我國糧食等稻谷干燥機(jī)設(shè)備的應(yīng)用技術(shù)
我國糧食干燥機(jī)械化水平低，既有經(jīng)濟(jì)、技術(shù)方面的原因，更大的是認(rèn)識上存在較大誤區(qū)：
認(rèn)為自然干燥優(yōu)于機(jī)械干燥。收獲后的稻谷在1h之內(nèi)立即干燥與放置5h、10h、20h甚至數(shù)日再進(jìn)行干燥，其米質(zhì)大不一樣。在日本，含水率24%的稻谷放置10h以后再進(jìn)行干燥，就只能作飼料糧。優(yōu)質(zhì)才有優(yōu)價(jià)，日本“不落地大米”的價(jià)格高出于我們的米價(jià)10倍、100多倍，臺灣的米價(jià)高出我們5、6倍。我們現(xiàn)在的稻谷收購標(biāo)準(zhǔn)，含水率每超過0.5%,扣糧0.75%，并減價(jià)0.75%，即水分每超0.5%，實(shí)際減價(jià)1.5%，農(nóng)民交糧因水分超標(biāo)而減級減價(jià)的十分普遍。機(jī)械化干燥通過清選、裝料、干燥、緩蘇、冷卻、裝袋等工序，可以克服自然干燥的諸多弊端，自然晾曬時(shí)間長,干燥不均勻，不能保證安全水分率，破碎率高于3%，機(jī)械干燥確保糧食及時(shí)達(dá)到國庫收購標(biāo)準(zhǔn)，提高收購等級，做到谷物不落地，減少土石混入，提高品質(zhì)，價(jià)格可提高5%-20%，優(yōu)質(zhì)品牌價(jià)格更高，有效增加農(nóng)民收入，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益；機(jī)械干燥占用場地少，無需投資修建永久性硬化曬場，節(jié)省大量寶貴的土地資源；可減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省勞動(dòng)力；可根治較普遍的公路曬糧陋習(xí)，減少交通安全隱患，減少糧食污染。不改變落后的生產(chǎn)方式只能在貧窮落后中惡性循環(huán)，既不利于國民的身心健康也不能提高農(nóng)業(yè)的 競爭力，必須將沿用幾千年自然干燥法改為機(jī)械化干燥。
目前用于干燥稻谷的干燥機(jī)機(jī)型,根據(jù)谷物和氣流的流動(dòng)方向分主要有混流式、橫流式、順流式、順混流式、逆流式干燥機(jī)等;根據(jù)循環(huán)類型可分循環(huán)干燥和不循環(huán)干燥兩種;根據(jù)熱源類型可分燃煤或燃油干燥機(jī)等。
一、混流式干燥機(jī)
干燥工藝為干燥- 緩蘇- 干燥- 緩蘇,典型的機(jī)型是美國路易斯安納州立大學(xué)研制成功的LSU稻谷干燥機(jī)。該機(jī)由若干標(biāo)準(zhǔn)段組成,每段有15 個(gè)全角狀盒, 6 個(gè)半角狀盒。角狀盒為三角形,頂角90°,橫向間距為400毫米,縱向間距200毫米。每段的尺寸為1. 2 ×1. 2 ×1. 2 米, 體積為1.728m3。常用的熱風(fēng)溫度為50℃ ～ 60℃, 風(fēng)量為44m3 ～97m3 / ( t·min) 。每標(biāo)段可容納稻谷0. 85噸,每段所需風(fēng)量10000m3 /h。烘干稻谷時(shí),每個(gè)標(biāo)段的生產(chǎn)力為1. 5 t/h (降水3%～5% ) 。每次通過干燥機(jī)的時(shí)間15分鐘,整個(gè)干燥過程需要使稻谷通過干燥機(jī)5次～6次,較高糧溫50℃,較低糧溫38. 3℃。
二、橫流式干燥機(jī)
