趙國福

(黑龍江省農(nóng)業(yè)機(jī)械工程科學(xué)研究院 佳木斯分院，黑龍江 佳木斯 154004)

0 引言

隨著我國大農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展與進(jìn)步，對繁種育種及種子加工技術(shù)要求越來越高，越來越嚴(yán)格。在此背景下種子加工設(shè)備用量及種子加工技術(shù)也得到迅猛發(fā)展，種子包衣量逐年增加。我國地域廣闊，在北方種子包衣時間通常為每年10月至下一年3月，由于在這期間環(huán)境溫度及種子溫度低，包衣后種子成膜時間長質(zhì)量不好、表面水分蒸發(fā)慢黏性大，如果不盡快脫去種子經(jīng)包衣處理后表面的水分,將給下一步的種子處理工作帶來不便，如種子計量不準(zhǔn)確、種子包裝后粘結(jié)等，而且還會影響種子發(fā)芽率及后期的儲存問題，對后續(xù)加工過程造成影響，甚至不能工作。因此，種子包衣后快速成膜及干燥就成為種子包衣環(huán)節(jié)的關(guān)鍵。5HB-10A種子包衣成膜干燥機(jī)，解決低溫條件下種子包衣后成膜慢和表面水分干燥速度慢的問題，提高包衣后種子成膜質(zhì)量及水分干燥速度，使包衣后的種子能夠連續(xù)進(jìn)行在線稱量、包裝、處理。解決了種子工廠化加工流水線中的技術(shù)難題。該種子包衣成膜干燥機(jī)可與種子加工生產(chǎn)線其他設(shè)備配套使用,也可單獨(dú)作為烘干設(shè)備為包衣后的種子進(jìn)行烘干處理。

1 主要結(jié)構(gòu)及工作原理

1.1 主要結(jié)構(gòu)

5HB-10A種子包衣成膜干燥機(jī)主要由喂入口、進(jìn)氣室、烘干滾筒、排氣室、調(diào)整機(jī)構(gòu)、出料口、熱源、風(fēng)機(jī)及溫度電器控制等部分組成(圖1)。包衣成膜干燥機(jī)控制系統(tǒng)由電器控制系統(tǒng)及溫度控制系統(tǒng)兩部分組成，電控系統(tǒng)采用繼電器、變頻器控制；溫控系統(tǒng)由溫度傳感器、溫度控制器、電動執(zhí)行器和中間繼電器組成，保證主風(fēng)道溫度在設(shè)定范圍變化，使包衣物料溫度保持在40 ℃左右。

1.進(jìn)氣室；2.調(diào)速電機(jī)；3.喂入口；4.主機(jī)架；5.烘干滾筒；6.調(diào)整機(jī)構(gòu)；7.出料口；8.排氣室圖1 種子包衣成膜干燥機(jī)示意圖

1.2 工作原理

包衣后成膜干燥機(jī)是連續(xù)式干燥機(jī)，包衣過的物料經(jīng)由喂入口進(jìn)入干燥滾筒，打開總電源，通過控制系統(tǒng)設(shè)定好傳動系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速，傳動系統(tǒng)帶動滾筒轉(zhuǎn)動，再設(shè)定風(fēng)機(jī)的適宜風(fēng)速和加熱最佳溫度。物料在滾筒轉(zhuǎn)動作用下被內(nèi)部抄板帶起至滾筒上部時自由落下，包衣物料連續(xù)在自上而下的流動中與熱源提供的熱氣流接觸且不斷地改變受熱狀態(tài)，從而使物料達(dá)到安全水分后排出。熱風(fēng)經(jīng)由進(jìn)氣室、烘干滾筒、排氣室，由風(fēng)機(jī)排出。滾筒固定在副機(jī)架上，滾筒角度可以通過調(diào)整機(jī)構(gòu)來調(diào)整。根據(jù)物料的種類、烘干溫度、生產(chǎn)率來調(diào)整烘干滾筒的轉(zhuǎn)數(shù)和角度，以達(dá)到最佳烘干效果。

