[发明专利]一种植物水分的回收方法和系统

说明书

本发明涉及一种植物水份的回收方法和系统，属于水回收利用技术领域。该植物水份的回收方法包括如下步骤：在冷冻干燥设备或植物工厂中设置除湿装置和水回收装置，除湿装置的进风口与冷冻干燥设备或植物工厂中的排风口相连接，除湿装置的出风口与冷冻干燥设备或植物工厂中的进风口相连接，除湿装置与冷冻干燥设备或植物工厂之间形成气体的闭路循环，水回收装置与除湿装置的出水端相连接。本发明还公开了一种植物水份的回收系统。本发明将生产过程封闭起来，达到回收水份的目的；同时除湿机械所排出的干或较干空气再进入生产设施或干燥设备，形成闭路循环，可提高干燥效率和植物工厂的生产效率，增加效益。

技术领域

本发明涉及一种植物水份的回收方法和系统，主要是对冷冻干燥设备、植物工厂和其他物质干燥等设备排出气体中的水份进行回收及再利用，属于水回收利用技术领域。

背景技术

我国是一个缺水严重的国家，虽然淡水资源总量为28000亿立方米，占全球水资源的6％，但我国的人均水资源量只有2300立方米，仅为世界平均水平的1/4，在世界上名列121位，是全球13个人均水资源最贫乏的国家之一。因此，加强节水措施，实现水资源高效利用和有效保护，就变得尤为重要。

冷冻干燥又称升华干燥，是将含水物料冷冻到冰点以下，使水转变为冰，然后利用冰晶升华的原理，在高度真空的环境下，不经过冰的融化直接将冰固体升华为蒸汽而除去水的干燥方法。而一般的真空干燥物料中的水分是在液态下转化为汽态而将食品干制。

冷冻干燥具有如下优点：(1)物料在低压下干燥，使物料中的易氧化成分不致氧化变质，同时因低压缺氧，能灭菌或抑制某些细菌的活力。(2)物料在低温下干燥，能保留物料中的热敏成分，营养成分和风味损失很少，可以最大限度地保留食品原有营养成分、味道、色泽和芳香。(3)由于物料在升华脱水以前先经冻结，形成稳定的固体骨架，所以水分升华以后，固体骨架基本保持不变，干制品不失原有的固体结构，保持着原有形状。多孔结构的物品具有很理想的速溶性和快速复水性。(4) 由于物料中水分在预冻以后是以冰晶的形态存在，使原来溶于水中的无机盐之类的溶解物质被均匀分配在物料之中。升华时，溶于水中的溶解物质就地析出，避免了一般干燥方法中因物料内部水分向表面迁移所携带的无机盐在表面析出而造成表面硬化的现象发生。(5)脱水彻底，质量轻，适合长途运输和长期保存，在常温下，采用真空包装，保质期可达3～5年。(6)可以为每个家庭每天节省至少三小时用于吃菜(包括买、清理、烹调)的时间，全年以1000小时计，4亿户节省4000亿小时，节省的时间可用于工作、学习、锻炼、娱乐，这是十分惊人数字！可能有人说只用了一小时，但这只能叫“凑合餐”，离身体均衡营养相距甚远，如果照传统膳食“四菜一汤”，估计三小时都不够。如果冻干食品不增加支出，还会减少生病延长寿命，那么起来越多的人会接受冻干食品。

但是，与气流干燥、喷雾干燥等其他干燥技术相比，真空冷冻干燥设备投资大，能源消耗、运转费用及生产成本较高，冻干过程时间长，产品成本高，从而限制了该技术的进一步发展。因此，实现节能降耗、降低生产成本，已经成为真空冷冻干燥技术领域当前面临的最主要的问题。此外，冷冻干燥设备运行过程中，要维持升华干燥的不断进行，必须满足两个基本条件，即热量的不断供给和生成蒸汽的不断排除，一般情况下大量的水蒸汽会随着空气被排放到大气中，造成了水分和能源的浪费。

植物工厂是通过设施内高精度环境控制实现农作物周年连续生产的高效农业系统，利用智能计算机和电子传感系统对植物生长的温度、湿度、光照、CO₂浓度以及营养液等环境条件进行自动控制，使设施内植物的生长发育不受或很少受自然条件制约的省力型生产方式。植物工厂一般要求一个等级不同的洁净栽培空间，作为植物工厂的一个重要组成部分，空气调节系统承担植物工厂内空气的温/湿度调节、新风处理及空气净化等任务，而空气的减湿处理是植物工厂空调系统的一个主要任务。目前，通常通过不断地排风换气来进行植物工厂内空气的减湿。

发明内容