針對病死動物尸體無害化處理時由于將切割和攪拌分開處理而容易造成二次污染的問題,本文結(jié)合撕碎機(jī)和飼料攪拌機(jī)的特點(diǎn),設(shè)計(jì)了一種可同時完成切割和攪拌功能的刀尺,并用于病死動物尸體的無害化處理過程。通過對切割原理分析,將刀刃采用圓弧形設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)“滑切”效果;設(shè)備采用導(dǎo)熱油間接加熱的方式,具有穩(wěn)定性高、傳熱性佳等優(yōu)點(diǎn)。通過性能試驗(yàn)表明,雖然刀尺基本能完成切割和攪拌的功能,滿足有機(jī)肥標(biāo)準(zhǔn)(NY 525-2012)的要求,但無害化處理總耗時過長,降低處理效率。在高溫滅菌階段,由于原料升溫慢,造成發(fā)酵倉內(nèi)存在較長時間的低中溫期,導(dǎo)致糞大腸菌群短期大量繁殖劇增,這也與設(shè)備的切割效率較低和混合速度慢有關(guān);通過測定進(jìn)、出口溫度以及升溫速率和溫度的波動性等,發(fā)現(xiàn)原料升溫慢和溫度的不均勻現(xiàn)象也都與低切割攪拌能力有關(guān)。為進(jìn)一步提高無害化處理能力,實(shí)現(xiàn)高效低耗,針對試驗(yàn)過程中設(shè)備存在的主要問題進(jìn)行如下改進(jìn)。通過在攪拌軸上增加螺旋刀片,可同時提高對病死豬的切割和攪拌能力,其中,螺旋刀片的旋向與撥料板推送物料的方向相反;通過在刀身兩側(cè)設(shè)置弧形輔助刀片,可進(jìn)一步提高切割效率,弧形刀片的圓心與刀尺的轉(zhuǎn)動中心重合;最后,將撥料板由“直立式”改為“傾斜式”,可增大撥料板與物料的接觸面積,以提高對物料的混合能力,同時也降低了刀尺受到的阻力。借助離散元軟件EDEM對改進(jìn)前后刀尺進(jìn)行切割模擬以及攪拌性能的參數(shù)優(yōu)化。通過對豬肉和豬骨進(jìn)行參數(shù)標(biāo)定,得到原料的本征參數(shù)、接觸參數(shù)以及接觸模型參數(shù)。通過對病死豬的切割過程模擬得到,在有效作用時間內(nèi),改進(jìn)前后刀尺切斷的B-B鍵分別為15979個和23079個,平均每轉(zhuǎn)動一圈,改進(jìn)后的刀尺可多切斷3550個,切割效率最高可提升0.44倍;通過選取撥料板的刀面角、軸面角以及排列方式為試驗(yàn)因素,原料混合度標(biāo)準(zhǔn)差變化百分比和攪拌軸受到的扭矩為試驗(yàn)指標(biāo),設(shè)計(jì)三因素三水平正交試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明三個因素中只有刀尺軸面角和刀面角對混合度有顯著性影響,其中,刀尺軸面角的顯著性要大于刀面角;3個因素對攪拌軸受到的扭矩都有顯著性影響,且刀尺排列方式的顯著性最大,刀面角的顯著性最小。為保證較好的攪拌效果和功耗,進(jìn)行折中處理,選取最佳因素水平組合為A_2B_2C_2;最后,通過進(jìn)一步對優(yōu)化后的設(shè)備進(jìn)行攪拌模擬得到,與改進(jìn)前模型相比,刀尺受到的扭矩降低了39%,混合能力提升了近似20%,證明方差分析得到的最優(yōu)參數(shù)組是合理的。另一方面,考慮到切肉和切骨對刀具的要求不同,本文設(shè)計(jì)了一種自適應(yīng)切割刀尺,可根據(jù)切割對象的類型自動更換刀刃,提高切割效率,同時,將刀尺的輔刀、刀刃、撥料板等易損位置拆分成活動件,便于及時更換,提高使用壽命。最后,試驗(yàn)還表明設(shè)備存在一定振動,為此對機(jī)架進(jìn)行改進(jìn),并借助ANSYS對改進(jìn)前后的機(jī)架進(jìn)行模態(tài)分析。通過分析機(jī)架的前6階固有頻率和振型表明,改進(jìn)前機(jī)架的前3階固有頻率在18.19Hz到28.46Hz之間,與電機(jī)的激勵24Hz較為接近,容易產(chǎn)生共振;而后3階固有頻率在40Hz到47Hz之間,雖然偏離外部激勵頻率,但固有頻率過于集中,容易導(dǎo)致共振疊加。改進(jìn)后架前6階固有頻率在44.73HZ到143.63HZ之間,雖然與改進(jìn)前機(jī)架的振型相似,但改進(jìn)后機(jī)架前6階固有頻率明顯均偏離外接激勵,避免產(chǎn)生共振,而且固有頻率間差值較大,減小共振疊加的可能。
【學(xué)位單位】：河南農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：S851.23
【部分圖文】：

