種子包衣是以種子為載體,將種衣劑(通常為膠懸液)按一定比例均勻包敷到種子表面的現(xiàn)代化種子加工技術(shù)。在發(fā)達國家,種衣劑的成膜性和展布性已經(jīng)過關(guān),包衣時直接使用原藥,包衣后可直接存貯,無需烘干。但由于國產(chǎn)種衣劑的成膜性和展布性較差,為確保種子包衣加工時包敷均勻,不得不使用較多的種衣劑(通常還要給種衣劑中加一定的稀釋液),致使包衣后表皮水分較大,必須進行快速干燥處理,否則極易造成種子結(jié)塊,難以直接進行計量包裝或入倉存貯。因此,種子包衣后干燥設(shè)備是國內(nèi)種子加工中重要的、不可或缺的設(shè)備。
目前市場上種子包衣后干燥設(shè)備的生產(chǎn)廠家及產(chǎn)品規(guī)格較少,質(zhì)量上還存在著破碎率高、干燥均勻性差、溫度控制不合理等諸多不足,尚未能滿足生產(chǎn)需求,種子包衣后大多采用晾曬方法進行干燥,勞動強度大,并易造成種衣劑中毒事故。因此,根據(jù)市場需要,并結(jié)合國家“十五”科技攻關(guān)重點項目,在吸納、比較國內(nèi)外先進烘干技術(shù)的基礎(chǔ)上,集成其他種子加工設(shè)備的共性技術(shù),結(jié)合自主創(chuàng)新,由農(nóng)業(yè)部南京農(nóng)業(yè)機械化研究所與開封市茂盛糧食機械有限公司共同研制生產(chǎn)了新一代種子干燥設(shè)備。
1基本結(jié)構(gòu)及工作過程
5BH-5型種子包衣后烘干視主要由物料喂入裝置、烘干滾筒、熱風混合室、燃燒室、燃油熱風爐、調(diào)節(jié)裝置、機架和控制系統(tǒng)等組成(圖1)。該設(shè)備工作時,首先啟動熱風控制系統(tǒng),同時開啟與排風管連接的風機,再啟動燃油熱風爐,形成工作熱風流;然后啟動滾筒,剛包衣或丸化后的種子通過喂料裝置進入串聯(lián)的上下滾籬,暖料量可以手動調(diào)整;進入滾筒的物料被抄板帶起又滑落形成均勻粉簾,與逆向熱風充分接觸,并逐步向滾筒的低端移動;通過上下滾筒長距離熱風烘干后進入排料裝置流出,排出的物料可真接計量包裝貯藏。在下滾筒出料端,設(shè)有溫度傳感器,用來自動控制燃油熱風爐的火力大小。

該包衣后烘干機具有以下特點:①采用橫流烘干原理,種子與橫向流動的熱空氣充分接觸,烘干效果好且干后種子表面水分與溫度比較均勻。②上下雙滾筒頓角可調(diào),易滿足不同品種、包衣后濕度、生產(chǎn)率的需要。③整機采用全封閉結(jié)構(gòu),將有害靜溫熱空氣排到室外,可有效防止有害氣體在加工車間內(nèi)擴散,有效保障人身安全。④交錯排列的“V”形抄板結(jié)構(gòu),在滾筒旋轉(zhuǎn)時將物料帶至一定高度后撒落,形成均勻的薄料簾,便予與熱風充分接觸,有效提升烘干效果。⑤所有與潮濕物料接觸的零部件全部采用耐腐蝕的不銹鋼材料,安全、耐用。⑥采用兩級火力控制自動燃油燃燒器,在烘干過程中始終保持至少一段火力工作,防止因溫度到達設(shè)定上限時,燃燒器;痣A段部分物料得不到有效烘干,而影響烘干質(zhì)量。⑦在出風口處設(shè)風量調(diào)節(jié)闋,可根據(jù)物料的比重、濕度、生產(chǎn)率對熱空氣量進行調(diào)節(jié)。主要技術(shù)參數(shù)為:①生產(chǎn)能力為5 t/h(以小麥計);②外形尺寸5152×975×2360(mm);③總重量800 kg;④配套總動力1.14kW;⑤燃油消耗量3.5~5 L/h(柴油);⑥包衣后降水率≥1%。
