干燥机设计之隧道式中药材研究

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。 · 行业聚焦： 在我国一直在倡导节能减排技术，太阳能干燥器的研究一直是一个比较前言的话题，因为是属于新能源方面的，各种试验也在不断的进行，大体上可分为：整体式和抛物面聚光型、集热器型、温室型、温室结合型与集热器。下面我们简单的介绍一下以上干燥器中的前沿技术：盔体式太阳能干燥器。 　　浙江省沼气太阳能研究所建造了一座整体式结构的温室型盔体式太阳能干燥器，采光面积为196m2。采用活动盖板保温以减少夜间干燥器透明盖层的热损失，使用单片机对干燥过程的温、湿度等干燥工艺参数实现监控。该装置与小水电相结合，多能互补，全天候运行，主要用于香菇、木耳等农副产品干燥。 　　盔体式太阳能干燥器将太阳能空气集热器与干干燥设备行业标准化工作推进委员会成立 　　2010年5月15日，中国通用机械工业协会干燥设备分会在济南召开会议，成立了“干燥设备行业标准化工作推进委员会”。此次会议由干燥设备协会理事长单位山东天力干燥设备公司主办，参加会议的是经过行业企事业 单位推荐的13名专家学者，同时柴本银当选为标委会的主任委员。 　　“标委会”的成立，对推进干燥设备行业标准化工作，规范行业产品和技术标准，促进行业技术进步具有巨大的推动作用。会议决定将在近期开展以下工近年来，随着饲料工业的逐步发展，水产饲料也越来越被广大饲料厂所看好。由于水产动物摄食量小，消化道短，消化能力差，通常要求水产饲料粉碎得相对畜禽料来说比较细。因为颗粒越细，其表面积越大，则水产动物的消化液与之接触面积就越大，从而提高了饲料的消化率，增加其营养报酬。因此，粉碎工段在整个生产工艺中占 　　有极其重要的地位。 　　据报道，通常鱼饲料在制粒之前应粉碎至几何平均粒度0.5mm或以下，如普通淡水鱼粉，要求全通过20目筛、40目筛上物不大于30%；河蟹、虾等饲料要求全通过40目筛、80%过60目筛；鳗、鳖料要求全通过60目筛、95%过80目筛。因此在水产饲料的生产中，必须采 双锥回转真空干燥机主要表现在第一罐体内处于真空状态，这就意味着在干燥物料的同时，不需要在额外抽走空气中的水分，大大提高了干燥效率。第二干燥更加均匀。双锥回转真空干燥机通过向夹套内通过蒸汽或者热水进行加热，热量通过罐体内壁与湿物料进行接触，湿物料通过吸热后蒸发水汽，使得物料干燥的表面更加均匀。第三双锥回转真空干燥机在整个过程的干燥中，由于筒内的压力始终低于大气压，气体分子数量少，密度低，含氧量始终低下，因而对于容易氧化的产品和一些医药用品，干燥起来更加干燥卫生。 　　 　　  双锥回转真空干燥机第五个优势就是真空干燥能够消除在，一般应该将计算的干燥脱水量放大20～30％来进行干燥机选型，即： 选用干燥机脱水量 ＝W0 (计算干燥脱水量)× （ 1.2 ～ 1.3 ） 否则，因受前述因素的影响，就可能造成有时生产能力达不到预计的产量，而影响全生产线的正常生产。 干燥设备选型时，首先应按湿物料的形态对干燥机机型进行初选，而后根据处理量的大小计算出所需小时脱水量并放大20～30％来确定干燥机脱水量，另外还须考虑自身生产条件、投资大小、工人素质、卫生要求等，选择操作方式（连续或间接）、热源（蒸汽散热器、热风炉、油燃烧等）、设备材质（普通碳钢、铝材、不锈钢）等。

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