公司主要對屠宰后所剩的，所以，采用雙螺旋結(jié)構(gòu)尸體的無害化處理，使用害化處理設(shè)備采用生物發(fā)而相關(guān)的無害化處理設(shè)備攪功能，主要由于是由于理效率，采用由外部攪碎理，這樣很容易造成二次污改善提高。示。

16.斜齒輪式減速機(jī) 17.電機(jī) 18 傳動室門 19.排氣罩圖 2-1 無害化設(shè)備總體結(jié)構(gòu)示意圖2.3.1 切割刀尺的設(shè)計(jì)如圖 2-2（a）所示，目前應(yīng)用較為廣泛的撕碎機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，主要采用單輥齒或雙滾齒結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)形式的撕碎機(jī)碎化程度高、耗時短，除被用于攪碎病死動物尸體，還常用于攪碎木材、鋼材等眾多領(lǐng)域，但結(jié)合本無害化處理，要求刀尺在攪碎的基礎(chǔ)上，還要具有一定的攪拌能力，所以雖然這種結(jié)構(gòu)形式撕碎能力強(qiáng)，但并不適用于本次無害化處理。如圖 2-2(b)所示，目前攪拌性能優(yōu)良的一種物料混合機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)形式，這種結(jié)構(gòu)采用雙螺旋葉片的結(jié)構(gòu)形式，內(nèi)層葉片和外層葉片的旋向相反，原料可在內(nèi)、外層葉片的推動下實(shí)現(xiàn)螺旋循環(huán)流動，在流動過程中，原料被逐漸混合均勻。在原料的攪拌過程中，雖然內(nèi)、外層螺旋葉片可對部分大塊物料碎化，但是對養(yǎng)殖廠而言病死豬的體型往往較大，經(jīng)常包括一些體重在 300kg 以上的老母豬，若采用這種結(jié)構(gòu)進(jìn)行無害化處理，在切割過程中葉片受到很大的阻力，容易造成葉片的斷裂，因此，這種結(jié)構(gòu)類型也不能滿足本次無害化處理。不過對于某些屠宰場、菜市場甚至飯店的廢棄物有機(jī)物而言，由于不需要進(jìn)行攪碎預(yù)處理，所以，可以考慮使用這種類型的結(jié)構(gòu)用于無害化處理。

b.物料混合機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 2-2 現(xiàn)階段的切割攪拌設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是通過輥齒的轉(zhuǎn)動將病死豬尸體一點(diǎn)一點(diǎn)，在切割過程中，肉是被直接撕開的，骨頭是被直混合性的特點(diǎn)，主要是在葉片的螺旋升角的作用下產(chǎn)生相互沖擊，并且具有反旋向的內(nèi)外層螺旋葉的混合；本設(shè)計(jì)將結(jié)合撕碎機(jī)和混合機(jī)的優(yōu)勢進(jìn)的方式，攪拌方式采用在刀尺頂部焊接撥料板來模當(dāng)?shù)度写怪庇谌饷嫦蛳虑腥鈺r，會感覺切的很吃變得容易切了很多。對此現(xiàn)象，進(jìn)行如下分析：如B 時，刀刃上任一點(diǎn)受到的接觸力Fb與其瞬時速肉面切割到位置 C 時，刀刃上任一點(diǎn)受到的接觸力共線，此時，會明顯感覺到比第一種切割方式要程中，當(dāng)?shù)度惺艿降慕佑|力方向與其瞬時速度方
【參考文獻(xiàn)】

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4 浦華;白裕兵;;我國病死動物無害化處理與發(fā)展對策[J];生態(tài)經(jīng)濟(jì);2014年05期

5 徐進(jìn)京;錢袁萍;徐向紅;;動物尸體無害化處理系統(tǒng)設(shè)備的研制[J];沙洲職業(yè)工學(xué)院學(xué)報;2014年01期

6 陳莉;孫永海;謝高鵬;毛倩;;基于離散元法的咀嚼過程分析[J];吉林大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版);2014年05期

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10 石磊;石銀亮;康美紅;王許艷;季晶晶;高德玉;;規(guī)范化處理病死豬是生態(tài)文明建設(shè)不可忽視的內(nèi)容——病死豬的無害化處理現(xiàn)狀、存在問題及解決對策探討[J];中國畜牧獸醫(yī)文摘;2012年11期

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4 陳前程;食品咀嚼過程二維離散元分析軟件設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[D];吉林大學(xué);2012年

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本文編號：2835839