我国桑蚕茧加工现状

2013-03-14朱良均杨明英闵思佳张海萍

蚕桑通报 2013年4期

关键词：蚕茧热风风扇

朱良均，杨明英，闵思佳，张海萍

（浙江大学应用生物资源研究所，浙江杭州 310058）

我国桑蚕茧加工现状

朱良均，杨明英，闵思佳，张海萍

（浙江大学应用生物资源研究所，浙江杭州 310058）

本文主要介绍了我国现有蚕茧加工设备的应用情况，蚕茧干燥工艺条件等。

蚕茧加工；设备；工艺；现状

1 蚕茧加工设备

蚕茧干燥，俗称为烘茧，是指鲜茧经过一定的干燥设备和工艺条件处理达到规定的干燥程度的过程。我国目前主要的蚕茧干燥技术与设备，是利用热空气介质干燥蚕茧，主要有3大类型，即静置式烘茧灶，推进式烘茧灶，循环式烘茧机［1～2］。

静置式烘茧灶，是指蚕茧在干燥过程中，固定建造在某一位置不移动的泥砖、钢材混合灶型，主要有浙73-1型车子风扇灶、浙江五通灶、江苏83型烘茧灶、N82型热风烘茧灶等，是我国目前蚕茧干燥使用最多的灶型。

推进式烘茧灶主要有ZJT206-3型热风推进式烘茧灶、浙江直接热推进式烘茧灶、四川CZL84-1型热风推进式烘茧灶，以及山东的灶型等。

循环式热风烘茧机主要有浙江ZS85-Ⅱ型热风烘茧机、JHF-200型热风循环自动烘茧机、川西CL型、四川创艺系列自动循环热风烘茧机等。目前，普遍应用川西CL型、四川创艺系列自动循环热风烘茧机。

静置式烘茧灶适合我国农村养蚕分散、收购批次多而茧量少的蚕区茧站使用，投资较少、结构简单、建造容易，是目前较多使用的灶型。推进式热风烘茧灶适合收购茧量多的茧站使用。循环式热风烘茧机是目前最先进的干燥设备，适用于蚕茧集中产区、大型茧站。

1.1 浙73-1型车子风扇灶

浙73-1型车子风扇灶是全国蚕区被较多应用的一种灶型，以无烟煤为燃料，其热源形式为烟道气直接供热。该灶的主要优点是：升温快、热利用率高、煤耗低、干燥时间短、烘茧能力大。其结构由干燥室（灶身）、热源、给排气装置、风扇和传动装置、载茧装置等主要部分组成。

（1）干燥室：为一砖砌方形建筑。室内深330 cm，阔360 cm，高220 cm；室内地面设有火炉，中央设有导热管及横风扇，两侧内墙设有排气装置，灶门内地面铺设轨道，左右各放茧车两部。

（2）热源装置：①火炉：为半圆形铸铁鳍片炉胆，安装在干燥室的中轴线上，炉脚线低于灶底线15 cm，炉背面开1个25 cm×25 cm的直接热放热口与钳形（3通）导热管连接。导热客上的2个支管放热口伸向中间一组风扇的左右两边的空当处，与前后两组风扇保持等距离，距离风扇叶片各5 cm，使3组风扇同时吸出2个放热口的热量，并均匀发散在干燥室内。②炉栅：有方炉栅和活络炉条，有炉膛下排成三级阶梯形。③灰膛：长150 cm，宽40 cm，深度70～80 cm，以达到通风助燃为度。④烟道：在火山头前端下面，沿炉膛底线斜向地烟道底部，成一坡度；底部及两侧用砖砌成，上盖瓦形炉盖板，离前墙15 cm处向左右各彻一条横地弄，直通烟囱；在烟道和烟囱调节处设有闸板，升火时开启闸板，让烟经烟道从烟囱排出，点燃无烟煤后关闭闸板。

