一种发芽谷物培养控制系统技术方案

本发明专利技术所公开的一种谷物发芽控制系统，包括温度控制装置、培养液水质控制装置、监测装置、培育装置及干燥装置，其中温度控制装置包括热泵模组、管路模组，热泵模组可输出高、低温热交换液体，培育装置容置谷物及培养液，调整其温度，干燥装置产生干燥气体对发芽后谷物进行干燥，管路模组连接热泵模组，并流通于高、低温热交换液体，其中，高温热交换液体用于加热培育装置及干燥装置，低温热交换液体用于冷却干燥装置及提供厂房内空调使用。本发明专利技术不但可使发芽过程由手工操作实现自动化操作，并可达到节能、节水的效果。本发明专利技术培养液水质控制装置及监测装置可实现对培养液水质的监测及控制，确保了谷物发芽过程中食品的安全性。

A control system for germinating grain cultivation

The invention discloses a grain germination control system, including the temperature control device, medium water control device, monitoring device, cultivating device and drying device, wherein the temperature control device comprises a heat pump module, pipeline module, heat pump module can output high and low temperature heat exchange liquid cultivation device containing grains and medium. Adjust the temperature of the drying gas drying device produced after germination of grain drying, heat pump and pipeline module connecting module, circulation in high and low temperature heat exchange liquid, the heat exchange device for heating liquid cultivation and drying equipment, low temperature heat exchange liquid for cooling and drying device and provide air conditioning plant. The invention can not only make the process of germination automatic operation by manual operation, but also achieve the effect of saving energy and saving water. The water quality control device and monitoring device of the culture liquid can monitor and control the water quality of the culture liquid, and ensure the safety of food in the process of grain germination.

