自动干燥窑在人参加工中的应用.doc
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1、自动干燥窑设备在人参加工中的应用作者:王健前言 短暂的人参加工期即将结束,在这短短的40多天里,我通过请教师傅、自己摸索学习到了很多关于人参加工的知识。 但是不可否认,我现在所掌握的人参加工方法与一些师傅相比还差的太多太多。人参加工期仅有这40多天,使我有好多的想法,好多问题没有实现,没有去验证。这是我在此次人参加工期中唯一遗憾的地方。但是我明白,我的路还很长,凡事不可操之过急,我有信心在下次人参加工期会做的更好并且我会在这条路上坚定的做下去。 此次加工期最大的难点是如何将人参加工有原来的小规模;土办法转变到现代化大生产中来。如何将传统的加工方法与现代先进的设备相结合形成一套专业的正确的加工工
2、艺。这是我在这次人参加工期的首要任务,也是我今后追求的目标。 本厂人参烘干设备是由哈尔滨傲世干燥设备制造有限公司提供的“傲世”AZT-200型自动干燥窑。此设备前身为烘干木材用,可实现自动、半自动化控制。作为大规模人参加工的烘干设备尚且是第一次。在这40多天的摸索求教中,我大致掌握了关于人参加工及设备操作的方法。但由于个人精力、理解能力、实验样本及师傅传授等客观因素。使我的加工工艺方法并不成熟,其中有不少是个人的主观臆断。对于人参加工出现的问题我也只是一知半解,甚至存在很多的错误。 我将就我的个人理解如实的记录总结,望人参加工行业的各位前辈给予指点,以求此套人参加工工艺更加完善。 此文主要分为
3、三个部分:第一部分为“傲世”自动干燥的结构及各部分性能介绍,第二部分为各种人参加工工艺总结,第三部分为我个人认为此套设备在人参加工中的缺陷及解决办法。“傲世”AZT-200型自动干燥窑一、工作原理此套设备采用高压蒸汽供热的常规干燥方式。基本工作原理是循环风机在干燥窑内强制循环,将干燥介质(空气或湿空气)经过加热器加热后作用于人参表面。按照相应的干燥工艺要求使被干燥的人参接受热量,使之将水份脱去,最终完成人参干燥过程。二、设备优点:目前人参烘干方法主要有两种,一种是锅炉蒸汽排管式干燥。另一种是烧柴或烧煤直火炉筒式干燥(就是类似于火炕)。锅炉蒸汽排管式干燥方法要求窑体不可过大上部用吊扇促进空气流动
4、窑内空气流动呈紊流,使窑内温度均衡。此方法不利于窑内温度均衡,容易造成局部温度过高,且升温较慢。直筒式干燥方法比锅炉蒸汽式更差,只适用于家庭小规模生产。“傲世”自动干燥窑窑体较大,充分利用流体动力学原理,使窑内空气流动呈层流状态,窑内温度更加均衡,升温速度很快。使干燥效果更加完美。“傲世”自动干燥设备选用的材料均为耐高温、耐高湿的材料制作而成。并配有欧洲先进的控制系统,使控干操作更加科学。三、“傲世“自动干燥窑结构本厂引进的“傲世”自动干燥窑窑体长16m,宽8m。窑体左侧安装有加热器、循环风机、进风道、支架等共占1.2m。右上方装有排风道及排风风机。右侧墙上三等分处安装有2组温度、湿度测点。窑
5、内左右两侧分别打有25cm砖体底角。将自动干燥窑整体可系统划分为6大系统,分别为:窑体系统、加热系统、循环系统、加湿系统、排潮系统和控制系统。1.窑体系统:窑体系统是为了建立适合人参干燥环境,进行干燥操作后达到人参干燥的使用的密闭结构。本厂自动干燥窑窑体为长方体结构,用常规建筑材料(砖砌)制成。窑内可摆放参车20辆,最多可干燥鲜参7000斤。2.加热系统:本厂自动干燥窑加热系统主要由三组散热器构成,每组散热器长约4m均匀分布在自动干燥窑左侧。呈30斜放在风机架上。散热器是由镀锌材料构成,耐腐蚀效果好。加热系统控制在窑外,有手动、自动两路控制阀门。散热器内通高压蒸汽,蒸汽压力0.4-0.5MPa
6、,蒸汽温度约为140左右。由30升至60仅需30min。3.循环系统:循环系统主要由8台循环电机和风机架构成。风机转动带动周围气流经过风机架的风圈将风定向后通过散热器加热,从一侧风道吹向人参车,然后从人参车的另一侧流出打到墙上后向下循环经过底角又流入循环风机,形成窑内气流循环。同时使人参受热干燥。风机架的作用主要是使窑内气流呈层流状态,保证窑内温度均衡防止局部过热。左右两侧各有25cm水泥底角,底角的主要作用防止风从参车底部流过。循环风机耐高温180耐湿99%,电机转数1430rad/min,风速4m/s,额定功率2kw,8台风机送风量为27300m3 。叶桨半径 每两台风机间距2m。风机架主
