技术领域
[0001] 本
发明涉及环保和秸秆综合利用技术领域，尤其是秸秆
生物饲料制备工艺。
背景技术
[0002] 我国秸秆资源具有种类多、数量大的特征，每年因农业生产活动产生的秸秆总量近9亿吨。由于农村劳动
力转移和耕作方式的转变，秸秆的综合利用率较低，大部分秸秆被就地焚烧或乱丢乱弃，由此产生的农业面源污染问题和环境污染问题已经受到越来越多的重视，政府相继出台多项政策及问责机制禁止秸秆焚烧，大力支持推广秸秆饲料化等综合利用技术。
[0003] 随着社会经济的发展和人们生活
水平的不断提高，对畜禽产品数量、
质量的需求也与日俱增，这也促成了畜禽养殖业的不健康发展。为提高畜禽产量、追求利益的最大化，养殖户广泛使用饲料添加剂和饲用抗生素。饲料添加剂和抗生素的滥用，不仅降低畜禽的肉质品质，甚至危害人类身心健康，还能造成畜禽
粪便中的抗生素和重金属等添加剂残留，并造成面源污染和畜禽粪便排放引发
水体富营养化等环境问题。
[0004] 发展和使用秸秆生物饲料，将对秸秆综合利用和实现生态养殖具有深远的影响，一是可以消耗大量秸秆，为高效利用秸秆找到一条新路子；二是可以帮助小型养殖专业户特别是贫困户获得可观的经济效益；三是可以增加健康安全肉食供应量以满足市场的需求。四是可以利用禽畜排泄的粪便再制成
有机肥还田，可替代部分化学
肥料，从而符合化肥减量的要求。秸秆生物饲料的开发有望形成一个以秸秆为纽带的“秸秆收贮—饲料加工销售—
牛羊规模养殖—健康肉食大量消费”的新型产业链。
发明内容
[0005] 本发明提出了一种基于揉丝和发酵设备处理的秸秆饲料制备工艺，工艺简单、成本低、提取效率极高，具有很大的推广与应用价值。
[0006] 本发明提出的一种基于搓丝和发酵设备处理的秸秆饲料制备工艺，包括如下步骤：
[0007] S1、原材料准备：准备秸秆、水、发酵菌种、复合促进剂、
能量原料、蛋白原料、食盐和食糖；
[0008] S2、秸秆切丝：使用搓丝机将秸秆
破碎、揉丝，加工成丝状，并获得秸秆丝；
[0009] S3、菌种活化：将发酵菌种、食糖按比例放入水中充分搅匀并静置，获得菌种活化液；
[0010] S4、
营养液配制：将复合促进剂按比例放入水中搅拌溶解获得营养液；
[0011] S5、菌种
混合液制备：将S3制得的菌种活化液和S4制得的营养液混合均匀制备菌种混合液；
[0012] S6、高温处理：将S2制得的秸秆丝、能量原料、蛋白原料、食盐投入发酵机内，加水，加温到75 85℃并维持1 2 h，同时进行搓揉和搅拌；~ ~
[0013] S7、好
氧发酵：将S6制得的物料冷却到≤60℃后，用S5制备的菌种混合液进行接种，使秸秆丝在发酵机中进行好氧发酵，从而获得初级秸秆饲料；
[0014] S8、厌氧发酵：将S7制备的初级秸秆饲料，控制
含水量和
温度，计量称重后灌入密封的发酵袋或容器中，室温进行厌氧发酵；
[0015] S9、制得成品秸秆饲料。
[0016] 优选的，一种基于搓丝和发酵设备处理的秸秆饲料制备工艺，包括如下步骤：
[0017] S1、原材料准备：准备800 1000重量份的秸秆，1200 1500重量份的水，1重量份的~ ~发酵菌种，1 3重量份的复合促进剂，30 60重量份的能量原料，20 30重量份的蛋白原料，20~ ~ ~
30重量份的蛋白原料，20 50重量份的食盐和10 20重量份的食糖；
~ ~ ~
[0018] S2、秸秆切丝：使用搓丝机将秸秆破碎、揉丝，加工成丝状，获得3 8 cm秸秆丝；~
