全自动茶砖发花烘房的制作方法

本发明涉及全自动茶砖发花烘房。

背景技术：

烘房又称烘干固化房，主要针对大型电气、电机、涂料化学用品、外表进行固化、食品及各类产品的水分烘干。原始的茶叶烘房，是用炭火来提高发花房的温度，其撑控要全凭人的经验，且炭火燃烧消耗大量氧气，造成发花的氧气不足。现有技术茶叶烘房的水、热循环系统结构复杂，能耗高，气流温度和湿度不易控制，影响烘干效果，难以控制茶叶品质，加之发花周期长，无供氧功能常造成发花不均、发花失败的现象经常出现。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供了全自动茶砖发花烘房，解决了上述背景技术中的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供了全自动茶砖发花烘房，烘房顶部设有隔层，所述隔层下部设至少一烘房室，隔层内设置气循环系统、水热循环系统，隔层与烘房室内通过管路进行气、水热交互；所述气循环系统用于烘房内外气循环和供氧调节，所述水热循环系统用于调节烘房内部温度和湿度；所述烘房还设有plc自动控制系统，所述plc自动控制系统与气循环系统、水热循环系统连接，包括电信号传输连接的传感器、控制器、云数据中心和人机交互平台，通过传感器收集烘房室内信息，传输至云数据中心，与人机交互平台设置参数进行比对，采用偏差值控制启闭气循环系统和水热循环系统，以调节烘房室内环境条件。

在本发明一较佳实施例中，所述气循环系统包括循环风机，所述循环风机为正反转双向变频风机，循环风机与plc自动控制系统连接。

在本发明一较佳实施例中，所述气循环系统包括新风组件，所述新风组件与plc自动控制系统连接，通过plc自动控制系统变频调速及湿度偏差值控制。

在本发明一较佳实施例中，所述气循环系统包括制氧机，所述制氧机与plc自动控制系统间设有电磁阀开关，所述制氧机采用湿度偏差值和温度定值关闭设置。

在本发明一较佳实施例中，所述水热循环系统包括蒸汽加湿机和蒸汽加热翅片，所述plc自动控制系统采用pid比例调节阀调节蒸汽加湿机出风口，实现湿度和加热温度的调节。

在本发明一较佳实施例中，所述水热循环系统还包括制冷设备，所述制冷设备设定温度偏差值控制。

在本发明一较佳实施例中，所述水热循环系统还包括除湿设备，所述除湿设备采用设定湿度偏差值控制，并通过plc自动控制系统与蒸汽加热翅片联动。

在本发明一较佳实施例中，湿度偏差值为-3％～1％，温度定值设定范围为38～42℃，温度偏差值为-1～2℃。

在本发明一较佳实施例中，所述传感器监控间隔为60秒。

在本发明一较佳实施例中，所述plc自动控制系统还包括声光报警设备，所述声光报警设备与控制器连接。

本技术方案与背景技术相比，它具有如下优点：

1.本发明针对茶砖发花工艺设计烘房设备及设备的联动控制，将部分硬件设备与烘房主体部分分隔，减少管路长度，采用温度/湿度差值控制结合温度定值控制的方式，有效降低成本配置，同时避免硬件运行对茶砖的影响，使烘房的热效率从传统烘房的3～7％提高到45～50％。

2.结合pid比例调节控制，确保加热、加湿的均匀性，达到恒温恒湿的控制效果，满足茶砖发花条件，发花效果好。

3.plc自动控制系统利用人机交互界面和大数据分析处理控制器，实现控制精度范围达到温度均匀度≤±0.5℃，温度波动度≤±2℃；湿度范围5～95％，湿度均匀度≤±2％，湿度波动度≤±4％，确保标准化生产。

