一种利用汽爆技术生产高能纤维饲草的装置
技术领域
本实用新型涉及秸秆利用技术领域，具体来说，涉及一种利用汽爆技术生产高能纤维饲草的装置。
背景技术
近几十年来，我国草地资源严重退化，北方草原产草量比50年代下降了30-50％，对现有牲畜已不堪负担，我国饲草供应已到严重缺乏程度。而我国又是世界羊制品、牛制品消费第一的国家，市场需求巨大，因此没有常年均衡的优质饲草保障与供应是我国羊、牛养殖业发展的瓶颈问题。农作物生长周期短、产量大，作为农业副产品的秸秆是取之不尽的可再生资源。秸秆富含纤维、粗蛋白等家畜、家禽所需的营养成分，但由于木质素的存在，导致质地粗硬，适口性差，饲料消化率低和营养价值不高。因此，提升农作物秸秆饲料转化率，降低农作物秸秆饲料成本，是我国羊、牛养殖业能够可持续发展的关键问题。
目前，主要采用物理法、化学法、微生物处理法将秸秆加工成饲料。物理法包括切碎、浸泡、磨碎、蒸煮、高压蒸汽处理、热喷、膨化和辐射等，物理方法能提高秸秆的适口性，增加采食量，提高消化率，但无法改变秸秆的组织结构或提高营养价值。化学法包括酸处理、碱处理、氧化剂处理和氨化，其中，酸碱处理需要大量水冲洗，造成环境污染；氧化剂处理不能有效提高秸秆的营养价值，副作用较大，长期应用可导致动物中毒；氨化法采用尿素处理秸秆，受温度影响较大，在低温条件下转氨时间较长，而且余氨有毒，在挥发不充分的情况下会对动物产生刺激或毒害。黄秸秆微贮处理时间长，也不能明显提高营养价值。
汽爆法则是目前最为有效的去除秸秆内木质素，软化纤维素，提高饲料的消化率和营养价值的方法。近几年业内出现了利用汽爆法制备饲料的方法。专利201410433500.4公布的利用汽爆技术高效制备秸秆饲料的方法，需对秸秆进行二次汽爆，并且汽爆时还要添加碱液；专利201811167078.7 公布的基于汽爆技术利用玉米秸秆制备高能营养饲料，则需要先对秸秆进行氨化预处理，然后再进行汽爆。这两个专利中汽爆罐接收的均为秸秆湿料，处理流程复杂，生产成本高。
实用新型内容
针对相关技术中的上述技术问题，本实用新型提供了一种流程简单、汽爆效果好、运行安全、成本低廉、营养价值高、消化率高的一种利用汽爆技术生产高能纤维饲草的装置。
为实现上述技术目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
所述汽爆装置，主要包括汽爆罐，汽爆罐为疲劳容器，罐体为圆柱体，上与椭圆封头焊接，下与锥形封头焊接，垂直安装，顶部为入料口，包括入料法兰、密封钢环和三角锥，入料法兰焊接在椭圆封头上，密封钢环通过螺栓固定在入料法兰上。三角锥通过钢丝绳、定滑轮一、定滑轮二与液压缸连接，液压缸带动三角锥上下移动。当三角锥靠紧密封钢环时，密封钢环的内锥面与三角锥锥面完全吻合，在通入蒸汽压力作用下，可将汽爆罐入料口关死，以保持汽爆罐内压力，当三角锥向下移动并与密封钢环离开一定距离后，秸秆碎料可通过入料口加入到汽爆罐中。出料口焊接在锥形封头的最下边，通过法兰螺栓与1台出料阀相连。蒸汽进口焊接在锥形封头上，靠近出料口，通过法兰螺栓连接一台蒸汽阀。排气口焊接在汽爆罐的上部，通过法兰螺栓连接排气阀和安全阀。椭圆封头上焊接有温度和压力检测仪表接管，分别安装温度和压力检测仪表。
进一步地，汽爆罐上入料口处密封钢环内锥面设有矩形密封槽，密封槽内安装一条Y型密封圈，Y型密封圈的开口朝内，当入料口需要密封时，三角锥被吊起与密封钢环压紧，此时压缩空气通过Y型密封圈进气孔鼓入压缩空气，Y型密封圈向外移动，紧紧地压在三角锥锥面上，形成密封，该密封方法非常可靠，且密封圈不易损坏。
进一步地，汽爆罐的密封钢环内锥面可不加工密封槽，密封钢环内锥面和三角锥锥面表面堆焊硬密封材料，形成硬密封。
进一步地，三角锥自重较大，利用其上下移动将进入到汽爆罐中的秸秆压实，可增加汽爆罐内秸秆量，从而提高汽爆罐的生产效率。
进一步地，三角锥锥角为60度，表面光滑，不粘挂秸秆碎料，利于进料和密封。
进一步地，汽爆罐内温度和压力通过仪表实时监测及控制，根据不同秸秆的相应要求，控制饱和蒸汽的进气量，使罐内温度保持在150～200℃，压力保持在1.0～2.0MPa，时间为1.0～10min。
进一步地，汽爆罐上安装的出料阀为硬密封气动半球阀，打开迅速，可瞬时使秸秆物料喷放到释放仓中，且半球阀密封面具有自清洁功能，在有秸秆情况下亦可关闭，密封可靠，寿命长，成本低。
进一步地，汽爆罐罐体上采用椭圆封头，下采用锥形封头，有利于喷放完全。
进一步地，可以有多个汽爆罐组合在一起，由秸秆输送供料系统顺序供料，顺序汽爆，形成规模化、工业化生产。
所述一种利用汽爆技术生产高能纤维饲草的装置，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将秸秆粉碎成长度小于20厘米的秸秆干碎料，后除土除铁。
