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        蝦頭蟹殼烘擇處理裝置

        2022-01-10 06:09:42湖南省益陽市箴言中學(xué)
        發(fā)明與創(chuàng)新 2022年4期
        關(guān)鍵詞:蟹殼甲殼素小龍蝦

        ◆湖南省益陽市箴言中學(xué) 何 勰

        小龍蝦、大閘蟹味道鮮美,但其可食用部分所占比例小,蝦頭、蟹殼、肢須等份量較多,最終都會被人們當作垃圾直接丟棄。這些餐余剩料特別適宜細菌、蠅蟲、微生物的生長繁殖,不僅破壞環(huán)境衛(wèi)生,投放處理還要費一翻周折。

        目前,全國各地的垃圾分類標準稍有差異,比如,在上海,小龍蝦餐余剩料要分開投放:整只小龍蝦、龍蝦肉、龍蝦黃為濕垃圾,去黃的蝦頭、龍蝦殼為干垃圾。而在長沙,無論是整只小龍蝦還是小龍蝦的各個部位都屬于濕垃圾。大閘蟹餐余剩料是干垃圾還是濕垃圾,各地標準也不同。益陽目前將蝦蟹餐余剩料都當作不可回收垃圾處理,其他城市則大多將其按濕垃圾處理。

        如果能減少投放處理的麻煩,又能對蝦蟹餐余剩料進行回收利用,會是一件有意義的事。我以蝦蟹餐余剩料的合理利用為研究課題,設(shè)計制作了蝦頭蟹殼烘擇處理裝置。

        一、收集資料

        1.蝦頭蟹殼的飼料價值

        在過去物資緊缺的年代,多數(shù)農(nóng)戶會用剩飯、剩菜喂豬,但現(xiàn)行的衛(wèi)生條例禁止人們用收集的泔水喂豬。雖然蝦蟹餐余剩料中含有豐富的鈣質(zhì)和少量優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì),但易變質(zhì),且其中尖銳的殼塊易劃傷豬的消化道。所以,蝦蟹餐余剩料不適合直接喂豬。

        蝦頭蟹殼中含有較多的甲殼素,從相關(guān)文獻資料得知,甲殼素在家禽飼料中的應(yīng)用能提高母雞產(chǎn)蛋率,促進小雞的生長。所以,可將蝦蟹餐余剩料通過合理的防腐加工處理,做成飼料添加劑。

        2.蝦頭蟹殼的工業(yè)價值

        蝦、蟹中的甲殼素占58%~85%。甲殼素廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、化妝品、醫(yī)療用品等領(lǐng)域,甲殼素中的脫乙?;苌餁ぞ厶窃卺t(yī)藥業(yè)、輕工業(yè)、環(huán)保業(yè)等方面也有廣泛的用途。

        工業(yè)制取甲殼素主要通過研磨殼屑、稀酸處理、稀堿處理、水洗干燥等步驟。

        由此可見,無論是將蝦蟹餐余剩料做成家禽飼料添加劑進行合理回收,還是作為甲殼素工業(yè)原料,都有較好的經(jīng)濟前景。

        湖南省小龍蝦、大閘蟹的產(chǎn)銷量大,蝦頭蟹殼等餐余剩料的量也很大,如果能合理地將其利用,不僅會帶來可觀的經(jīng)濟收益,還有積極的環(huán)保意義。

        二、設(shè)計思路

        1.蝦蟹餐余剩料營養(yǎng)豐富,易腐爛,我選用干燥的方式對其進行防腐處理。

        2.蝦蟹餐余剩料中含有豐富的鈣質(zhì)、少量的優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)以及甲殼素等,可考慮將其做成飼料添加劑與工業(yè)原料進行回收利用。如果用作家禽飼料添加劑,以小顆?;虼址勰楹?;如果用作生產(chǎn)甲殼素的工業(yè)原料,對顆粒大小、粉末粗細都沒有要求。綜合考慮后,我決定將蝦蟹餐余剩料做成小顆?;虼址勰?。

        3.人們在烹飪蝦蟹的過程中用到了較多的調(diào)料,其中最主要的是食鹽和油脂,這些調(diào)料既對家禽有害,又不利于工業(yè)生產(chǎn)。所以,我采用“分撿破碎→淋洗瀝干→烘干粉碎”的步驟,將蝦蟹餐余剩料中的油脂、鹽分等去除。

        4.在淋洗濾出液靜置一小段時間后,淋洗過程中分離的油脂會浮在濾出液的液面上,便于收集與再處理。我又加入反滲透膜過濾,對淋洗濾出液下層的鹽水進行濃縮,可得到含鹽量少的清水,并將其循環(huán)利用,節(jié)約用水。

