一种浒苔资源化处理装置及相关工艺 技术领域 本发明涉及一种浒苔资源化处理领域， 尤其是涉及对大批量浒苔进行资源化机械 处理的装置及其工艺方法。
背景技术 所谓的 “资源化” 是指将废物直接作为原料进行利用或者对废物进行再生利用， 资 源化是循环经济的重要内容。
浒苔为绿藻门绿藻纲石莼科的一属， 是一种繁殖迅速的经济藻类， 藻体草绿色， 管状膜质， 丛生， 主枝明显， 分枝细长， 高可达 1 米。浒苔营养成分丰富， 蛋白质含量为 13.21％， 脂肪为 1.04％， 水分含量为 21.87％， 是一种高蛋白、 高膳食纤维、 低脂肪、 低能量 并且矿物质和维生素含量丰富的天然理想营养食品的原料。
浒苔每逢春夏季在北方沿海地区会大量繁殖， 我国青岛海域 2008 年出现了大量 浒苔藻华现象， 因其量大， 水份高， 易发生腐败等特点， 由于没有很好的专业设备对其进行 有效处理， 针对其大规模地突如其来， 不仅没有很好地加以利用， 反而形成了一种负面的灾
害。 当时人们主要采取了拉运填埋的处理方式， 直接填埋于莱西等地的矿井， 这不单占用了 当地的土地资源， 污染了填埋地周边的空气、 土壤以及水体， 提高害虫爆发的几率， 也使得 浒苔这种优质可再生资源没有得到充分的开发利用。针对浒苔的爆发的现状及自身特点。 研究浒苔减量化、 无害化、 资源化处理技术及装备， 对减少环境污染， 有效利用资源具有积 极的意义， 对我国的海洋循环经济的发展有着重要的作用。
目前我国市场对浒苔的资源化生产正在小范围进行， 生产链主要划分为高端与低 端两个层面。低端生产链的开发产品上主要集中于生物质肥料、 生物质能源及饲料， 在肥 料的生产过程中， 因为原料来源的不持续性和浒苔性质的特殊性导致了该生产链运输成本 大、 设备不通用和市场不充分等制约因素， 很难进行广泛推广， 从而无法形成系统的产业链 和模板式的项目营销已达到盈利的目标。浒苔制生物质能源还只局限于小规模的实验阶 段， 没有形成生产链。高端生产链的产品主要有食品及其添加剂、 药品、 浒苔生物活性物质 提取以及工程材料四个方面。食品及其添加剂的产品形式主要是为浒苔粉， 工艺流程为经 过简单的打捞、 压缩以及干燥步骤， 将形成的浒苔粉添加到蛋糕、 面食、 果汁等中。 饲料的生 产同样由于设备不通用、 制造成本高等因素， 造成一般饲料一天可产 100 吨但浒苔饲料一 天只能生产 5 吨的低速局面。工程材料、 药品和生物活性物质提取这几方面只是停步于研 究状态。
由于鲜浒苔水份高、 易腐败、 个体间牵连大、 表面有一定的滑性、 常态比重轻等普 遍性特点， 在缺乏专业设备的的情况下， 造成了其处理的高成本性及制约了其产量， 导致了 后续资源化加工生产链的间断。
我国沿海地区爆发的浒苔纤维较粗， 不适用于食用， 并由于野生浒苔因混有其他 水草和泥沙， 口感很差。如对其进行食品化加工， 不仅会造成二次清洗污染， 而且对其他水 草的去除基本无法实现。 由于其爆发量十分巨大， 需要进行迅速的前处理加工， 如工艺设备复杂也不利于处理。因此对爆发后的浒苔主要处理的深加工方向为饲料加工、 生物肥料及 生物质能源处理方式。 为适应这样发展处理方式， 则对物料需要进行必要的前处理， 来满足 后续加工的要求。这种前处理方式要求产量大， 能耗低， 相对适应性广， 但对物料的的纯度 要求相对不高。
