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干燥机设计之隧道式中药材研究
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摘要：为给中药材干燥提供实用的干燥机，设计了一种隧道式中药材干燥机：加热系统采用电加热器，无污染，热风温度可根据中药材品种进行设定并自动调节；送风系统采用离心风机加风量调节装置，风速可调；隧道由隧道小节连接而成，长度通过隧道小节数量进行调节。试验证明，该干燥机可适应不同性状中药材的干燥。
中药是中国的国粹，中药材的质量是保证中药质量的关键。中药材采收后的干燥，不仅是保证中药材质量的关键环节，而且也是保证农民丰产丰收的关键。目前，适合中国国情和农民使用的中药材干燥机还非常少。因此，研究开发中药材干燥机是中药生产中的迫切任务。
中药材中的有效成分大多为热敏性物质。有学者认为，干燥介质的温度对中药材的干燥质量影响很大，中药材在干燥的初期，既不能用高温，也不宜失水太快。有学者比较了目前各种干燥机适合干燥中药材的品种和各种中药材适宜的干燥方法，认为干燥方法对中药材的干燥质量影响很大，通过研究都认为中药材的干燥适宜采用隧道式干燥机。同时，由于中药材的性状不同，干燥参数也就不同。因此，为了适应各种类型中药材的干燥，干燥机的干燥参数应能调节。而且中药材干燥是农民在中药材采收后的初级加工，因此，干燥机的成本不能太高，自动化程度应适合中国国情，便于农民使用。
为了适应不同性状中药材的干燥，设计了一种适合农民使用的隧道式中药材干燥机，可进行干燥介质温度、流速和隧道长度的调节。
1总体方案设计
隧道式中药材干燥机主要由风机、风量调节装置、电加热器、隧道小节、物料小车等部件组成。
整体隧道由若干个隧道小节组成，每个隧道小节上都有用于物料小车进出的活门。隧道内的轨道上放置一排物料小车。热源采用电加热器。空气通过风机送入电加热器加热成干燥介质，再送入隧道对中药材进行加热干燥。干燥方式采用物料小车与干燥介质运动方向相反的逆流干燥。当在最前面的物料小车上的中药材符合干燥要求时，从物料小车进出活门取出物料小车，卸下干燥后的中药材。装有湿中药材的物料小车放到外伸轨道上，推入隧道内进行加热干燥。干燥介质的温度根据中药材的热敏性进行调节，其方法是通过电加热器设定后自动控制。干燥介质在隧道内流动的速度根据中药材的性状进行调节，其方法是通过风机进风口处的风量调节装置进行调节。隧道的长度根据隧道末端排出的废气是否接近饱和进行调节：若隧道太长，当废气达到饱和时就不能再对中药材进行加热干燥，甚至水分还有可能在湿的中药材上冷凝；若隧道太短，排出的废气远没有达到饱和时，就会造成很大的能源浪费。由于整体隧道是由隧道小节组装而成的，因此调节隧道的长度只是增减隧道小节的数量而已。每个隧道小节上都有用于物料小车进出的活门，因此可以在干燥的过程中检测隧道内不同长度上中药材干燥的情况，为不同性状中药材干燥的研究提供了很大的方便。
由于该设备是供中药材种植基地或种植专业户进行中药材采收后初级加工的设备，因此其使用条件应与此相符。隧道长度根据被干燥物料有级调节，级差1．2 m，隧道截面尺寸378×378。电源采用380V三相电源。电加热器最大功率36kW。风机采用离心式低噪音风机，功率0．37kW。
2各部分结构设计
2．1电加热器
电加热器是产生干燥介质的装置，主要由电加热管、温度传感器、温度控制系统等部件组成。电加热管分成4组，其中3组工作，一组备用。热风的温度采用模块控制，可任意设定工作温度。在温度控制柜的面板上可同时显示热风温度的设定值和实测值。调节热风温度时只需调节热风温度的设定值即可。
2．2风量调节装置
风量调节装置与风机的进风口相连，主要由进风管、备用回风管、风门等部件组成，如图3所示。备用回风管的作用是为热风的循环利用提供条件，在需要进行热风的循环利用时(如由于特殊原因而无法采用连续作业时，为提高热能利用率而将废气循环利用)，用管道连接到排气口即可。在进风管和备用回风管内部都装有调节风量的风门，风门不同的开启度，就控制了不同的进风量。风门开启度的调节通过调节手柄和固定装置进行无级调节，即可在一定范围内任意调节隧道内干燥介质的流速。进风管和回风管内风门不同的开启度可调节新鲜空气与循环热风的混合比例，最大限度地利用废气的热量。
2．3隧道小节
隧道小节是组成整体隧道的单元，主要由隧道壁、轨道、联接定位孔、物料小车进出活门等部件组成，为使干燥介质在隧道内的流速分布均匀，隧道的横截面设计成正方形。每个隧道小节内部都有用于物料小车行走的轨道，隧道小节上面都有用于物料小车进出的活门，便于出料和不同隧道长度上中药材干燥情况的检测，为隧道整体长度的确定提供方便。隧道小节的两端有联接法兰，便于隧道小节之间的联接。为保证隧道小节在联接时轨道能对接良好，
在联接法兰上设计有2个定位孔，轨道的安装是以定位孔为基准的。2个隧道小节在联接时，先用定位孔定位，再用螺栓紧固，可确保轨道对接良好，也使隧道小节具有互换性，为整体隧道的组装提供了方便。
2．4物料小车
物料小车是装载中药材的装置，主要由车架、料盘、料盘支架、行走装置等部件组成，如图5所示。车架是用宽20mm、厚6mm的扁钢焊接而成，扁钢的宽度方向与隧道的纵向平行，以减小对气流的阻力。每个物料小车上放3层料盘。料盘是用孔径为3mnl的不锈钢孔扳加工而成，装上中药材后沿着料盘支架纵向插入车架内即可，装卸料非常方便。物料小车下边有行走装置，行走轮采用标准轴承，阻力小、通用性强。物料小车通过人工放到轨道上推入隧道内进行干燥。
3 干燥试验
在隧道式中药材干燥机上进行了根、茎、叶、花、果等不同性状中药材的干燥试验。通过试验表明：隧道式中药材干燥机适用于各类中药材的干燥，干燥操作简单，干燥介质温度和流速调节容易，隧道长度的改变适应了易干和难干中药材的干燥。
4 结论
设计的隧道式中药材干燥机，通过对各种类型中药材的干燥试验，得出以下结论：
(1)干燥介质的温度可在一定范围内任意设定并自动调节，适应不同热敏性中药材的干燥。
(2)干燥介质在隧道内的流速，可通过风量调节装置在一定范围内进行无级调节，保证了合理的干燥速度。
(3)隧道长度可实现无限量有级调节，保证了排出的废气接近饱和状态，最大限度地减少热能损失，适应了易干和难干中药材的干燥。
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