南瓜做為一種經(jīng)濟(jì)作物其種植面積逐年擴(kuò)大，因此，靠傳統(tǒng)的自然通風(fēng)晾曬很難保證及時(shí)有效地對(duì)已收獲的南瓜籽進(jìn)行脫水。2003年初，我們開(kāi)始研制多功能小型南瓜籽烘干機(jī)，在當(dāng)年秋收前，進(jìn)行了生產(chǎn)試驗(yàn)和使用，基本達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。
1、設(shè)計(jì)方案的確定
剛收獲的南瓜籽，水分在60%~70%之間，而且由于南瓜含糖較多，使得南瓜籽的表面黏結(jié)性很強(qiáng)，即使是用水漂洗過(guò)的南瓜籽，干燥后有不少仍黏在一起，須攪動(dòng)才能使之散開(kāi)。烘干南瓜籽主要應(yīng)解決降水幅度大和烘干后的籽粒易黏連而產(chǎn)生架空現(xiàn)象，所以南瓜籽
烘干機(jī)的結(jié)構(gòu)應(yīng)能滿(mǎn)足這兩方面的要求。
由于南瓜籽水分大，黏度大，因而，烘干層過(guò)厚，即增加了氣流阻力，不利于水分?jǐn)U散，同時(shí)也容易產(chǎn)生黏連。經(jīng)過(guò)多次的試驗(yàn)和分析，確定干燥層厚度為120mm。
有關(guān)研究表明，大風(fēng)量，對(duì)高水分谷物的降水效果比較顯著。烘干小麥的單位氣流量為16.5m3／rn3 min（谷物），因而，烘干南瓜籽的單位氣流量應(yīng)適當(dāng)加大，但氣流量過(guò)大，使氣流速度增高，就會(huì)造成谷物的流動(dòng)，應(yīng)加以控制。經(jīng)試驗(yàn)確定單位氣流量為22.5m3／m3 min（谷物）。富通新能源不但生產(chǎn)銷(xiāo)售木屑烘干機(jī)等鋸末木屑成型機(jī)械設(shè)備，而且還大量銷(xiāo)售
顆粒機(jī)、
木屑顆粒機(jī)等生物質(zhì)燃料成型機(jī)械設(shè)備。
烘干溫度對(duì)干燥速度的影響非常大，溫度越高，干燥速度越快。但是，南瓜籽的結(jié)構(gòu)特征是：面積比較大，而且板很薄，同樣的結(jié)構(gòu)，烘干溫度過(guò)高時(shí)，如果受熱稍有不均極易產(chǎn)生變形，變形后的南瓜籽，雖然不會(huì)影響品質(zhì)，但外觀差，會(huì)降低等級(jí)。因此烘干溫度不能過(guò)高，經(jīng)測(cè)試，溫度控制在60~70℃之間，比較合適。
由于南瓜籽烘干后就不能變質(zhì)和被污染，因此，烘干所用氣體必須是純凈的熱空氣。不能讓燃燒氣體直接進(jìn)入烘干機(jī)內(nèi)進(jìn)行加熱。所以烘干熱源選擇為間接加熱空氣的熱風(fēng)爐。為了降低運(yùn)行成本，燃料選擇煤。
南瓜收獲期不超過(guò)1個(gè)月，而收獲的南瓜籽必須及時(shí)脫水，否則就無(wú)法儲(chǔ)存，也就是說(shuō)烘干機(jī)的使用時(shí)間不超過(guò)1個(gè)月，若烘干機(jī)只限于烘南瓜籽，其利用率就太低了，也是一種資源的浪費(fèi)，因此，在設(shè)計(jì)烘干機(jī)結(jié)構(gòu)時(shí)，我們?cè)趨⒖剂嗽S多大型連續(xù)式谷物干燥機(jī)的結(jié)構(gòu)后，將該機(jī)設(shè)計(jì)為多功能連續(xù)工作式，即：不用停機(jī)可同時(shí)進(jìn)料和出料。并且該機(jī)不僅能烘南瓜籽，也可烘干麥類(lèi)、豆類(lèi)和玉米等其他作物，提高了設(shè)備利用率。
由于該機(jī)直接面對(duì)農(nóng)戶(hù)，生產(chǎn)率的確定就應(yīng)以能夠在收獲期內(nèi)將每天收獲的南瓜籽及時(shí)烘干為前提。根據(jù)農(nóng)戶(hù)提出的每天(24h)烘干1~2t南瓜籽的要求，該機(jī)烘南瓜籽的生產(chǎn)率確定為170kg/h。
綜上所述，該機(jī)的設(shè)計(jì)方案為薄糧層，低溫，大風(fēng)量，多功能連續(xù)式工作，生產(chǎn)率為170kg/h。
