温室智能装备系列之五十三一种温室育苗基质消毒机研制与试验

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原理

育苗基质远红外线消毒机主要采用远红外线加热技术。远红外线消毒是以远红外线作为热源产生的高温进行灭菌消毒的，即采用英电热管产生120 ℃以上高温来对土壤基质进行消毒。远红外线作为一种磁波，它以辐射方式向外传播，热效应好，可达到120 ℃左右的高温，且特别易被生物体如各种病菌吸收。病菌吸收热能超过它的承受极限，病菌会丧失活性。由于远红外线的这些特点，用在基质消毒上，这种方式具有速度快、穿透力强的特点，能使得基质充分吸收热能，加热效率高，短时间内达到杀菌所需的温度。

利用这种技术进行土壤基质消毒的装置集成了电控装置、消毒装置、传动装置、进料装置和运料装置，实现加热温度、运转速度连续可调，通过远红外加热元件对育苗基质进行加热，使基质温度升高达到预设温度，干预有害微生物积累和繁殖、杀死病原菌。

主要技术参数

根据作业输送量计算选择电机功率0.75 kW，远红外加热元件布置如图1所示，设计输送盘布置如图2所示，整机设计组装实物图如图3所示。

功能特点

采用远红外加热管加热，作业效率高，温度调节范围大（>300 ℃）；

作业速度和温度连续可调；

料斗中加入基质方便快捷。

试验设计

试验方案

在平谷农机研究所室外进行试验，设定不同运转时间、运行速度和加热温度三个对比因子，改变间歇时间，在基质达到消毒条件状态下，根据作业功率，确定最佳间歇时间。

试验材料

育苗基质选用山东寿光产某型号标准基质，使用 50 袋，每袋15 kg。

温度测量采用2 个浙江产智能温度控制仪XMTA系列 （0～300 ℃），带有传感器。

基质收纳箱2 个，用于收集试验基质。

试验条件

运转时间20 s，加热温度220 ℃，电机频率25 Hz，运转速度10 m/min，加热管功率25 kW，料斗体积0.07 m3，基质初始温度16.8 ℃。

试验步骤

在间歇时间20 s下，按照消毒机的使用方法，对基质进行加热消毒，实时记录出料口出基质的温度。

在间歇时间30 s下，按照消毒机的使用方法，对基质进行加热消毒，实时记录出料口出基质的温度。

在间歇时间40 s下，按照消毒机的使用方法，对基质进行加热消毒，实时记录出料口出基质的温度。

试验结果

间歇时间20 s下，消毒完一漏斗基质所用时间是180 s，消毒后基质平均温度80 ℃，最高温度84.6 ℃，消毒效率1.4 m3/h。

间歇时间30 s下，消毒完一漏斗基质所用时间是260 s，消毒后基质平均温度85 ℃，最高温度87 ℃，消毒效率0.97 m3/h。

间歇时间40 s下，消毒完一漏斗基质所用时间是264 s，消毒后基质平均温度84 ℃，最高温度85 ℃，消毒效率0.95 m3/h。

结论

该装置在基质消毒后平均温度大于80 ℃的基础上，根据试验结果，作业模式为运行20 s间歇20 s时，消毒作业效率比间隔30 s和40 s对应平均消毒效率高45.83%。在北京平谷、昌平等区县实际使用中，考虑基质有益活性、作业效率、基质类型等因素可对作业模式进行调节，以达到最好效果。