| 摘要：针对原有面包醒发房存在不 能进行单独加热和加湿控制、温 度及湿度分布不均匀等问题，应 用发热陶瓷地砖新技术作为加热 系统, 采用超声波加湿技术作为 加湿系统，应用风机及管路匀风 等技术对醒发房温湿控制系统进 行改造。改造后的面包醒发房具 有独立加热和加湿，温度湿度均 匀等优点，有效提高面包醒发房 的醒发质量和生产效率、降低生 产成本。 【关键词】面包 醒发房 温湿控制 设计 面包是烘焙食品的一种，产量在烘焙食 品占有很大比例。烘焙食品是以面粉、酵母、 砂糖、食盐和水为原料，适量添加油脂、乳品、 鸡蛋、添加剂等，经过一系列复杂的发酵、醒 发、焙烤等工艺手段烘焙而成的方便食品。近 年来，随着经济快速发展和人民生活水平不断 提高，生活方式和消费结构都发生改变，易于 携带、方便快捷等特点的面包越来越被消费者 青睐。 面包生产工艺中的醒发也称最后发酵或 最后醒发，醒发后的面包坯经过再次发酵膨胀 而更加丰满，海绵状组织趋于完善。目前，大 部分的面包醒发房是根据面包发酵原理和要求 而进行设计的电热设备，其原理是利用电热管 通过温度控制电路加热空气及箱内水盘的水， 使醒发房内产生相对湿度为80 ～ 90%、温度 35 ～ 40 的发酵环境。如果醒发房温度过高, 面包坯上部发起快, 底部发起慢，使面包坯表 面起泡。如果醒发房湿度过高, 面包坯表面就 会结露水产生斑点，严重时甚至塌架；湿度过 低则使面包坯表皮容易干裂。因此，醒发房温 湿控制的好坏是影响面包生产质量的关键。 1.1 不能独立控制温度和湿度 原有的面包醒发房利用电热管通过温度 控制电路加热空气及箱内水盘水的温湿控制系 统不能独立控制温度和湿度，当夏天外部气温 较高时，原有的醒发房内温度已经达到工艺要 求的醒发温度，只需要单独进行增加湿度即可。 但是，原有醒发房是通过加热水提供湿度，在 加湿的同时势必提高醒发房的温度，从而影响 醒发效果。 1.2 醒发房内温度和湿度分布不均 原有的面包醒发房的空间较大，内部无 气流循环。面包醒发时温度及湿度在醒发房中 分布不均匀，无法达到同步醒发，需要人工移 盘以满足面包醒发对湿度及温度的要求，工人 在醒发房中工作环境恶劣，费时费力。 1.3 市场无现成产品购买 目前，市面上销售的都是小型醒发箱， 一般是12 到24 层，产量不大。其原理一般是 通过电热管来控制温度及增加湿度，因其空间 小，温度及湿度较为均匀，醒发效果良好。但 是，有一定规模的食品企业都是使用大型醒发 房来满足生产需要，将需要醒发的面团整车推 进醒发房，因此要求醒发房的空间足够大。其 原理是电热管控制温度，通过风机将热量及湿 度在醒发房中循环，但是湿度是通过蒸汽喷淋 管，不能解决增加湿度的同时升高了醒发房中 温度的缺陷，影响醒发效果。市场现成产品小 型面包醒发箱不适合公司大量生产需要，因此， 需要对原有面包醒发房的温湿控制系统进行设 计。 2 温湿控制系统的改造设计 2.1 控制原理 整个温湿控制系统由温度控制系统、湿 度控制系统及匀风控制系统三个部分组成。 温度控制系统的温度传感器将醒发房中 温度转化为电信号传至温度控制器，当温度低 于设定值时，温度控制器将启动加热和匀风控 制系统，直至醒发房温度达到设定值时停止； 当温度高于设定值时，加热和匀风控制系统不 工作。见图1 所示。 湿度控制系统的湿度传感器将湿度转化 为电信号传至湿度控制器，当湿度低于设定值 时，湿度控制器将启动加湿和匀风控制系统， 直至醒发房湿度达到设定值时停止；当湿度高 于设定值时，加湿和匀风控制系统不工作。见 图2 所示。 匀风控制系统通过风机及管路设计，加 快醒发房内的空气对流，使醒发房的温度及湿 度均匀。管路是用来传输水蒸气和风，采用卫 生级的PVC 排水管，其耐腐蚀性强和使用寿 命长，且价格较低。规格外径40mm，考虑到 排气及吸气功能，每隔150mm 开一个直径为 10mm 的孔。风机进口管安装在醒发房内的顶 部，出口管安装在醒发房内的下部，使气体由 醒发房下部往上部循环。湿空气管安装在风机 出口管的100mm 上方，以便风机将雾化的湿 空气往醒发房中部送，使温度及湿度均匀。所 有管路安装在醒发房内的墙边，不影响面包推 车进出。具体安装位置示意图见图3（单位： mm）。 2.2 控制系统的设计 2.2.1 控制器的设计 控制器具有一路温度及一路湿度测量通 道、具有温度控制、湿度控制、报警指示等 多路输出，且集成了温度传感器和湿度传感器。温度及湿度控制均采用上下限调控方式， 输出方式为继电器。考虑到醒发房的温度及 湿度范围，选择诺海WSD501-810，温度范围 0 ～ 99.9 ，湿度范围0 ～ 100% HR。 2.2.2 加热系统的设计 发热陶瓷地砖是一种在其内部镶入远红 外发热芯片，通电后能够发出热量的新型瓷砖。 暖芯自身有防水功能，瓷砖采用环保材料制造 而成。发热瓷砖的远红外发热芯片位于瓷砖表 层下2 ～ 8 毫米处，发热芯片下方设有隔热层， 确保95% 以上的热能有效向地板表面散发， 提高热使用率。发热陶瓷地砖热传导快，效果 好，并实现了智能温控，能耗低。