(2)将经过除土除铁的秸秆干碎料装入汽爆罐中，通入饱和蒸汽，使汽爆罐内压力维持在1.0～2.0MPa，温度150～200℃，时间为1.0～10min。
(3)快速打开出料阀，汽爆罐内物料在1～3秒内瞬时喷出，入释放仓中，冷却后包装，可直接作为高能纤维饲草出售。
进一步地，高能纤维饲草可直接作为商品出售或饲喂，也可以加入有益微生物及辅料，生产复合高能纤维饲草。
进一步地，汽爆罐不仅可以接收经过粉碎除尘后的秸秆干碎料，也可以接收秸秆压块，即将秸秆压块直接放入汽爆罐中，进行汽爆处理。
进一步地，秸秆可以为水稻、玉米、大豆、花生、小麦等农作物秸秆的一种或者几种的混合物，且不限于上述农作物秸秆。
本实用新型的有益效果：
1.汽爆装置接收秸秆干料汽爆，无需前期化学或微生物预处理，工艺流程简单，运行成本低。
2.高温高压环境将虫卵病菌杀灭、残留农药得到分解，制备出安全无毒副作用的饲料。
3.有效去除秸秆中的木质素，使得农作物秸秆纤维素细胞撕裂，细胞壁疏松，改变了秸秆中粗纤维的整体结构和分子链的构造，纤维素分子断裂，有利于牛羊吸收消化，提高饲料的消化率和转化率，经济效益高。
4.汽爆装置结构简单、运行安全、制造成本低。
5.本装置和方法适合产业化推广。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型的汽爆装置示意图。
图2是本实用新型的汽爆装置的密封钢环。
图3是本实用新型的汽爆装置的三角锥。
图4是本实用新型的汽爆装置的Y型密封圈断面图。
图中：1-汽爆罐，2-罐体，3-椭圆封头，4-锥形封头，5-入料口法兰，6- 出料口，7-蒸汽进口，8-三角锥，9-密封钢环，10-入料口，11-排气口，12- 安全阀，13-排气阀，14-液压油缸，15-定滑轮二，16-定滑轮一，17-钢丝绳，18-压力检测仪表，19-温度检测仪表，20-蒸汽阀，21-出料阀，22-出料管，23-Y型密封圈，24-密封槽，25-密封钢环内锥形，26-密封圈进气孔， 27-三角锥锥面。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的一个具体实施例中，先将秸秆(大豆秸秆)进行粉碎和除杂，秸秆碎料长度15厘米；
在本实用新型的一个具体实施例中，汽爆装置主要包括汽爆罐1，为疲劳容器，垂直安装，顶部为入料口10，三角锥8在液压缸14作用下上下移动，实现入料口10的打开和关闭；最下部为出料口6，安装一台气动硬密封半球阀21；蒸汽进口7靠近出料口6，排气口11在罐体上部，在罐体上部安装压力检测仪表18及温度检测仪表19。
液压油缸14通过钢丝绳17与三角锥8相连，定滑轮一16、定滑轮二15 起到钢丝绳17的导向作用，钢丝绳17穿过入料口10垂直悬吊三角锥8于汽爆罐1内，秸秆碎料通过入料口10进入汽爆罐1，启动液压油缸14，使三角锥8上下运动，利用三角锥8的重量将秸秆碎料压实。
进料完毕后，启动液压油缸14将三角锥8吊起，与密封钢环9压紧，锥面紧紧鳌合；将压缩空气通过Y型密封圈23的密封圈进气孔26鼓入压缩空气，Y型密封圈23向外移动，紧紧地压在三角锥锥面27上，形成密封；
上述步骤完成后，设定好汽爆罐1的汽爆温度和压力，蒸汽阀20会自动打开，开始往汽爆罐1内进饱和蒸汽，当罐内温度和压力达到设定值时，蒸汽阀20自动关闭，随着罐内秸秆碎料对蒸汽的消耗，温度和压力会下降，这时通过系统设置会自动的打开或关闭蒸汽阀20，向罐内补充饱和蒸气，直至汽爆罐1内温度和压力都稳定在设定值，压力维持在1.8～2.0MPa，温度150～200℃，设定时间5min。
5min后，瞬时快速打开出料阀21，汽爆罐1内物料在1～3秒内瞬时喷出，通过出料管道22瞬时喷放到释放仓中，至此完成整个汽爆过程，制备出高营养价值和安全无毒副作用的丝状高能纤维饲草。高能纤维饲草可直接作为商品出售或饲喂，也可以加入有益微生物及辅料，生产复合高能纤维饲草。
汽爆罐上安装有安全阀12，当遇到意外及紧急情况时，安全阀12会自动打开，将汽爆罐1罐内压力和蒸汽释放至室外，确保整个装置及运行人员的安全。
本实用新型制得的高能纤维饲草与不同品种的饲草性能对比，优势如下表所示：
由上表可知，本实用新型制得的高能纤维饲草无论从消化能、产奶净能等方面都达到或优于传统饲草，实现了农作物秸秆转化为替代昂贵的苜蓿干草、羊草、青贮的优质饲草饲料，大大提高了畜牧养殖企业降本增效的空间。
综上所述，借助于本实用新型的上述技术方案，本实用新型一种利用汽爆技术生产高能纤维饲草的装置具有工艺流程简单，在秸秆物料的进料方式，体积压实，汽爆罐1的锥面和Y型密封圈组合密封，快速释放等方面更加简单合理，使用安全。本方法和装置有效的节约了制造和运行成本，适于产业化推广。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
