花生莢果烘干設(shè)備研究現(xiàn)狀及展望

石 明 秦 強 李凱杰

(鄭州萬谷機械股份有限公司，河南 鄭州 450000)

1花生莢果烘干設(shè)備的現(xiàn)狀

在花生采摘后絕大多數(shù)都需要進(jìn)行烘干處理，這樣才能控制霉變率，長時間保存。對花生莢果進(jìn)行烘干的傳統(tǒng)作業(yè)方式為田間翻曬，這是幾百年的生產(chǎn)經(jīng)驗總結(jié)的方法，但是因為這種方式受場地、天氣等因素影響較大，如果出現(xiàn)連續(xù)雨天可能會導(dǎo)致晾曬工作出現(xiàn)嚴(yán)重影響。由于晾曬條件不穩(wěn)定，晾曬周期長，在晾曬過程中很容易出現(xiàn)污染，急需優(yōu)化方法。隨著工業(yè)技術(shù)的逐步優(yōu)化，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)設(shè)備的改進(jìn)以及生產(chǎn)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，對花生莢果烘干的要求越來越高。通過機械化方式來對花生加工廠和烘干技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，逐步成為后續(xù)發(fā)展的必由之路。

2花生莢果烘干設(shè)備的主要類型與特點

2.1箱式花生莢果烘干設(shè)備

箱式花生烘干設(shè)備主要包含了傳統(tǒng)的箱式烘干機以及后續(xù)改進(jìn)的翻板箱式花生烘干設(shè)備。傳統(tǒng)箱式烘干機主要是由風(fēng)機、熱風(fēng)爐、烘干室等部件組成的。烘干室具有隔熱保溫的功能。在烘干室，熱風(fēng)爐燃燒產(chǎn)生的熱量與濕度較大的花生直接接觸，通過熱量傳導(dǎo)交換，達(dá)到烘干花生莢果的目的，因為熱風(fēng)是自下而上吹入的，所以處于箱體下層的濕物料會首先接觸到熱空氣，逐步干燥，而上層物料由于較晚接觸到熱風(fēng)熱空氣，干燥速度偏慢。由于熱傳遞的消耗及下層花生的阻礙，會出現(xiàn)下層物料過分干燥，上層物料干燥不到位等干燥不均勻情況。傳統(tǒng)箱式烘干設(shè)備因為結(jié)構(gòu)不合理，嚴(yán)重影響了烘干的效果。在實際應(yīng)用時，很多操作人員無法了解烘干室內(nèi)的具體情況，只能憑經(jīng)驗進(jìn)行控制，無法很好地掌握烘干的具體時間。一些生產(chǎn)廠家為了解決傳統(tǒng)箱式烘干設(shè)備烘干不均勻等問題，逐步改進(jìn)優(yōu)化，進(jìn)而設(shè)計了翻板式烘干機。這種烘干機和傳統(tǒng)的箱式烘干設(shè)備相比，加設(shè)了裝卸物料的翻板，優(yōu)化了烘干結(jié)構(gòu)。在烘干的過程中，在下層物料得到了充分干燥的同時，上層物料滿足烘干要求后，可以通過人工操作的方法將翻板打開將下層物料倒出，上層物料逐步轉(zhuǎn)移到下層，依次烘干。在此過程中，通過物料的循環(huán)烘干來改善優(yōu)化烘干的效果，但是這種烘干機需要設(shè)置多層夾板，因此設(shè)備較為復(fù)雜。在下層物料烘干完成要打開上層翻板時，不僅需要經(jīng)驗操作，對操作人員的經(jīng)驗水平和體力都是一種考量，而且受限于烘干機的占地體積，導(dǎo)致應(yīng)用過程中無法大規(guī)模投產(chǎn)，自動化水平不高[1]。

隨著制造以及烘干經(jīng)驗的積累及研究，相關(guān)學(xué)者設(shè)計了箱式換向通風(fēng)風(fēng)干機。該設(shè)備主要利用換向通風(fēng)裝置來進(jìn)一步解決傳統(tǒng)通風(fēng)過程中上下干燥不均勻的問題。該設(shè)備主要有烘干機主體、換向機構(gòu)、勻風(fēng)裝置等共同組成。

烘干機主體是由多個擋板間隔的烘干室組成，主要放置一些花生莢果。烘干室的尺寸和大小需要依照烘干處理量具體進(jìn)行設(shè)計。

換向機構(gòu)主要是烘干設(shè)備內(nèi)容多個箱體，換向通風(fēng)裝置是一種通風(fēng)控制裝置，通過循環(huán)改變熱風(fēng)通道進(jìn)而改變熱空氣烘干的流向，該裝置不僅提高了烘干效率，而且保證了烘干的均勻性。

