智能化羽絨水洗、脫水加工設(shè)備技術(shù)研究

夏春　劉靜　王書滿　韓翔

摘? 要：本項目主要是以鴨鵝等畜禽類羽毛為主原料清洗和脫水設(shè)備的技術(shù)研究，項目集成先進(jìn)制造與新材料等技術(shù)開發(fā)應(yīng)用，突出智能高效與安全環(huán)保技術(shù)特征，有效解決國內(nèi)國際市場中羽絨水洗、脫水加工技術(shù)瓶頸問題，實現(xiàn)項目技術(shù)成果轉(zhuǎn)化，開發(fā)出新的羽絨水洗、脫水加工工藝和新裝置。

關(guān)鍵詞：羽絨水洗;脫水機

目前國內(nèi)羽絨水洗、脫水加工技術(shù)存在諸多問題亟待改進(jìn)，特別是資源浪費和現(xiàn)代化的安全生產(chǎn)問題。

“智能化羽絨水洗、脫水加工設(shè)備技術(shù)研究” 項目，既可很好地克服當(dāng)前高耗水、高耗能、高污染的缺陷，解決制約羽絨加工行業(yè)發(fā)展的環(huán)境和安全生產(chǎn)問題，又可以節(jié)約資源，提高羽絨品質(zhì)，實現(xiàn)羽絨洗脫加工的智能化、規(guī)模化、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，極大地提高生產(chǎn)效率，同時化解經(jīng)濟發(fā)展和環(huán)境保護(hù)的兩難問題，滿足社會和相關(guān)行業(yè)發(fā)展需求，帶動養(yǎng)殖等相關(guān)產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展。

1、研究開發(fā)內(nèi)容

本項目主要研究以鴨鵝等畜禽類羽毛為主原料清洗和脫水的設(shè)備技術(shù)，集成先進(jìn)制造與新材料等技術(shù)開發(fā)應(yīng)用，突出智能高效與安全環(huán)保技術(shù)特征，有效解決國內(nèi)國際市場中羽絨水洗、脫水加工技術(shù)瓶頸問題，實現(xiàn)項目技術(shù)成果轉(zhuǎn)化，開發(fā)出新的羽絨水洗、脫水加工工藝和新裝置。

1.1、羽絨前道水洗處理工藝技術(shù)研究，節(jié)能、節(jié)水、減排

研究內(nèi)容包含原毛初洗和水洗機清洗工藝。前期研究獲得爆氣沖擊水洗技術(shù)，開發(fā)的攪拌棒加爆氣沖擊裝置應(yīng)用于原毛水洗混凝土池，大大提高洗毛效率。

研究設(shè)計應(yīng)用回水循環(huán)利用裝置、設(shè)計應(yīng)用污水處理裝置，實現(xiàn)節(jié)能、節(jié)水，減少排放。

1.2、羽絨水洗、脫水加工新工藝技術(shù)研究，提高效率、保障安全生產(chǎn)

研究現(xiàn)有羽絨水洗、脫水加工工藝流程，重點對脫水環(huán)節(jié)開展實驗，了解掌握兩種不同脫水機結(jié)構(gòu)、材料、轉(zhuǎn)速、離心力、動力、震動和出毛工藝相關(guān)技術(shù)參數(shù)，建立單元模型，分析現(xiàn)有羽絨水洗、脫水工序設(shè)備不匹配和生產(chǎn)能力不均衡問題，均衡各環(huán)節(jié)生產(chǎn)能力和設(shè)備利用率，優(yōu)化整合羽絨水洗、脫水工藝路線，提出保障安全生產(chǎn)的工藝技術(shù)方案，測算出合理的工藝技術(shù)參數(shù)用于新型洗脫裝置設(shè)計。

2、高效羽絨水洗、脫水加工設(shè)備技術(shù)方案與設(shè)計

項目利用原有小型全自動高效智能羽絨洗脫機專利技術(shù)，實現(xiàn)了滾筒式無攪拌洗毛、脫水、檢測、出料于一體化。進(jìn)一步對目前市場上有代表性水洗、脫水機的結(jié)構(gòu)、材料、功能部件、工作效率、控制測量與反饋等方面進(jìn)行深入研究，借鑒東北大學(xué)汽車車輛等大型設(shè)備的設(shè)計經(jīng)驗方法，重點研究分析羽絨脫水裝置的動力和轉(zhuǎn)動部件技術(shù)數(shù)據(jù)，優(yōu)化傳動與控制技術(shù)方案，提出智能化洗脫裝置實現(xiàn)方案和技術(shù)設(shè)計。解決現(xiàn)有洗脫一體機生產(chǎn)能力與水洗機不匹配的問題，均衡產(chǎn)能，優(yōu)化羽絨水洗和脫水工藝流程，提高加工效率一倍以上，實現(xiàn)水洗、脫水工藝自動化、智能化，實現(xiàn)節(jié)能、節(jié)水、節(jié)約人力，同時保障安全生產(chǎn)、減少排放。

