南瓜做為一種經(jīng)濟作物其種植面積逐年擴大，因此，靠傳統(tǒng)的自然通風晾曬很難保證及時有效地對已收獲的南瓜籽進行脫水。2003年初，我們開始研制多功能小型南瓜籽烘干機，在當年秋收前，進行了生產(chǎn)試驗和使用，基本達到了設計要求。
1、設計方案的確定
剛收獲的南瓜籽，水分在60%~70%之間，而且由于南瓜含糖較多，使得南瓜籽的表面黏結性很強，即使是用水漂洗過的南瓜籽，干燥后有不少仍黏在一起，須攪動才能使之散開。烘干南瓜籽主要應解決降水幅度大和烘干后的籽粒易黏連而產(chǎn)生架空現(xiàn)象，所以南瓜籽
烘干機的結構應能滿足這兩方面的要求。
由于南瓜籽水分大，黏度大，因而，烘干層過厚，即增加了氣流阻力，不利于水分擴散，同時也容易產(chǎn)生黏連。經(jīng)過多次的試驗和分析，確定干燥層厚度為120mm。
有關研究表明，大風量，對高水分谷物的降水效果比較顯著。烘干小麥的單位氣流量為16.5m3／rn3 min（谷物），因而，烘干南瓜籽的單位氣流量應適當加大，但氣流量過大，使氣流速度增高，就會造成谷物的流動，應加以控制。經(jīng)試驗確定單位氣流量為22.5m3／m3 min（谷物）。富通新能源不但生產(chǎn)銷售木屑烘干機等鋸末木屑成型機械設備，而且還大量銷售
顆粒機、
木屑顆粒機等生物質燃料成型機械設備。
烘干溫度對干燥速度的影響非常大，溫度越高，干燥速度越快。但是，南瓜籽的結構特征是：面積比較大，而且板很薄，同樣的結構，烘干溫度過高時，如果受熱稍有不均極易產(chǎn)生變形，變形后的南瓜籽，雖然不會影響品質，但外觀差，會降低等級。因此烘干溫度不能過高，經(jīng)測試，溫度控制在60~70℃之間，比較合適。
由于南瓜籽烘干后就不能變質和被污染，因此，烘干所用氣體必須是純凈的熱空氣。不能讓燃燒氣體直接進入烘干機內(nèi)進行加熱。所以烘干熱源選擇為間接加熱空氣的熱風爐。為了降低運行成本，燃料選擇煤。
南瓜收獲期不超過1個月，而收獲的南瓜籽必須及時脫水，否則就無法儲存，也就是說烘干機的使用時間不超過1個月，若烘干機只限于烘南瓜籽，其利用率就太低了，也是一種資源的浪費，因此，在設計烘干機結構時，我們在參考了許多大型連續(xù)式谷物干燥機的結構后，將該機設計為多功能連續(xù)工作式，即：不用停機可同時進料和出料。并且該機不僅能烘南瓜籽，也可烘干麥類、豆類和玉米等其他作物，提高了設備利用率。
由于該機直接面對農(nóng)戶，生產(chǎn)率的確定就應以能夠在收獲期內(nèi)將每天收獲的南瓜籽及時烘干為前提。根據(jù)農(nóng)戶提出的每天(24h)烘干1~2t南瓜籽的要求，該機烘南瓜籽的生產(chǎn)率確定為170kg/h。
綜上所述，該機的設計方案為薄糧層，低溫，大風量，多功能連續(xù)式工作，生產(chǎn)率為170kg/h。
2、結構特點和工作原理
2.1結構特點
烘干機組結構如圖1所示。
該機是小型烘干機，為減小結構尺寸，簡化機構，降低成本，主要由料箱、烘干段和排料機構組成，省略了緩蘇段，因而，烘干后的物料緩蘇要在機外進行。該機的烘干段采用折板式結構，待烘物料自然堆積在內(nèi)外折板之間的空腔內(nèi)，熱空氣由上下折板之間的空當通過，穿過物料走了近似型的路線。較之熱空氣直接通過篩網(wǎng)穿透物料的烘干段結構相比，在折板之間，熱空氣走的是曲線，增多了與物料接觸的機會，提高了換熱效率，而且在折板內(nèi)，熱空氣可互相交會，在物料中產(chǎn)生了擾動作用，可以有效地減小物料烘干的不勻度。
排料采用撥板機構，該機構的特點是結構簡單而且物料的破碎率低。不排料時，物料按休止角自然堆積在托板11和滑板9之間。排料時，隨著撥板10的擺動，物料被撥動并從托板兩端落下。與此同時，料箱和烘干段內(nèi)的物料下落，填補排料產(chǎn)生的空缺，使排料能連續(xù)進行。