勻風(fēng)裝置主要由導(dǎo)風(fēng)板組成，通過導(dǎo)風(fēng)板將熱空氣進(jìn)行逐層分流，從而達(dá)到均勻布風(fēng)的效果。該裝置可以有效地解決局部風(fēng)量不均勻的問題。

2.2回轉(zhuǎn)圓筒式烘干設(shè)備

回轉(zhuǎn)圓筒式烘干設(shè)備的烘干室主要是由干燥桶、進(jìn)氣排氣結(jié)構(gòu)、出料裝置等部件組成。烘干過程中，物料通過皮帶機或者斗式提升機將物料輸送至料斗，通過料斗的加料裝置逐步深入到進(jìn)料端。為了使物料快速進(jìn)入烘干室當(dāng)中，需要控制物料送入過程中的自然傾角，保證其小于加熱管的斜度。烘干室圓筒是一個略微傾斜的橢圓圓筒，在烘干過程中，物料會從圓筒的高端送入，而熱載體會逐步從低端送入。在此過程中產(chǎn)生逆流接觸，這樣物料和熱載體就可以充分混合，在圓筒轉(zhuǎn)動過程中，物料因為重力的作用會向下運動，物料的含水量較大，直接接觸熱空氣時，通過直接接觸熱量傳導(dǎo)而快速烘干。在物料通過圓筒旋轉(zhuǎn)的過程中，下降的物料不斷的分散運動，讓熱載體和物料充分接觸，加大接觸面，提高烘干效果。在烘干花生莢果過程中，一般情況下以空氣作為熱載體，由于花生莢果外殼附著泥土，泥土在烘干后形成顆粒塵埃，該設(shè)備運行中含有一定的塵量，因此需要使用除塵器進(jìn)行除塵處理[2]。

回轉(zhuǎn)圓筒干燥機主要通過回轉(zhuǎn)機構(gòu)帶動花生莢果運動，可以充分與熱空氣接觸，保證烘干的均勻性。該設(shè)備的優(yōu)點是烘干效率高，干燥均勻度好，熱量利用率高；由于花生莢果具有不規(guī)則的外形，流動性差。使用該設(shè)備烘干時，會增大花生莢果的破碎率，影響烘干的品質(zhì)以及后續(xù)的儲藏和加工。

2.3就倉干燥設(shè)備

就倉干燥主要是將新鮮的花生莢果直接存儲到具有機械通風(fēng)設(shè)備的庫房，通過機械強制通風(fēng)，空氣流動的原理，利用稍加熱的低溫空氣或者自然空氣作為干燥的介質(zhì)來進(jìn)行通風(fēng)換熱。該烘干優(yōu)點就是方便就地儲藏，其缺點就是占地面積大，烘干效率低，烘干成本偏高。

3花生莢果烘干設(shè)備發(fā)展展望

3.1研發(fā)環(huán)保經(jīng)濟(jì)的熱源裝置

在花生莢果烘干過程中，熱源是非常重要的?；ㄉv果的烘干效率和烘干設(shè)備的熱源息息相關(guān)，當(dāng)前主要使用燃燒爐加熱的方式進(jìn)行烘干。這種方式會對周邊產(chǎn)生較大的污染，而且效率低下，生成了一些燃燒煙塵，會影響花生的品質(zhì)。如果使用電加熱的方式自動化程度較高，對周邊環(huán)境產(chǎn)生的影響較小，可以提升花生莢果的烘干品質(zhì)，保證生產(chǎn)質(zhì)量。然而這種方式在應(yīng)用過程中投資較大，需要花費大量前期成本，不適合中小規(guī)模的花生烘干。因此，需要重視對熱源裝置進(jìn)行優(yōu)化，

3.2提高設(shè)備自動化程度

當(dāng)前花生莢果烘干設(shè)備缺乏相應(yīng)的控制模塊，沒有實現(xiàn)完全自動化，無法適應(yīng)復(fù)雜的烘干控制。在實際應(yīng)用時，通過人為經(jīng)驗對烘干的含水率進(jìn)行控制，效率低下，而且會浪費烘干時間，因此需要重視加強自動化控制。在此過程中，可以適當(dāng)提高設(shè)備的友好性，比如說設(shè)置人機界面操作平臺，加強溫度控制、濕度控制，通過優(yōu)化算法完成智能排濕等，在運行過程中對獲取的狀態(tài)進(jìn)行顯示。這也是未來花生莢果烘干設(shè)備發(fā)展的一個重要方向。

4結(jié)語

烘干是花生采摘后必經(jīng)的一個過程，是確?；ㄉ钠焚|(zhì)、避免花生出現(xiàn)霉變的必要手段，需要重視加強花生莢果烘干設(shè)備的優(yōu)化，保證花生的后續(xù)儲藏品質(zhì)與花生加工品質(zhì)，提高農(nóng)民的經(jīng)濟(jì)效益。