        在淋洗環(huán)節(jié),用溫水去除油鹽,而加熱冷水要消耗能源,可對烘干部件進行熱能回收,節(jié)約能源。

        圖1 裝置工作流程圖

        三、結(jié)構(gòu)設(shè)計

        蝦頭蟹殼烘擇處理裝置主要由破碎裝置、清洗裝置、烘干裝置、油水分離與循環(huán)利用裝置、熱能回收裝置構(gòu)成。

        圖2 整體結(jié)構(gòu)圖

        四、實驗設(shè)計

        1.破碎實驗

        該實驗是為了檢驗齒磙間隙、滾筒轉(zhuǎn)速對破碎效果的影響。測試過程中,發(fā)現(xiàn)破碎蝦頭蟹殼時易出現(xiàn)條狀和片狀碎塊,不利于對內(nèi)部進行深層清洗。蝦頭蟹殼若出現(xiàn)橫滾現(xiàn)象,要借助外力推壓才能掉落。

        于是,我將鋸齒破碎對磙改為交錯式鋸片盤組,避免出現(xiàn)條狀與片狀碎塊,不再影響后續(xù)流程的洗凈程度。將大齒鉤與細齒片盤結(jié)合,讓蝦頭蟹殼無處可逃。

        2.清洗實驗

        該實驗是為了檢驗水溫、水量、滾筒轉(zhuǎn)速對油鹽洗凈度的影響。測試過程中,我發(fā)現(xiàn)水溫在50 ℃時清洗蝦頭蟹殼的效果仍不理想,而升高水溫又會增大能耗。滾筒高速轉(zhuǎn)動有利于提高蝦頭蟹殼的清洗效果,但易造成油水四濺,不便清洗。此外,轉(zhuǎn)速太高時蝦頭蟹殼不再翻滾跌落,減少橫向移位,導(dǎo)致向后輸送功能受阻。 我在淋洗水中加入少量的蘇打堿,并將水溫控制在45℃~55℃。降低滾筒的轉(zhuǎn)速,防止油水飛濺,并增加滾筒長度、減小傾斜度,確保將油水去除干凈。

        3.烘干實驗

        該實驗是為了檢測風(fēng)速、溫度、滾筒轉(zhuǎn)速對干燥效果的影響。測試結(jié)果表明,風(fēng)速高、溫度高,干燥速度更快,但能耗加大,熱交換器回收熱量不充分,排風(fēng)口溫度較高,能量損耗大。

        于是,我將滾筒內(nèi)的溫度保持在60℃~70℃,中等風(fēng)速,并讓滾筒低速旋轉(zhuǎn),這時經(jīng)熱交換器后排出的風(fēng)溫?zé)岵粻C。

        五、創(chuàng)新點

        1.針對大量的蝦蟹餐余剩料被直接當成垃圾處理的現(xiàn)象,提出“環(huán)保+經(jīng)濟”的新理念,找到了利用蝦蟹餐余剩料的新途徑。

        2.根據(jù)蝦頭蟹殼的成分特點設(shè)計了簡單的加工處理流程,將處理過的蝦蟹餐余剩料用于生產(chǎn)家禽飼料添加劑、甲殼素工業(yè)原料,預(yù)期效益好。

        今后,我還將研究如何提高烘干環(huán)節(jié)的效率與熱交換器的余熱回收率。(指導(dǎo)老師:張正容 陳容琳)

        專家點評

        何勰同學(xué)的蝦頭蟹殼烘擇處理裝置是一件富有地域特色的創(chuàng)新作品。從這項作品的產(chǎn)生過程可以感受到:

        第一,何勰同學(xué)是一位生活中的有心人。當她發(fā)現(xiàn)當?shù)兀ǘ赐ズ^(qū))的蝦頭蟹殼餐余剩料很多,這種垃圾易引發(fā)細菌、蠅蟲等有害生物快速生長繁殖,對環(huán)境衛(wèi)生十分有害,便想到了要做這項對環(huán)保與生態(tài)養(yǎng)殖等都有益的研究。

        第二,何勰同學(xué)是一位有著嚴謹科學(xué)研究意識的人。為解決問題,她在資料的收集、項目的設(shè)計、實施等環(huán)節(jié)中,做到了環(huán)環(huán)相扣、步步深入、井井有條。

        第三,何勰同學(xué)是一位富有實干精神的人。該項作品雖然只是實物模型,但其制作過程中的艱辛只有項目實施人自己清楚。

        而應(yīng)當指出的是:很多同學(xué)都做過像何勰同學(xué)這樣的“研究”,也形成了自己的“成果”,但實質(zhì)是在“像科學(xué)家工作似的學(xué)習(xí)”,與真正有社會價值的研究與成果的要求有極大差距。因此,在表述作品的價值與應(yīng)用前景時,一定要以審慎態(tài)度對待。我們只是就某一問題做了有益的嘗試,決不能盲目自信,更不能有意夸大。

        早就有科學(xué)家、發(fā)明家告誡人們,即使再好的發(fā)明起初也不過是“一顆豐收的種子,而不是豐收的本身”,要獲得豐收,還有遙遠而艱辛的路要走。

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