橫流干燥機(jī)可分橫流循環(huán)干燥機(jī)和橫流- 緩蘇干燥機(jī)兩種。橫流循環(huán)干燥機(jī)為中小型干燥機(jī)。日本SDA型橫流循環(huán)式稻谷干燥機(jī)采用較低的熱風(fēng)溫度(50℃～60℃) ,干燥和緩蘇在同一機(jī)體內(nèi)進(jìn)行。干燥加熱時(shí)間6分鐘～11分鐘,緩蘇時(shí)間60分鐘,風(fēng)量為每100公斤稻谷0. 5m3 / s～0. 7m3 / s,降水量0. 6% /h,生產(chǎn)率為160kg/h～1000kg/h。其干燥原理為低溫大風(fēng)量,薄層多風(fēng)道,干燥加緩蘇的干燥工藝。廣東南海和中國農(nóng)業(yè)大學(xué)生產(chǎn)的小型橫流循環(huán)稻谷干燥機(jī),裝機(jī)量為0. 75噸～3噸,工藝流程為干燥- 緩蘇- 干燥- 緩蘇。
美國的移動(dòng)式循環(huán)稻谷干燥機(jī)屬于圓筒形內(nèi)循環(huán)橫流干燥機(jī),此外還有英國、意大利等國也生產(chǎn)類似干燥機(jī)。臺灣三久和日本金子干燥機(jī)公司生產(chǎn)低溫稻谷干燥機(jī),屬橫流循環(huán)式干燥機(jī)。上部為緩蘇段,下部為橫流干燥段,干燥過程中多次循環(huán)。有多種型號,裝機(jī)量1噸～30噸,降水率0. 4% /h～1% /h。干燥時(shí)自動(dòng)檢測稻谷水分,達(dá)到安全水分即自動(dòng)停機(jī)卸糧。橫流- 緩蘇型干燥機(jī)一般為大型干燥機(jī),以美國BER2IC干燥機(jī)和黑龍江省紅興隆機(jī)械廠生產(chǎn)的5HL - 15為代表,生產(chǎn)率10 t/h以上。糧柱厚度0. 15米～0. 23米,風(fēng)溫控制在43℃～49℃范圍,風(fēng)量112m3 ～262m3 / ( t·min) ,稻谷流動(dòng)速度是玉米的兩倍以上。
三、流化斜槽式干燥機(jī)
該機(jī)是一種典型的高溫快速干燥機(jī),由廣東省農(nóng)機(jī)所開發(fā)。當(dāng)選用的風(fēng)量超過或達(dá)到谷物臨界懸浮速度時(shí),谷物在谷床中流動(dòng),具有液體特征。風(fēng)溫達(dá)120℃,生產(chǎn)率2. 2 t/h,通過一次平均降水幅度2. 9% ,爆腰率增值4. 4% ,谷物一次通過時(shí)間1分鐘。一次通過干燥機(jī)的降水幅度小,干燥高水分稻谷時(shí)需要反復(fù)循環(huán)幾次,才能將稻谷降到安全水分。爆腰率增值超過國家標(biāo)準(zhǔn),但低于流化床干燥機(jī)標(biāo)準(zhǔn)。該機(jī)體積小,成本低,降水快,干燥時(shí)間短,可用于收獲季節(jié)遇雨天的搶救性干燥作業(yè)。
四、逆流低溫干燥機(jī)
逆流低溫稻谷干燥機(jī)以美國希弗爾斯公司生產(chǎn)的DR I -FLOⅡ型干燥機(jī)為代表,中國農(nóng)業(yè)大學(xué)1998年也開發(fā)成功了該類型的干燥機(jī)。該類型干燥機(jī)普遍采用低溫大風(fēng)量干燥方式,以批式或連續(xù)方式干燥谷物,入倉稻谷達(dá)到要求厚度后,開始干燥,一般裝倉厚度0. 6米。干燥過程中,底部已干稻谷由卸糧裝置卸出, 糧層緩慢向下流動(dòng)。熱風(fēng)溫度30℃ ～50℃,風(fēng)量18m3 ～54m3 / ( t·min) ,降水幅度可達(dá)10%。
五、順混流干燥機(jī)
黑龍江農(nóng)墾科學(xué)院研究開發(fā)出了順混流稻谷干燥機(jī)。該機(jī)綜合利用了順流干燥適合濕谷物的特點(diǎn)和混流干燥均勻及干后谷物水分較低的特點(diǎn)。順流段風(fēng)溫100℃左右,混流段風(fēng)溫45℃左右。順流和混流段之間加上緩蘇段,實(shí)現(xiàn)了連續(xù)操作,一次干燥流程即達(dá)到安全水分,生產(chǎn)率可達(dá)10 t/h。
六、稻谷的干燥工藝
稻谷籽粒由堅(jiān)硬的外殼和米粒組成,外殼對稻米起著保護(hù)作用,但在干燥時(shí)其外殼就起著阻礙籽粒內(nèi)部水分向外面轉(zhuǎn)移的作用。所以,稻谷就成了一種較難干燥的谷物。試驗(yàn)表明,稻殼、稻米和稻糠的干燥特性不同,其平衡含水率也各異。
