5HB-10A種子包衣成膜干燥機的研究

趙國福

(黑龍江省農業機械工程科學研究院 佳木斯分院，黑龍江 佳木斯 154004)

0 引言

隨著我國大農業的快速發展與進步，對繁種育種及種子加工技術要求越來越高，越來越嚴格。在此背景下種子加工設備用量及種子加工技術也得到迅猛發展，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，由于在這期間環境溫度及種子溫度低，包衣后種子成膜時間長質量不好、表面水分蒸發慢黏性大，如果不盡快脫去種子經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，如種子計量不準確、種子包裝后粘結等，而且還會影響種子發芽率及后期的儲存問題，對后續加工過程造成影響，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節的關鍵。5HB-10A種子包衣成膜干燥機，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量及水分干燥速度，使包衣后的種子能夠連續進行在線稱量、包裝、處理。解決了種子工廠化加工流水線中的技術難題。該種子包衣成膜干燥機可與種子加工生產線其他設備配套使用,也可單獨作為烘干設備為包衣后的種子進行烘干處理。

1 主要結構及工作原理

1.1 主要結構

5HB-10A種子包衣成膜干燥機主要由喂入口、進氣室、烘干滾筒、排氣室、調整機構、出料口、熱源、風機及溫度電器控制等部分組成(圖1)。包衣成膜干燥機控制系統由電器控制系統及溫度控制系統兩部分組成，電控系統采用繼電器、變頻器控制；溫控系統由溫度傳感器、溫度控制器、電動執行器和中間繼電器組成，保證主風道溫度在設定范圍變化，使包衣物料溫度保持在40 ℃左右。

1.進氣室；2.調速電機；3.喂入口；4.主機架；5.烘干滾筒；6.調整機構；7.出料口；8.排氣室圖1 種子包衣成膜干燥機示意圖

1.2 工作原理

包衣后成膜干燥機是連續式干燥機，包衣過的物料經由喂入口進入干燥滾筒，打開總電源，通過控制系統設定好傳動系統的轉速，傳動系統帶動滾筒轉動，再設定風機的適宜風速和加熱最佳溫度。物料在滾筒轉動作用下被內部抄板帶起至滾筒上部時自由落下，包衣物料連續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，從而使物料達到安全水分后排出。熱風經由進氣室、烘干滾筒、排氣室，由風機排出。滾筒固定在副機架上，滾筒角度可以通過調整機構來調整。根據物料的種類、烘干溫度、生產率來調整烘干滾筒的轉數和角度，以達到最佳烘干效果。

2 主要技術參數

生產率：10 t·h-1；

降水幅度：1%～2%；

滾筒轉數：50 r·min-1；

滾筒直徑：φ750 mm；

風機功率：5.5 kW；

風機流量：5 500 m3·h-1；

風壓：1 850 Pa；

配套動力：電加熱25.74 kW，油爐加熱2.94 kW；

風溫：40～50 ℃；

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

3 成膜干燥機的特點

5HB-10A種子包衣成膜干燥機有以下特點：1)該機的喂入系統，烘干滾筒，排料系統均由不銹鋼材質制造，能保證接觸包衣物料的部件不被種衣劑腐蝕，更易清理，更加經久耐用；2)溫控系統由溫度傳感器、溫度控制器、溫度顯示儀表、電動執行器和中間繼電器組成，可實現溫度自動控制；3) 該機的核心部件是烘干滾筒，采用封閉式箱體設計，既保證了種子包衣劑不對加工現場環境無污染，又減少包衣劑對現場生產工人身體的影響，可保證熱風的有效利用；4)烘干滾筒內設有不繡鋼抄板，部分抄板角度可調，可實現對物料的翻轉，使種子干燥均勻，有效減少翻轉過程導致的種衣劑脫落或破碎，提高種子干燥效率；5)根據不同的種類，調整干燥溫度、烘干滾筒的轉數和角度，達到最佳烘干效果參數；6)設置了檢視窗口，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，對滾筒內殘留物進行清理；7)該機采用負壓排風除塵裝置，進氣和排氣均采用密閉裝置，保證干燥過程中環境無污染，有效防止包衣藥霧擴散，達到種子加工線環保要求；8)該機結構簡單，可進行低溫熱風控制調節，滾筒轉速和氣流沖擊速度調節，干燥速度快，干燥均勻，無破碎，粘結率低，可實現連續干燥作業；9)電加熱熱源采用電子數字式控溫,熱源的加熱管為電阻式熱合金介質，升溫快,可靠耐用。滾筒內通過熱風的沖擊與對流,實現對包衣種子的干燥。油爐加熱采用自動燃燒機，兩級大小雙火力控制，安全可靠,調控方便。

4 主要工作部件

4.1 烘干滾筒

烘干滾筒、內部抄板、導流板及滾筒內支撐結構均由不銹鋼材質制造，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，滾筒與主軸通過內部支撐架連接，抄板和導流板在滾筒內呈螺旋線式排列，抄板和導流板邊緣均采用圓柱形并光滑處理，不會導致種子破碎，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，通過支架調節機構可適當調節滾筒角度，滾筒角度的改變可改變種子烘干時間，從而改變烘干效果。當滾筒運轉工作時，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，使熱風與種子充分接觸，快速成膜。

