温度越高越不易绿变。传统的绿蒜生产规模小，多以家庭为单位进行，只能在北方地区的冬季进行生产，地域性及季节性要求较高，仅限于各家各户用坛罐进行小量腌制，供自家食用，腌制方法不仅受时间的限制，而且产品质量层次不齐，食品安全不能保证，而且不能大量生产出售。另外，绿蒜中的绿色素不稳定，这主要与其中的蓝色素含量密切相关，贮藏温度对腊八蒜蓝色素含量的影响较大，温度越高，蓝色素的降解速度越快，温度越低，越有利于蓝色素的保持。在低温下贮藏可以维持绿蒜的绿色素含量，保证了绿蒜的翠绿色及品质。

为解决传统绿蒜工艺的弊端，近年来有些新技术陆续开始应用于绿蒜的制作中，如二氧化碳以及乙酸气体熏蒸法制作绿蒜，但该方法制备时间相对较长，需专门的设备。也有采用超高压技术加工不同风味的绿蒜，但对生产设备要求高。

如考虑到绿蒜的变绿速度和稳定性，生产中环境温度宜采用15~20℃的浸泡温度，或有些工艺要求的更高的温度，大蒜变绿后，为防止绿色过快消退，又需要10℃以下的低温存放。热泵系统能够实现绿蒜生产和储藏阶段对环境温度的准确控制，目前将热泵技术应用于绿蒜生产的方法鲜有报道。开发一种生产效率高、产品品质好，且能克服地域和季节局限的绿蒜制取及储藏系统，具有重大现实意义。

技术实现要素：

本发明提出一种基于热泵技术的绿蒜制取及低温储藏复合系统，解决了产业化绿蒜生产存在局限性的问题。本发明提出的基于热泵技术的绿蒜制取及低温储藏复合系统，不仅克服了传统绿蒜生产对地域和季节的局限要求，可以实现不限地域全年连续制取绿蒜。另外，该系统不仅可实现绿蒜低温储存，延长保存时间，而且还可以将直接收获的大蒜进行低温储藏，加速其生产时的绿变速度，提高了绿蒜生产效率。

本发明的技术方案是这样实现的：一种基于热泵技术的绿蒜制取及低温储藏复合系统，包括空气循环系统和制冷循环系统，所述的空气循环系统包括空气循环ⅰ和空气循环ⅱ；空气循环ⅰ包括绿蒜制取间，绿蒜制取间的回风口分为两路，一路经过风量调节阀ⅴ与大气连通，另一路经过蒸发器ⅰ、风量调节阀ⅷ后分为两路，一路经过风机ⅱ与绿蒜制取间的进风口连通，另一路经过风量调节阀ⅱ与大气连通；空气循环ⅱ包括低温储藏室，低温储藏室的回风口分为两路，一路经过风量调节阀ⅶ分为两路，一路与风量调节阀ⅲ连通，另一路经过蒸发器ⅱ、风机ⅰ与低温储藏室的进风口连通；来自低温储藏室的回风口的另一路经过风量调节阀ⅵ分为两路，一路经过风量调节阀ⅰ、风机ⅲ与大气连通，另一路经过冷凝器分为两路，一路经过风量调节阀ⅳ与大气连通，另一路与风量调节阀ⅲ连通；制冷循环系统包括压缩机、冷凝器、蒸发器ⅰ和蒸发器ⅱ，压缩机的进出口均与四通换向阀连通，四通换向阀与冷凝器连通后分为两路，一路经过膨胀阀ⅰ与蒸发器ⅱ连通，另一路经过膨胀阀ⅱ与蒸发器ⅰ连通，蒸发器ⅰ经过恒压调节阀与蒸发器ⅱ汇合，汇合后与四通换向阀连通。

当室外空气温度高于绿蒜生产所需适宜温度时，膨胀阀ⅰ、膨胀阀ⅱ、风量调节阀ⅰ、风量调节阀ⅳ、风量调节阀ⅶ、风量调节阀ⅷ开启，风量调节阀ⅱ、风量调节阀ⅲ、风量调节阀ⅴ、风量调节阀ⅵ关闭，压缩机、风机ⅰ、风机ⅱ、风机ⅲ运行，制冷剂依次经过压缩机、四通换向阀、冷凝器分为两路，一路经过膨胀阀ⅰ、蒸发器ⅱ，另一路经过膨胀阀ⅱ、蒸发器ⅰ、恒压调节阀，两路制冷剂汇合后经过四通换向阀、压缩机。

当室外空气温度低于绿蒜生产所需适宜温度时，膨胀阀ⅱ、风量调节阀ⅲ、风量调节阀ⅵ、风量调节阀ⅷ开启，膨胀阀ⅰ、风量调节阀ⅰ、风量调节阀ⅱ、风量调节阀ⅳ、风量调节阀ⅴ、风量调节阀ⅶ关闭，压缩机、风机ⅰ、风机ⅱ运行，风机ⅲ停止，制冷剂依次经过压缩机、四通换向阀、蒸发器ⅰ、膨胀阀ⅱ、冷凝器、四通换向阀、压缩机。

