干燥機(jī)設(shè)計(jì)之隧道式中藥材研究
摘要：為給中藥材干燥提供實(shí)用的干燥機(jī)，設(shè)計(jì)了一種隧道式中藥材干燥機(jī)：加熱系統(tǒng)采用電加熱器，無(wú)污染，熱風(fēng)溫度可根據(jù)中藥材品種進(jìn)行設(shè)定并自動(dòng)調(diào)節(jié)；送風(fēng)系統(tǒng)采用離心風(fēng)機(jī)加風(fēng)量調(diào)節(jié)裝置，風(fēng)速可調(diào)；隧道由隧道小節(jié)連接而成，長(zhǎng)度通過(guò)隧道小節(jié)數(shù)量進(jìn)行調(diào)節(jié)。試驗(yàn)證明，該干燥機(jī)可適應(yīng)不同性狀中藥材的干燥。
中藥是中國(guó)的國(guó)粹，中藥材的質(zhì)量是保證中藥質(zhì)量的關(guān)鍵。中藥材采收后的干燥，不僅是保證中藥材質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，而且也是保證農(nóng)民豐產(chǎn)豐收的關(guān)鍵。目前，適合中國(guó)國(guó)情和農(nóng)民使用的中藥材干燥機(jī)還非常少。因此，研究開(kāi)發(fā)中藥材干燥機(jī)是中藥生產(chǎn)中的迫切任務(wù)。
中藥材中的有效成分大多為熱敏性物質(zhì)。有學(xué)者認(rèn)為，干燥介質(zhì)的溫度對(duì)中藥材的干燥質(zhì)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(xué)者比較了目前各種干燥機(jī)適合干燥中藥材的品種和各種中藥材適宜的干燥方法，認(rèn)為干燥方法對(duì)中藥材的干燥質(zhì)量影響很大，通過(guò)研究都認(rèn)為中藥材的干燥適宜采用隧道式干燥機(jī)。同時(shí)，由于中藥材的性狀不同，干燥參數(shù)也就不同。因此，為了適應(yīng)各種類(lèi)型中藥材的干燥，干燥機(jī)的干燥參數(shù)應(yīng)能調(diào)節(jié)。而且中藥材干燥是農(nóng)民在中藥材采收后的初級(jí)加工，因此，干燥機(jī)的成本不能太高，自動(dòng)化程度應(yīng)適合中國(guó)國(guó)情，便于農(nóng)民使用。
為了適應(yīng)不同性狀中藥材的干燥，設(shè)計(jì)了一種適合農(nóng)民使用的隧道式中藥材干燥機(jī)，可進(jìn)行干燥介質(zhì)溫度、流速和隧道長(zhǎng)度的調(diào)節(jié)。
1總體方案設(shè)計(jì)
隧道式中藥材干燥機(jī)主要由風(fēng)機(jī)、風(fēng)量調(diào)節(jié)裝置、電加熱器、隧道小節(jié)、物料小車(chē)等部件組成。
整體隧道由若干個(gè)隧道小節(jié)組成，每個(gè)隧道小節(jié)上都有用于物料小車(chē)進(jìn)出的活門(mén)。隧道內(nèi)的軌道上放置一排物料小車(chē)。熱源采用電加熱器?？諝馔ㄟ^(guò)風(fēng)機(jī)送入電加熱器加熱成干燥介質(zhì)，再送入隧道對(duì)中藥材進(jìn)行加熱干燥。干燥方式采用物料小車(chē)與干燥介質(zhì)運(yùn)動(dòng)方向相反的逆流干燥。當(dāng)在最前面的物料小車(chē)上的中藥材符合干燥要求時(shí)，從物料小車(chē)進(jìn)出活門(mén)取出物料小車(chē)，卸下干燥后的中藥材。裝有濕中藥材的物料小車(chē)放到外伸軌道上，推入隧道內(nèi)進(jìn)行加熱干燥。干燥介質(zhì)的溫度根據(jù)中藥材的熱敏性進(jìn)行調(diào)節(jié)，其方法是通過(guò)電加熱器設(shè)定后自動(dòng)控制。干燥介質(zhì)在隧道內(nèi)流動(dòng)的速度根據(jù)中藥材的性狀進(jìn)行調(diào)節(jié)，其方法是通過(guò)風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口處的風(fēng)量調(diào)節(jié)裝置進(jìn)行調(diào)節(jié)。隧道的長(zhǎng)度根據(jù)隧道末端排出的廢氣是否接近飽和進(jìn)行調(diào)節(jié)：若隧道太長(zhǎng)，當(dāng)廢氣達(dá)到飽和時(shí)就不能再對(duì)中藥材進(jìn)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(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到飽和時(shí)，就會(huì)造成很大的能源浪費(fèi)。由于整體隧道是由隧道小節(jié)組裝而成的，因此調(diào)節(jié)隧道的長(zhǎng)度只是增減隧道小節(jié)的數(shù)量而已。每個(gè)隧道小節(jié)上都有用于物料小車(chē)進(jìn)出的活門(mén)，因此可以在干燥的過(guò)程中檢測(cè)隧道內(nèi)不同長(zhǎng)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(shè)備是供中藥材種植基地或種植專(zhuān)業(yè)戶(hù)進(jìn)行中藥材采收后初級(jí)加工的設(shè)備，因此其使用條件應(yīng)與此相符。隧道長(zhǎng)度根據(jù)被干燥物料有級(jí)調(diào)節(jié)，級(jí)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(fēng)機(jī)采用離心式低噪音風(fēng)機(jī)，功率0．37kW。