3、智能化問題研究，提高精準(zhǔn)度、降低操作難度

傳統(tǒng)的水洗、脫水機械自動化程度較低，操作復(fù)雜，并且存在參數(shù)采集不精確，控制不穩(wěn)定等缺點，影響洗脫機械的使用壽命和洗滌效果。開發(fā)設(shè)計智能洗脫機控制系統(tǒng)， 采用新算法和控制策略，使洗脫機運行速度更加平穩(wěn)，控制更加精確，對水位、水溫、轉(zhuǎn)速、流量、濁度、風(fēng)量、濕度、操作點位、功率、控制頻率等參數(shù)精準(zhǔn)選擇，從而提高洗脫機的控制性能，提高了洗滌效果，保障了操作安全;同時優(yōu)化整合羽絨水洗、脫水全部工藝流程，采用可編程序控制器（PLC）、PID自動控制、變頻控制技術(shù)、多種傳感測量與控制等技術(shù)，改進(jìn)和優(yōu)化羽絨水洗、脫水加工工藝，革新傳統(tǒng)的羽絨水洗、脫水加工模式，形成智能化的高效節(jié)能環(huán)保的羽絨洗脫加工新工藝及相應(yīng)的自動化成套設(shè)備。人機交互界面更加友好，大大降低了操作難度。

4、重點解決的關(guān)鍵技術(shù)問題：

4.1、針對羽絨洗脫加工安全問題，首先解決當(dāng)前脫水機出毛安全問題，深入研究脫水機的結(jié)構(gòu)、加工效率、控制和測量反饋等技術(shù)內(nèi)容，重點分析羽絨脫水裝置的轉(zhuǎn)動部件技術(shù)數(shù)據(jù)，提出脈沖振動松毛技術(shù)方案，有效解決出毛難題;其二是針對羽絨水洗、脫水加工流程操作復(fù)雜帶有安全隱患問題，研發(fā)全自動高效智能洗脫機，滾筒式無攪拌洗毛、脫水、檢測、出料一體化，實現(xiàn)水洗、脫水加工全程自動化;采用全變頻調(diào)速、可變程序控制器、觸摸屏、傳感器等先進(jìn)的工控技術(shù)，實現(xiàn)成套設(shè)備智能化，改善了人機對話環(huán)境，保障安全生產(chǎn)。

4.2、針對羽絨水洗、脫水加工生產(chǎn)效率低問題，首先是在羽絨原毛初洗階段，選用機械攪拌+噴氣沖擊新工藝將羽絨原毛內(nèi)的油脂和污物快速分離并有效排出，提高水洗效率，減少環(huán)境污染;其二是針對羽絨水洗、脫水工藝不匹配問題，研發(fā)洗毛、脫水、檢測、出料一體化工藝方法，一次投料增加一倍，實現(xiàn)自動化流水作業(yè)。

5、項目的特色和創(chuàng)新之處

本項目主要基于綠色設(shè)計理念，研究開發(fā)新工藝、新機構(gòu)，采用可編程序控制器（PLC）、PID自動控制、變頻控制技術(shù)、電磁控制技術(shù)、電磁減震技術(shù)、多種傳感器等前沿工控技術(shù)，改進(jìn)和優(yōu)化羽絨水洗、脫水加工工藝，革新傳統(tǒng)的羽絨水洗、脫水加工模式，均衡銜接羽絨水洗、脫水加工工藝流程，形成智能化的高效節(jié)能環(huán)保的羽絨洗脫加工新工藝及相應(yīng)的設(shè)備，保障安全生產(chǎn)、節(jié)約資源、減少排放。該項目具有智能化、高效、節(jié)能、安全環(huán)保等優(yōu)點，主要創(chuàng)新之處如下：

5.1、本研發(fā)獲得爆氣沖擊水洗等專利技術(shù)，開發(fā)的攪拌棒加爆氣沖擊裝置用于原毛水洗池，大大提高洗毛效率;項目設(shè)計回水循環(huán)利用裝置，有效節(jié)約水資源、減少污水排放。

5.2、是通過改進(jìn)羽絨初洗、清洗、漂洗、脫水工藝，實現(xiàn)水洗、脫水速率的均衡一致，實現(xiàn)工藝流水化，原毛一次投料300-400kg，提高生產(chǎn)效率一倍，進(jìn)一步提高羽絨品質(zhì)和出毛率。

5.3、是集成新技術(shù)改進(jìn)主要功能機構(gòu)設(shè)計，在脫水出毛環(huán)節(jié)采用脈沖松毛技術(shù)，實現(xiàn)出毛自動化和整個工藝流程自動化、智能化;采用全變頻調(diào)速、可變程序控制器、觸摸屏、傳感器等先進(jìn)的工控技術(shù)，整機控制技術(shù)實現(xiàn)自動化、智能化，有效解決人員操作安全生產(chǎn)問題;借鑒汽車制造技術(shù)采用自適應(yīng)在減震避震系統(tǒng);在轉(zhuǎn)動控制部件選擇電磁控制。

6、結(jié)束語

本項目解決傳統(tǒng)羽絨洗脫加工工藝低效率和設(shè)備安全性問題，均衡羽絨水洗、脫水工藝流程，實現(xiàn)羽絨洗脫全流程自動化、智能化。促進(jìn)羽絨加工行業(yè)的綠色、環(huán)保、節(jié)能、高效發(fā)展，帶動屠宰業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)、服裝業(yè)、外貿(mào)業(yè)的良性協(xié)同發(fā)展。

總體來看，該項目的智能化、高效、節(jié)能、安全環(huán)保優(yōu)點具有顯著的技術(shù)示范作用，將提升我國羽絨加工行業(yè)的整體技術(shù)水平，提升在國際市場的競爭力，促進(jìn)我國羽絨、服裝、寢具等產(chǎn)品的出口創(chuàng)匯。

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作者簡介：

夏春，1985-12-10，男，漢、江蘇省徐州市豐縣、本科學(xué)歷、工程師、主要研究方向：機電系統(tǒng)設(shè)計及控制技術(shù)。