基于微波硫灯的中草药晾晒装置及方法

1.本发明涉及中药加工领域，具体涉及基于微波硫灯的中草药晾晒装置及方法。


背景技术：

2.中国作为全世界种植中草药的大国，在对中草药进行采摘后，多数地区采用将中草药直接放置在阳光下进行晾晒。考虑到不同的地区，因为气候、温度、湿度的影响，对于中草药是否达到了一个晾晒的标准多数依靠人为判断。由于某些地区长期处于阴雨天气，空气湿度较高，对于中草药的晾晒造成一定的困难，导致中草药发霉、病虫害的几率大大提高。
3.现有技术中使用检测光照的装置，利用晾晒板转动来实现中草药晾晒自动化，或采用烘干或者风干装置来对中草药进行晾晒。对于光照检测法，在光照不足的地区实用性不强；对于烘干或者风干方法，无法保证中草药可以达到晾晒的效果的同时，中草药的有效成分不会流失。


技术实现要素：

4.本发明提供了基于微波硫灯的中草药晾晒装置及方法，利用微波硫灯发射出来的光谱与太阳光光谱接近的方式，模拟太阳光照，对微波硫灯的照射强度进行控制，达到中草药的晾晒与杀菌效果。采用该装置，解决了因地理或者天气原因造成的中草药晾晒问题，同时，不会造成中草药的有效成分流失，从根本上解决了部分地区的中草药晾晒问题。通过下述技术方案实现：
5.一方面，本技术提供了一种基于微波硫灯的中草药晾晒装置，包括晾晒室，设置于晾晒室顶部的微波硫灯和设置于晾晒室底部的旋转晾晒机构；所述旋转晾晒机构包括转轴和搅拌板，所述晾晒室底部为圆柱面，考虑到在旋转晾晒机构转动时，存在将中草药带动掉出的可能性，将晾晒室设计为较为光滑的圆柱面，同时增加了晾晒面积，提高中草药晾晒的效率。所述圆柱面的轴心为转轴，所述圆柱面的半径大于或等于转轴到搅拌板远端的距离。通过旋转晾晒机构的转动，防止中草药堆在晾晒室固定的地方，让中草药得到充分的晾晒。
6.在上述方案的基础上，进一步的有：所述微波硫灯为一台或多台。安装多台微波硫灯形成阵列可以提高中草药晾晒效率。
7.在上述方案的基础上，进一步的有：所述旋转晾晒机构包括1根转轴和连接在转轴上的1块或多块搅拌板。设置多块搅拌板可增大中草药的搅拌效率，从而提高晾晒效果。
8.在上述方案的基础上，进一步的有：所述搅拌板为平面板或曲面板。
9.在上述方案的基础上，进一步的有：所述搅拌板为透明材质。在材料选用上，考虑使用硬度较低的材料，透明塑料板或者亚克力板均可，一方面选用透明材料可以更大程度上提高晾晒效率，另一方面塑料板或亚克力板成本较低。
10.在上述方案的基础上，进一步的有：所述转轴的转速为可调节设置。为防止转动过程中造成中草药损坏，转动速率应当适中或较低，可根据不同种类的中草药来进行转速调
节。同时设置有过载保护，若转动速率过快达到预设的转动速率阈值，自动停止晾晒板转动。
11.在上述方案的基础上，进一步的有：所述微波硫灯的光谱为500-560mm波段，与太阳光光谱重合度在70％以上，主要集中在530mm波段。在连接电源接口后，微波硫灯通过磁控管产生某一频段的微波，通过波导传输到谐振腔内。经氩气接口注入氩气，微波供能之后，将氩气击穿，产生氩气等离子体会将灯泡中的硫粉加热，产生硫等离子体后进行放电发光，透过灯罩照射在中草药上。微波硫灯发光产生的光谱特性集中于530mm附近，我们可以通过增加灯泡中硫粉质量，来让光谱从绿光波段到紫外线移动。此外，可以通过改变微波硫灯功率来适应不同种类与不同形状的中草药，获得更好效果以及更高的效率。
12.在上述方案的基础上，进一步的有：所述晾晒室的入口处设置有第一传送带，所述晾晒室的出口处设置有第二传送带。