4.2 傳動系統

傳動系統是烘干滾筒的動力部件，變頻調速電機通過鏈輪鏈條來驅動烘干滾筒，為滾筒輸出動力。通過變頻器控制可對滾筒轉數進行調節。傳動系統由變頻器、電機、減速器、鏈條、大小鏈輪和機座組成。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，且更穩定。

4.3 熱源系統

熱源系統是包衣成膜干燥機的關鍵部件。常用的熱源系統主要有電加熱系統和油爐加熱系統兩種。電加熱系統由風機、加熱室、電加熱管、進風管道、排風系統和控溫系統組成。加熱室內布置多列加熱管，加熱管采用電阻式熱合金介質導熱升溫，控溫系統采用數字顯示系統更方便控溫，通過溫度控制加熱管工作的數量。油爐加熱系統由自動燃燒機、燃燒混合筒、勻風網、風機等組成。自動燃燒機可自動點火，采用兩級大小火力控制，通過溫控器自動調節，在微型風機的助燃下，在燃燒室內充分燃燒。燃燒室的熱空氣經燃燒混合筒通過均風網使冷熱風混合達到設定溫度要求。

4.4 排風系統

排風系統由排風管道、引風機、除塵器等組成。排風除塵裝置風機和除塵器一般配置安裝在種子加工間外。排風系統管道為鍍鋅結構，均采用密封處理，有效防止包衣藥霧擴散，除塵器布袋采用加密無紡布袋，除塵效果更好，完全達到環保要求。

4.5 溫電控制系統

溫電控制系統由溫度控制系統和電氣控制系統組成，主要包括測溫傳感器、溫控器、溫度顯示表、變頻器和一些常規電氣元件組成，集中在電氣控制柜中，主要是控制烘干介質溫度和氣流速度、烘干滾筒轉數。通過傳感器、溫度顯示儀表，溫控器等實現對溫度的自動控制。控制系統有溫控調節裝置、風速調節裝置和轉速調節裝置。電氣控制系統通過熱保護、過載保護、變頻器控制和程序控制實現對電器的保護和控制。

5 成膜干燥機與包衣機配置

種子包衣加工質量是種子包衣技術的核心指標，成膜干燥機是提高種子包衣加工質量關鍵所在。5HB-10A種子包衣成膜干燥機主要是和種子包衣機配套使用的設備。該成膜干燥機與包衣機的布置形式，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)包衣成膜環節主要設備有提升機1、暫存倉、包衣機、提升機2、成膜干燥機、除塵系統和溫電控系統組成。水平布置對加工廠房高度要求比較低，對包衣機調整維修方便，也是種子加工中常用的一種布置形式。

1.提升機1;2.暫存倉;3.包衣機;4.提升機2;5.成膜干燥機圖2 成膜干燥機與包衣機水平布置示意圖

5.2 立式布置

立式布置形式(圖3)包衣成膜環節主要設備有提升機、暫存倉、包衣機、成膜干燥機、除塵系統和溫電控系統組成。立式布置形式一般種子包衣機和種子成膜干燥機之間加裝平臺，這樣更有利于包衣加藥和調整包衣作業。立式布置形式少用了一套提升設備，降低了設備的使用功率，提升機使用數量少，從而降低了設備能耗。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，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入種子成膜干燥機進行干燥，更有利于種子快速成膜。

6 性能檢測及結果

該種子包衣成膜干燥機分別以玉米、小麥、水稻為原料，以國產種衣劑為包衣劑，藥種比設定為1∶80。對包衣后的種子成膜進行不同品種包衣成膜烘干試驗，考查生產率、破損率、干燥均勻度等性能指標。實驗結果表明：1)該機結構簡單，使用操作方便，制作成本低；2)實測各項指標生產效率、破損率、干燥均勻度等均達到設計指標；3)該機生產能力能與相應生產率的包衣機配套使用，滿足實際生產需要；4)種子成膜干燥后種子發芽率前后不變；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)通過除塵系統使種子包衣和成膜作業場所環境無污染，完全達到種子加工工藝流程的要求；7)通過對包衣后成膜干燥機的性能檢測和作業效果進行綜合分析，驗證了低溫快速成膜的可行性。

1.提升機;2.暫存倉;3.包衣機;4.成膜干燥機圖3 成膜干燥機與包衣機立式布置示意圖

7 結論

5HB-10A種子包衣成膜干燥機，通過多家種子公司加工成套設備中的實際應用，具有結構簡單、使用操作方便、適合成套設備配置、能使種子包衣后快速成膜等特點，提高包衣后種子成膜質量及水分快速干燥的問題，使包衣后的種子能夠連續進行后續加工處理。突出的效果是加溫均勻、成膜質量好、效率高、適應性強、使用可靠且保養方便，適用于大中型種子加工成套設備及單機使用。該機的研制，有效解決了種子包衣后的成膜關鍵技術，提高了種子加工質量。