熱風爐由爐體和換熱器兩部分組成，爐體由耐火材料砌筑，換熱器為煙管式，由金屬材料制成，采用爐體和換熱器分離的設計，可以避免整體式熱風爐由于一個部件燒損，而造成整體報廢的缺點，維修也比較方便。
離心風機采用正壓式送風，即風機直接吸收外界的空氣，送入換熱器中，經(jīng)過加熱后再到烘干機中，這種結構設計保證了風機始終接觸的都是低溫空氣，避免了風機零件過熱，提高了風機使用壽命。
2.2工作原理
該烘干機組工作時，先將待烘物料從烘干機上部的料箱加入，物料沿著烘干段折板間的空間流到下部的托板上，隨著物料的不斷增加，按自然休止角逐漸向上堆積，直到充滿整個烘干段和料箱，結構見圖1。上下折板間是熱空氣的通道。
加滿物料后，啟動熱風爐和風機，熱風就會通過風道4，送到烘干機內(nèi)，在烘干機內(nèi)，熱風經(jīng)過內(nèi)折板間的空當時入烘干段內(nèi)與物料進行熱交換，熱交換后的氣體和物料中的水分通過外折板間的空檔而被排出機外，熱空氣運動路線如圖1中箭頭所示。該機烘干段是外露的，烘一段時間后，可通過外折板間的空當取樣觀測，發(fā)現(xiàn)水分適當就啟動排料機構進行排料。排料機構由調速電機和撥板組成，調整電機轉速可調節(jié)撥板擺動的頻率，實現(xiàn)不同的排料速度。工作時，可根據(jù)實際情況選擇連續(xù)排料和間斷排料兩種方式。連續(xù)排料就是調整好排料機構的排量，使其不間斷地工作。該方法適合于水分小，烘干速度較快的物料，間斷排料就是烘完一段，排出一段，物料在烘干機內(nèi)不是連續(xù)運動的，而是斷續(xù)的。該方法適合烘干水分大，烘干速度慢的物料。南瓜籽就適合用該方法烘干。
由于南瓜籽黏性大，烘干后易架空，影響物料流動。因此，需要人工及時處理使之消除。該機沒有緩蘇段，所以，排出的物料要進行攤涼，待其降溫后才能儲存，否則易回潮。
3、試驗和結論
該機共試制2臺，于當年10月分別進行烘干南瓜籽的生產(chǎn)試驗。經(jīng)試驗測定，各項指標均達到了設計要求，且與設計計算的數(shù)值比較吻合。用盧比較滿意。其中1臺在烘完南瓜籽后被用戶用來烘干有機顆粒肥。該顆粒肥由畜禽糞便加一定量的黏土和添加劑經(jīng)過機械攪拌和擠壓而成。直徑6mm，長度20~30mm，密度為0.90~ 0.96g/ cm3。原始水分23%~30%，烘干后要求水分低于13%。經(jīng)測試該機烘顆粒肥時，生產(chǎn)率為700~1 000kg/h，而且操作簡單，方便，用戶對此非常滿意，充分體現(xiàn)了該機的多功能通用性。
試驗過程中，也發(fā)現(xiàn)了該機曾出現(xiàn)的一些問題，最主要的就是南瓜籽的黏結和架空問題。在試驗中發(fā)現(xiàn)，排放南瓜籽時，烘干段中總有部分南瓜籽黏在一起，產(chǎn)生架空，既阻礙了上層物料下落，又產(chǎn)生了一些空腔，從而造成局部漏風，損失熱能。這種情況需要人工將黏在一起的南瓜籽攪開，消除架空。經(jīng)對產(chǎn)生架空的南瓜籽取樣觀察，發(fā)現(xiàn)這些南瓜籽大都是未經(jīng)漂洗或漂洗不徹底的，其表面雜質較多，因而脫水后易黏在一起。由此可見，要解決南瓜籽架空的問題，除了對機械結構和性能做相應的調整和改進外，更重要的是要從烘干工藝上加以控制。為此，我們重新選擇了經(jīng)過徹底漂洗的南瓜籽入機烘干，并將烘干段折板的角度由原來的1350調到1450。以增加南瓜籽的下滑能力，經(jīng)過試驗，效果非常明顯．架空現(xiàn)象消失。另外，經(jīng)過漂洗的南瓜籽，若先放置一段時間后使其表面水分涼干后再入機烘干，效果會更好。
對于烘干機來說，性能和工藝是分不開的，要使其具有良好的烘干性能，必須有一套完善的烘干工藝與之相配套。該機是多功能烘干機，烘干何種物料就應該采用何種相應的干燥工藝。今后，我們將在優(yōu)化機械結構完善其性能的同時，對干燥工藝做進一步深入研究，使性能和工藝得到最佳結合，效能得以最大限度地發(fā)揮。