13.在上述方案的基础上，进一步的有：所述第一传送带与晾晒室之间还设置有一坡面，所述第一传送带处于坡面上方。第一传送带将中草药从装置外部传送至坡面，利用惯性与重力作用，中草药将滑落至晾晒室。第一传送带的传送速度不宜过快，防止中草药滑落，在将中草药全部送入晾晒室后，停止第一传送带，准备进行晾晒。
14.在上述方案的基础上，进一步的有：所述晾晒室与第二传送带之间还处设置有挡板，防止旋转晾晒机构工作时，将中草药甩落到第二传送带上。晾晒完成后，将挡板打开，利用旋转晾晒机构将中草药放置于第二传送带上传出。
15.在上述方案的基础上，进一步的有：所述晾晒室内还设置有湿度检测装置。设置于晾晒室底部，可对晾晒室内的中草药进行周期性湿度检测。
16.在上述方案的基础上，进一步的有：所述第一传送带、第二传送带、转轴、挡板、微波硫灯和湿度检测装置等控制器件均与控制器电连接，所述控制器可以设置于移动终端，与各设备无线连接；也可以设置于中草药晾晒装置壳体上，与各设备有线连接；控制器用于控制第一传送带和第二传送带的开关，设置转轴的转速，控制挡板的开合，调节微波硫灯的功率，并监测湿度阈值和转速阈值。
17.第二方面，本技术提供了一种基于微波硫灯的中草药晾晒方法，包括如下步骤：
18.步骤一：将中草药放置于晾晒室中，开启微波硫灯，开始晾晒中草药；
19.步骤二：开启旋转晾晒机构对中草药进行搅拌，使中草药得到充分晾晒。
20.在上述方案的基础上，进一步的有：通过湿度检测装置对晾晒室内的中草药进行周期性湿度检测，当检测值低于预设湿度阈值时，判定达到晾晒要求。
21.本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
22.1.利用微波硫灯光谱与太阳光光谱接近的特性，来模拟光照。微波硫灯的光谱与太阳光光谱重合度在70％以上，多数集中在530mm波段。中草药的有效成分吸收光谱的波段集中在200-300mm，中草药的部分化合物吸收该波段的光谱会导致药效流失。微波硫灯在该波段的光谱功率较低，相比传统的利用热源进行晾晒，有效保护了中草药中的有效成分。同时，相比风干晾晒，微波晾晒解决中草药堆积，内部的中草药晾晒效果远比表面的中草药差。该装置不受地理、气候环境制约，成本低、效果好、效率高、更具有针对性、无任何有害物质残留，操作简单，保障操作人员的安全，微波硫灯的功率可调节，最大程度上保障了中草药晾晒的效果，解决了光照不足的地区中草药晾晒问题。
23.2.针对不同种类的中草药，可以设置不同的传送速度、晾晒时间、旋转速度、光照功率和湿度阈值等复杂参数，以提高装置的复用性。
附图说明
24.为了更清楚地说明本发明示例性实施方式的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。在附图中：
25.图1为本发明的装置示意图；
26.图2为本发明的装置正视图；
27.图3为本发明的微波硫灯结构示意图；
28.图4为本发明搅拌板的一种结构示意图；
29.图5为本发明搅拌板的另一结构示意图；
30.图6为本发明搅拌板的另再一种结构示意图。
31.附图中标记及对应的零部件名称：1-第一传送带，2-旋转晾晒机构，3-晾晒室，4-微波硫灯，5-挡板，6-第二传送带，7-控制面板，2.1-转轴，2.2-搅拌板，2.3-搅拌板远端，4.1-灯泡，4.2-谐振腔，4.3-灯罩，4.4-波导，4.5-磁控管，4.6-电源接口，4.7-氩气接口
32.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
33.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
