一种静电纺丝种子包衣设备及方法

本发明涉及农业设备领域，尤其涉及一种静电纺丝种子包衣设备及方法。

背景技术：

1、种子包衣是一种在种子表面均匀涂覆一层保护膜的技术，以提高种子的萌发率和生长质量。种子包衣技术是一种在传统浸种、拌种技术基础上发展起来的种子加工新技术。它通过在种子外面均匀包裹一层药剂(种衣剂)，以达到防治苗期病虫害、促进生长发育、提高作物产量的目的。现有的种子包衣技术主要采用机械或手工方法，将含有杀虫剂、杀菌剂、复合肥料、微量元素、植物生长调节剂等成分的种衣剂均匀包覆在种子上。然而，这些方法存在自动化程度不高、密封性差等问题。目前，种子包衣主要采用液相包衣和干粉包衣两种方法。液相包衣是将种子浸泡在含有包衣材料的液体中，然后干燥成膜。干粉包衣是将种子与粉末状包衣材料混合，然后喷洒粘合剂使粉末粘附在种子表面。

2、然而，这些方法存在一些问题，如包衣层厚度不均匀、易脱落、对环境友好性差等。静电纺丝技术是一种利用静电力作用制备纳米纤维的技术。其基本原理是将聚合物溶液或熔体置于高压静电场中，使其带电并产生细小纤维。该技术具有制造装置简单、纺丝成本低廉、可纺物质种类繁多、工艺可控等优点。近年来，静电纺丝技术在农业领域得到了广泛应用，尤其是人参等高价值的种子包衣，病虫防治等方面。静电纺丝技术在各个领域都得到广泛应用包括过滤材料、能源材料、生物医用材料等。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种静电纺丝种子包衣设备及方法。

2、为解决上述技术问题，本发明采取了如下技术方案：

3、一种静电纺丝种子包衣设备，包括：静电包衣工作箱、控制单元、包衣液喷射系统、包衣液喷射系统移动滑台、供种单元、种板调节机械手臂单元、种子收纳盒、种板传输系统、种板机构、温度控制系统和高压静电发生器；其中，所述控制单元和所述高压静电发生器固定设置在所述静电包衣工作箱上面正侧的边缘处，所述包衣液喷射系统和所述包衣液喷射系统移动滑台设置在所述静电包衣工作箱内部，且所述包衣液喷射系统固定在所述包衣液喷射系统移动滑台上，所述温度控制系统设置在所述静电包衣工作箱内部右边侧壁上，所述静电包衣工作箱下面中间位置设置有漏种孔，漏种孔下方设有所述种子收纳盒；所述静电包衣工作箱下端设有支撑腿；所述供种单元和所述静电包衣工作箱通过所述种板传输系统连接，所述种板调节机械手臂单元设置在所述静电包衣工作箱上。

4、优选的，所述包衣液喷射系统包括喷头、包衣液注射器、包衣液注射调节机构、包衣液注射推进电机和包衣液存储单元。

5、优选的，所述种板调节机械手臂单元包括机械手臂和机械手。

6、优选的，所述种板传输系统包括传输装置和传输装置。

7、优选的，所述种板机构包括种板、联轴器、链接支架和电机。

8、优选的，所述静电包衣工作箱的左侧壁上还设置有种子整理及翻转毛刷。

9、优选的，所述控制单元和所述高压静电发生器并排设置。

10、优选的，漏种孔的形状设为长方形。

11、优选的，所述支撑腿设有4个。

12、一种静电纺丝种子包衣方法，包括以下步骤：

13、步骤1：将包衣液溶液或熔体注入所述喷头中，形成小液滴；

14、步骤2：所述高压静电发生器产生高压静电，使液滴带电并开始形成纤维；

15、步骤3：所述种板机构捕捉形成的纳米纤维，并将其均匀分布在所述喷头下方；

16、步骤4：所述种板传输系统将待包衣的种子输送到所述喷头下方，使其均匀分布在纤维层中；

17、步骤5：所述温度控制系统调节设备内部温度，确保种衣剂在适当温度下固化。

18、本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

19、(1)本发明可以保持包衣区域恒定温度，温度控制系统可以确保在某一恒定温度下进行包衣，从而提高纺包衣的均匀性；这种恒温控制有助于减少由于温度波动引起的包衣液直径和形貌的变化，从而保证包衣质量的一致性；