7、体由铝合金和不锈钢板构成,耐腐蚀。4.加湿系统:加湿系统的工作原理是当窑内湿度过低时向窑内输出蒸汽,使窑内湿度上升到设定值。加湿系统也有手动、自动两路控制阀门。此系统在人参加工过程中应用不上,故不多加介绍。5.排潮系统:在人参干燥过程中产生的潮气超过设定值时,通过打开、排潮翻版使潮气外排,并通过进风道吸入新空气以达到干、湿气体交换。排潮风道在窑体右上方,风道呈三角形保证风向下循环,排潮风道全长16m,共有8个排潮口。风道前段装有风机将风从窑内吸出排除窑外。进风道在循环风机前端,进风道上有7个出风口,出风口在循环风机后端,呈挂钟型,进风道内无电机送风,靠风机转动后在叶桨后方出现负压,将进风道内的
8、空气吸出。进风道口有进风挡板,进风挡板由小电机控制开合。通过窑内控制器进行控制开关,进风挡板与排潮风机二者为联动装置即排潮风机打开则进风挡板开启,排潮风机关闭则进风挡板关闭。这样设计是为了保证窑内压强,做到排出多少空气吸进多少空气。进风挡板全部开启时间为60s。6.控制系统:“傲世”自动干燥窑控制系统是由意大利制造,用其控制和调节整个干燥过程中的各项指标和干燥参数,以满足不同的干燥需要。本设备控制系统有两种控制模式,即半自动和全自动控制。它们都是通过窑内2个测点测量出窑内实时的温度、湿度值来控制加热系统电动阀、排潮风机及进风挡板的开关来改变窑内的湿度及温度。温度控制偏差:2;EMC控制偏差:1
9、.5。2个测点分别测量窑内的温湿度值,反馈到控制器显示。测点测量的温度、湿度分别以摄氏温度和平衡含水率显示出来。平衡含水率(EMC):指木材长期处于一定湿度和温度的空气中,水分的吸收和放出趋于平衡,木材的含水率比较稳定时,此时的含水率称为木材的平很含水率。此名词源于木材干燥行业,由于本套设备前身为干燥木材使用,故在人参加工中仍以平衡含水率为衡量空气湿度标准。平衡含水率与空气相对湿度转换公式:*以上公式中:h:相对湿度 T:温度(F) 温度(F)=32+9/5*温度()由以上公式得知:EMC与温度及空气相对湿度有关。具体关系:当空气相对湿度为定值时升高温度则EMC值下降。温度与EMC这两个参数是
10、烘干参数中的核心,若想操作好自动烘干窑,就必须弄清二者之间的关系。“傲世”自动干燥窑控制器是由意大利制造,内置的操作程序简洁实用。控制器屏幕为全触屏,内置屏幕锁,可防止非本岗位操作人员操作,保证设备安全运行。屏幕上方并排有三组参数,分别为含水率(不适用于烘干人参),湿度(EMC),温度()。每组参数中分别显示当前窑内实时参数和预设参数值。根据二者差值来控制加热阀门、排潮电机、进风挡板的开启与关闭,以达到预设参数值。三组参数下方有四组设备控制器,分别显示加热、排潮、循环风机、喷蒸控制开关的开关状态,方便设备操作人员随时了解窑内设备运行状态。四组设备控制器均可实行手动/自动两种模式切换,以便于精确
11、控制窑内烘干参数。循环风机开启时并不是8台同时开启,而是按顺序先后启动,每台风机启动时间间隔为30s。此设计的目的是为了避免8台循环风机同时启动,造成瞬间电流过大损坏设备。控制柜内有七个循环风机开关,对应8台循环风机,其中1,2号循环风机共用一个风机开关。可针对窑内装参量的多少,适当减少风机开启台数,避免能源浪费。控制器中可设定风机转数及风机转向,但需要安装变频装置,若安装变频器后,即可通过控制器直接控制循环风机的转数及风机转向。加热控制器是通过控制蒸汽加热官道上的电动阀门来控制。电动阀门全部开启/关闭所需时间为30s。由于窑内有两组温度、湿度测点。二者测量的数据反馈到控制器上,控制器以此为参