34.在以下描述中，为了提供对本发明的透彻理解阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本发明。在其他实施例中，为了避免混淆本发明，未具体描述公知的结构、电路、材料或方法。
35.在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本发明至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的示图都是为了说明的目的，并且示图不一定是按比例绘制的。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。
36.在本发明的描述中，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“高”、“低”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
37.实施例1：
38.如图1所示，在本实施例中，一种基于微波硫灯的中草药晾晒装置，包括晾晒室3，
设置于晾晒室3顶部的微波硫灯4和设置于晾晒室3底部的旋转晾晒机构2；所述旋转晾晒机构2包括转轴2.1和搅拌板2.2，所述晾晒室3底部为圆柱面，考虑到在旋转晾晒机构2转动时，存在将中草药带动掉出的可能性，将晾晒室3设计为较为光滑的圆柱面，同时增加了晾晒面积，提高中草药晾晒的效率。所述圆柱面的轴心为转轴2.1，所述圆柱面的半径大于或等于转轴2.1到搅拌板远端2.3的距离。通过旋转晾晒机构2的转动，防止中草药堆在晾晒室3固定的地方，让中草药得到充分的晾晒，如图2所示。
39.优选的，安装多台微波硫灯4形成阵列可以提高中草药晾晒效率。
40.优选的，所述旋转晾晒机构2包括1根转轴2.1和连接在转轴2.1上的1块(如图4所示)或3块搅拌板2.2(如图5所示)。设置多块搅拌板2.2可增大中草药的搅拌效率，从而提高晾晒效果。
41.优选的，所述搅拌板2.2为平面板(如图5所示)或曲面板(如图6所示)。
42.优选的，所述搅拌板2.2为透明材质。在材料选用上，考虑使用硬度较低的材料，透明塑料板或者亚克力板均可，一方面选用透明材料可以更大程度上提高晾晒效率，另一方面塑料板或亚克力板成本较低。
43.优选的，所述转轴2.1的转速为可调节设置。为防止转动过程中造成中草药损坏，转动速率应当适中或较低，可根据不同种类的中草药来进行转速调节。同时设置有过载保护，若转动速率过快达到预设的转动速率阈值，自动停止晾晒板转动。
44.优选的，如图3所示，所述微波硫灯4的光谱为500-560mm波段，与太阳光光谱重合度在70％以上，主要集中在530mm波段。在连接电源接口4.6后，微波硫灯4通过磁控管4.5产生某一频段的微波，通过波导4.4传输到谐振腔4.2内。经氩气接口4.7注入氩气，微波供能之后，将氩气击穿，产生氩气等离子体会将灯泡4.1中的硫粉加热，产生硫等离子体后进行放电发光，透过灯罩4.3照射在中草药上。微波硫灯4发光产生的光谱特性集中于530mm附近，我们可以通过增加灯泡4.1中硫粉质量，来让光谱从绿光波段到紫外线移动。此外，可以通过改变微波硫灯4功率来适应不同种类与不同形状的中草药，获得更好效果以及更高的效率。
45.优选的，所述晾晒室3的入口处设置有第一传送带1，所述晾晒室3的出口处设置有第二传送带6。
46.优选的，所述第一传送带1与晾晒室3之间还设置有一坡面，所述第一传送带1处于坡面上方。第一传送带1将中草药从装置外部传送至坡面，利用惯性与重力作用，中草药将滑落至晾晒室3。第一传送带1的传送速度不宜过快，防止中草药滑落，在将中草药全部送入晾晒室3后，停止第一传送带1，准备进行晾晒。