2.2.3 升華干燥結(jié)束判斷方法 ①使用溫度傳感器監(jiān)測物料溫度以判斷物料中的冰是否全部升華;②壓力升判定法; ③目測法即視窗觀察升華交界面;④冷凝器溫度下降至升華前的狀態(tài); ⑤凍干箱的壓力下降至接近冷凝器的壓力[28 ] 。
2.3 解析干燥的干燥特性及干后處理
2.3.1 解析干燥的干燥特性 升華干燥結(jié)束后,物料中還存有約10 %的結(jié)合水。要除去結(jié)合水,必須增大溫度梯度,克服水的結(jié)合力。同時(shí)嚴(yán)格控制熱量輸入,防止產(chǎn)品過干。
2.3.2 判斷凍干物料干燥程度的經(jīng)驗(yàn) 關(guān)閉凍干箱與冷凝器之間的真空閥,觀察在1 min 內(nèi),凍干箱內(nèi)壓力的回升情況(箱體沒有泄漏) ,如果壓力沒有明顯的升高,則可以結(jié)束凍干。一般關(guān)閉1 min 壓力上升< 1 Pa ,殘余水分約在1～2 %之間[29 ] 。
2.3.3 干后處理 因干燥產(chǎn)品表面積大,極易吸潮,所以解析干燥結(jié)束后的干后處理非常重要。干燥產(chǎn)品在出箱前必須迅速封口或加塞,這一過程需在真空或特定氣體的環(huán)境下進(jìn)行,具體的應(yīng)用方法根據(jù)產(chǎn)品種類的不同而異。特別在放空干燥箱時(shí)較好先將干燥的氮?dú)饣蚨栊詺怏w充入箱內(nèi),而不能將高濕度的空氣直接放入。
2.4 凍干曲線[30 ,31 ] 凍干曲線是凍干箱板溫與時(shí)間之間的關(guān)系曲線。一般以溫度為縱坐標(biāo),時(shí)間為橫坐標(biāo),還可以有產(chǎn)品溫度、冷凝器溫度、真空度曲線。根據(jù)凍干產(chǎn)品的不同性質(zhì)、凍干機(jī)的不同性能,制訂出適宜的凍干曲線,既是手工操作凍干機(jī)的依據(jù),也是全自動(dòng)控制凍干機(jī)操作的依據(jù)。凍干曲線的制定應(yīng)主要確定以下參數(shù):預(yù)凍速率、預(yù)凍溫度、預(yù)凍時(shí)間、水汽凝結(jié)器的降溫時(shí)間與溫度、升華速率和干燥時(shí)間、共熔點(diǎn)的測試等。其中預(yù)凍速率的快慢,對產(chǎn)品凍結(jié)中晶粒大小、活菌的存活率和升華速度均有直接影響。慢凍冰晶粒大,產(chǎn)品外觀粗糙,不易損傷活菌,速凍則相反[32 ] 。共熔點(diǎn)測定方法主要有:電阻檢測法、差熱分析掃描法、低溫顯微鏡直接觀察法、數(shù)學(xué)公式理論推算法等。其中電阻檢測法方便易行,是目前應(yīng)用較多的一種[33 ] 。
3 凍干的質(zhì)量評價(jià)
不同制品有不同的質(zhì)量要求,例如外觀、復(fù)水性、含水率、pH 值、有效成分含量、穩(wěn)定性等。若是將藥品制成毫微粒凍干粉還需要考察其再分散性、形態(tài)、粒徑、包封率、載藥量、體外釋藥特性等。
3.1 外觀 理想的凍干產(chǎn)品外形應(yīng)不塌陷,不皺縮、表面光潔,保持凍干體積不變,形成海綿狀團(tuán)塊結(jié)構(gòu)�？烧麎K脫落但不散碎為佳,色澤應(yīng)均勻,無花斑,質(zhì)地細(xì)膩。
3.2 含水率 含水量視產(chǎn)品種類的要求而定,一般控制在1～5 %之間。殘留水分過多,則為細(xì)菌提供了生長繁殖的條件而發(fā)生腐敗,生化活性物質(zhì)易失活,降低穩(wěn)定性。含水率太低,對于生物制品來說會因細(xì)胞中結(jié)合水被抽出,使細(xì)胞破裂,細(xì)胞質(zhì)濃縮而干萎死亡。
3.3 穩(wěn)定性 凍干制品的穩(wěn)定性可采用差示熱分析、差示熱掃描、熱重法等方法。如翁幼武等[34 ] 采用差示熱分析法對去氫駱駝蓬堿明膠微球的熱解穩(wěn)定性進(jìn)行了探討。