在现有的工艺及设备一般都是以针对食用性浒苔为主。 一些厂家进行的一些零星 的加工使用的工艺及设备也不是很合理， 加工成本颇高， 制约了其产业的发展。例如， 公开 号 CN101596008A《一种浒苔产品的加工方法及加工装置》 提出了一种仅适用于食品成品用 的技术方案， 不能解决刚捞上浒苔大批量前处理中的问题。
由于鲜浒苔其物料个体间牵连性较大， 都是以成片细网状形式出现， 故对输送， 脱 水， 干燥， 粉碎等方面造成一定的影响， 在没有专业的输送设备的情况下， 容易引起浒苔的 挂料及打滑， 使物料无法大量完成连续的输送 ； 脱水效率降低， 连续性差， 并为后续的干燥 带来较大的能耗压力， 加工出的浒苔呈膨松状， 大大降低了其单位体积的容量， 增加了运输 及使用成本。因此， 迫切需要提供一种由机械对浒苔进行资源化处理的装备系统以及工艺 方法要求。 发明内容
本发明的目的是为满足后续的资源化深处理 ( 饲料加工、 生物化肥、 生物质能源 制取等 ) 生产需要， 对打捞上来的浒苔提供一种进行机械化加工前处理的装置及其工艺方 法。
本发明的目的由以下技术方案实现。
一种浒苔资源化处理装置， 其特征在于所述装置依次包括和连接如下机械 ：
滤水输送机连接脱水破碎机， 脱水破碎机分别连接废液过滤器和滚筒干燥机， 其 中滚筒干燥机连接流化干燥机， 流化干燥机连接切断粉碎机， 切断粉碎机连接制粒成型 机；
所述滤水输送机为无轴螺旋输送机 ；
所述脱水破碎机为双螺杆压榨脱水机 ；
所述制粒成型机为环模制粒机。
进一步， 所述废液过滤器的结构为 ：
在立式的圆筒式筒体中设置一直筒式内层细滤网， 内层细滤网被固定在外层透液 骨架上， 内层细滤网的内部轴心设置一根螺旋回转轴， 螺旋回转轴的边缘为毛刷， 毛刷接触 内层细滤网的网壁 ；
筒体的下部呈锥顶向下的圆锥形， 锥顶引出滤渣出口， 并配置出渣阀 ；
筒体的上方设置机盖， 在机盖的圆心处设置驱动螺旋回转轴的减速电机， 在机盖 上开设进液口， 接设压力表 ；
在筒体上部的筒壁开设清液出口， 清液出口上配置出液阀。
再进一步， 所述螺旋回转轴毛刷端的线速度为 0.1m/s-0.4m/s， 内层细滤网的网径 为 50-250 目， 筒体内腔压力 0.1-0.5Mpa。
进一步， 所述无轴螺旋输送机的结构为 ： 无轴螺旋绞龙配置在内衬滤网筒中， 内衬 滤网筒的下半周外圈依次是外层滤网和集水槽， 无轴螺旋绞龙的尾端， 在内衬滤网上开设向下的出料口， 且穿过外层滤网和集水槽 ； 无轴螺旋绞龙的始端， 在集水槽上开设向下的排 滤液口， 在内衬滤网上开设向上的送料口 ；
在内衬滤网上分布多个孔径为 2-5mm 的透水小孔， 开孔率在 10％ -30％ ；
在外层滤网上分布多个长条形的小孔， 其宽度为 1-5mm， 长度为 5-15mm， 开孔率在 20％ -40％。
一种如权利要求 1 所述浒苔资源化处理装置的工艺， 其特征在于所述滚筒干燥机 其干燥热风温度为 200-350 ℃， 风速为 0.5-2m/s， 干燥后浒苔的水分含量为 35 ％ -45 ％ ； 所述流化干燥机其干燥温度为 100-150℃， 穿孔风速为 1.0-2.5m/s， 干燥后的水份含量为 10％ -15％。
一种浒苔资源化处理装置的工艺， 其特征在于所述切断粉碎机粉碎的浒苔 95％通 过直径 5-10mm 筛网。
一种浒苔资源化处理装置的工艺， 其特征在于所述环模制粒机的环模压缩比为 4.5-8， 制粒后物料直径为 3-8mm。