[0019] S3、菌种活化：将发酵菌种、食糖放入20重量份的水中充分搅匀并静置，获得菌种活化液；
[0020] S4、营养液配制：将复合促进剂放入50 100重量份的水中搅拌溶解获得营养液；~
[0021] S5、菌种混合液制备：将S3制得的菌种活化液和S4制得的营养液混合搅拌制得菌种混合液；
[0022] S6、高温处理：将S2制得的秸秆丝、能量原料、蛋白原料、食盐投入发酵机内，加水，加温至≥75℃并维持≥1小时，同时进行搓揉和搅拌；
[0023] S7、好氧发酵：待S6制得的物料冷却到50 60℃后，用S5制备的10 20重量份的菌种~ ~混合液进行接种，使秸秆丝在发酵机中进行好氧发酵≥4小时，从而获得初级秸秆饲料；
[0024] S8、厌氧发酵：将S7制备的初级秸秆饲料，控制其含水量为60-65%，温度调整至40-45℃，计量称重后灌入密封的发酵袋中，室温厌氧发酵≥15天；
[0025] S9、制得成品秸秆饲料。
[0026] 进一步，所述发酵菌种包括
纤维素降解菌，所述复合促进剂包括生长因子、有益菌种、保健因子、微量元素添加剂和酸
碱度调理剂中的一种或多种。
[0027] 进一步，所述发酵袋为厌氧呼吸膜饲料发酵袋。
[0028] 进一步，在步骤S6、S7和/或S8中，通
过热风或冷风对物料进行加温或冷却，从而实现温度的调节。
[0029] 进一步，所述能量原料为玉米粉和/或小麦粉；所述蛋白原料为
豆粕。
[0030] 进一步，在步骤S6中，还添加有氮源。
[0031] 更进一步，所述氮源为尿素。
[0032] 进一步，所述搓丝机为具有L型折弯刀片结构的
粉碎机。
[0033] 进一步，所述发酵机为采用热风加热带循环双搅拌轴的模
块式发酵机。
[0034] 本发明提供了一种基于搓丝和发酵处理设备的秸秆饲料制备工艺，通过搓丝机对秸秆进行破碎揉丝，改变了原有工艺的切短切碎，但无法真正有益后续发酵处理的
缺陷，使秸秆在发酵和使用时更加方便。
[0035] 然后在秸秆丝内投入复合型菌种，使秸秆丝降解更加迅速，缩短了发酵周期，并提升了饲料的安全性、适口性和营养性，增强了保健功能和促长功效。
[0036] 采用袋装厌氧发酵，使得饲料发酵和储存更加方便，延长了保质期，并且可以规模化生产，将秸秆
青贮饲料从地窖里转移到仓库中，变大库容散装为小批量
包装，这不仅大大方便了秸秆饲料的发酵、仓储、转运、交易和养殖喂用，提高了秸秆饲用的营养价值和消化率，还使生产的秸秆饲料的
纤维素降低10%以上，粗
蛋白质提高5-8%，干物质消化率提高25%，从而提高牲畜的采食量达到提高日增重20%以上。
[0037] 将秸秆破碎、搓揉、熟化，破坏了秸秆表面坚硬的蜡质层，使得纤维物质容易分解，加上添加的高效菌群，既有利秸秆快速分解释放营养，又能在动物肠胃内增殖扩繁有益
微生物，来提高牛羊的抗病的免疫能力。
[0038] 通过特定结构的搓丝机将秸秆进行丝状破碎，通过特定结构的发酵机形成一个动态发酵的过程，区别于地窖厌氧环境下的静态发酵。
[0039] 通过搓揉改善适口性，实现秸秆的
软化；通过高温杀菌，实现秸秆的
净化；通过高温蒸煮，实现秸秆的熟化。
[0040] 通过添加复合型菌种及其辅料，并在发酵机内通氧、搅拌，
加速了发酵
进程，实现秸秆的饲料化。
[0041] 本技术适用于养殖食草动物，尤其是养殖牛羊鹅等
家畜。
附图说明
[0042] 图1为本发明中
破碎机的剖面结构的示意图；
[0043] 图2是本发明中破碎机的粉碎机构的结构示意图；
[0044] 图3是本发明中破碎机的粉碎刀片的示意图；