2 主要技術(shù)參數(shù)

生產(chǎn)率：10 t·h-1；

降水幅度：1%～2%；

滾筒轉(zhuǎn)數(shù)：50 r·min-1；

滾筒直徑：φ750 mm；

風(fēng)機(jī)功率：5.5 kW；

風(fēng)機(jī)流量：5 500 m3·h-1；

風(fēng)壓：1 850 Pa；

配套動力：電加熱25.74 kW，油爐加熱2.94 kW；

風(fēng)溫：40～50 ℃；

外形尺寸(長×寬×高)：4 090 mm×1 250 mm×1 450 mm

3 成膜干燥機(jī)的特點

5HB-10A種子包衣成膜干燥機(jī)有以下特點：1)該機(jī)的喂入系統(tǒng)，烘干滾筒，排料系統(tǒng)均由不銹鋼材質(zhì)制造，能保證接觸包衣物料的部件不被種衣劑腐蝕，更易清理，更加經(jīng)久耐用；2)溫控系統(tǒng)由溫度傳感器、溫度控制器、溫度顯示儀表、電動執(zhí)行器和中間繼電器組成，可實現(xiàn)溫度自動控制；3) 該機(jī)的核心部件是烘干滾筒，采用封閉式箱體設(shè)計，既保證了種子包衣劑不對加工現(xiàn)場環(huán)境無污染，又減少包衣劑對現(xiàn)場生產(chǎn)工人身體的影響，可保證熱風(fēng)的有效利用；4)烘干滾筒內(nèi)設(shè)有不繡鋼抄板，部分抄板角度可調(diào)，可實現(xiàn)對物料的翻轉(zhuǎn)，使種子干燥均勻，有效減少翻轉(zhuǎn)過程導(dǎo)致的種衣劑脫落或破碎，提高種子干燥效率；5)根據(jù)不同的種類，調(diào)整干燥溫度、烘干滾筒的轉(zhuǎn)數(shù)和角度，達(dá)到最佳烘干效果參數(shù)；6)設(shè)置了檢視窗口，可以觀察和檢測種子包衣后干燥的過程，也可以打開檢視窗口，對滾筒內(nèi)殘留物進(jìn)行清理；7)該機(jī)采用負(fù)壓排風(fēng)除塵裝置，進(jìn)氣和排氣均采用密閉裝置，保證干燥過程中環(huán)境無污染，有效防止包衣藥霧擴(kuò)散，達(dá)到種子加工線環(huán)保要求；8)該機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，可進(jìn)行低溫?zé)犸L(fēng)控制調(diào)節(jié)，滾筒轉(zhuǎn)速和氣流沖擊速度調(diào)節(jié)，干燥速度快，干燥均勻，無破碎，粘結(jié)率低，可實現(xiàn)連續(xù)干燥作業(yè)；9)電加熱熱源采用電子數(shù)字式控溫,熱源的加熱管為電阻式熱合金介質(zhì)，升溫快,可靠耐用。滾筒內(nèi)通過熱風(fēng)的沖擊與對流,實現(xiàn)對包衣種子的干燥。油爐加熱采用自動燃燒機(jī)，兩級大小雙火力控制，安全可靠,調(diào)控方便。

4 主要工作部件

4.1 烘干滾筒

烘干滾筒、內(nèi)部抄板、導(dǎo)流板及滾筒內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)均由不銹鋼材質(zhì)制造，使接觸包衣物料的部件不被種衣劑腐蝕。滾筒是烘干的核心部件，滾筒與主軸通過內(nèi)部支撐架連接，抄板和導(dǎo)流板在滾筒內(nèi)呈螺旋線式排列，抄板和導(dǎo)流板邊緣均采用圓柱形并光滑處理，不會導(dǎo)致種子破碎，也不會造成包衣種子表面的種衣劑脫落。烘干滾筒安裝在支架上，通過支架調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)可適當(dāng)調(diào)節(jié)滾筒角度，滾筒角度的改變可改變種子烘干時間，從而改變烘干效果。當(dāng)滾筒運(yùn)轉(zhuǎn)工作時，種子由抄板從底部帶到上部，靠重力自由下落形成均勻的物料簾，使熱風(fēng)與種子充分接觸，快速成膜。