一种浒苔资源化处理装置的工艺， 其特征在于所述无轴螺旋输送机在滤水、 输送 同时对浒苔间的牵连进行切断， 经此工序物料水分被滤去 2 个百分点。 一种浒苔资源化处理装置的工艺， 其特征在于所述双螺杆压榨脱水机， 经破碎， 脱 水后物料水分下降到 62 ％ -68 ％， 物料的长度被破碎到 3-5cm， 废液经废液过滤器进行处 理、 排放。
一种浒苔专用切断粉碎机， 在机架上的一侧配置电机， 电机的动力轴经连轴器伸 入固定在机架另一侧壳体内的两端， 动力轴上沿轴固定配置一圆筒形转子， 在圆筒形转子 外表面沿轴固定多排锤片， 其特征在于 ：
在壳体另一侧的上部开设一进料孔， 进料孔经内大外小扩散式进料段向外伸出一 圆筒形进料筒， 进料筒内配置强制供料绞龙， 由设置在外侧的送料电机驱动， 在进料筒近强 制供料绞龙的始端开设一开口向上的加料口 ；
在动力轴靠进料孔侧的外壳内， 配置一圆盘式的切碎机构 ；
壳体的下部， 由压筛架压紧装配筛网， 筛网的下方开设出料口 ；
所述切碎机构为， 在圆板状的切碎盘上均匀开设若干呈放射状狭缝的切孔， 在切 孔的径向一侧边上配置突起的切刀 ；
所述切碎机构的切碎盘上开设四至八条放射状狭缝切孔， 放射线的内部夹角 β 为 8-12 度， 切刀配置固定旋转背向的切孔一侧， 且与切孔的重叠度可调节。
本发明针对目前大批量出现的浒苔原料， 具有茎干长、 牵连性强， 易打滑的特性， 利用机械化作业， 高效率地达到前期处理的目的， 为后续处理创造了条件。采用本技术方 案， 填补了一项国内本领域的空白， 首次实现了整体机械化处理作业， 整条处理装置加工 生产线部分采用了现存的设备、 部分对现有技术作了改进、 部分采用了本发明公开的技术 ( 比如浒苔专用切断粉碎机 )、 部分采用了本发明拟保护的技术， 由此连接成了一个完整的 生产加工线， 提供了可以大规模进行机械化浒苔资源化处理的装置系统， 以及相关操作中 的工艺要求， 达到高效、 快速、 降低成本、 便于运输的目的。以下对各环节进行细述 ：
滤水输送 ： 此工艺段主要设计使用无轴螺旋输送机为主要的工艺设备， 并由于鲜 浒苔的水分较高， 一部分为自重可去水， 为了后续处理减轻压力， 在输送上， 增加滤水结构，
为其在输送的过程中， 除去一部分水。无轴螺旋输送机， 能输送较为缠绕在一起的物料， 同 时无轴螺旋输送机对浒苔间的牵连性有一定的切断作用， 减少后续处理由于其物料间牵连 而引起的加工麻烦。
与现有技术链接式可滤水输送机相比更具有优点。 前者在输送过程中物料为相对 静止， 上层物料滤水需要经过下层物料， 影响了滤水效果， 但后者应其在输送过程中不断的 是物料翻滚， 可使物料完成全方位的脱水， 透水面采用长条形透水板面， 大大降低了物料堵 塞透水面的可能性。
脱水破碎 ： 此工艺主要设计使用双螺杆压榨脱水机。 由于浒苔的空隙度较大、 物料 间牵连性较多， 且有一定滑行等特点， 采用了压缩比较大、 高开孔率小孔透水网板且较大啮 合系数。