[0045] 图4是本发明中破碎机的物料破碎仓出料口下
门板的示意图；
[0046] 图5是本发明中发酵机的
喂料辊的结构示意图；
[0047] 图6是本发明中发酵机的安装结构示意图；
[0048] 图7是本发明中发酵机的安装结构俯视图。
具体实施方式
[0049] 以下由特定的具体
实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本
说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
[0050] 须知，本说明书结构描述的“左”即为图中的左边方向，“右”即为图中的右边方向。
[0051] 本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及其他用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
[0052] 实施例1：一种基于搓丝和发酵设备处理的秸秆饲料制备工艺，包括如下步骤：
[0053] S1、原材料准备：准备800重量份的秸秆,1200重量份的水,1重量份的发酵菌种,1重量份的复合促进剂,30重量份的能量粉，如玉米粉、小麦粉等
淀粉类主粮粉,20重量份的蛋白原料如豆粕,20重量份的氮源如尿素,20重量份的食盐和10重量份的食糖，其中，所述复合性菌种包括好氧纤维素降解菌，所述复合促进剂包括生长因子、有益菌种、保健因子、微量元素添加剂和酸碱度调理剂中的一种或多种；有益菌种还可以包括嗜热乳酸菌和/或
醋酸菌。
[0054] S2、秸秆切丝：使用搓丝机将秸秆破碎、揉丝，处理成丝状，从而获得3cm的秸秆丝；搓丝机不光能纵向切断切碎秸秆，还能对秸秆有一种横向的搓揉力，将其纤维打散，方便后续的发酵，跟搓丝机的特殊结构有密切联系。
[0055] S3、菌种活化：将发酵菌种、食糖放入20重量份的水中充分搅匀并静置1.5小时，获得菌种活化液；
[0056] S4、辅料溶液即营养液配置：将复合促进剂放入50重量份的水中搅拌溶解获得营养液；
[0057] S5、菌种混合液制备：液体混合，将S3制得的菌种活化液和S4制得的辅料溶液混合搅拌制得菌种混合液；
[0058] S6、高温处理灭菌：将S2制得的秸秆丝、主粮粉、豆粕、尿素、食盐投入发酵机内，加水，加温至75℃并维持2小时，同时进行搓揉、搅拌和通氧；
[0059] S7、好氧发酵：通过鼓入冷风或者自然风，待S6制得的物料冷却到50℃后，向发酵机内投入10重量份的菌种混合液，使秸秆丝在发酵机中进行发酵6小时，从而获得初级秸秆饲料；
[0060] S8、装袋进行厌氧发酵：将S7制得的初级秸秆饲料，控制其含水量为60%，温度为40℃，计量称重后装入避光、厌氧环境，隔绝空气的厌氧呼吸膜饲料发酵袋即发酵袋中，保存15天；
[0061] S9、称重、灌包、制得成品秸秆饲料。
[0062] 实施例2：一种基于搓丝和发酵设备处理的秸秆饲料制备工艺，包括如下步骤：
[0063] S1、原材料准备：准备1000重量份的秸秆,1500重量份的水,1重量份的发酵菌种,3重量份的复合促进剂,60重量份的主粮粉（玉米粉、小麦粉等淀粉类能量原料）, 30重量份的豆粕（蛋白原料）,30重量份的尿素（氮源）,50重量份的食盐和20重量份的食糖；
[0064] S2、秸秆切丝：使用特殊的搓丝机将秸秆处理成丝状，从而获得8cm的秸秆丝；
[0065] S3、菌种活化：将发酵菌种、食糖放入20重量份的水中充分搅匀并静置2小时，获得菌种活化液；