4.2 傳動系統(tǒng)

傳動系統(tǒng)是烘干滾筒的動力部件，變頻調(diào)速電機(jī)通過鏈輪鏈條來驅(qū)動烘干滾筒，為滾筒輸出動力。通過變頻器控制可對滾筒轉(zhuǎn)數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)。傳動系統(tǒng)由變頻器、電機(jī)、減速器、鏈條、大小鏈輪和機(jī)座組成。小鏈輪固定在減速器上，大鏈輪固定在滾筒中間軸上，采用鏈傳動相比皮帶傳動效率高，且更穩(wěn)定。

4.3 熱源系統(tǒng)

熱源系統(tǒng)是包衣成膜干燥機(jī)的關(guān)鍵部件。常用的熱源系統(tǒng)主要有電加熱系統(tǒng)和油爐加熱系統(tǒng)兩種。電加熱系統(tǒng)由風(fēng)機(jī)、加熱室、電加熱管、進(jìn)風(fēng)管道、排風(fēng)系統(tǒng)和控溫系統(tǒng)組成。加熱室內(nèi)布置多列加熱管，加熱管采用電阻式熱合金介質(zhì)導(dǎo)熱升溫，控溫系統(tǒng)采用數(shù)字顯示系統(tǒng)更方便控溫，通過溫度控制加熱管工作的數(shù)量。油爐加熱系統(tǒng)由自動燃燒機(jī)、燃燒混合筒、勻風(fēng)網(wǎng)、風(fēng)機(jī)等組成。自動燃燒機(jī)可自動點火，采用兩級大小火力控制，通過溫控器自動調(diào)節(jié)，在微型風(fēng)機(jī)的助燃下，在燃燒室內(nèi)充分燃燒。燃燒室的熱空氣經(jīng)燃燒混合筒通過均風(fēng)網(wǎng)使冷熱風(fēng)混合達(dá)到設(shè)定溫度要求。

4.4 排風(fēng)系統(tǒng)

排風(fēng)系統(tǒng)由排風(fēng)管道、引風(fēng)機(jī)、除塵器等組成。排風(fēng)除塵裝置風(fēng)機(jī)和除塵器一般配置安裝在種子加工間外。排風(fēng)系統(tǒng)管道為鍍鋅結(jié)構(gòu)，均采用密封處理，有效防止包衣藥霧擴(kuò)散，除塵器布袋采用加密無紡布袋，除塵效果更好，完全達(dá)到環(huán)保要求。

4.5 溫電控制系統(tǒng)

溫電控制系統(tǒng)由溫度控制系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)組成，主要包括測溫傳感器、溫控器、溫度顯示表、變頻器和一些常規(guī)電氣元件組成，集中在電氣控制柜中，主要是控制烘干介質(zhì)溫度和氣流速度、烘干滾筒轉(zhuǎn)數(shù)。通過傳感器、溫度顯示儀表，溫控器等實現(xiàn)對溫度的自動控制?？刂葡到y(tǒng)有溫控調(diào)節(jié)裝置、風(fēng)速調(diào)節(jié)裝置和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)裝置。電氣控制系統(tǒng)通過熱保護(hù)、過載保護(hù)、變頻器控制和程序控制實現(xiàn)對電器的保護(hù)和控制。

5 成膜干燥機(jī)與包衣機(jī)配置

種子包衣加工質(zhì)量是種子包衣技術(shù)的核心指標(biāo)，成膜干燥機(jī)是提高種子包衣加工質(zhì)量關(guān)鍵所在。5HB-10A種子包衣成膜干燥機(jī)主要是和種子包衣機(jī)配套使用的設(shè)備。該成膜干燥機(jī)與包衣機(jī)的布置形式，主要有水平布置和立式布置兩種。