当制冷循环系统提供的冷凝热不满足绿蒜生产所需适宜温度时，风量调节阀ⅰ、风量调节阀ⅳ开启，风量调节阀ⅲ、风量调节阀ⅵ关闭，风机ⅲ运行，风机ⅰ停止。

当室外空气温度满足绿蒜生产所需适宜温度时，膨胀阀ⅰ、风量调节阀ⅰ、风量调节阀ⅱ、风量调节阀ⅳ、风量调节阀ⅴ、风量调节阀ⅶ开启，膨胀阀ⅱ、风量调节阀ⅲ、风量调节阀ⅵ、风量调节阀ⅷ关闭，压缩机、风机ⅰ、风机ⅱ、风机ⅲ运行，制冷剂依次经过压缩机、四通换向阀、冷凝器、膨胀阀ⅰ、蒸发器ⅱ、四通换向阀、压缩机。

本发明的优点：本系统基于热泵技术，能够实现绿蒜不限地域的全年连续生产，在绿蒜制取的同时，可以实现低温储藏；本系统利用热泵的制冷功能，不仅可实现绿蒜低温储存，还可以将直接收获的大蒜进行低温储藏加速其生产时的绿变速度；当室外空气参数满足绿蒜生产要求时，本系统在春、秋过渡季节可直接利用室外新风，来满足绿蒜制取过程对环境温度的要求，系统的节能效果更显著。

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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明结构示意图。

图中：1为压缩机，2为四通换向阀，3为冷凝器，4为膨胀阀ⅰ，5为膨胀阀ⅱ，6为蒸发器ⅰ，7为恒压调节阀，8为蒸发器ⅱ，9为风量调节阀ⅰ，10为风机ⅰ，11为风机ⅱ，12为风量调节阀ⅱ，13为风量调节阀ⅲ，14为风量调节阀ⅳ，15为风量调节阀ⅴ，16为风机ⅲ，17为风量调节阀ⅵ，18为风量调节阀ⅶ，19为风量调节阀ⅷ，20为低温储藏室，21为绿蒜制取间。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，一种基于热泵技术的绿蒜制取及低温储藏复合系统，包括空气循环系统和制冷循环系统，所述的空气循环系统包括空气循环ⅰ和空气循环ⅱ；空气循环ⅰ包括绿蒜制取间21，绿蒜制取间21的回风口分为两路，一路经过风量调节阀ⅴ15与大气连通，另一路经过蒸发器ⅰ6、风量调节阀ⅷ19后分为两路，一路经过风机ⅱ11与绿蒜制取间21的进风口连通，另一路经过风量调节阀ⅱ12与大气连通；空气循环ⅱ包括低温储藏室20，低温储藏室20的回风口分为两路，一路经过风量调节阀ⅶ18分为两路，一路与风量调节阀ⅲ13连通，另一路经过蒸发器ⅱ8、风机ⅰ10与低温储藏室20的进风口连通；来自低温储藏室20的回风口的另一路经过风量调节阀ⅵ17分为两路，一路经过风量调节阀ⅰ9、风机ⅲ16与大气连通，另一路经过冷凝器3分为两路，一路经过风量调节阀ⅳ14与大气连通，另一路与风量调节阀ⅲ13连通；制冷循环系统包括压缩机1、冷凝器3、蒸发器ⅰ6和蒸发器ⅱ8，压缩机1的进出口均与四通换向阀2连通，四通换向阀2与冷凝器3连通后分为两路，一路经过膨胀阀ⅰ4与蒸发器ⅱ8连通，另一路经过膨胀阀ⅱ5与蒸发器ⅰ6连通，蒸发器ⅰ6经过恒压调节阀7与蒸发器ⅱ8汇合，汇合后与四通换向阀2连通。

空气循环系统的工作模式与季节有关，在夏季，当室外空气温度高于绿蒜生产所需适宜温度时，膨胀阀ⅰ4、膨胀阀ⅱ5、风量调节阀ⅰ9、风量调节阀ⅳ14、风量调节阀ⅶ18、风量调节阀ⅷ19开启，风量调节阀ⅱ12、风量调节阀ⅲ13、风量调节阀ⅴ15、风量调节阀ⅵ17关闭，压缩机1、风机ⅰ10、风机ⅱ11、风机ⅲ16运行，制冷剂依次经过压缩机1、四通换向阀2、冷凝器3分为两路，一路经过膨胀阀ⅰ4、蒸发器ⅱ8，另一路经过膨胀阀ⅱ5、蒸发器ⅰ6、恒压调节阀7，两路制冷剂汇合后经过四通换向阀2、压缩机1。

来自绿蒜制取间21的回风通过蒸发器ⅰ6与其中的制冷剂换热，被冷却后经过风量调节阀ⅷ19，然后在风机ⅱ11作用下进入绿蒜制取间21，从而完成一个循环；来自低温储藏室20的空气，经过风量调节阀ⅶ18，然后流经蒸发器ⅱ8与其中的制冷剂换热，被冷却后在风机ⅰ10作用下进入低温储藏室20，从而完成一个循环；室外空气经过风量调节阀ⅳ14，流经冷凝器3与其中的制冷剂进行换热，被加热后经过风量调节阀ⅰ9，然后通过风机ⅲ16排入大气。

