虾头蟹壳烘择处理装置

2022-01-10湖南省益阳市箴言中学

发明与创新 2022年4期

◆湖南省益阳市箴言中学何勰

小龙虾、大闸蟹味道鲜美，但其可食用部分所占比例小，虾头、蟹壳、肢须等份量较多，最终都会被人们当作垃圾直接丢弃。这些餐余剩料特别适宜细菌、蝇虫、微生物的生长繁殖，不仅破坏环境卫生，投放处理还要费一翻周折。

目前，全国各地的垃圾分类标准稍有差异，比如，在上海，小龙虾餐余剩料要分开投放：整只小龙虾、龙虾肉、龙虾黄为湿垃圾，去黄的虾头、龙虾壳为干垃圾。而在长沙，无论是整只小龙虾还是小龙虾的各个部位都属于湿垃圾。大闸蟹餐余剩料是干垃圾还是湿垃圾，各地标准也不同。益阳目前将虾蟹餐余剩料都当作不可回收垃圾处理，其他城市则大多将其按湿垃圾处理。

如果能减少投放处理的麻烦，又能对虾蟹餐余剩料进行回收利用，会是一件有意义的事。我以虾蟹餐余剩料的合理利用为研究课题，设计制作了虾头蟹壳烘择处理装置。

一、收集资料

1.虾头蟹壳的饲料价值

在过去物资紧缺的年代，多数农户会用剩饭、剩菜喂猪，但现行的卫生条例禁止人们用收集的泔水喂猪。虽然虾蟹餐余剩料中含有丰富的钙质和少量优质蛋白质，但易变质，且其中尖锐的壳块易划伤猪的消化道。所以，虾蟹餐余剩料不适合直接喂猪。

虾头蟹壳中含有较多的甲壳素，从相关文献资料得知，甲壳素在家禽饲料中的应用能提高母鸡产蛋率，促进小鸡的生长。所以，可将虾蟹餐余剩料通过合理的防腐加工处理，做成饲料添加剂。

2.虾头蟹壳的工业价值

虾、蟹中的甲壳素占58%~85%。甲壳素广泛应用于工业、农业、化妆品、医疗用品等领域，甲壳素中的脱乙酰基衍生物壳聚糖在医药业、轻工业、环保业等方面也有广泛的用途。

工业制取甲壳素主要通过研磨壳屑、稀酸处理、稀碱处理、水洗干燥等步骤。

由此可见，无论是将虾蟹餐余剩料做成家禽饲料添加剂进行合理回收，还是作为甲壳素工业原料，都有较好的经济前景。

湖南省小龙虾、大闸蟹的产销量大，虾头蟹壳等餐余剩料的量也很大，如果能合理地将其利用，不仅会带来可观的经济收益，还有积极的环保意义。

二、设计思路

1.虾蟹餐余剩料营养丰富，易腐烂，我选用干燥的方式对其进行防腐处理。

2.虾蟹餐余剩料中含有丰富的钙质、少量的优质蛋白质以及甲壳素等，可考虑将其做成饲料添加剂与工业原料进行回收利用。如果用作家禽饲料添加剂，以小颗粒或粗粉末为好；如果用作生产甲壳素的工业原料，对颗粒大小、粉末粗细都没有要求。综合考虑后，我决定将虾蟹餐余剩料做成小颗粒或粗粉末。

3.人们在烹饪虾蟹的过程中用到了较多的调料，其中最主要的是食盐和油脂，这些调料既对家禽有害，又不利于工业生产。所以，我采用“分捡破碎→淋洗沥干→烘干粉碎”的步骤，将虾蟹餐余剩料中的油脂、盐分等去除。

4.在淋洗滤出液静置一小段时间后，淋洗过程中分离的油脂会浮在滤出液的液面上，便于收集与再处理。我又加入反渗透膜过滤，对淋洗滤出液下层的盐水进行浓缩，可得到含盐量少的清水，并将其循环利用，节约用水。

在淋洗环节，用温水去除油盐，而加热冷水要消耗能源，可对烘干部件进行热能回收，节约能源。

图1 装置工作流程图

三、结构设计

虾头蟹壳烘择处理装置主要由破碎装置、清洗装置、烘干装置、油水分离与循环利用装置、热能回收装置构成。

图2 整体结构图

四、实验设计

1.破碎实验

该实验是为了检验齿磙间隙、滚筒转速对破碎效果的影响。测试过程中，发现破碎虾头蟹壳时易出现条状和片状碎块，不利于对内部进行深层清洗。虾头蟹壳若出现横滚现象，要借助外力推压才能掉落。

于是，我将锯齿破碎对磙改为交错式锯片盘组，避免出现条状与片状碎块，不再影响后续流程的洗净程度。将大齿钩与细齿片盘结合，让虾头蟹壳无处可逃。

2.清洗实验

该实验是为了检验水温、水量、滚筒转速对油盐洗净度的影响。测试过程中，我发现水温在50 ℃时清洗虾头蟹壳的效果仍不理想，而升高水温又会增大能耗。滚筒高速转动有利于提高虾头蟹壳的清洗效果，但易造成油水四溅，不便清洗。此外，转速太高时虾头蟹壳不再翻滚跌落，减少横向移位，导致向后输送功能受阻。我在淋洗水中加入少量的苏打碱，并将水温控制在45℃~55℃。降低滚筒的转速，防止油水飞溅，并增加滚筒长度、减小倾斜度，确保将油水去除干净。

3.烘干实验

该实验是为了检测风速、温度、滚筒转速对干燥效果的影响。测试结果表明，风速高、温度高，干燥速度更快，但能耗加大，热交换器回收热量不充分，排风口温度较高，能量损耗大。

于是，我将滚筒内的温度保持在60℃~70℃，中等风速，并让滚筒低速旋转，这时经热交换器后排出的风温热不烫。