[0066] S4、辅料溶液即营养液配置：将复合促进剂放入100重量份的水中搅拌溶解获得辅料溶液；
[0067] S5、液体混合：将S3制得的菌种活化液和S4制得的辅料溶液混合搅拌制得菌种混合液；
[0068] S6、高温处理灭菌：将S2制得的秸秆丝、食盐、主粮粉、豆粕、尿素投入发酵机内，加水，通过热风加热系统加温至85℃并维持1.5小时，同时进行搓揉、搅拌和通氧；
[0069] S7、好氧发酵：待S6制得的物料自然冷却到50℃后，向发酵机内投入20重量份的菌种混合液，使秸秆丝在发酵机中进行好氧发酵4小时，从而获得初级秸秆饲料；
[0070] S8、装袋厌氧发酵：将S7制得的初级秸秆饲料，控制其含水量为65%，温度为45℃，装入避光、厌氧环境的密封容器中，室温进行厌氧发酵20天；
[0071] S9、称重、灌包、制得成品。
[0072] 实施例3：一种基于搓丝和发酵设备处理的秸秆饲料制备工艺，包括如下步骤：
[0073] S1、原材料准备：准备900重量份的秸秆,1300重量份的水,1重量份的发酵菌种,2重量份的复合促进剂,50重量份的主粮粉（玉米粉、小麦粉等淀粉类能量原料）, 25重量份的豆粕（蛋白原料）,25重量份的尿素（氮源）,30重量份的食盐和16重量份的食糖；
[0074] S2、秸秆切丝：使用特殊的搓丝机将秸秆处理成丝状，从而获得5cm的秸秆丝；
[0075] S3、菌种活化：将发酵菌种、食糖放入20重量份的水中充分搅匀并静置3小时，获得菌种活化液；
[0076] S4、辅料溶液即营养液配置：将复合促进剂放入80重量份的水中搅拌溶解获得辅料溶液；
[0077] S5、液体混合：将S3制得的菌种活化液和S4制得的辅料溶液混合搅拌制得菌种混合液；
[0078] S6、高温处理灭菌：将S2制得的秸秆丝、主粮粉、豆粕、尿素、食盐投入发酵机内，加水，通过热风加热系统加温至80℃并维持1小时，同时进行搓揉、搅拌和通氧；
[0079] S7、好氧发酵：待S6制得的物料自然冷却到55℃后，向发酵机内投入15重量份的菌种混合液，使秸秆丝在发酵机中进行好氧发酵12小时，从而获得初级秸秆饲料；
[0080] S8、装袋厌氧发酵：将S7制得的初级秸秆饲料，控制其含水量为62%，温度为42℃，装入避光、厌氧环境的发酵袋中，室温进行厌氧发酵16天；
[0081] S9、称重、灌包、制得成品。
[0082] 本方法通过秸秆的丝状化再发酵，提升了秸秆饲料的安全性、适口性和营养性，增强了饲料的保健功能和促长功效。本技术适用于养殖食草动物，尤其是养殖牛羊鹅等家畜，使秸秆在回收和利用时更加有效、方便和易于推广应用。
[0083] 一种应用于上述秸秆饲料化制备工艺的破碎机，包括机台1、固定在机台1上的动力组2，以及由左至右依次设置在机台1上的进料
输送机构3、喂料机构4和搓丝粉碎机构5，所述机台1包括带进料口和出料口的物料粉碎仓11，所述搓丝粉碎机构5设置于物料粉碎仓11内，包括
主轴51、围绕主轴51固定的刀组架52和固定在刀组架52上的多个粉碎刀组，所述粉碎刀组的刀片53为带折弯的L型结构，折弯部531与固定部532呈90°～150°夹
角，相邻粉碎刀组刀片53的折弯部531朝向相反。
[0084] 所述刀组架52包括垂直于所述主轴51轴线的多片圆形
定位盘521、与粉碎刀组数量对应的多根固定轴522，所述定位盘521的中心开有供主轴51穿过的中心孔，以及在圆周方向等距排列可供固定轴522穿过的轴孔，所述定位盘521通过中心孔和轴孔分别与主轴51和固定轴522固定连接。