5.1 水平布置

水平布置(圖2)包衣成膜環(huán)節(jié)主要設(shè)備有提升機(jī)1、暫存?zhèn)}、包衣機(jī)、提升機(jī)2、成膜干燥機(jī)、除塵系統(tǒng)和溫電控系統(tǒng)組成。水平布置對加工廠房高度要求比較低，對包衣機(jī)調(diào)整維修方便，也是種子加工中常用的一種布置形式。

1.提升機(jī)1;2.暫存?zhèn)};3.包衣機(jī);4.提升機(jī)2;5.成膜干燥機(jī)圖2 成膜干燥機(jī)與包衣機(jī)水平布置示意圖

5.2 立式布置

立式布置形式(圖3)包衣成膜環(huán)節(jié)主要設(shè)備有提升機(jī)、暫存?zhèn)}、包衣機(jī)、成膜干燥機(jī)、除塵系統(tǒng)和溫電控系統(tǒng)組成。立式布置形式一般種子包衣機(jī)和種子成膜干燥機(jī)之間加裝平臺，這樣更有利于包衣加藥和調(diào)整包衣作業(yè)。立式布置形式少用了一套提升設(shè)備，降低了設(shè)備的使用功率，提升機(jī)使用數(shù)量少，從而降低了設(shè)備能耗。同時立式布置形式包衣后種子直接喂入給種子包衣成膜干燥機(jī)，避免了種子包衣后，因種子表面水分過大、黏度高，在種子又一次提升過程中有粘連及流動性差等問題。立式布置形式包衣后種子直接進(jìn)入種子成膜干燥機(jī)進(jìn)行干燥，更有利于種子快速成膜。

6 性能檢測及結(jié)果

該種子包衣成膜干燥機(jī)分別以玉米、小麥、水稻為原料，以國產(chǎn)種衣劑為包衣劑，藥種比設(shè)定為1∶80。對包衣后的種子成膜進(jìn)行不同品種包衣成膜烘干試驗，考查生產(chǎn)率、破損率、干燥均勻度等性能指標(biāo)。實驗結(jié)果表明：1)該機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，使用操作方便，制作成本低；2)實測各項指標(biāo)生產(chǎn)效率、破損率、干燥均勻度等均達(dá)到設(shè)計指標(biāo)；3)該機(jī)生產(chǎn)能力能與相應(yīng)生產(chǎn)率的包衣機(jī)配套使用，滿足實際生產(chǎn)需要；4)種子成膜干燥后種子發(fā)芽率前后不變；5)種子成膜干燥后不破壞包衣劑特性和種子包衣表面膜層；6)通過除塵系統(tǒng)使種子包衣和成膜作業(yè)場所環(huán)境無污染，完全達(dá)到種子加工工藝流程的要求；7)通過對包衣后成膜干燥機(jī)的性能檢測和作業(yè)效果進(jìn)行綜合分析，驗證了低溫快速成膜的可行性。

1.提升機(jī);2.暫存?zhèn)};3.包衣機(jī);4.成膜干燥機(jī)圖3 成膜干燥機(jī)與包衣機(jī)立式布置示意圖

7 結(jié)論

5HB-10A種子包衣成膜干燥機(jī)，通過多家種子公司加工成套設(shè)備中的實際應(yīng)用，具有結(jié)構(gòu)簡單、使用操作方便、適合成套設(shè)備配置、能使種子包衣后快速成膜等特點，提高包衣后種子成膜質(zhì)量及水分快速干燥的問題，使包衣后的種子能夠連續(xù)進(jìn)行后續(xù)加工處理。突出的效果是加溫均勻、成膜質(zhì)量好、效率高、適應(yīng)性強(qiáng)、使用可靠且保養(yǎng)方便，適用于大中型種子加工成套設(shè)備及單機(jī)使用。該機(jī)的研制，有效解決了種子包衣后的成膜關(guān)鍵技術(shù)，提高了種子加工質(zhì)量。