3.4 熱原檢查 藥典規(guī)定中藥注射劑的熱原檢查應(yīng)采用家兔實(shí)驗(yàn)法,馮文軍等[35 ] 通過與家兔實(shí)驗(yàn)法對比,證實(shí)了鱟試驗(yàn)法在丹參粉針劑細(xì)菌內(nèi)毒素檢查中的可行性。茍虹等[36 ] 對參麥凍干粉針劑中細(xì)菌內(nèi)毒素檢查干擾試驗(yàn)進(jìn)行了研究,也說明了細(xì)菌內(nèi)毒素檢查法(BET) 的可行性。
4 凍干技術(shù)在中藥領(lǐng)域中的應(yīng)用
4.1 在中藥材中的應(yīng)用 中藥在炮制加工過程中,植物蛋白、揮發(fā)油等有效成分會受到破壞。中藥飲片易受運(yùn)輸、倉儲、保存等因素的影響而降低臨床療效,進(jìn)而使以飲片為原材料的中成藥的質(zhì)量受到制約。由于真空冷凍干燥制品能良好地保存加工原料的營養(yǎng)保健成份以及色、香、味、形,故其在人參、西洋參、冬蟲夏草、山藥、枸杞、鹿茸等中藥材中得到了廣泛應(yīng)用。
4.2 在中藥半成品中的應(yīng)用 中藥提取液的濃縮方法目前多采用真空低溫濃縮技術(shù)及薄膜蒸發(fā)濃縮技術(shù),以減少有效成分的損失。而濃縮液的干燥也多有選擇冷凍干燥方法,尤其在對照品的干燥上應(yīng)用較廣。
4.3 在中成藥中的應(yīng)用 隨著中藥現(xiàn)代化的發(fā)展,凍干技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于植物藥現(xiàn)代化劑型的研究和開發(fā)。很多臨床治療效果良好的中藥注射劑因其不穩(wěn)定性,臨床應(yīng)用受到局限并且儲藏和運(yùn)輸不便。而將其制成凍干粉針后,穩(wěn)定性大大增強(qiáng),所得產(chǎn)品
具備凍干制品的各種優(yōu)點(diǎn)。 對參附青注射液進(jìn)行了凍干研究,結(jié)果參附青凍干粉針成型性、水溶性好,較注射液穩(wěn)定。因此中藥水針改粉針已成為近年來劑型改制的熱點(diǎn),特別對于需靜脈注射但在水中不穩(wěn)定的復(fù)方或單體中藥來說,凍干粉針的研制和應(yīng)用使很多問題迎刃而解。同時(shí),凍干技術(shù)也是制備各種脂質(zhì)體、毫微粒、納米乳的常用方法。
4.4 發(fā)展前景 中藥是中華民族的寶貴遺產(chǎn),已經(jīng)和正在為維護(hù)我們民族的健康昌盛發(fā)揮重要作用。中藥的炮制有其獨(dú)特的工藝,凍干工藝的出現(xiàn)又為傳統(tǒng)中藥的炮制提供了一種新的現(xiàn)代化的技術(shù)手段。中藥注射用粉針劑在臨床上也日益發(fā)揮出優(yōu)勢
作用,它也是中藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展和中藥現(xiàn)代化的方向之一。凍干脂質(zhì)體既可單獨(dú)制備、儲存,又可有效地延長藥品在體內(nèi)的作用時(shí)間,降低藥品的毒副作用,提高藥品在體內(nèi)的有效生物利用度。因此,凍干技術(shù)又使脂質(zhì)體原有作為藥物載體的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)一步擴(kuò)大,也為藥物研發(fā)開辟了一個(gè)嶄新的空間[38 ] �？傊�,真空冷凍干燥機(jī)作為一種新興的技術(shù)手段,在中藥的研究和開發(fā)上必然有著廣闊而美好的前景。