[0085] 所述粉碎刀组由沿固定轴522轴线等距排列的刀片53组成，所述多个粉碎刀组中同组刀片53的折弯部531朝向相同，相邻组刀片53的折弯部531朝向相反，所述刀片53的固定部532开有可供固定轴522穿过的定位孔，所述刀片53通过定位孔与固定轴522连接固定，所述刀片53平行于所述定位孔圆心与所述定位盘中心孔圆心的连线方向。
[0086] 作为本实施例的一种优选方式，所述刀片53的折弯部与固定部532夹角为120°，所述刀片53的固定部532之间还设置有多节衬套，所述衬套与固定轴522套接固定。
[0087] 参阅图4，所述物料粉碎仓11的出料口由活页式上门板111和可上下移动的下门板112组成，所述上门板111通过
铰链与物料粉碎仓11的壳体固定，所述下门板112的门体上设置有腰型孔113，所述下门板112与物料粉碎仓11的壳体通过腰型孔113上的
螺栓连接固定。
将螺栓置于腰型孔113的上端用
螺母固定，即可增大出料口，加快出料速度、提高工作效率；
相应的，将螺栓置于腰型孔113的下端用螺母固定，即可减小出料口，使秸秆粉碎的更充分，得到的秸秆颗粒更细碎。
[0088] 所述进料输送机构3包括主动轮31、从动轮32和输送带33，所述主动轮31在右，所述从动轮32在左，所述喂料机构4包括设置于所述主动轮31正上方、转动固定在机台1上的喂料辊41。
[0089] 参阅图5，所述喂料辊41为圆柱形结构，所述喂料辊41的表面设置有在圆周方向均匀排列、沿径向延伸的压料板411，压料板411可将大直径的秸秆压扁或将秸秆铺开的厚度更均匀，使后续的粉碎过程更稳定。
[0090] 作为本实施例的另一种优选方式，所述机台1上与喂料辊41连接处设置有滑槽12，所述喂料机构4还包括设置在喂料辊41左侧的两个上下对置的铺料轮，所述上铺料轮42位于输送带上方，所述下铺料轮43位于输送带下方，所述上铺料轮42与喂料辊41以链条连接。在秸秆送料过程中，需要先经过对置的上铺料轮42和下铺料轮43使秸秆能够铺开均匀，如果秸秆的输送量较大，喂料辊41会沿着滑槽12向上移动，避免发生堵塞进料输送机构3的情况发生。
[0091] 所述动力组2包括
电机Ⅰ 21和电机Ⅱ 22，所述电机Ⅰ 21通过链条连接所述进料输送机构3的主动轮31，所述通过链条连接所述搓丝粉碎机构5的主轴51。
[0092] 本发明的工作过程如下：将秸秆放置在进料输送机构3的输送带33上，此时主动轮31在电机Ⅰ 21的带动下驱动输送带33，将秸秆输送到喂料机构4的喂料辊41
位置处，秸秆经过压料板411压紧铺匀后进入物料粉碎仓11的进料口，搓丝粉碎机构5的主轴51在电机Ⅱ
22的驱动下，带动刀组架52使粉碎刀组高速旋转切碎秸秆，经过粉碎后的秸秆颗粒最终从物料粉碎仓11的出料口111排出，得到成品。
[0093] 本产品将粉碎机构相邻刀组的L型刀片反向排列，既有传统的Y型刀片粉碎效果好、工作效率高的优点，又利于日常清洁保养，大大降低了生产成本。整体结构采用丝状化加弯刀式撕裂的模式，通过抓辊给料和薄型刀片一转实现物料的破碎，无筛板一次性撕裂。
[0094] 而传统的破碎机内部设置有筛板，上面有孔，秸秆从孔中进入，然后被刀片打碎，然后从孔中送出，这种结构孔容易被堵住，有时候没有充分破碎，需要多转破碎之后才能输出，效率低下，容易堵塞。
[0095] 本技术方案改变了这种筛板式多转破碎的结构，免除筛板隔离，无论秸秆是湿的、干的、软的、硬的，均可以快速破碎，效率高，粉碎快，配合调节出口的宽度可以调节输出秸秆碎片的长度，当需要粉碎后的秸秆颗粒减小时，可以缩小出料口是秸秆在物料粉碎仓切割的更充分；如果需要粉碎后的秸秆颗粒较大时，则可以增大出料口。结构合理，效果更佳。