（3）给排气装置：①给气口：在灶后墙的炉门两侧各设15 cm×15 cm的给气口1个，给气道沿炉脚两边伸到直接热口下端炉脚边。其上部开有5～7个孔径为12 cm×5 cm的小孔，以补充干燥空气，促进换气。②排气口：在室内两侧墙的上方，各砌40 cm×15 cm排气口2个。排气口通出灶顶屋面并高出50 cm左右，下口部砌成喇叭形，口长85 cm；在排气口通出灶顶的部位处装有调节板，以控制排气量。

（4）风扇及传动装置：①风扇：每套风扇由1根横轴、3组扇筋和3组扇叶等组成，安装在炉子的上方。横轴距地面112 cm。每组风叶有4个叶片，叶片长85 cm，宽20 cm。风扇轴安装要求同心水平。②传动装置：每灶设置1台功率为1.5 kw的电动机，安装在灶的后墙，通过皮带轮传动风扇轴轮。电动机由双向开关或自动换向器控制，使风扇定时（15min）换向，以达到灶内干燥程度的一致。风扇转速：头冲设定为350 r/min以上，二冲低于300 r/min。

（5）载茧装置：①茧车：茧车用角钢与圆钢制成，长164 cm、宽106 cm、高212 cm。车底两侧各装车轮1只，并于前后各装1只小活络导轮。车架分14档，每档前后各放茧格1只，每车可放28只茧格；每付茧灶左右各放2部茧车，112只茧格。②茧格：每只茧格规格为长98 cm、宽78 cm、高3 cm。框架一般采用厚度为1mm的镀锌铁皮或冷轧铁皮（也可用竹、木）制作，格底可用铅丝或竹篾。③道轨：在灶门内外左右两侧地面上铺设车轨，将角铁嵌入轩底混凝土中浇定，使轨道面与灶底面及操作棚地面相平。轨道进门处做成喇叭形，两条车轨的间距比车轮间距稍大1 cm，便于茧车进出。

（6）温度计：在灶的后墙两侧中部距灶底线134 cm（相当于茧格6～7层）处各装1支曲柄温度计，其水银球应插入灶内约15 cm。

表1 浙73-1型烘茧灶干燥工艺条件Table 1 The drying process conditions of Zhe 73-1 oven

1.2 江苏83型车子风扇灶

江苏83型车子风扇灶，总体结构与浙江73-1型相同，而性能有所提高。与浙江73-1型灶的不同处：

（1）给气口：堵塞了原来的冷空气给气口，改为热空气给气。

（2）直接热放热口：由原来25 cm×25 cm的方口改为25 cm×30 cm的长方口，增加了面积，也增强了导热性能。同时，调整了提火坡的角度，并顺势向后端炉头吻合，使温度集中于散热口。

（3）炉栅：改三级阶梯炉栅为二级阶梯炉栅，以利于烧煤控温的操作。

（4）导热管：导热管的出口形状由方形改为圆形，充分利用风扇运转时所产生的离心作用，以增强灶内的气流速度。

（5）干燥室：将干燥室的顶底墙角由直角改为圆弧形，以减少气流阻力。

（6）电动机：将电动机改放在鼻墙下，这样在进出灶时便于开关电动机；同时，在鼻墙于风扇轴的上方增设一支曲柄温度计，便于观察灶内的温度情况。

1.3 四川N82型热风烘茧灶

N82型热风烘茧灶，是内部预热式热风烘茧灶，日烘鲜茧至半干茧4100 kg（82市担）。该灶型具有浙73-1型的优点外，还具有利用余热（回风）和使用烟煤的特点。该型烘茧灶的热量的传递方式上是以热量对流为主并兼有热辐射。在热源布局上，减少了下层的热辐射，在烘茧时间上，头冲2.5 h，二冲3.5 h，全程6 h。在容量上，每灶可进烘鲜茧450 kg，每个收茧期的烘力可达20 t。另外，烘茧煤耗有所降低，解舒有所提高，使用维修和管理都较方便。