在国内是比 较流行的新产品，其技术也已经成熟，因此， 将发热陶瓷地砖应用于醒发房的加热装置。 例如面包醒发房空间36m3，地面面积为 12m2。通过比较市场上的发热陶瓷地砖的性价 比，可选用“美洲狮”品牌的0.8m×0.8m 发 热瓷砖，共18 块。发热地砖面积11.52 m2， 选用普通瓷砖0.48 m2。面包醒发房发热瓷砖 功率201 瓦/ ㎡ ×11.52 ㎡ = 2315.52 瓦，额定 电压220V，发热瓷砖采用可控制瓷砖温度和 室内温度的双温双控设计。发热瓷砖装有安全 限温装置，温度达到60 瓷砖自动断电保护。 根据面包的工艺要求，可以设定面包醒发房内 温度在25 ～ 45 之间。 2.2.3 加湿系统的设计 超声波加湿器的工作原理是使用一个换 能器把电能转换为机械能，通过雾化片的高频 谐振（一般震荡频率为1.7MHz，超过人的听 觉范围），将水抛离水面而产生水雾散步到空 气中。其特点是单位时间内可迅速达到要求的 相对湿度，加湿强度大，且产生的雾粒小而均 匀；单位加湿量的能耗低，耗能量一般为0.05 kW/(kg.h)，相当于其它加湿方式的十分之一 左右，加湿效率高，运行费用低。因此，将超 声波加湿器应用于醒发房的加湿装置。 选择与面包醒发房空间匹配的超声波加 湿器。例如面包醒发房空间为36m3，可选择 选择杭州高振电器设备有限公司生产的型号 GZ-G030Z。其具体参数：雾量≥ 3kg/h，电压 220V，功率300 瓦，适用体积30 ～ 90m3，湿 度控制范围10% ～ 95%。加湿器具有自动湿 度控制，水位保护和自动加水等功能。安装在 醒发房的外部，接醒发房内的加湿管，使湿蒸 气在醒发房四周出现。 2.2.4 匀风系统的设计 醒发房的匀风系统包含风机及管路的设 计。风机是依靠输入机械能提高气体压力并排 送气体的机械，它是工业领域中部可缺少的机 械设备。其应用及其广泛，目前市场上各种风 机都很多，如一般的民用风机、与各种设备配 套用的专用风机等。风机的选型需要明确风机 的用途、风量、风压等。醒发房选用普通风机， 一般要求5 ～ 10 分钟将醒发房的空气循环一 次，对风压要求不高。例如面包醒发房空间 36m3，地面面积为12m2，综合考虑选择张家 港市杨舍东莱得圣通风设备厂生产的双级离心 式风机，型号2JWF-4.3A, 流量340 ～ 460m3/ h, 风压5300 ～ 6400Pa， 功率1.5kw， 转速 2830r/min。安装在醒发房的外部，提高设备 使用寿命。管路布局设计见图3 所示。 2.3 控制系统电路设计 设计考虑电路简单，电路通断指示清楚， 低压控制高压等原则。QS 为电源总开关，Q1 为加热系统电源开关，Q2 加湿系统电源开关， Q3 为匀风系统电源开关。HL1 是总开关电源 指示灯，HL2 是加热系统工作指示灯，HL3 为加湿系统工作指示灯，HL4 为匀风系统工作 指示灯。温湿度控制器通过控制ST 和SM， 从而控制了加热系统、加湿系统和匀风系统。 具体电路图见图4。 3 设备改造后的效果 3.1 经济效果 原面包醒发房每批面包醒发时间约80 分 钟，通过温湿控制系统改造后的面包醒发房约 60 分钟完成。每批次面包醒发时间预计节约 20 分钟，提高面包生产效率25%。原醒发房 每批次移盘花费工时约30 分钟，改造后的醒 发房不再需要人工移盘。有效地提高生产效率、 降低生产成本。 3.2 控制效果 面包醒发房进行温湿控制系统改造后， 实现独立加热和加湿，热量从地面均匀上升， 水蒸气在房内四周出现，并通过匀风系统的工 作，使醒发房内温度和湿度均匀，提高面包的 醒发质量。 参考文献 [1] 罗启平. 面包行业发展的问题及趋势[J]. 商业科技开发,1994(03):25-28. [2] 陈伟路. 面包的生产与质量控制[J]. 食 品工业科技,1997(06):54-55. [3] 丁建军. 馒头的工业化生产技术与设备 [J]. 粮食加工,2013,38(04):45-48. [4] 贾明岩. 地板辐射采暖电加热管传热过程 影响分析[J]. 低温建筑技术,2011(03): 115-117. [5] 美洲狮发热瓷砖湖南总代理网站. http://www.farecizhuan.com. [6] 刁加元. 加湿器的工作原理与检修[J]. 家电检修技术,2013(04):45-46. [7] 资讯天地（机具展台）. 超声波加湿机. 现 代农业.2009(04):47. [8] 阮雄兵, 杨德勇. 关于风机选型、安装和 运行调试中的几个问题[J]. 风机技术, 2001(01):56-58. [9] 张家港市杨舍东莱得圣通风设备厂网 站.http://www.deshengfj.com/. 作者简介 方良材（1982 －），男，硕士，讲师， 研究方向： 食品机械、食品工程。 作者单位 广西农业职业技术学院 广西壮族自治区南宁 市 530007 |
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