其设计使浒苔在此工段通过的机械设备脱去了极大部分的游离水， 且能耗较低。 并且双螺旋脱水机的高啮合系数， 很大程度对浒苔起到了破碎的作用 ( 如没有破碎的处 理， 较长纤维的浒苔会影响干燥的速率， 并对干燥均匀性产生影响 )， 为下面工艺不需要再 经过另外的破碎设备直接烘干提供了必要的前提条件。同时由于物料受到挤压、 扭曲、 剪 切、 摩擦等多种作用的效果， 使物料变得相对松软， 大大降低了物料间的牵连性， 并不易在 形成团状， 也有利于后续的干燥。螺旋脱水机由于是边进料边出料的， 并且能自动的完成， 所以能实现连续化无人加工。其大大优于现有的离心脱水， ( 现有离心脱水的效果相对差、 能耗高、 由于其高运转安全系数低、 中间工段需要人工取料， 不能实现连续化无人生产 )， 并 且在脱水后段加入了自动过滤器， 即废液过滤器， 具有自动排液及排料功能， 为排出较清澈 的压榨液提供了前提， 同时为对压榨液的利用作了前处理。 干燥 ： 由于其进过机械脱水后的水分还是较高， 如进行一次烘干达到需要水分， 则 干燥温度会较高， 这样会引起物料的粘结包裹， 影响干燥的均匀性。 并且干燥温度过高的不 仅会引起浒苔内在的营养成分的损失， 而且造成较大的能源浪费。 因此， 对干燥工序分开进 行了两道。
滚筒干燥 ( 干燥一 ) ： 由于浒苔含结合水份较高， 一般在 65％左右， 其水分较高， 相 对的流动性较差， 对干燥带来一定程度的弊端。 滚筒干燥很好的解决了此缺点， 物料在被干 燥的过程中， 由于其机械的带动， 不断被向前推进， 并使物料在机械及重力的作用的翻滚， 使之物料完成全方位的与热风接触， 满足干燥的均匀性。因其干燥后的水分大概为 40％左 右， 故在滚筒内停留的时间不会很长， 不会降低其物料的营养成分。
流化干燥 ( 干燥二 ) ： 流化干燥机有其产量大、 干燥均匀、 最终水份的高低易控制。 故其适应对物料水分即使要求变化的特点。 并且， 由于其干燥均匀， 避免了由于干燥不均匀 而引起的存放物料的少量变质而影响整篇物料的情况。并且， 流化干燥的相对物料温度较 低， 干燥成分均匀， 不会降低物料的营养成分。并且流化干燥的效率较高， 能满足低能耗的 要求。针对料比重较轻， 易结块的特点， 采用了穿孔风速及设定了较为合适的干燥温度， 并 且对排料系统采用回风排料装置， 使之排料完全彻底。
切断粉碎 ： 经过前面的打断破碎， 物料的细度还远远不能满足后到的制粒要求， 并 且也不能满足深加工的处理要求， 针对其纤维物料的特性， 对原有的粉碎机进行了改进创 新， 增加了对纤维的切断装置， 使后面的粉碎更高效率。 节省能耗， 提高产量。 因其物料仍具 有相对较长的纤维状， 并且物料较软， 如使用一般的粉碎机粉碎效果很差， 产量低， 能耗高。
故开发了切断型粉碎机， 是物料在进入锤片打碎之前， 先经过切碎， 并使两道工序在一个机 器上完成。利用切断纤维加锤片粉碎的工艺设计， 可以大大降低粉碎机的能耗， 提高产量。 是降低加工成本得以进一步实现。
制粒成型 ： 针对其纤维物料的特性， 比重较轻， 不利于运输， 并为后续处理提供保 证。增加了制粒环节， 采用环模制粒机。对制粒机的重要参数进行适合浒苔处理的设计， 包 括适合的细度、 水份、 制粒孔径、 压辊直径等。
本发明脱水破碎工序中的废液过滤器具有如下优点 ：
①解决了大多的过滤器易堵塞滤网的缺点。使用了螺旋回转刷， 使滤网不停的被 刷洗， 达到防堵的目的 ； 清夜出口液位基本和进液口齐平， 是滤网一直浸泡于液体中， 避免 了由于物料风干而引起了堵塞滤网 ； 过滤机达到全密封的结构， 避免了暴露在空气中而过 快的引起细渣风干而堵塞滤网的可能性 ； 采用内层细滤网与外层透液骨架结合的过滤方 式， 方便堵网细网时的快速更换。