2、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理
2.1結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
烘干機(jī)組結(jié)構(gòu)如圖1所示。
該機(jī)是小型烘干機(jī)，為減小結(jié)構(gòu)尺寸，簡(jiǎn)化機(jī)構(gòu)，降低成本，主要由料箱、烘干段和排料機(jī)構(gòu)組成，省略了緩蘇段，因而，烘干后的物料緩蘇要在機(jī)外進(jìn)行。該機(jī)的烘干段采用折板式結(jié)構(gòu)，待烘物料自然堆積在內(nèi)外折板之間的空腔內(nèi)，熱空氣由上下折板之間的空當(dāng)通過(guò)，穿過(guò)物料走了近似型的路線(xiàn)。較之熱空氣直接通過(guò)篩網(wǎng)穿透物料的烘干段結(jié)構(gòu)相比，在折板之間，熱空氣走的是曲線(xiàn)，增多了與物料接觸的機(jī)會(huì)，提高了換熱效率，而且在折板內(nèi)，熱空氣可互相交會(huì)，在物料中產(chǎn)生了擾動(dòng)作用，可以有效地減小物料烘干的不勻度。
排料采用撥板機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單而且物料的破碎率低。不排料時(shí)，物料按休止角自然堆積在托板11和滑板9之間。排料時(shí)，隨著撥板10的擺動(dòng)，物料被撥動(dòng)并從托板兩端落下。與此同時(shí)，料箱和烘干段內(nèi)的物料下落，填補(bǔ)排料產(chǎn)生的空缺，使排料能連續(xù)進(jìn)行。
熱風(fēng)爐由爐體和換熱器兩部分組成，爐體由耐火材料砌筑，換熱器為煙管式，由金屬材料制成，采用爐體和換熱器分離的設(shè)計(jì)，可以避免整體式熱風(fēng)爐由于一個(gè)部件燒損，而造成整體報(bào)廢的缺點(diǎn)，維修也比較方便。
離心風(fēng)機(jī)采用正壓式送風(fēng)，即風(fēng)機(jī)直接吸收外界的空氣，送入換熱器中，經(jīng)過(guò)加熱后再到烘干機(jī)中，這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)保證了風(fēng)機(jī)始終接觸的都是低溫空氣，避免了風(fēng)機(jī)零件過(guò)熱，提高了風(fēng)機(jī)使用壽命。
2.2工作原理
該烘干機(jī)組工作時(shí)，先將待烘物料從烘干機(jī)上部的料箱加入，物料沿著烘干段折板間的空間流到下部的托板上，隨著物料的不斷增加，按自然休止角逐漸向上堆積，直到充滿(mǎn)整個(gè)烘干段和料箱，結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。上下折板間是熱空氣的通道。
加滿(mǎn)物料后，啟動(dòng)熱風(fēng)爐和風(fēng)機(jī)，熱風(fēng)就會(huì)通過(guò)風(fēng)道4，送到烘干機(jī)內(nèi)，在烘干機(jī)內(nèi)，熱風(fēng)經(jīng)過(guò)內(nèi)折板間的空當(dāng)時(shí)入烘干段內(nèi)與物料進(jìn)行熱交換，熱交換后的氣體和物料中的水分通過(guò)外折板間的空檔而被排出機(jī)外，熱空氣運(yùn)動(dòng)路線(xiàn)如圖1中箭頭所示。該機(jī)烘干段是外露的，烘一段時(shí)間后，可通過(guò)外折板間的空當(dāng)取樣觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)水分適當(dāng)就啟動(dòng)排料機(jī)構(gòu)進(jìn)行排料。排料機(jī)構(gòu)由調(diào)速電機(jī)和撥板組成，調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速可調(diào)節(jié)撥板擺動(dòng)的頻率，實(shí)現(xiàn)不同的排料速度。工作時(shí)，可根據(jù)實(shí)際情況選擇連續(xù)排料和間斷排料兩種方式。連續(xù)排料就是調(diào)整好排料機(jī)構(gòu)的排量，使其不間斷地工作。該方法適合于水分小，烘干速度較快的物料，間斷排料就是烘完一段，排出一段，物料在烘干機(jī)內(nèi)不是連續(xù)運(yùn)動(dòng)的，而是斷續(xù)的。該方法適合烘干水分大，烘干速度慢的物料。南瓜籽就適合用該方法烘干。