【技术实现步骤摘要】
一种发芽谷物培养控制系统
本专利技术涉及农作物谷物发芽
，尤其涉及一种发芽谷物培养控制系统。
技术介绍
发芽是指谷物从吸胀开始的一系列有序的生理过程和形态发生的过程，大体可分为吸胀、萌发和出苗3个阶段。谷物受潮吸水后，各种酶开始活化、呼吸和代谢作用急剧增强；胚开始生长，种子内贮藏的营养物质开始大量分解消耗；经过一定时期，种胚突破种皮，露出胚根，长出胚芽，这一过程称为种子的萌发。萌发是生命发展的最初阶段，是植物生长过程中最有活力的阶段。谷物吸水萌发后发生了许多生理代谢变化，主要表现在酶的活化、生成，细胞生理活性的恢复，同时伴随着复杂的生化代谢，使谷物的营养成分和理化性质发生了重大的变化，使得谷物萌发技术在食品中的应用能够提高谷物的营养价值，促进功能成分富集，降低或消除有害物质或抗营养物质，改善谷物产品风味及感官品质。并且开发萌发谷物食品对于增进饮食健康，促进食品加工产业发展具有重要价值。现有的谷物萌发装置多为固定的箱罐式结构，待萌发的谷物在发芽时需要经过长时间浸泡和人工翻动，因而传统设备在原料浸泡时需要人工操作才能进行翻动和加水等操作程序，但由于现有箱罐式结构的局限性，使得发芽过程中的各种能源消耗都较大，如电能和水资源损耗等，势必造成运行成本的增加。如何以机器代人、减少人工并且节能降耗、降低运行成本，成为谷物发芽控制系统研究的热点。因此，需要一种技术方案解决上述问题。
技术实现思路
针对以上现有技术的不足，本专利技术的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种发芽谷物培养控制系统，使其实现既能节能降耗，同时又减少人工，保证了发芽率，解决了现有技术的不足。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案实现：本专利技术所述一种发芽谷物培养控制系统可用于培育谷物发芽，本专利技术谷物发芽控制系统可用于培育谷物发芽，并包括一温度控制装置、一培养液水质控制装置、一监测装置、一培育装置及干燥装置，其相互关系为：谷物容置于培育装置中，温度控制装置分别与培育装置、干燥装置连接，培育装置、培养液水质控制装置、监测装置、培育装置顺次连接，并且培育装置与干燥装置连接，在本专利技术实施例例中，谷物可以糙米来实施，但并未以此为限，也可为胚芽米来实施。控制系统采用功能模块设计思想，主要由监测对象、现场信号测量部分、PLC及控制对象、上位机监测通信四个系统功能模块构成，采用“IPC工控机+工业以太网+模块化PLC”的整体架构形式，以IPC工控机作为上位机，采用西门子S7-300系列的(CPU315-2DP)模块化PLC18作为下位机，以电控柜作为信号采集和控制输出装置；在现场控制层，培育、干燥现场的温度、压力、水位等测量信号通过各个传感器采集后进入模块化PLC；中间控制层由模块化PLC完成基本的逻辑控制功能和模拟量采集处理；管理监控层由IPC工控机通过工业以太网络与模块化PLC通讯来获取培育、干燥过程的数据，显示实时数据、历史曲线等，完成数据处理的任务，生成各种报表，同时通过网络实现远程监控。温度控制装置包括一热泵机组、一空调模组、一散热模组、一管路模组、一应急装置、一模块化PLC，且管路模组连接热泵机组。热泵机组可由蒸发器、热泵、冷凝器、及膨胀阀所组成，使其可产生热交换的方式不断完成蒸发、压缩、冷凝、节流、蒸发的热力循环过程。其中，热能的移动可由压缩机的循环热交换原理来产生移动热能的作用，使其一端排放热能，另一端吸收热能。其中，热泵机组更具有第一液体输出端、一第一液体输入端、一第二液体输出端及一第二液体输入端。热泵机组所吸收的热能则产生热传递，而且可由第一液体输出端输出一高温热交换液体，其温度可为摄氏65°～70°,但并不以此为限，也可依谷物发芽过程需求调整输出温度。第一液体输入端则用以回收使用后高温热交换液体，以便重新加热及循环使用。第二液体输出端可由热泵机组吸收热量而输出一低温热交换液体，其温度可为摄氏10°～15°,但并不以此为限。第二液体输入端则用以回收使用后的低温热交换液体，以便重新冷却及循环使用。第二液体输出端及第二液体输入端分别具有一第二温度传感器、第三温度传感器，使其用于分别检测流通于第二液体输出端及第二液体输入端中低温热交换液体的实时温度。管路模组包括复数个管路单元及复数个电动三通阀门单元，复数个电动三通阀门单元用以开启或关闭复数个管路单元。管路单元中流通高温热交换液体或低温热交换液体，并连接热泵机组、培育装置、干燥装置、空调模组、应急装置，以将高温热交换液体或低温热交换液体传输至干燥装置、空调模组、培育装置，以便于调整干燥装置、空调模组、培育装置的温度。其中，高温热交换液体或低温热交换液体可为水或其它热交换液体。复数个电动三通阀门单元包括第一电动三通阀门单元、第二电动三通阀门单元、第三电动三通阀门单元、第四电动三通阀门单元。其中，第一电动三通阀门单元、第二电动三通阀门单元、第三电动三通阀门单元、第四电动三通阀门单元可开启或关闭管路单元，以控制高温热交换液体或低温热交换液体流通于复数个管路单元的流动方向，以调整高温热交换液体或低温热交换液体流通于干燥装置，进而调整干燥装置的温度。应急装置，用于热泵机组出现紧急情况时，当供热水箱的第六温度传感器监测到高温热水低于设定值0.2℃10分钟后，电动阀门自动打开、辅助热源自动启动加热，高温热水高于设定值后、电动阀门自动关闭、辅助热源自动停止加热，如果启动热泵机组进行水加热，供热水箱的高温热水低于设定值，4小时高温热水温度仍然低于设定值，电动阀门自动打开、辅助热源自动启动加热。培育装置，用于容置谷物及一培养液，使其谷物容置于培育装置中发芽而成为一发芽米，培育装置与温度控制装置的管路模组连接而进行热交换，以调整培育装置的温度，以便调整谷物的培养液的温度、水位，即发芽用水的温度和水位。培育装置包括一电机驱动单元(图中未示)、一热交换管路单元及第一温度传感器、水位传感器，电机驱动单元可驱动流通于热交换管路单元中进行热交换的谷物培养液的流动，使其与流经热交换管路单元中高温热交换液体进行热交换，以加热培育装置。第一温度传感器用于检测培育装置及培养液温度，水位传感器用于检测培养液水位液面高度。干燥装置可设置为一干燥箱，且干燥装置与温度控制装置的管路模组连接而进行热交换，并产生干燥气体对发芽后的谷物进行干燥处理，使其成为成品发芽糙米。干燥装置包括第四温度传感器、第五温度传感器及一转换单元，第四温度传感器用于检测流经干燥装置高温热交换液体的实时温度，第五温度传感器用于检测流经干燥装置低温热交换液体的实时温度。转换单元用于将输入至干燥装置的高温热交换液体所储存的热能转换成干燥气体，如干燥热风。其中干燥热风的可由第四温度传感器检测，使其干燥热风的温度控制在摄氏45°～50°，以此稳定干燥谷物。散热模组则可用以调整温度控制装置的温度，且散热模组还具有散热电机及风机。当培育装置及干燥装置达到一预设温度时，例如预设温度设定为摄氏42°～48°，则由第一温度传感器启动散热电机及风机，将热能迅速散逸传递至户外，以便冷却干燥装置。培养液水质控制装置包括添加臭氧模组或紫外线杀菌模组，用于对培养液添加臭氧或进行紫外线杀菌方式，以其达到控制培养液水质的目的，其向培养液水中添加臭氧消毒的装置选用水处理用压力式臭氧消毒装置，且臭氧浓本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发芽谷物培养控制系统，其特征在于：包括：一温度控制装置1，所述温度控制装置1包括:一热泵模组11；一应急装置17；及一管路模组16，所述管路模组16连接所述热泵模组11、应急装置17；一培育装置12，用于容置谷物10及一培养液，使所述谷物10于所述培育装置12中发芽，所述培育装置12与所述温度控制装置1的管路模组16连接而进行热交换，以调整所述培育装置12的温度；及一干燥装置13，所述干燥装置13与所述温度控制装置1的管路模组16连接而进行热交换，并产生干燥气体对发芽后的所述谷物10进行干燥处理。