②体积小， 过滤量大。液体通过具有一定压力的泵打入过滤机， 大大提升过滤速 度； 滤网防堵措施的加入， 有效的保证了透液率， 保证了过滤速度。
③智能排渣。通过过滤腔的压力检测， 可以判别其滤渣的量， 达到一定压力后， 打 开出渣阀， 关闭出液阀， 完成排渣。 ④适应性较广。采用内层细滤网与外层透液骨架结合的过滤方式， 可根据需要调 整内层过滤网的细度， 达到满足不同过滤细度需要 ； 由于其能完成自动清洗和自动排渣可 以运用到无人操作的场合 ； 由于其过滤系统为全封闭结构， 可以使用在易挥发性浊液的过 滤。
本发明的优越性和有益效果 ： 提供了一套完整的浒苔资源化机械前处理工艺以 及相关的设备装置， 适宜处理水份高、 易腐败、 个体间牵连大、 表面有一定的滑性、 常态比重 轻等普遍性特点的大批量鲜浒苔， 本发明能耗低， 产量大， 大部分采用现有的加工设备， 降 低设备的投入和加工成本， 为后续的资源化深处理 ( 饲料加工、 生物化肥、 生物质能源制取 等 ) 做了必要的技术工艺及实际设备支撑、 保障。填补了本领域批量处理鲜浒苔的技术空 白， 在日益重视天然资源， 变废为宝， 保护和治理环境， 节能增效的今天， 本发明的提出具有 特别重要的经济价值和社会效益。
附图说明
图 1 是本发明一种浒苔资源化处理装置的整体配置结构图 ；
图 2 是本发明一种浒苔资源化处理工艺的整体工艺流程图 ；
图 3 是本发明废液过滤器的结构示意图 ；
图 4 是本发明螺旋输送机的结构示意图
图 5 是图 4 的右视图
图 6 是本发明切断粉碎机的结构示意图。
图中， 1 是滤水输送机， 2 是脱水破碎机， 3 是流化干燥机， 4 是制粒成型机， 5 是切断 粉碎机， 6 是滚筒干燥机， 7 是废液过滤器 ；
11 是送料口， 12 是内衬滤网， 13 是无轴螺旋绞龙， 14 是进料电机， 15 是出料口， 16 是集水槽， 17 是外层滤网， 18 是排滤液口 ；701 是减速电机、 702 是机盖、 703 是筒体、 704 是螺旋回转轴、 705 是毛刷、 706 是内 层细滤网、 707 是外层透液骨架、 708 是压力表、 709 是进液口、 710 清液出口、 711 是滤渣出 口、 712 是出液 / 渣阀 ；
51 是强制供料绞龙、 52 是加料口、 53 是壳体、 54 是切碎机构、 55 是锤片、 56 是筛 网、 57 是机架。 具体实施方式
以下对照附图， 以实施例方式对本发明作进一步说明。
一种浒苔资源化处理装置， 依次包括和连接如下机械 ：
滤水输送机 1 连接脱水破碎机 2， 脱水破碎机 2 分别连接废液过滤器 7 和滚筒干燥 机 6， 其中滚筒干燥机 6 连接流化干燥机 3， 流化干燥机 3 连接切断粉碎机 5， 切断粉碎机 5 连接制粒成型机 4 ；
所述滤水输送机 1 为无轴螺旋输送机 ；
所述脱水破碎机 2 为双螺杆压榨脱水机 ；
所述制粒成型机 4 为环模制粒机。