[0096] 参照图6和图7，一种应用于上述秸秆饲料化制备工艺的发酵机，为方便描述，将控
制模块95和热风模块94相对搅拌发酵模块92所在的方向定义为左右方向，将上料模块91和出料模块93相对搅拌发酵模块92所在的方向定义为前后方向。该发酵机包括依次放置的上料模块91、搅拌发酵模块92、出料模块93以及用于给所述搅拌发酵模块92加热的热风模块94和用于控制所述上料模块91、搅拌发酵模块92、出料模块93和热风模块94的
控制模块95，所述搅拌发酵模块92内置动力装置安装区，用于搅拌发酵的容纳腔，安装在所述容纳腔内的
搅拌机构以及用于导热的
传热结构，所述搅拌发酵模块92还布置有连接上料模块91的入料口96，连接出料模块93的出料口，连接热风模块94的热风进口97以及布置在壳体侧面上的热风出口98。
[0097] 为了便于堆叠布置，所述搅拌发酵模块92设计为长方体结构。根据实际处理
生物质废料的需要，所述制肥机可以包括一个或一个以上的搅拌发酵模块92，所述搅拌发酵模块92上下堆叠布置，水平横向布置，或者上下、水平组合式布置。
[0098] 所述搅拌发酵模块92的入料口96设置在所述搅拌发酵模块92的上方，出料口设置在所述搅拌发酵模块92的底部，所述搅拌发酵模块92上下堆叠布置，下方的搅拌发酵模块92入料口96对应上方搅拌发酵模块92的出料口。所述搅拌发酵模块92水平横向布置，所述搅拌发酵模块92的出料口通过输送模块与另一搅拌发酵模块92的入料口96连接。
[0099] 为了便于一体化作业，所述制肥机还包括设置在上料模块91前端的用于粉碎生物质废料的粉碎模块99，粉碎的生物质废料由上料模块91输送至搅拌发酵模块92。
[0100] 所述上料模块91、出料模块93、热风模块94和控制模块95根据搅拌发酵模块92的布置方式不同错开放置，布局合理，方便使用者操作。参照图1至图2，三个搅拌发酵模块92上下、水平堆叠布置，所述粉碎模块99、上料模块91依次布置在搅拌发酵模块92的前侧，出料模块93分别位于底部两个搅拌发酵模块92的前后两侧，控制模块95和热风模块94分别布置在搅拌发酵模块92的左右两侧。
[0101] 所述上料模块91、搅拌发酵模块92、出料模块93、热风模块94和控制模块95可安装在同一底座上，所述底座固定在
汽车车厢或者
船舶甲板上，方便运输，实现各场合作业。
[0102] 发酵机工作时，将生物质废弃物通过所述上料模块91搅拌均匀，形成预混料；将所述预混料投入第一搅拌发酵模块混合，通过热风模块94加热，升温至80℃-110℃进行杀菌处理，形成第一混料；所述第一混料落入第二搅拌发酵模块混合，通过热风模块94加热，升温至50℃-60℃进行发酵处理，形成第二混料；所述第二混料落入第三搅拌发酵模块混合，通过热风模块94加热，升温至35℃-45℃进行后熟处理，然后经出料模块93将成品输出，进行包装、使用或者堆置处理。
[0103] 进一步，所述第一搅拌发酵模块、第二搅拌发酵模块和第三搅拌发酵模块上下堆叠布置，水平横向布置，或者上下、水平组合式布置，从而形成塔形、并排形或者品字形结构。
[0104] 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉
本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