2 關(guān)鍵部件的研究設(shè)計及主要參數(shù)
2.1滾筒
滾筒的作用主要是為了讓種子在流動行走中,形成均勻料簾,以便于物料與熱風充分接觸。整個部件均采用不銹鋼材料制作,耐腐蝕、耐磨,提高了使用壽命。滾筒分上、下兩滾筒,分剮安裝在各自的安裝架上;通過調(diào)整調(diào)節(jié)螺桿可改變滾筒傾角,滾筒與水平方向夾角最大可達5°。上下兩滾筒通過下籬喂料管連接形成串連,喂料口與排風口相通,出料口與進風口相通,其他部位設(shè)有密封結(jié)構(gòu),可有效提高燃油利用率,并防止有毒氣
體溢出而引發(fā)中毒事故。上下滾筒內(nèi)部結(jié)構(gòu)相同(圖2),通過兩個十字支架與軸聯(lián)接,干燥筒內(nèi)沿周、軸向間隔均布若干個V型揚料板,為降低破損,將V型揚料板的頂邊及后側(cè)邊制成為圓柱形。
該滾筒運轉(zhuǎn)時,抄板將物料從滾筒底部帶至頂部,并均勻撒落,在整個滾筒各截面上形成均勻的料簾;由于滾筒傾斜安裝,物料在撒落過程中,不斷沿滾筒軸向由高端向低端緩慢移動,直至下筒低端流入排料裝置。
滾筒參數(shù):直徑600 mm;單節(jié)長度2 000 mm;轉(zhuǎn)速32 r/min;滾筒傾角2~5°。
2.2熱風系統(tǒng)
熱風系統(tǒng)是該設(shè)備的核心,主要包括燃油熱風爐、燃燒室、熱風混合筒、勻風網(wǎng)、排風機及密封機構(gòu)。燃油熱風爐可提供雙級火力,燃燒介質(zhì)為柴油,可通過控制系統(tǒng)控制并自動高壓點火;燃油爐尾部設(shè)有微型離心風機,可為燃燒時提供助燃空氣,并將灼熱氣體迅速從燃燒室噴出;燃油爐的供油系統(tǒng)設(shè)有調(diào)壓閥,可手動微調(diào)供油壓力以精確調(diào)整所需燃燒火力。圖3所示為熱風生成系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。從噴油嘴噴出的燃油,由自動點火裝置點燃,在燃燒室內(nèi)充分燃燒;燃燒室由耐熱不銹鋼制作,工作時筒壁溫度將上升至500℃以上;燃燒室排出的灼熱氣流直接進入混合通道。冷風通道與外界相通,冷氣流從燃燒窒外四周通過時先由燃燒室筒壁預加熱,然后進入混合通道與燃燒室排出的灼熱氣流混合;在混合通道末端配有勻風網(wǎng),由耐熱材料制成,主要作用是讓整個通道截面的風鑣褒麴撬均勻,并讓冷、熱氣流充分混合。通過勻風網(wǎng)的混合風基本達到所需要求,并在排料沉降室內(nèi)進一步混合,然后從下滾筒排料端進入滾筒。熱風在滾筒內(nèi)與料簾充分接觸,迅速帶走物料表面水分,同時熱風溫度也降低,然后再從上滾筒喂料端排出滾筒,進入排風管;排風管末端配有軸流風機,一般要求安裝在室外,有毒氣體將直接排到室外或進一步處理。

2.3排料機構(gòu)
該機排料機構(gòu)采用重力式對開門結(jié)構(gòu)(圖4),設(shè)置在排料沉降室底部。烘干后的物料從滾筒排出后,將堆積在沉降室底部,即排料門上,當堆積到一定量時,在重力作用下,排料門自動打開卸料;同時堆積的物料也起到了密封的作用,讓混合熱氣流與外界隔離。排料門的開度大小取決于生產(chǎn)率大小及重錘在重力桿的位置。對開門可以確保排料的可靠性,并通過重錘位置的調(diào)整以適應(yīng)不同物料的物理特性要求。