附图说明

图1为烘房内部结构示意图之一。

图2为烘房内部结构示意图之二。

图3为烘房顶部隔层管路平面示意图。

图4为排水组件结构示意图。

具体实施方式

请查阅图1-4，本实施例用于茶砖发花工艺，针对最适合冠突散囊菌生长的环境条件，设计了一种全自动茶砖发花烘房，以及结合该烘房硬件设施的控制方法如下：

烘房顶部设有隔层，隔层以下设至少一个独立的烘房室，隔层与烘房室内通过管路进行水热、气交互，烘房室的侧壁上设有烘房门91，烘房门91上开设观察窗92，且烘房门91侧还设有进风口93，烘房室内设有烘架94。本实施例中，每间独立烘房的体积为144立方米，烘房室内由上到下分为上温区、中温区和下温区，一次可同时供6300块茶砖发花或烘干，通过plc自动控制系统进行控制，使烘房内部的温湿度分布更加均匀，每一块茶砖均可以同步发花及烘干，确保标准化生产。

所述隔层内设置气循环系统、水热循环系统；所述气循环系统用于烘房内外气循环和供氧调节，包括内气循环组件、供氧组件和新风组件；所述水热循环系统用于调节烘房内部温度和湿度，包括蒸汽加热翅片组件、蒸汽加湿组件、制冷与除湿组件和分别于三者连接的排水组件；所述烘房还包括plc自动控制系统，所述plc自动控制系统与气循环系统和水热循环系统连接，包括传感器71和控制器。

所述内气循环组件包括循环风机13和通风管11，所述循环风机13采用烘烤专用正反转高温轴流风机，其采用变频调速模式，与控制工艺参数关联设置，允许在不同的工艺阶段采用不同的风速与风向；该循环风机13与通风管11连通，所述通风管11盘绕于烘房顶部的隔层，通风管11于靠近烘房侧壁处设若干通风口，各通风口外设导流隔板15，所述导流隔板15架设于茶砖上方，使茶砖避免出现风感效应。

所述供氧组件包括制氧机、电磁阀、氧传感器53和高精度的喷射阀；所述制氧机通过氧气管51与喷射阀连接，所述氧气管51上设有电磁阀，所述电磁阀与plc自动控制系统电连接，所述喷射阀分布于茶砖上方，所述氧传感器53分布于烘房内部并与plc自动控制系统电连接，同一批次茶砖在烘房发花时，因其所处位置的温湿度、氧气密度、菌落分布等不同，可导致金花的长势不同，故烘房内的氧含量，对金花生长有一定影响。通过高精度氧传感器53，把烘房内的氧含量转换成模拟信号传递至plc模块，使系统能够实现自动开启或关闭供氧系统，整个发花期间不与外界交换空气，确保烘房内部空气的均匀循环及加湿均衡，有效保证茶砖发花过程中的菌群稳定性。其中供氧功能采用设定湿度偏差值控制，当低于设定值3％时，供氧系统自动启动，当高于设定值1％时，供氧组件自动停止，当烘房内部温度高于40℃时，自动切断制氧机电源，停止工作，同时供氧组件跟随调节，达到理想的控制效果。

本实施例采用两套新风组件，包括排风机61、进风风阀和排风风阀；所述进风风阀和排风风阀设置于烘房壁上，由排风机61连通，确保补充新风和高温除湿的均匀性。排风机61采用变频调速模式，与控制工艺参数关联设置，允许在不同的工艺阶段采用不同的风速，此外高温时可以采用通过新风组件补充新风的模式进行除湿，采用设定湿度偏差值控制，当高于设定值3％时，除湿系统自动启动，当高于设定值1％时，制冷与除湿组件自动停止，同时蒸汽翅片加热组件跟随调节，达到恒温恒湿的控制效果。

所述蒸汽加湿组件包括气动阀、蒸汽加湿机和加湿管31；所述气动阀与plc自动控制系统连接，用于控制蒸汽加湿机的启闭，所述加湿管31与蒸汽加湿机的蒸汽管33连通，加湿管31上设有若干喷淋头，喷淋头穿出隔层设置于烘房室内部。同样由于烘房工作时间较长，为了确保加湿的均匀性，采用pid比例调节出风口湿度，确保达到理想的控制效果。