2各部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2．1電加熱器
電加熱器是產(chǎn)生干燥介質(zhì)的裝置，主要由電加熱管、溫度傳感器、溫度控制系統(tǒng)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(fēng)的溫度采用模塊控制，可任意設(shè)定工作溫度。在溫度控制柜的面板上可同時(shí)顯示熱風(fēng)溫度的設(shè)定值和實(shí)測(cè)值。調(diào)節(jié)熱風(fēng)溫度時(shí)只需調(diào)節(jié)熱風(fēng)溫度的設(shè)定值即可。
2．2風(fēng)量調(diào)節(jié)裝置
風(fēng)量調(diào)節(jié)裝置與風(fēng)機(jī)的進(jìn)風(fēng)口相連，主要由進(jìn)風(fēng)管、備用回風(fēng)管、風(fēng)門(mén)等部件組成，如圖3所示。備用回風(fēng)管的作用是為熱風(fēng)的循環(huán)利用提供條件，在需要進(jìn)行熱風(fēng)的循環(huán)利用時(shí)(如由于特殊原因而無(wú)法采用連續(xù)作業(yè)時(shí)，為提高熱能利用率而將廢氣循環(huán)利用)，用管道連接到排氣口即可。在進(jìn)風(fēng)管和備用回風(fēng)管內(nèi)部都裝有調(diào)節(jié)風(fēng)量的風(fēng)門(mén)，風(fēng)門(mén)不同的開(kāi)啟度，就控制了不同的進(jìn)風(fēng)量。風(fēng)門(mén)開(kāi)啟度的調(diào)節(jié)通過(guò)調(diào)節(jié)手柄和固定裝置進(jìn)行無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)，即可在一定范圍內(nèi)任意調(diào)節(jié)隧道內(nèi)干燥介質(zhì)的流速。進(jìn)風(fēng)管和回風(fēng)管內(nèi)風(fēng)門(mén)不同的開(kāi)啟度可調(diào)節(jié)新鮮空氣與循環(huán)熱風(fēng)的混合比例，最大限度地利用廢氣的熱量。
2．3隧道小節(jié)
隧道小節(jié)是組成整體隧道的單元，主要由隧道壁、軌道、聯(lián)接定位孔、物料小車(chē)進(jìn)出活門(mén)等部件組成，為使干燥介質(zhì)在隧道內(nèi)的流速分布均勻，隧道的橫截面設(shè)計(jì)成正方形。每個(gè)隧道小節(jié)內(nèi)部都有用于物料小車(chē)行走的軌道，隧道小節(jié)上面都有用于物料小車(chē)進(jìn)出的活門(mén)，便于出料和不同隧道長(zhǎng)度上中藥材干燥情況的檢測(cè)，為隧道整體長(zhǎng)度的確定提供方便。隧道小節(jié)的兩端有聯(lián)接法蘭，便于隧道小節(jié)之間的聯(lián)接。為保證隧道小節(jié)在聯(lián)接時(shí)軌道能對(duì)接良好，
在聯(lián)接法蘭上設(shè)計(jì)有2個(gè)定位孔，軌道的安裝是以定位孔為基準(zhǔn)的。2個(gè)隧道小節(jié)在聯(lián)接時(shí)，先用定位孔定位，再用螺栓緊固，可確保軌道對(duì)接良好，也使隧道小節(jié)具有互換性，為整體隧道的組裝提供了方便。
2．4物料小車(chē)
物料小車(chē)是裝載中藥材的裝置，主要由車(chē)架、料盤(pán)、料盤(pán)支架、行走裝置等部件組成，如圖5所示。車(chē)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(duì)氣流的阻力。每個(gè)物料小車(chē)上放3層料盤(pán)。料盤(pán)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(pán)支架縱向插入車(chē)架內(nèi)即可，裝卸料非常方便。物料小車(chē)下邊有行走裝置，行走輪采用標(biāo)準(zhǔn)軸承，阻力小、通用性強(qiáng)。物料小車(chē)通過(guò)人工放到軌道上推入隧道內(nèi)進(jìn)行干燥。
3 干燥試驗(yàn)
在隧道式中藥材干燥機(jī)上進(jìn)行了根、莖、葉、花、果等不同性狀中藥材的干燥試驗(yàn)。通過(guò)試驗(yàn)表明：隧道式中藥材干燥機(jī)適用于各類(lèi)中藥材的干燥，干燥操作簡(jiǎn)單，干燥介質(zhì)溫度和流速調(diào)節(jié)容易，隧道長(zhǎng)度的改變適應(yīng)了易干和難干中藥材的干燥。
4 結(jié)論
設(shè)計(jì)的隧道式中藥材干燥機(jī)，通過(guò)對(duì)各種類(lèi)型中藥材的干燥試驗(yàn)，得出以下結(jié)論：
(1)干燥介質(zhì)的溫度可在一定范圍內(nèi)任意設(shè)定并自動(dòng)調(diào)節(jié)，適應(yīng)不同熱敏性中藥材的干燥。
(2)干燥介質(zhì)在隧道內(nèi)的流速，可通過(guò)風(fēng)量調(diào)節(jié)裝置在一定范圍內(nèi)進(jìn)行無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)，保證了合理的干燥速度。
(3)隧道長(zhǎng)度可實(shí)現(xiàn)無(wú)限量有級(jí)調(diào)節(jié)，保證了排出的廢氣接近飽和狀態(tài)，最大限度地減少熱能損失，適應(yīng)了易干和難干中藥材的干燥。