所述废液过滤器 7 的结构为 ： 在立式的圆筒式筒体 703 中设置一直筒式内层细滤 网 706， 内层细滤网 706 被固定在外层透液骨架 707 上， 内层细滤网 706 的内部轴心设置一 根螺旋回转轴 704， 螺旋回转轴 704 的边缘为毛刷 705， 毛刷 705 接触内层细滤网 706 的网 壁； 筒体 703 的下部呈锥顶向下的圆锥形， 锥顶引出滤渣出口 711， 并配置出渣阀 712 ； 筒体 703 的上方设置机盖 702， 在机盖 702 的圆心处设置驱动螺旋回转轴 704 的减速电机 701， 在 机盖 702 上开设进液口 709， 接设压力表 708 ； 在筒体 703 上部的筒壁开设清液出口 710， 清 液出口 710 上配置出液阀 712。所述螺旋回转轴 704 毛刷 705 端的线速度为 0.1m/s-0.4m/ s， 内层细滤网 706 的网径为 50-250 目， 筒体内腔压力 0.1-0.5Mpa。
所述无轴螺旋输送机的结构为 ： 无轴螺旋绞龙 13 配置在内衬滤网筒 12 中， 内衬滤 网筒 12 的下半周外圈依次是外层滤网 17 和集水槽 16， 无轴螺旋绞龙 13 的尾端， 在内衬滤 网 12 上开设向下的出料口 15， 且穿过外层滤网 17 和集水槽 16 ； 无轴螺旋绞龙 13 的始端， 在集水槽 16 上开设向下的排滤液口 18， 在内衬滤网 12 上开设向上的送料口 11 ； 在内衬滤 网 12 上分布多个孔径为 2-5mm 的透水小孔， 开孔率在 10％ -30％； 在外层滤网 17 上分布多 个多个长条形的小孔， 其宽度为 1-5mm， 长度为 5-15mm， 开孔率在 20％ -40％。
所述滚筒干燥机 6 其干燥热风温度为 200-350℃， 风速为 0.5-2m/s， 干燥后浒苔的 水分含量为 35％ -45％； 所述流化干燥机 3 其干燥温度为 100-150℃， 穿孔风速为 2.8-4.5m/ s， 干燥后的水份含量为 10％ -15％。
所述切断粉碎机 5 粉碎的浒苔 95％通过直径 5-10mm 筛网。
所述环模制粒机的环模压缩比为 4.5-8， 制粒后物料直径为 3-8mm。
所述无轴螺旋输送机在滤水、 输送同时对浒苔间的牵连进行切断， 经此工序物料 水分被滤去 2 个百分点。
所述双螺杆压榨脱水机， 经破碎， 脱水后物料水分下降到 62％ -68％， 物料的长度 被破碎到 3-5cm， 废液经废液过滤器 7 进行处理、 排放。
一种浒苔专用切断粉碎机， 在机架 57 上的一侧配置电机， 电机的动力轴经连轴器伸入固定在机架 57 另一侧壳体 53 内的两端， 动力轴上沿轴固定配置一圆筒形转子， 在圆筒 形转子外表面沿轴固定多排锤片 55 ； 在壳体 53 另一侧的上部开设一进料孔 52， 进料孔 52 经内大外小扩散式进料段向外伸出一圆筒形进料筒 51， 进料筒 51 内配置强制供料绞龙， 由 设置在外侧的送料电机驱动， 在进料筒 51 近强制供料绞龙的始端开设一开口向上的加料 口 52 ； 在动力轴靠进料孔侧的外壳 53 内， 配置一圆盘式的切碎机构 54， 壳体 53 的下部， 由 压筛架压紧装配筛网 56， 筛网 56 的下方开设出料口 ； 所述切碎机构 54 为， 在圆板状的切碎 盘上均匀开设若干呈放射状狭缝的切孔， 在切孔的径向一侧边上配置突起的切刀 ； 所述切 碎机构 54 的切碎盘上开设四至八条放射状狭缝切孔， 放射线的内部夹角 β 为 8-12 度， 切 刀配置固定旋转背向的切孔一侧， 且与切孔的重叠度可调节。
由以上装置和相关工艺， 能实现对打捞上来的浒苔进行脱水、 干燥、 粉碎、 制粒等 机械化前加工处理， 达到高效、 快速、 降低成本、 便于运输的目的。