20、(2)本发明可以适应不同包衣液的需求，温度控制系统可以根据不同包衣液的特性调整温度，对于高沸点包衣液，可以适量升高包衣温度，以促进包衣液的挥发和射流的快速固化，而对于低沸点包衣液，则可以降低包衣温度，以避免过快的溶剂挥发导致包衣液喷涂不均匀；

21、(3)本发明可以优化环境条件，除了直接控制包衣液的温度外，温度控制系统还可以与湿度控制系统结合使用，以实现更复杂的环境条件控制；可以通过定温度变湿度或定湿度变温度的方式，综合调节环境温湿度，以进一步优化静电纺丝过程。

技术特征：

1.一种静电纺丝种子包衣设备，其特征在于，包括：静电包衣工作箱(1)、控制单元(2)、包衣液喷射系统(3)、包衣液喷射系统移动滑台(4)、供种单元(6)、种板调节机械手臂单元(7)、种子收纳盒(8)、种板传输系统(9)、种板机构(10)、温度控制系统(11)和高压静电发生器(12)；其中，所述控制单元(2)和所述高压静电发生器(12)固定设置在所述静电包衣工作箱(1)上面正侧的边缘处，所述包衣液喷射系统(3)和所述包衣液喷射系统移动滑台(4)设置在所述静电包衣工作箱(1)内部，且所述包衣液喷射系统(3)固定在所述包衣液喷射系统移动滑台(4)上，所述温度控制系统(11)设置在所述静电包衣工作箱(1)内部右边侧壁上，所述静电包衣工作箱(1)下面中间位置设置有漏种孔，漏种孔下方设有所述种子收纳盒(8)；所述静电包衣工作箱(1)下端设有支撑腿(13)；所述供种单元(6)和所述静电包衣工作箱(1)通过所述种板传输系统(9)连接，所述种板调节机械手臂单元(7)设置在所述静电包衣工作箱(6)上。

2.根据权利要求1所述的一种静电纺丝种子包衣设备，其特征在于，所述包衣液喷射系统(3)包括喷头(301)、包衣液注射器(302)、包衣液注射调节机构(303)、包衣液注射推进电机(304)和包衣液存储单元(305)。

3.根据权利要求1所述的一种静电纺丝种子包衣设备，其特征在于，所述种板调节机械手臂单元(7)包括机械手臂(701)和机械手(702)。

4.根据权利要求1所述的一种静电纺丝种子包衣设备，其特征在于，所述种板传输系统(9)包括传输装置(901)和传输装置(902)。

5.根据权利要求1所述的一种静电纺丝种子包衣设备，其特征在于，所述种板机构(10)包括种板(101)、联轴器(102)、链接支架(103)和电机(104)。

6.根据权利要求1所述的一种静电纺丝种子包衣设备，其特征在于，所述静电包衣工作箱(1)的左侧壁上还设置有种子整理及翻转毛刷(5)。

7.根据权利要求1所述的一种静电纺丝种子包衣设备，其特征在于，所述控制单元(2)和所述高压静电发生器(12)并排设置。

8.根据权利要求1所述的一种静电纺丝种子包衣设备，其特征在于，漏种孔的形状可根据种子形状适配调整。

9.根据权利要求1所述的一种静电纺丝种子包衣设备，其特征在于，所述支撑腿(13)设有4个。

10.一种静电纺丝种子包衣方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种静电纺丝种子包衣设备及方法，本发明结合了静电纺丝技术和种子包衣技术的优势，采用高压静电发生器产生的高压静电，将聚合物溶液喷射成细小纤维，并均匀包裹在种子表面，形成一层保护膜，不仅能够缓慢释放种衣剂中的有效成分，还能提高种子的抗逆性和发芽率，在人参等高价值作物中具有及其重要的意义。且本发明不仅高效、环保、自动化程度高、密封性能好、包衣剂损失少，而且具有广泛应用前景，能够显著提升种子包衣的质量和效率，能够在农业生产中发挥重要作用，促进农业增产增收。

技术研发人员：宋伟,王景立,任丽丽,黄东岩,冯伟志,李辛雨,乔达
受保护的技术使用者：吉林农业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23