該機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單,制作成本低,性能可靠,故障率低。通過適當調(diào)整,可獲得較好的密封性能,同時由于不能絕對密封,在排料口外將形成微量負壓氣流,減少了揚塵及藥害。
2.4控制系統(tǒng)
控制系統(tǒng)主要控制設(shè)備各執(zhí)行單元的順序啟閉及自動控制燃油熱風爐的兩段火力協(xié)調(diào)工作,并起到安全保護作用?刂葡到y(tǒng)包括控制柜、溫控器、測溫傳感器及常規(guī)電氣元件。溫控器和電氣元件安裝在控制柜內(nèi),控制柜安裝在機架外側(cè),測溫傳感器安裝在下滾筒的出料端外側(cè)。
控制柜門上設(shè)有控制面板。工作時首先啟動電源開關(guān),然后分別設(shè)定兩段火力烘干溫度的上限值和下限值,設(shè)置值視物料性狀而定,由于剛包衣后的物料水分僅僅分布在物料表面,且與熱風接觸時間很短,所以上限溫度可適當設(shè)高但不至傷種,最大不能高于80℃;下限溫度一般比上限值低10~15℃,若設(shè)定帶寬太小,控制元件將頻繁啟停而縮短使用壽命,若設(shè)定帶寬過大,則干燥后的不均勻度也變大;溫度的測定是由溫度傳感器來完成,該傳感器靈敏度很高,能在很短時間內(nèi)測定熱風溫度。
設(shè)定好溫度值后即可啟動滾筒、排風風機,然后啟動加熱開關(guān)開始點火。剛點火時雙段火同時點燃,火力最大,能迅速將設(shè)備內(nèi)部各零部件預熱,當溫度顯示達到設(shè)定的下限溫度時將自動關(guān)閉一級火力,此時即可喂料,開始正常作業(yè)。在燃油壓力調(diào)整至合適的情況下,熱風溫度此時將緩慢上升并達到穩(wěn)態(tài)。若熱風溫度超過設(shè)定的上限溫度.控制器將切斷燃油供應(yīng),熄滅所有火力,從而達到保護物料之目的i此時供熱主要由燃燒筒壁及勻風網(wǎng)的余熱供應(yīng),熱風溫度將下降。
3 5BH-5型種子包衣后烘干機的性能考核
該設(shè)備在江蘇洪澤農(nóng)場進行試驗示范與生產(chǎn)性能考核。試驗以小麥為原料,“福多”種衣劑作為包衣劑,藥種比設(shè)置為1: 50。對包衣后的種子進行烘干試驗,考查生產(chǎn)率、干燥能力、破損率、干燥不均勻度等性能指標,結(jié)果表明:①實際生產(chǎn)率5.6t/h、干燥能力49%/h、干燥不均勻度1%、自動清機度99%,實際檢測的各項性能指標均達到或超過該機的設(shè)計技術(shù)指標;②研制成功的SBH-5型種子包衣后烘干機是新一代種子包衣后干燥設(shè)備,烘干質(zhì)量好,且能有效控制有毒物質(zhì)逸散,避免藥害;③該設(shè)備的生產(chǎn)能力為5t/h,能與相應(yīng)生產(chǎn)率的包衣機配套使用,較好的滿足實際生產(chǎn)需要;④烘干滾筒采用上下串聯(lián)配置,干燥筒內(nèi)沿周、軸向間隔均布若干個V型揚料板,V型揚料板的頂邊及后側(cè)邊制成為圓柱形,具有干燥均勻、熱效率高、破損率低等特點;⑤采用雙段火力可調(diào)試燃油熱風爐能產(chǎn)生穩(wěn)定的熱風源,并且易實現(xiàn)自動控制。
三門峽富通新能源生產(chǎn)氣流式烘干機、滾筒烘干機、回轉(zhuǎn)窯烘干機。