花生荚果烘干设备研究现状及展望

2021-12-08李凯杰

湖北农机化 2021年5期

石明秦强李凯杰

(郑州万谷机械股份有限公司，河南郑州 450000)

1花生荚果烘干设备的现状

在花生采摘后绝大多数都需要进行烘干处理，这样才能控制霉变率，长时间保存。对花生荚果进行烘干的传统作业方式为田间翻晒，这是几百年的生产经验总结的方法，但是因为这种方式受场地、天气等因素影响较大，如果出现连续雨天可能会导致晾晒工作出现严重影响。由于晾晒条件不稳定，晾晒周期长，在晾晒过程中很容易出现污染，急需优化方法。随着工业技术的逐步优化，农业生产设备的改进以及生产结构的调整，对花生荚果烘干的要求越来越高。通过机械化方式来对花生加工厂和烘干技术进行优化，逐步成为后续发展的必由之路。

2花生荚果烘干设备的主要类型与特点

2.1箱式花生荚果烘干设备

箱式花生烘干设备主要包含了传统的箱式烘干机以及后续改进的翻板箱式花生烘干设备。传统箱式烘干机主要是由风机、热风炉、烘干室等部件组成的。烘干室具有隔热保温的功能。在烘干室，热风炉燃烧产生的热量与湿度较大的花生直接接触，通过热量传导交换，达到烘干花生荚果的目的，因为热风是自下而上吹入的，所以处于箱体下层的湿物料会首先接触到热空气，逐步干燥，而上层物料由于较晚接触到热风热空气，干燥速度偏慢。由于热传递的消耗及下层花生的阻碍，会出现下层物料过分干燥，上层物料干燥不到位等干燥不均匀情况。传统箱式烘干设备因为结构不合理，严重影响了烘干的效果。在实际应用时，很多操作人员无法了解烘干室内的具体情况，只能凭经验进行控制，无法很好地掌握烘干的具体时间。一些生产厂家为了解决传统箱式烘干设备烘干不均匀等问题，逐步改进优化，进而设计了翻板式烘干机。这种烘干机和传统的箱式烘干设备相比，加设了装卸物料的翻板，优化了烘干结构。在烘干的过程中，在下层物料得到了充分干燥的同时，上层物料满足烘干要求后，可以通过人工操作的方法将翻板打开将下层物料倒出，上层物料逐步转移到下层，依次烘干。在此过程中，通过物料的循环烘干来改善优化烘干的效果，但是这种烘干机需要设置多层夹板，因此设备较为复杂。在下层物料烘干完成要打开上层翻板时，不仅需要经验操作，对操作人员的经验水平和体力都是一种考量，而且受限于烘干机的占地体积，导致应用过程中无法大规模投产，自动化水平不高[1]。

随着制造以及烘干经验的积累及研究，相关学者设计了箱式换向通风风干机。该设备主要利用换向通风装置来进一步解决传统通风过程中上下干燥不均匀的问题。该设备主要有烘干机主体、换向机构、匀风装置等共同组成。

烘干机主体是由多个挡板间隔的烘干室组成，主要放置一些花生荚果。烘干室的尺寸和大小需要依照烘干处理量具体进行设计。

换向机构主要是烘干设备内容多个箱体，换向通风装置是一种通风控制装置，通过循环改变热风通道进而改变热空气烘干的流向，该装置不仅提高了烘干效率，而且保证了烘干的均匀性。

匀风装置主要由导风板组成，通过导风板将热空气进行逐层分流，从而达到均匀布风的效果。该装置可以有效地解决局部风量不均匀的问题。

2.2回转圆筒式烘干设备

回转圆筒式烘干设备的烘干室主要是由干燥桶、进气排气结构、出料装置等部件组成。烘干过程中，物料通过皮带机或者斗式提升机将物料输送至料斗，通过料斗的加料装置逐步深入到进料端。为了使物料快速进入烘干室当中，需要控制物料送入过程中的自然倾角，保证其小于加热管的斜度。烘干室圆筒是一个略微倾斜的椭圆圆筒，在烘干过程中，物料会从圆筒的高端送入，而热载体会逐步从低端送入。在此过程中产生逆流接触，这样物料和热载体就可以充分混合，在圆筒转动过程中，物料因为重力的作用会向下运动，物料的含水量较大，直接接触热空气时，通过直接接触热量传导而快速烘干。在物料通过圆筒旋转的过程中，下降的物料不断的分散运动，让热载体和物料充分接触，加大接触面，提高烘干效果。在烘干花生荚果过程中，一般情况下以空气作为热载体，由于花生荚果外壳附着泥土，泥土在烘干后形成颗粒尘埃，该设备运行中含有一定的尘量，因此需要使用除尘器进行除尘处理[2]。

回转圆筒干燥机主要通过回转机构带动花生荚果运动，可以充分与热空气接触，保证烘干的均匀性。该设备的优点是烘干效率高，干燥均匀度好，热量利用率高；由于花生荚果具有不规则的外形，流动性差。使用该设备烘干时，会增大花生荚果的破碎率，影响烘干的品质以及后续的储藏和加工。

2.3就仓干燥设备

就仓干燥主要是将新鲜的花生荚果直接存储到具有机械通风设备的库房，通过机械强制通风，空气流动的原理，利用稍加热的低温空气或者自然空气作为干燥的介质来进行通风换热。该烘干优点就是方便就地储藏，其缺点就是占地面积大，烘干效率低，烘干成本偏高。

3花生荚果烘干设备发展展望

3.1研发环保经济的热源装置

在花生荚果烘干过程中，热源是非常重要的。花生荚果的烘干效率和烘干设备的热源息息相关，当前主要使用燃烧炉加热的方式进行烘干。这种方式会对周边产生较大的污染，而且效率低下，生成了一些燃烧烟尘，会影响花生的品质。如果使用电加热的方式自动化程度较高，对周边环境产生的影响较小，可以提升花生荚果的烘干品质，保证生产质量。然而这种方式在应用过程中投资较大，需要花费大量前期成本，不适合中小规模的花生烘干。因此，需要重视对热源装置进行优化，

3.2提高设备自动化程度

当前花生荚果烘干设备缺乏相应的控制模块，没有实现完全自动化，无法适应复杂的烘干控制。在实际应用时，通过人为经验对烘干的含水率进行控制，效率低下，而且会浪费烘干时间，因此需要重视加强自动化控制。在此过程中，可以适当提高设备的友好性，比如说设置人机界面操作平台，加强温度控制、湿度控制，通过优化算法完成智能排湿等，在运行过程中对获取的状态进行显示。这也是未来花生荚果烘干设备发展的一个重要方向。