12、照依据对窑内设备进行控制。但测量两组数据肯定会存在偏差故此控制器上存有三种校准模式以供选择,三种模式分别为:1、以窑内最高温度/湿度为参照;2、以窑内最低温度/湿度为参照;3、以窑内平均温度/湿度为参照。操作者可根据实际烘干工艺要求来选择不同的校准模式。为了实现烘干全过程自动运行,本套控制系统设有分阶段控制。通过操作者根据生产工艺参数的要求分阶段将工艺参数编入控制系统,当本阶段控制条件满足后,控制器自动跳至下一阶段,依此类推直至编制的操作阶段全部走完,完成烘干全部过程,实现干燥操作自动化控制。编制阶段参数分别有温度、EMC、保持时间及计时条件四个,前三个参数不多做介绍。我详细讲解一下“计时条件
13、”。计时条件,即保持时间开始计时的条件。M828型控制系统计时条件分别有以下几种:(1)基于时间:此选项含义为,从开机时开始倒计时,当达到保持时间设定值时此阶段自动结束,系统跳至下一阶段。(2)基于温度(EMC)+时间:此项含义为当窑内温度达到设定值时开始倒计时,当达到保持设定值时此阶段自动结束,系统跳至下一阶段。(3)基于温度+湿度(EMC)+时间:此选项含义为当窑内温度和湿度(EMC)同时达到设定值时开始倒计时,当达到保持设定值时此阶段自动结束,系统跳至下一阶段。(4)基于时间或温度:此选项含义为本阶段运行时间达到设定值或窑内温度达到设定值时此阶段自动结束,系统跳至下一阶段。(5)基于时间
14、或湿度(EMC):此选项含义为本阶段运行时间达到设定值或窑内湿度(EMC)达到设定值时此阶段自动结束,系统跳至下一阶段。(6)基于时间或温度+湿度(EMC):此选项含义为本阶段运行时间达到设定值或窑内温度和湿度(EMC)同时达到设定值时此阶段自动结束,系统跳至下一阶段。 操作者可根据烘干工艺要求选择不同的烘干条件,为了加强系统的控制精度,本套控制系统还设置了升温梯度和EMC降低梯度。这两个选项是为了控制设备升温速度和排潮速度。在本次人参加工期间,这两个功能并没有使用,因为我们的干燥工艺还没有确定还达不到设置梯度的要求。但是在此选项在加工西洋参的烘干操作中应该能发挥较大作用。 总体而言,“傲世”
15、自动干燥窑,操作简单,功能强大,可完全满足各品种人参产品的烘干操作要求,实现人参工厂规模化生产。1.1.3 AZT-200型药材干燥(窑)主要技术参数电源380V/220V50Hz供热方式蒸汽锅炉供气压力蒸汽0.40.5Mpa最好保证在0.4Mpa过热水温度出口温度120回水温度95设计窑内最高温度值100电磁、电动阀门工作压力0.5Mpa流体温度 180窑内管路及加热器实验压力1.6Mpa工作压力0.5Mpa循环电机耐高温 180 绝缘等级H级 防护等级Ip55耐湿99% 冷却方式Ic411 电机转数1430转/分风机风速1.5 4m/s 风量 8# 27300m3/h风压:27.7kg/m
16、窑体抗震系数7级可承受风力100km/h可承载压力130kg/m3执行器15N/m 220V 50Hz高温电缆-20180密封胶条-40120人参加工工艺 此套人参加工工艺是根据传统人参加工工艺结合了本公司“傲世”自动干燥窑的设备特点总结而成故此套工艺仅适用本公司的“傲世”制动干燥窑。 在此次人参加工前,我还是一个对人参加工一窍不通的门外汉,没有任何的人参加工经验,对传统的人参加工方法和加工设备也是一无所知。对传说中的“土窑”、“火炕”等人参加工设施一点概念都没有。在人参加工前期我做了大量功课,通过网络和向师傅们请教对传统的人参加工方法才有所了解,但随着了解的深入我便越来越糊涂,我发现每个人的
17、人参加工方法均不相同。有的甚至连一点可比性都没有这着实让我郁闷。通过自己私下的分析,我明白了其中的道理。因为人参加工到现在仍没有形成一套完整的规范的理论。每位人参加工师傅的加工习惯、加工设备均有差异,造成了师傅们加工经验均不相同。人参加工的师傅们大多是农民出身,文化不高全靠经验加工,并不能说出这些经验中的理论依据。故此造成现在这种情况出现。本公司所引进的“傲世”自动干燥窑与传统让你深加工设备差异更大,师傅们传统的加工经验在此设备条件下并不能完全适用。所以我们必须在传统加工工艺的基础上摸索出一套适合自己的人参加工工艺。要想将传统的人参加工工艺与现代化加工设备相结合就必须明白传统人参加工设备与现代