由于南瓜籽黏性大，烘干后易架空，影響物料流動(dòng)。因此，需要人工及時(shí)處理使之消除。該機(jī)沒(méi)有緩蘇段，所以，排出的物料要進(jìn)行攤涼，待其降溫后才能儲(chǔ)存，否則易回潮。
3、試驗(yàn)和結(jié)論
該機(jī)共試制2臺(tái)，于當(dāng)年10月分別進(jìn)行烘干南瓜籽的生產(chǎn)試驗(yàn)。經(jīng)試驗(yàn)測(cè)定，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，且與設(shè)計(jì)計(jì)算的數(shù)值比較吻合。用盧比較滿(mǎn)意。其中1臺(tái)在烘完南瓜籽后被用戶(hù)用來(lái)烘干有機(jī)顆粒肥。該顆粒肥由畜禽糞便加一定量的黏土和添加劑經(jīng)過(guò)機(jī)械攪拌和擠壓而成。直徑6mm，長(zhǎng)度20~30mm，密度為0.90~ 0.96g/ cm3。原始水分23%~30%，烘干后要求水分低于13%。經(jīng)測(cè)試該機(jī)烘顆粒肥時(shí)，生產(chǎn)率為700~1 000kg/h，而且操作簡(jiǎn)單，方便，用戶(hù)對(duì)此非常滿(mǎn)意，充分體現(xiàn)了該機(jī)的多功能通用性。
試驗(yàn)過(guò)程中，也發(fā)現(xiàn)了該機(jī)曾出現(xiàn)的一些問(wèn)題，最主要的就是南瓜籽的黏結(jié)和架空問(wèn)題。在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，排放南瓜籽時(shí)，烘干段中總有部分南瓜籽黏在一起，產(chǎn)生架空，既阻礙了上層物料下落，又產(chǎn)生了一些空腔，從而造成局部漏風(fēng)，損失熱能。這種情況需要人工將黏在一起的南瓜籽攪開(kāi)，消除架空。經(jīng)對(duì)產(chǎn)生架空的南瓜籽取樣觀察，發(fā)現(xiàn)這些南瓜籽大都是未經(jīng)漂洗或漂洗不徹底的，其表面雜質(zhì)較多，因而脫水后易黏在一起。由此可見(jiàn)，要解決南瓜籽架空的問(wèn)題，除了對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)和性能做相應(yīng)的調(diào)整和改進(jìn)外，更重要的是要從烘干工藝上加以控制。為此，我們重新選擇了經(jīng)過(guò)徹底漂洗的南瓜籽入機(jī)烘干，并將烘干段折板的角度由原來(lái)的1350調(diào)到1450。以增加南瓜籽的下滑能力，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)，效果非常明顯．架空現(xiàn)象消失。另外，經(jīng)過(guò)漂洗的南瓜籽，若先放置一段時(shí)間后使其表面水分涼干后再入機(jī)烘干，效果會(huì)更好。
對(duì)于烘干機(jī)來(lái)說(shuō)，性能和工藝是分不開(kāi)的，要使其具有良好的烘干性能，必須有一套完善的烘干工藝與之相配套。該機(jī)是多功能烘干機(jī)，烘干何種物料就應(yīng)該采用何種相應(yīng)的干燥工藝。今后，我們將在優(yōu)化機(jī)械結(jié)構(gòu)完善其性能的同時(shí)，對(duì)干燥工藝做進(jìn)一步深入研究，使性能和工藝得到最佳結(jié)合，效能得以最大限度地發(fā)揮。
