干燥機設計之隧道式中藥材研究
摘要：為給中藥材干燥提供實用的干燥機，設計了一種隧道式中藥材干燥機：加熱系統采用電加熱器，無污染，熱風溫度可根據中藥材品種進行設定并自動調節；送風系統采用離心風機加風量調節裝置，風速可調；隧道由隧道小節連接而成，長度通過隧道小節數量進行調節。試驗證明，該干燥機可適應不同性狀中藥材的干燥。
中藥是中國的國粹，中藥材的質量是保證中藥質量的關鍵。中藥材采收后的干燥，不僅是保證中藥材質量的關鍵環節，而且也是保證農民豐產豐收的關鍵。目前，適合中國國情和農民使用的中藥材干燥機還非常少。因此，研究開發中藥材干燥機是中藥生產中的迫切任務。
中藥材中的有效成分大多為熱敏性物質。有學者認為，干燥介質的溫度對中藥材的干燥質量影響很大，中藥材在干燥的初期，既不能用高溫，也不宜失水太快。有學者比較了目前各種干燥機適合干燥中藥材的品種和各種中藥材適宜的干燥方法，認為干燥方法對中藥材的干燥質量影響很大，通過研究都認為中藥材的干燥適宜采用隧道式干燥機。同時，由于中藥材的性狀不同，干燥參數也就不同。因此，為了適應各種類型中藥材的干燥，干燥機的干燥參數應能調節。而且中藥材干燥是農民在中藥材采收后的初級加工，因此，干燥機的成本不能太高，自動化程度應適合中國國情，便于農民使用。
為了適應不同性狀中藥材的干燥，設計了一種適合農民使用的隧道式中藥材干燥機，可進行干燥介質溫度、流速和隧道長度的調節。
1總體方案設計
隧道式中藥材干燥機主要由風機、風量調節裝置、電加熱器、隧道小節、物料小車等部件組成。
整體隧道由若干個隧道小節組成，每個隧道小節上都有用于物料小車進出的活門。隧道內的軌道上放置一排物料小車。熱源采用電加熱器。空氣通過風機送入電加熱器加熱成干燥介質，再送入隧道對中藥材進行加熱干燥。干燥方式采用物料小車與干燥介質運動方向相反的逆流干燥。當在最前面的物料小車上的中藥材符合干燥要求時，從物料小車進出活門取出物料小車，卸下干燥后的中藥材。裝有濕中藥材的物料小車放到外伸軌道上，推入隧道內進行加熱干燥。干燥介質的溫度根據中藥材的熱敏性進行調節，其方法是通過電加熱器設定后自動控制。干燥介質在隧道內流動的速度根據中藥材的性狀進行調節，其方法是通過風機進風口處的風量調節裝置進行調節。隧道的長度根據隧道末端排出的廢氣是否接近飽和進行調節：若隧道太長，當廢氣達到飽和時就不能再對中藥材進行加熱干燥，甚至水分還有可能在濕的中藥材上冷凝；若隧道太短，排出的廢氣遠沒有達到飽和時，就會造成很大的能源浪費。由于整體隧道是由隧道小節組裝而成的，因此調節隧道的長度只是增減隧道小節的數量而已。每個隧道小節上都有用于物料小車進出的活門，因此可以在干燥的過程中檢測隧道內不同長度上中藥材干燥的情況，為不同性狀中藥材干燥的研究提供了很大的方便。
由于該設備是供中藥材種植基地或種植專業戶進行中藥材采收后初級加工的設備，因此其使用條件應與此相符。隧道長度根據被干燥物料有級調節，級差1．2 m，隧道截面尺寸378×378。電源采用380V三相電源。電加熱器最大功率36kW。風機采用離心式低噪音風機，功率0．37kW。
2各部分結構設計
2．1電加熱器
電加熱器是產生干燥介質的裝置，主要由電加熱管、溫度傳感器、溫度控制系統等部件組成。電加熱管分成4組，其中3組工作，一組備用。熱風的溫度采用模塊控制，可任意設定工作溫度。在溫度控制柜的面板上可同時顯示熱風溫度的設定值和實測值。調節熱風溫度時只需調節熱風溫度的設定值即可。
2．2風量調節裝置
風量調節裝置與風機的進風口相連，主要由進風管、備用回風管、風門等部件組成，如圖3所示。備用回風管的作用是為熱風的循環利用提供條件，在需要進行熱風的循環利用時(如由于特殊原因而無法采用連續作業時，為提高熱能利用率而將廢氣循環利用)，用管道連接到排氣口即可。在進風管和備用回風管內部都裝有調節風量的風門，風門不同的開啟度，就控制了不同的進風量。風門開啟度的調節通過調節手柄和固定裝置進行無級調節，即可在一定范圍內任意調節隧道內干燥介質的流速。進風管和回風管內風門不同的開啟度可調節新鮮空氣與循環熱風的混合比例，最大限度地利用廢氣的熱量。
2．3隧道小節
隧道小節是組成整體隧道的單元，主要由隧道壁、軌道、聯接定位孔、物料小車進出活門等部件組成，為使干燥介質在隧道內的流速分布均勻，隧道的橫截面設計成正方形。每個隧道小節內部都有用于物料小車行走的軌道，隧道小節上面都有用于物料小車進出的活門，便于出料和不同隧道長度上中藥材干燥情況的檢測，為隧道整體長度的確定提供方便。隧道小節的兩端有聯接法蘭，便于隧道小節之間的聯接。為保證隧道小節在聯接時軌道能對接良好，
在聯接法蘭上設計有2個定位孔，軌道的安裝是以定位孔為基準的。2個隧道小節在聯接時，先用定位孔定位，再用螺栓緊固，可確保軌道對接良好，也使隧道小節具有互換性，為整體隧道的組裝提供了方便。
2．4物料小車
物料小車是裝載中藥材的裝置，主要由車架、料盤、料盤支架、行走裝置等部件組成，如圖5所示。車架是用寬20mm、厚6mm的扁鋼焊接而成，扁鋼的寬度方向與隧道的縱向平行，以減小對氣流的阻力。每個物料小車上放3層料盤。料盤是用孔徑為3mnl的不銹鋼孔扳加工而成，裝上中藥材后沿著料盤支架縱向插入車架內即可，裝卸料非常方便。物料小車下邊有行走裝置，行走輪采用標準軸承，阻力小、通用性強。物料小車通過人工放到軌道上推入隧道內進行干燥。
3 干燥試驗
在隧道式中藥材干燥機上進行了根、莖、葉、花、果等不同性狀中藥材的干燥試驗。通過試驗表明：隧道式中藥材干燥機適用于各類中藥材的干燥，干燥操作簡單，干燥介質溫度和流速調節容易，隧道長度的改變適應了易干和難干中藥材的干燥。
4 結論
設計的隧道式中藥材干燥機，通過對各種類型中藥材的干燥試驗，得出以下結論：
(1)干燥介質的溫度可在一定范圍內任意設定并自動調節，適應不同熱敏性中藥材的干燥。
(2)干燥介質在隧道內的流速，可通過風量調節裝置在一定范圍內進行無級調節，保證了合理的干燥速度。
(3)隧道長度可實現無限量有級調節，保證了排出的廢氣接近飽和狀態，最大限度地減少熱能損失，適應了易干和難干中藥材的干燥。