所述蒸汽加热翅片组件包括气动的pid比例调节阀、蒸汽翅片管21和疏水设备，所述pid比例调节阀与plc自动控制系统连接，所述翅片管21与蒸汽管33连通，所述翅片管21通过pid比例调节阀调节出风口温度，确保加热的均匀性，所述疏水设备连接至排水组件。

本实施例的制冷与除湿组件为两套，包括压缩机组和冷水机组40，所述冷水机组40包括盘布于烘房内部的冷水管41和回水管42，所述压缩机组连接有除湿蒸发器44和冷凝器43，所述回水管42、冷凝器43与排水组件连接，与蒸汽加湿组件共用一套排水组件，确保制冷与除湿的均匀性。其中，除湿功能采用设定湿度偏差值控制，当高于设定值3％时，除湿系统自动启动，当低于设定值1％时，除湿自动停止，同时蒸汽加热翅片组件跟随调节；而制冷功能采用设定温度偏差值控制，当高于设定值2℃时，制冷系统自动启动，当低于设定值1℃时，制冷自动停止，同时蒸汽加湿组件跟随调节，达到恒温恒湿的控制效果。

所述排水组件包括接水盘82和排水管81；所述接水盘82为漏斗状，设置于水热循环系统的底部，用于收集疏水设备、蒸汽加湿机、回水管42和冷凝器43的排水；所述接水盘82底部开设排水口，所述排水管81一端与排水口连接，另一端设置于烘房外部。排水电磁阀将生产过程加湿和除湿产生的冷凝水，流到接水盘82汇流至排水管81，根据液位或者定时通过电磁阀控制自动排水，同时保证烘房内部与外界环境隔离。

本烘房还包括一主机壳体90，所述循环风机13、压缩机组、冷水机组40、蒸汽加湿机设置于主机壳体内，所述接水盘82装设于主机壳体90下部。

所述plc自动控制系统的传感器71分散布置于烘房内部，用于收集温度和湿度信息，所述控制器为西门子s7-200smart控制器，通过比对收集到的信息和人工设置参数，实现气循环系统和水热循环系统的启闭，该控制器控制精度范围：温度均匀度≤±0.5℃，温度波动度≤±2℃；湿度范围5～95％，湿度均匀度≤±2％，湿度波动度≤±4％。

西门子s7-200smart控制器，结合mcgs触摸屏的人机交互界面，实现数据采集，控制和归档等功能，为生产工艺提供第一手原始资料，为标准化生产提供系统的大数据平台。所述plc自动控制系统的传感器71监控间隔为60s，茶砖在发花与烘干阶段，烘房全天24h自动运行，其中烘房内各组传感器71同时监测烘房内部的实时数据，控制器根据监测到的数据，自动调整各阶段的温湿度值，达到恒温恒湿的目的，系统设定60秒自动记录一次各区间的温湿度值。后期，技术员可通过系统采集的运行数据，实现在大数据的平台下，通过对数据的分析，得到最适合冠突散囊菌生长的环境条件数据，用于指导实际生产加工和工艺改良。在不改变原有工艺的前提下，通过升级烘房的各项性能指标，提供茶砖生长“金花”所需的适宜环境条件，同时，也实现了产品的标准化生产和可追溯要求。

自动控制过程中，设定好整个工艺流程的温湿度和其他相关参数，可分阶段报警提醒，系统将自动根据条件运行，确定是否制冷，制热，供氧，排风或者除湿等，如出现异常将自动产生声光报警提醒操作人员。

手动操作时，允许操作单台设备启动和停止。提供云数据中心技术，技术人员可通过手机app对烘房的运行数据进行查询，同时系统报警及烘房实时运行数据，可自动发送至技术人员的手机用户端，所有设备的监测和控制均可由触摸屏完成，包含设备状态监视与控制，参数监测与设置，工艺流程设定与调整，实现远程监视，和智能化生产管理。

系统配备数据接口，在授权情况下可以将运行数据进行查询和归档。

以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。