1.4 广西铁皮组装型烘茧灶

广西蚕桑技术推广总站研制及应用，是一种江苏83型热风烘茧灶的改进灶。与江苏83型热风烘茧灶比较，烘茧时间缩短，煤耗低，烘茧效率较高。

1.5 四川创艺系列自动循环热风烘茧机

创艺系列自动循环热风烘茧机是多级段落回转带式热风干燥设备，热风炉把风机送入的冷空气加热至需要的温度后，由热风系统按蚕茧干燥工艺要求分别从烘室的上部和中部送入，鲜茧经自动铺茧装置送入干燥室最上层茧网，沿水平方向做段落回转移动，经过高、中、低三个温区，被干燥的蚕茧最后由出茧机输出冷却装包。创艺系列自动循环热风烘茧机的特点：

（1）蚕茧干燥均匀：蚕茧在干燥室内分段水平移动并经多次翻转的同时又被热风干燥处理，干燥均匀。

（2）网速、温度、湿度能自动调控：采用自动温度控制和快捷方便的数字调速，加上送风、排湿管网调节装置，可以根据蚕茧不同的干燥要求对网速、温度、湿度和风量进行调整，能适用于直干、头烘、二烘等烘茧方法。

（3）热效率高：热风一部分循环使用，一部分适当排出，利用自动温控装置来控制热风炉的燃烧状况。

（4）燃料使用广泛，环保节能：热风炉既可烧煤，又可烧木柴、秸秆等生物质燃料；且燃烧充分，消烟除尘效果好，能达到国家环保要求。

（5）操作简单实用：采用控制柜集中控制，温度自动巡检，并设置有温度声光报警。

（6）不损伤蚕茧：铺茧滚筒具有防挤压装置，整机结构设计合理，故不会损伤蚕茧。

（7）机械故障少：传动部件采用优质材料经机械加工或模具成型，尺寸准确，安装规范，加上采用链条导向控制，因而极少发生机械故障。

（8）一机多用：以蚕茧干燥为主，同时也可对蘑菇、辣椒、菊花、栀子等其它较轻的大颗粒物料进行确保品质的良好干燥。

1.6 川西CL型热风循环自动烘茧机

川西CL型热风循环自动烘茧机也是多级段落回转带式热风干燥设备，其结构特点及使用性能：

（1）烘茧温度均匀、干燥程度齐一，干茧出丝率高。当热风口超过或低于设定温度时，热风炉抽烟风机会自动控制运行，温度开差一般在±5℃左右，变化较小。热风烘茧机是大面积送风，蚕茧在机内运行时要翻转6次，因而蚕茧受热均匀，丝胶变性程度一致，有利于煮茧时煮熟齐一，提高茧层缫丝率，从而提高出丝率，缩小缫折。同时半干茧二冲前不需要拢堆，减少了瘪茧、印烂茧的产生，有利于提高上车茧率。

（2）烘茧质量稳定，干茧洁净成绩好。热风烘茧机热风是间接热，不受燃煤影响，人工操作技术对蚕茧质量影响小，尤其是适干均匀和间接热，有利于蚕茧洁净指标提高。机灶提高了干茧等级，提高了生丝品质。

（3）烘茧工艺操作方便但对司炉、维修和保养要求高。设定好的烘茧工艺标准，烘出来的蚕茧干燥成数齐一，按规程操作即可，不需要变动。但热风烘茧机设备大大复杂于普通烘茧灶，一旦某一环节出现问题或操作不当，整个设备就会运行不正常甚至会处于瘫痪状态及大的事故。这对司炉工和煤质提出了较高的要求。

（4）热风烘茧机提高烘茧效率，增加经济效益。虽然热风烘茧机直接费用和投资费用均大于五通灶，但是热风烘茧机烘茧时人为造成的下茧少、具有出丝率高、洁净高、操作简便等特点，烘茧质量好。同时在使用该设备时减少了劳动力，且随着今后人工费用的提高，直接费用也会逐渐缩小。