【技术特征摘要】
1.一种发芽谷物培养控制系统，其特征在于：包括：一温度控制装置1，所述温度控制装置1包括:一热泵模组11；一应急装置17；及一管路模组16，所述管路模组16连接所述热泵模组11、应急装置17；一培育装置12，用于容置谷物10及一培养液，使所述谷物10于所述培育装置12中发芽，所述培育装置12与所述温度控制装置1的管路模组16连接而进行热交换，以调整所述培育装置12的温度；及一干燥装置13，所述干燥装置13与所述温度控制装置1的管路模组16连接而进行热交换，并产生干燥气体对发芽后的所述谷物10进行干燥处理。2.根据权利要求1所述的一种发芽谷物培养控制系统，其特征在于：所述温度控制装置1还包括一空调模组14，所述空调模组14用于调整厂房内的温度。3.根据权利要求1所述的一种发芽谷物培养控制系统，其特征在于：还包括一培养液水质控制装置2，所述培养液水质控制装置2用于对培养液添加臭氧或进行紫外线杀菌方式控制培养液的水质；所述培养液水质控制装置2臭氧浓度控制在0.3～0.35ppm；所述一种发芽谷物培养控制装置还包括一监测装置3，所述监测装置3用于监测培养液水质，将培养液水质总生菌浓度控制在小于103cfu/ml以内。4.根据权利要求1所述的一种发芽谷物培养控制系统，其特征在于：所述热泵模组11具有第一液体输出端111、一第一液体输入端112、一第二液体输出端113及一第二液体输入端114，所述第一液体输出端111输出一高温热交换液体111a，所述第一液体输入端112则用以回收使用后的高温热交换液体111a，所述第二液体输出端113输出一低温热交换液体113a，所述第二液体输入端114则用以回收使用后的低温热交换液体113a；所述第二液体输出端113具有一第二温度传感器113b；所述第二液体输入端114具有一第三温度传感器114b；所述第一液体输出端111所输出一高温热交换液体111a的温度可为摄氏65°～70°；所述第二液体输出端113所输出一低温热交换液体113a的温度可为摄氏10°～15°；所述干燥装置13还包括一转换单元，所述转换单元用于将输入至干燥装置13的高温热交换液体111a所储存的热能转换成干燥热风；所述干燥装置13还包括一第四温度传感器131，所述第四温度传感器131用于检测流经干燥装置13高温热交换液体111a的温度；所述干燥装置13还包括一第五温度传感器132，所述第五温度传感器132用于检测流经干燥装置13低温热交换液体113a的温度；所述第五温度传感器132用以控制第一电动三通阀门单元162a、第二电动三通阀门单元16...

【专利技术属性】
技术研发人员：武志涛，朱连成，吴丽娟，常少文，
申请(专利权)人：辽宁科技大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21