當(dāng)前，我國糧食干燥機(jī)械化正面臨著難得的發(fā)展機(jī)遇：各級政府高度重視糧食生產(chǎn)，特別是2004年中央出臺多種措施提高農(nóng)民的種糧積極性,頒布實(shí)施《農(nóng)業(yè)機(jī)械化促進(jìn)法》，形成了經(jīng)濟(jì)支持、價(jià)格補(bǔ)貼、稅收優(yōu)惠等良好的政策環(huán)境；發(fā)展農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化和農(nóng)機(jī)服務(wù)產(chǎn)業(yè)化離不開機(jī)械干燥這一重要環(huán)節(jié)，種糧大戶、農(nóng)機(jī)專業(yè)大戶、農(nóng)村專業(yè)合作經(jīng)濟(jì)組織、龍頭企業(yè)等，對機(jī)械干燥具有較強(qiáng)的愿望和要求；目前市場上烘干機(jī)械種類多，有可供選擇推廣的實(shí)用新型機(jī)械和技術(shù)服務(wù)支撐。同時(shí)也存在一些不利的制約因素：農(nóng)民收入水平低，購買力弱，投資回收期較長；農(nóng)民產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營水平低，社會化大生產(chǎn)組織服務(wù)體系和機(jī)制遠(yuǎn)未形成，對新技術(shù)的接納和應(yīng)用惰性大；原糧的含雜率高，水分不均勻，對干燥機(jī)械性能質(zhì)量要求較高，而市場上干燥機(jī)品種雜，良莠不齊，有些產(chǎn)品未經(jīng)檢測鑒定就進(jìn)入市場，一些國產(chǎn)干燥設(shè)備制造工藝水平低，材質(zhì)差，干燥質(zhì)量不穩(wěn)定，給用戶造成損失。 閃蒸干燥機(jī)抗腐蝕的工藝說明： 一、用普通碳鋼進(jìn)行靜電噴涂聚酯樹脂粉末涂料 其抗腐蝕能力完全與不銹鋼相媲美。由于該種粉末涂料具有堅(jiān)韌、耐久、裝飾性好的特點(diǎn)，并具有卓越的室外耐候性和耐熱性，同時(shí)機(jī)械加工廠家具有卓越的耐腐蝕和耐粉化性能葡萄糖酸鈣專用沸騰干燥機(jī)空氣系統(tǒng)典型地包括一個(gè)進(jìn)入的空氣鼓風(fēng)機(jī)，旋風(fēng)分離器，排氣風(fēng)扇，二次集塵設(shè)備，和連接管道。制粒機(jī)結(jié)合了無與倫比的性能造粒獨(dú)特的設(shè)計(jì)。我們的系統(tǒng)已在制藥和API產(chǎn)業(yè)并舉取得了世界范圍內(nèi)的成功。獨(dú)特的設(shè)計(jì)，通過產(chǎn)品床推在控制運(yùn)動(dòng)的空氣。以這種方式，保證了均勻的造粒和減少處理時(shí)間�！� 隨著時(shí)代的發(fā)展現(xiàn)在我國的干燥設(shè)備已經(jīng)越來越進(jìn)步了，不但設(shè)備的種類越來越，而且技術(shù)水平也大幅度的上升，大多的干燥設(shè)備現(xiàn)在還采用了國內(nèi)較新的技術(shù)，所以現(xiàn)在的干燥設(shè)備企業(yè)已經(jīng)幾乎能和其他發(fā)達(dá)國家相比了，現(xiàn)在還不斷的在研究，已經(jīng)研究出來很多功能，其中還把熱 XF系列制藥水平箱形連續(xù)沸騰干燥設(shè)備由空氣過濾器，加熱器，流化床主機(jī)，給料機(jī)，旋風(fēng)分離器，袋式除塵器，高壓離心風(fēng)機(jī)和操作平臺組成。由于原料性質(zhì)不同，在配備除塵設(shè)備時(shí)，應(yīng)考慮實(shí)際需要。我們可以同時(shí)選擇旋風(fēng)分離器和布袋除塵器或其中之一。一般來說，選擇旋風(fēng)分離器只適用于比重較大的原簡單介紹熱風(fēng)循環(huán)烘箱的性能與日常維修 烘箱作為干燥設(shè)備中的一種，在現(xiàn)在的化工應(yīng)用中也是很廣泛的。由^開始的單一的一種，慢慢演變到了多種多樣。例如：潔凈烘箱、熱風(fēng)循環(huán)烘箱和潔凈烘箱等。這些烘箱的分類很細(xì)，針對性更強(qiáng)，其實(shí)像這類烘箱的出現(xiàn)也是為了滿足市場的要求。今天我們拿熱橫循環(huán)烘箱來研究一下它，看看
|