1.7 浙江ZS85-Ⅱ型热风烘茧机

该型烘茧机是浙江省在ZS85-Ⅰ型热风烘茧机的基础上改进研制而成。采用蒸汽预热空气，经风道引入室干燥内进行蚕茧干燥，对动力网板结构，选材及翻身机构等八个方面，均作了较大改进，提高了载茧运转的可靠性及耐用性。该机机械化程度高，可自动控制热量、风量、温度、湿度、烘茧时间及烘茧量等。整机由热交换系统，送排风系统、干燥室动力变速装置，载茧运转装置、进出茧装置，电气控制系统及保温实施等部分组成。

鲜茧通过进茧输送带进入干燥室，经载茧网板移动，并定时经八层翻落，最后移到出茧输送带，完成全部干燥作业。蚕茧在移动和翻落过程中，通过室外送入热风的吸湿干燥作用，达到干燥。

实际操作时，为了控制目的蚕茧干燥程度，除考虑当地、当时的气候条件及鲜茧本身的因素外，主要取决于进风温度、网板移动速度及铺茧厚度。热风温度可通过控温器加以设定。通过控制柜上电机调速器旋钮来调正网板移动速度。通过调节板及匀茧叶片的高低达到调整铺茧厚度与进茧口厚度。干燥工序达到机械化、连续化和自动化。

1.8 江苏JFH型系列热风循环自动烘茧机

江苏的JFH-200、300、400型热风循环自动烘茧机，具有以下特点：

（1）热风炉结构：热风炉改进了炉膛的结构，采用了特殊耐火砖形成了独特的效果。既可烧烟煤又可烧无烟煤，煤耗低。

（2）温度分布更合理：烘房分为两个独立的烘室。低温区温度可以根据需要调节。可灵活采用一次干或两次干。

（3）出风口的导流板：采用整体式大风管，热风输送阻力小、热效力高、送风均匀。在出风口上根据风口的距离设置了不同的导流板，使热风能均匀出风。

（4）电气控制系统：电气控制柜的集成化、自动化程度高。对3 kw以上电机的过载保护、温度的自动控制更可靠、准确。

（5）热风回用装置：在机器上设置了热风回用装置。使进风机的温度从常温提高到50℃左右，有效地降低了煤耗。

（6）机械的安全可靠性更好：在机械传动的一些主要部位采取了加强措施。提高了机械运行的无故障时间。

2 蚕茧干燥工艺

2.1 蚕茧干燥工艺条件

蚕茧干燥工艺条件是以蚕茧干燥原理为依据，提高蚕茧的干燥速度和保护茧质为目的而确定的。蚕茧干燥过程中由于各阶段对干燥的温湿度及气流有不同的要求，因此在设计干燥工艺条件时，须按各阶段特点，选择合理的工艺参数。一般等速干燥阶段主要是蒸发水分，重点是提高干燥温度和速度，减速干燥阶段主要是保护茧质，避免过度干燥，应降低工作温度等。

因此，实际烘茧应根据鲜茧干燥过程中不同阶段的特点，通过试烘测定，确定工艺参数，实行科学烘茧。干燥工艺条件主要有五个方面的因素：一是铺茧量，二是干燥程度（包括半干茧、适干茧出灶标准），三是烘茧温度，四是用煤量，五是烘茧时间。

表2 自动循环热风烘茧机干燥工艺Table 2 The drying process conditions of automatic circulated cocoon drying oven with heated air

具体烘茧实施时，应先将铺茧量、干燥程度按工艺标准，结合当时客观条件先确定好，然后再确定温度、加煤量和时间。温度是烘茧过程中影响茧质、烘力、煤耗、安全的最主要因素，应严格按照鲜茧干燥规律，配好各个阶段合理温度。加煤量应根据温度而定；定温必须定好煤量，煤量定不准，温度就无保证。定好以上四个要素，最后合理确定蚕茧干燥的时间。

2.2 蚕茧干燥标准

2.2.1 半干茧标准

干燥一定时间后，抽取样茧，检验蛹体干燥程

度。当蛹尾及头腹部出现明显收缩，腹部深凹，即蛹体达到6～6.5成干，或烘率达到60%时出灶。

2.2.2 干茧出灶标准

干茧出灶48h后至20d内的标准，如表6所示。