智能化羽絨水洗、脫水加工設備技術研究

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備的技術研究，項目集成先進制造與新材料等技術開發應用，突出智能高效與安全環保技術特征，有效解決國內國際市場中羽絨水洗、脫水加工技術瓶頸問題，實現項目技術成果轉化，開發出新的羽絨水洗、脫水加工工藝和新裝置。

關鍵詞：羽絨水洗;脫水機

目前國內羽絨水洗、脫水加工技術存在諸多問題亟待改進，特別是資源浪費和現代化的安全生產問題。

“智能化羽絨水洗、脫水加工設備技術研究” 項目，既可很好地克服當前高耗水、高耗能、高污染的缺陷，解決制約羽絨加工行業發展的環境和安全生產問題，又可以節約資源，提高羽絨品質，實現羽絨洗脫加工的智能化、規模化、產業化發展，極大地提高生產效率，同時化解經濟發展和環境保護的兩難問題，滿足社會和相關行業發展需求，帶動養殖等相關產業的蓬勃發展。

1、研究開發內容

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備技術，集成先進制造與新材料等技術開發應用，突出智能高效與安全環保技術特征，有效解決國內國際市場中羽絨水洗、脫水加工技術瓶頸問題，實現項目技術成果轉化，開發出新的羽絨水洗、脫水加工工藝和新裝置。

1.1、羽絨前道水洗處理工藝技術研究，節能、節水、減排

研究內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，開發的攪拌棒加爆氣沖擊裝置應用于原毛水洗混凝土池，大大提高洗毛效率。

研究設計應用回水循環利用裝置、設計應用污水處理裝置，實現節能、節水，減少排放。

1.2、羽絨水洗、脫水加工新工藝技術研究，提高效率、保障安全生產

研究現有羽絨水洗、脫水加工工藝流程，重點對脫水環節開展實驗，了解掌握兩種不同脫水機結構、材料、轉速、離心力、動力、震動和出毛工藝相關技術參數，建立單元模型，分析現有羽絨水洗、脫水工序設備不匹配和生產能力不均衡問題，均衡各環節生產能力和設備利用率，優化整合羽絨水洗、脫水工藝路線，提出保障安全生產的工藝技術方案，測算出合理的工藝技術參數用于新型洗脫裝置設計。

2、高效羽絨水洗、脫水加工設備技術方案與設計

項目利用原有小型全自動高效智能羽絨洗脫機專利技術，實現了滾筒式無攪拌洗毛、脫水、檢測、出料于一體化。進一步對目前市場上有代表性水洗、脫水機的結構、材料、功能部件、工作效率、控制測量與反饋等方面進行深入研究，借鑒東北大學汽車車輛等大型設備的設計經驗方法，重點研究分析羽絨脫水裝置的動力和轉動部件技術數據，優化傳動與控制技術方案，提出智能化洗脫裝置實現方案和技術設計。解決現有洗脫一體機生產能力與水洗機不匹配的問題，均衡產能，優化羽絨水洗和脫水工藝流程，提高加工效率一倍以上，實現水洗、脫水工藝自動化、智能化，實現節能、節水、節約人力，同時保障安全生產、減少排放。

3、智能化問題研究，提高精準度、降低操作難度

傳統的水洗、脫水機械自動化程度較低，操作復雜，并且存在參數采集不精確，控制不穩定等缺點，影響洗脫機械的使用壽命和洗滌效果。開發設計智能洗脫機控制系統， 采用新算法和控制策略，使洗脫機運行速度更加平穩，控制更加精確，對水位、水溫、轉速、流量、濁度、風量、濕度、操作點位、功率、控制頻率等參數精準選擇，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、多種傳感測量與控制等技術，改進和優化羽絨水洗、脫水加工工藝，革新傳統的羽絨水洗、脫水加工模式，形成智能化的高效節能環保的羽絨洗脫加工新工藝及相應的自動化成套設備。人機交互界面更加友好，大大降低了操作難度。

4、重點解決的關鍵技術問題：

4.1、針對羽絨洗脫加工安全問題，首先解決當前脫水機出毛安全問題，深入研究脫水機的結構、加工效率、控制和測量反饋等技術內容，重點分析羽絨脫水裝置的轉動部件技術數據，提出脈沖振動松毛技術方案，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雜帶有安全隱患問題，研發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，實現水洗、脫水加工全程自動化;采用全變頻調速、可變程序控制器、觸摸屏、傳感器等先進的工控技術，實現成套設備智能化，改善了人機對話環境，保障安全生產。

4.2、針對羽絨水洗、脫水加工生產效率低問題，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的油脂和污物快速分離并有效排出，提高水洗效率，減少環境污染;其二是針對羽絨水洗、脫水工藝不匹配問題，研發洗毛、脫水、檢測、出料一體化工藝方法，一次投料增加一倍，實現自動化流水作業。

5、項目的特色和創新之處

本項目主要基于綠色設計理念，研究開發新工藝、新機構，采用可編程序控制器（PLC）、PID自動控制、變頻控制技術、電磁控制技術、電磁減震技術、多種傳感器等前沿工控技術，改進和優化羽絨水洗、脫水加工工藝，革新傳統的羽絨水洗、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能環保的羽絨洗脫加工新工藝及相應的設備，保障安全生產、節約資源、減少排放。該項目具有智能化、高效、節能、安全環保等優點，主要創新之處如下：

5.1、本研發獲得爆氣沖擊水洗等專利技術，開發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;項目設計回水循環利用裝置，有效節約水資源、減少污水排放。

5.2、是通過改進羽絨初洗、清洗、漂洗、脫水工藝，實現水洗、脫水速率的均衡一致，實現工藝流水化，原毛一次投料300-400kg，提高生產效率一倍，進一步提高羽絨品質和出毛率。

5.3、是集成新技術改進主要功能機構設計，在脫水出毛環節采用脈沖松毛技術，實現出毛自動化和整個工藝流程自動化、智能化;采用全變頻調速、可變程序控制器、觸摸屏、傳感器等先進的工控技術，整機控制技術實現自動化、智能化，有效解決人員操作安全生產問題;借鑒汽車制造技術采用自適應在減震避震系統;在轉動控制部件選擇電磁控制。

6、結束語

本項目解決傳統羽絨洗脫加工工藝低效率和設備安全性問題，均衡羽絨水洗、脫水工藝流程，實現羽絨洗脫全流程自動化、智能化。促進羽絨加工行業的綠色、環保、節能、高效發展，帶動屠宰業、養殖業、服裝業、外貿業的良性協同發展。

總體來看，該項目的智能化、高效、節能、安全環保優點具有顯著的技術示范作用，將提升我國羽絨加工行業的整體技術水平，提升在國際市場的競爭力，促進我國羽絨、服裝、寢具等產品的出口創匯。

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作者簡介：

夏春，1985-12-10，男，漢、江蘇省徐州市豐縣、本科學歷、工程師、主要研究方向：機電系統設計及控制技術。