18、化加工设备的不同之处,针对其中的不同点调整相应的参数来配合新设备的使用。可是我以前没有任何的人参加工经验并且也没见过传统人参加工设备,只能靠向师傅和有过人参加工经验的工人询问加上自己的想象。虽然难免会与实际有一定的偏差但是我想大体是不会错的。传统的烘干窑应该不大,大概有本厂干燥窑的1/3大,最大的也不超过1/2.加热方法有锅炉排管、暖气片、火炕、炉筒等。窑顶安有吊扇,排潮用轴流风机,无进风道。传统加工方法中吊扇的作用主要是均衡窑内温度,排潮全靠师傅的加工经验(人员进入窑内查看)。一次排潮将窑内空气湿度将的很低,然后窑内湿度在烘干过程中缓慢上升,再次进行排潮。与本厂的干燥窑相比,本厂的干燥窑比传
19、统的干燥窑多了一组循环风机。循环风机在人参加工中不单单作为促进空气流动,均衡窑内温度使用。本厂窑内的循环风机有8台出风速度为27300m3/h。这个风量是非常大的,足够对人参的干燥过程产生影响。因此传统加工方法也应针对本厂的这个设备特点做出相应的改变。我所制定的人参加工工艺也是建立在这个基础上。下面详细阐述个品种人参加工工艺参数。1. 生晒参影响生晒参干燥效果的因素有很多,主要有两个方面,一个方面是鲜参本身的品质,另一个方面就是干燥工艺和干燥设备了。从人参本身来讲,有产地、年头、品种、浆气、生长环境、是否打籽、皮老嫩及起参的时间之分,这些客观因素均会对人参加工起到一定的影响作用。产地:以产地而
20、论,我厂今年加工的人参主要有两个省份产的人参,一为黑龙江省大兴安岭附近,一为吉林省长白山山脉附近。就二者烘干出得生晒参作比较很明显的可以看出,吉林省出产的人参烘干后品质均要比黑龙江参高上几筹。这就是人参地域的差异。由于人参的生长地区的气候和土壤环境的影响会对人参的品质起到一定的制约。年头:用于加工生晒参的原料参,一般为4年5年生,六年生得人参也会有一部分做生晒(礼品参除外)。由于人参的生长年限不同,人参的本质也有差异,4年生人参普遍比5年生人参要嫩(皮),参体质部水分较足。5年生人参参体质部较密实。在烘干中也会对人参出参品质产生一定影响。区分人参生长年限的方法是选一棵芦头齐全的人参,查芦头上的
21、碗,根据露头上碗的个数确定人参年限。品种:生晒参品种之分,主要有大马伢和二马伢之分。大马伢:脖短体胖,二马伢:圆膀,脖长,体匀且修长。二者差异不是很大,仅在烘干时间上有所差异。浆气:人参加工的好与坏浆气是否充足是一个至关重要的因素。并且很多因素都会影响人参浆气的充足与否,从而影响生晒参加工的品质。人参浆气有足与不足之分。作用到参上又分浆足参、半浆参和干浆参。鉴别人参浆气是否充足的办法有两个。一个是有经验的师傅用手抓人参根部,凭感觉判断人参浆气是否充足。另一种是用测水分仪来进行测定。在人参加工期间我用探针式测水分仪测试不同产地、批号的人参发现,仪表测得数值在45以上时为浆足参,在3545左右为半
22、浆参,在35以下为干浆参。生长环境:人参的生长环境直接会影响人参的品质。就人参生长环境而言影响人参品质的因素有,阴阳坡和人参生长的土质。具体可以分为阴坡参和阳坡参;沙地参和正常人参。由于人参喜阴所以阴坡参要于阳坡参,正常参好于沙地参。区分方法主要靠人观察人参品质而定。阳坡参普遍浆气不足,品相不好。沙地参皮老,横纹较深有种沧桑感。生长环境对生晒参成品的影响主要是通过人参浆气。 打籽:人参打籽是指加工生晒参的原料参在起出得这一年是否留籽。留籽后的人参养分均供给人参籽了,所以留籽后的人参加工后干浆、抽沟均非常严重。区分是不是打籽参只能通过采购人参时询问,一般在外观看不出人参是不是打过籽。 皮老嫩:人
23、参表皮有老嫩之说,影响人参皮老嫩的因素主要有,生长地域、环境、生长年限等。人参的皮老与嫩否不会对人参加工造成很大的影响,在生晒参加工中,人参的皮老嫩只会影响干燥过程中人参定型时间的长短。 起参时间:一般来说,人参加工时间为9月上旬开始,到十月上旬结束。在九月份是人参根部营养物质储存最高阶段,人参浆足。此时加工可以提高产品质量和出优率。而进入十月份后,人参根部一部分淀粉转化为糖份以抗寒越冬,此时参根部浆气不足,俗称回浆。而此时加工生晒参时应在温度上做出一定的调整。随着天气转冷,温度下降,烘干温度适当提高35的,但生晒参烘干温度不得超过60,红参烘干温度不得超过65,以免出现人参红心和焦糊状况的发
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