在冬季，当室外空气温度低于绿蒜生产所需适宜温度时，膨胀阀ⅱ5、风量调节阀ⅲ13、风量调节阀ⅵ17、风量调节阀ⅷ19开启，膨胀阀ⅰ4、风量调节阀ⅰ9、风量调节阀ⅱ12、风量调节阀ⅳ14、风量调节阀ⅴ15、风量调节阀ⅶ18关闭，压缩机1、风机ⅰ10、风机ⅱ11运行，风机ⅲ16停止，制冷剂依次经过压缩机1、四通换向阀2、蒸发器ⅰ6、膨胀阀ⅱ5、冷凝器3、四通换向阀2、压缩机1。

来自绿蒜制取间21的回风通过冷凝器（蒸发器ⅰ6）与其中的制冷剂换热，被加热后经过风量调节阀ⅷ19，然后在风机ⅱ11作用下进入绿蒜制取间21，从而完成一个循环；来自低温储藏室20的回风通过风量调节阀ⅵ17，然后流经蒸发器（冷凝器3）与其中的制冷剂进行热交换，被冷却后通过流量调节阀ⅲ13，然后经过蒸发器ⅱ8（不工作），在风机ⅰ10的作用下进入低温储藏室20，从而完成一个循环。

当制冷循环系统提供的冷凝热不满足绿蒜生产所需适宜温度时，风量调节阀ⅰ9、风量调节阀ⅳ14开启，风量调节阀ⅲ13、风量调节阀ⅵ17关闭，风机ⅲ16运行，风机ⅰ10停止。绿蒜制取间21的空气循环不变，低温储藏室20的空气循环关闭，室外空气经过风量调节阀ⅳ14，流经冷凝器3与其中的制冷剂进行换热，被冷却后经过风量调节阀ⅰ9，然后通过风机ⅲ16排入大气，利用比低温储藏室20热源更丰富的大气对冷凝器3进行加热，优先保证绿蒜生产所需温度。

在春、秋过渡季节，当室外空气温度满足绿蒜生产所需适宜温度时，膨胀阀ⅰ4、风量调节阀ⅰ9、风量调节阀ⅱ12、风量调节阀ⅳ14、风量调节阀ⅴ15、风量调节阀ⅶ18开启，膨胀阀ⅱ5、风量调节阀ⅲ13、风量调节阀ⅵ17、风量调节阀ⅷ19关闭，压缩机1、风机ⅰ10、风机ⅱ11、风机ⅲ16运行，制冷剂依次经过压缩机1、四通换向阀2、冷凝器3、膨胀阀ⅰ4、蒸发器ⅱ8、四通换向阀2、压缩机1。

绿蒜制取间空气循环系统采用直流形式，即室外空气经过风量调节阀ⅱ12，在风机ⅱ11作用下进入绿蒜制取间21，从绿蒜制取间21的回风通过风量调节阀ⅴ15排入室外大气；来自低温储藏室20的空气，经过风量调节阀ⅶ18，然后流经蒸发器ⅱ8与其中的制冷剂换热，被冷却后在风机ⅰ10作用下进入低温储藏室20，从而完成一个循环；室外空气经过风量调节阀ⅳ14，流经冷凝器3与其中的制冷剂进行换热，被冷却后经过风量调节阀ⅰ9，然后通过风机ⅲ16排入大气。

制冷循环系统：在夏季，当室外空气温度高于绿蒜生产所需适宜温度时，低温低压的制冷剂气体经制冷压缩机1压缩升压，然后经过四通换向阀2流经冷凝器3与空气进行换热，被冷却后凝结成高压液体；高压液体制冷剂分为两路，一路经过电子膨胀阀ⅰ4节流后，变成低压、低温湿蒸气，流经蒸发器ⅱ8与空气进行热交换，其中的低压气体再次气化；另一路高压液体制冷剂经电子膨胀阀ⅱ5节流后，变成低压、低温湿蒸气，流经蒸发器ⅰ6与空气进行热交换，其中的低压气体在蒸发器ⅰ6中再次气化；然后经过恒压调节阀7降压后，与蒸发器ⅱ8流出的制冷剂气体混合，混合后的制冷剂气体经过四通换向阀2，被制冷压缩机1再一次吸入压缩，完成了一个循环。在冬季，当室外空气温度低于绿蒜生产所需适宜温度时，通过四通换向阀2改变制冷剂流向，实现蒸发器ⅰ6、蒸发器ⅱ8与冷凝器3功能互换，即蒸发器ⅰ6为冷凝器功能、冷凝器3为蒸发器功能，膨胀阀ⅰ4关闭，此时蒸发器ⅱ8不工作。在春、秋过渡季节，当室外空气温度满足绿蒜制取间21温度要求时，关闭电子膨胀阀ⅱ5，此时蒸发器ⅰ6不工作。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。