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膨化羽毛粉设备技术关键

发布时间:2020-11-02 09:20:59人气:
1.问题的提出
 
随着饲养业的发展、将产生越来越多的家禽羽毛,其中羽绒部分早已被人们利用,作为羽绒服中的防寒材料,倍受人们的青睐。但是被废弃羽毛是大量的,这不但污染了环境。也造成了浪费。对大量的废弃羽毛如何利用摆在在人们面前,据测定,鸡、鸭、鹅的羽毛,其粗蛋白含量高达85~90%,还含有微量元素及一些未知的生长因子。但是未经加工的羽毛蛋白不能溶解和消化。因此,尽管蛋白含量高,但不能做为饲料加以利用。
 
我校经过反复试验,研制成功PY一1型膨化羽毛粉机器,该设备结构简单、操作方便,能耗低,生产率高,是一项效益高,投资少的短、平、快新技术。经过一年多现场试用,经济效益和社会效益显著,特别适合乡镇企业发展的需要,因此,倍受用户欢迎。膨化羽毛粉设备的研究成功,不但解决了废弃羽毛的综合利用的问题,而且开辟了动物性蛋白饲料的新途径。此项技术已获国家实用新型专利。
 
2.膨化后羽毛粉质量分析
 
我们利用废弃的鸭羽毛和鸡毛作原料,对膨化后的羽毛粉经化验结果如下:蛋白总含量82.73%,其中天门冬氨酸5.26%、丝氨酸7.74%、脯氨酸6.92%、丙氨酸5.02%、缬氨酸5.31%、异亮氨酸2.68%、酪氨酸3.66%、赖氨酸1.15%、色氨酸0.62%、苏氨酸2.63%,谷氨酸10.37%、甘氨酸9.62%、胱氨酸4.76%、蛋氨酸0.55%、亮氨酸6.78%、苯丙氨酸3.37%、组安酸0.58%、精氨酸4.41%.从上面可以看出羽毛蛋白的必需氨基酸组成与秘鲁鱼粉相似。而胱氨酸含量比鱼粉还高,为各种天然饲料之冠,因此,用膨化羽毛粉作饲料在一定程度上可以减少动物对胱氨酸的需要,解除家禽类动物的啄病。
 
3.经济效益分析
 
此膨化羽毛粉设备,单班生产能力320公斤,如果以收购各羽绒厂分离后的毛梗、毛片及屠宰厂的鸡、鸭、鹅毛为原料,每吨价格400~600元左右。每吨原料出羽毛粉率为85%,即1.2吨原料生产一吨羽毛粉,如果三班生产,即一天生产一吨左右羽毛粉,每吨羽毛粉售价2200~2600元、去掉能耗及其他费用,一天就可获利1000~1200元,因此。经济效益十分明显。
 
4.膨化羽毛粉设备解决的技术关键
 
4.1破坏二硫化物键的基本条件
 
为了利用废弃羽毛的角蛋白,必须破坏二硫化物键,采用高压加热水解法,其基本条件是4~5大气压,温度120°-160°C左右,加热一小时,才能破坏二硫化物键,因此,对膨化技术来讲,它是借助强大的摩擦力和推进压力,使羽毛升温达到高温、高压状态,即200℃~230℃,1~1.5MPa对达到高温、高压状态下的物料进行瞬时降压,即实现了膨化,达到破坏二硫化物键的目的。
 
4.2如何解决物料的连续输送的问题
 
如图1所示,羽毛经入料口1,在转动螺杆2的作用下往前输送,设想出料口3处于关闭状态,这时羽毛被逐渐剪料、压实压力也逐渐增加,羽毛的温度逐渐升高,在螺杆前端缧旋作用下,高温物料又受到进一步挤压剪切作用温度又进一步升高以至于被熔化,如这时打开出料口,处于高温高压下的物料压力忽然降低,物料瞬时膨化出料。但是很快就不出料了,什么原因呢?这个向题困绕了课题组的同志较长一段时间,从几个方面进行了分析研究。最后终于找到原因,解决了问题。打开物料出料盖,可以发现被压缩的羽毛在高温、高压下已形成了一个胶状螺母,这个螺母同螺杆一起转动,这时螺杆对物料就起不到输送作用。因此,螺杆就没有往前的推力和对物料的剪切作用,由于物料输送停止了。膨化作用也就不能连续进行了。如何解决这一问题?螺旋展开如图2所示的楔块,胶螺母相当于图2所示的物料2,在楔块的作用下要想使物料往右移动,如设想有一一个物体1挡往物料,那么楔块移动时,物料一定往右移动。基于上述原理,我们采用了在螺杆的外套上加工成与螺杆的旋向相反的螺旋(或加工几条直槽),展开后如图3所示,这样外套的斜面起到阻碍物料同螺杆一起转动的作用,同时对物料也产生了往右的推力,保证了物料连续不断的向前输送,即保证了膨化过程的正常进行。
 
4.3关于磨损问题
 
由于螺杆是在高温、高压下工作,并与物料发生剪切和摩擦,实践证明螺杆磨损较快,特别是头部一、二扣之内更是如此,解决这个问题我们采用了两个办法:第一我们把螵杆设计成装配式,即头部和其他部分采用机械的办法组装成-一个螺杆,如图4所示,这个办法的好处是头部磨损后,可以更换。并可采用与本体不同的材料。这就延长了整个螺杆的使用寿命。第二,在头部的一、二扣螺旋上焊接硬质合金,实践证明,采用碳钢只生产四吨左右就磨损不能使用的程度,而采用硬质合金的结构后膨化450公斤羽毛粉,用肉眼观察没发现磨损的痕迹。这就提高了机器的使用奉命,解决了磨损问题。
 
4.4轴承问题
 
由于螺杆在高温高压状态下工作。传动扭距高达3948.8~5791.1Kg.cm。所承受轴向推力为2617.7~3840.3kgf,因此螺杆的轴向轴承负荷是很大的,在研究初期由于我们对轴向负荷估计不足,轴承寿命很低,有的甚至工作一周,最多也过一个月就损坏了,不能满足生产的儒要,改进了设计调正了结构、使轴承寿命达到10075小时,经过二年时间的现场运行,完全满足了需要,没有发生由于轴承损坏而影晌生产的问题。
 
5.结束语
 
废弃羽毛膨化设备的研究成功,提供了变废为宝的机会,为动物蛋白的替代产品提供了条件,由于经济效益显著,受到用户青睐。被列为重点推广的科技成果。在研究过程中,解决了一系列技术问题,诸如连续送料、局布磨损严重及关键部件寿命低,造成整机不能正常生产等有关问题,为把科学技术转化为生产力创造了基本条件。
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