47.优选的，所述晾晒室3与第二传送带6之间还处设置有挡板5，防止旋转晾晒机构2工作时，将中草药甩落到第二传送带6上。晾晒完成后，将挡板5打开，利用旋转晾晒机构2将中草药放置于第二传送带6上传出。
48.优选的，所述晾晒室3内还设置有湿度检测装置。设置于晾晒室3底部，可对晾晒室3内的中草药进行周期性湿度检测。
49.优选的，所述第一传送带1、第二传送带1、转轴2.1、挡板5、微波硫灯4和湿度检测装置等控制器件均与控制器7电连接，所述控制器7可以设置于移动终端，与各设备无线连接；也可以设置于中草药晾晒装置壳体上，与各设备有线连接；控制器7用于控制第一传送
带1和第二传送带1的开关，设置转轴2.1的转速，控制挡板5的开合，调节微波硫灯4的功率，并监测湿度阈值和转速阈值。
50.为了进一步实现本发明的目的，本发明还提出了第二个实施例。
51.实施例2：一种基于微波硫灯的中草药晾晒方法，包括如下步骤：
52.将需要晾晒的中草药放置于第一传送带1上，等待传送带将中草药运输至晾晒室3中，直到晾晒室3指示灯亮起，代表中草药全部传送入晾晒室3中，可以进行下一步操作。特别的，考虑到中草药种类不同，对于传送带的速度控制可以根据不同中草药的特性，利用控制器7对传送带速度进行修改。比如对于一些外壳较硬的中草药，例如：海马、龟壳等，为提高效率可以适当提高传送带速度；对于外壳柔软，易损坏的中草药，例如：白芍、艾叶等，可以降低传送带的速度。
53.中草药进入晾晒室3后，需要先将微波硫灯4打开，填充硫粉，进行预热，等待微波硫灯4发光稳定后，再打开旋转晾晒机构2，该过程需要30秒左右。我们将微波硫灯4的照射模式分为两种模式：晾晒模式与消杀模式，可在控制器7中进行选择。因此，提出了一种基于微波硫灯4光谱特性的新的中草药晾晒方法：选择晾晒模式，控制器7会检测硫粉含量，如果符合产生晾晒模式光谱，提醒硫粉量正常，可以进行下一步。之后可以观察到微波硫灯4会产生一个光谱偏绿的光照，随着旋转晾晒机构2的转动，将中草药搅拌均匀晾晒；选择消杀模式后，需要给灯泡4.1中填充硫粉，直到控制器7提醒已经填充了足够质量的硫粉。如果误操将硫粉填充过多，或者在微波硫灯4使用过程中，硫粉消耗过多，导致光谱特性无法满足时，系统会发出提醒警告。对于两种模式，我们均可以根据中草药的不同特性以及晾晒的经验来随时控制晾晒停止。同样的，也提供定时模式，经过多次晾晒后，对晾晒中草药的时间尺度有一定把握后，可以选择该全自动模式来提高效率。对于旋转晾晒机构2的转速也可以进行调整，选择该模式后，等待计时结束，自动关闭微波硫灯4与旋转晾晒机构2转动，将中草药送出。微波硫灯4照射晾晒是最为关键的一个过程，我们可以根据不同地区的湿度、天气状况以及中草药的状态不同，对微波硫灯4做出调整。中草药受潮严重或者空气湿度大，需要适当的增加晾晒时间；对于消杀模式，考虑到紫外线过度照射会导致中草药部分有效成分失效，所以时间不宜过久。晾晒时中草药药可以通过观察外壳是否受热裂开或者根据传送带传送出的中草药质地是否偏软湿润，来判断中草药的晾晒是否达到要求，也可以通过湿度检测装置对晾晒室3内的中草药进行周期性湿度检测，当检测值低于预设湿度阈值时，判定达到晾晒要求。
54.等待晾晒结束后，关闭微波硫灯4，与第二传送带6连接的挡板打开。降低旋转晾晒机构2的转速，直到将晾晒室3内所有的中草药均通过旋转晾晒机构2转移到第二传送带6上。将晾晒后的中草药收集，供后续使用。
55.以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。