一种农业废弃有机物料厌氧菌发酵制肥方法及设备 |
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| 申请号 | CN202410201671.8 | 申请日 | 2024-02-23 | 公开(公告)号 | CN117865735A | 公开(公告)日 | 2024-04-12 |
| 申请人 | 山东辰昕生物科技有限公司; | 发明人 | 赵文娟; 王敏; 耿学生; 张凯; | ||||
| 摘要 | 本 发明 属于 微 生物 发酵 技术领域，尤其是一种农业废弃有机物料厌 氧 菌发酵制肥方法及设备，针对 粉碎 过程需要独立进行且极易发生粉碎后的物料无法达到制备标准，导致后续混合效果差，整体制肥过程时间长的问题，现提出以下方案，制肥方法包括以下步骤：将农业废弃有机物料加入内筒，将蚯蚓 浆液 加入内筒，搅拌均匀后加热，保温发酵，添加蛋白酶，搅拌均匀后加热，保温酶解。本发明采用物料 研磨 组件对添加的农业废弃有机物料进行二次研磨粉碎，使得制备的原料颗粒达到合适的大小，从而提高物料在釜内与浆液的 接触 效果，增强发酵效率，避免物料颗粒不均(过大)或者添加的物料结团粘附从而影响后续的搅拌和混合，降低制备效果。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种农业废弃有机物料厌氧菌发酵制肥方法，其特征在于，包括以下步骤： |
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| 说明书全文 | 一种农业废弃有机物料厌氧菌发酵制肥方法及设备技术领域背景技术[0002] 农业废弃有机物料是指在整个农业生产过程中被丢弃的有机类物质，主要指农作物秸秆和畜禽粪便，农业废弃有机物料可用于制作生物有机肥，目前我国生物有机肥生产主要是传统生物有机肥和传统有机水溶肥。 [0003] 传统生物有机肥存在肥料发酵指数低、杂菌率高，效果不明显；传统有机水溶肥制肥方法内含化学类成分，无法做到真正绿色有机；为了解决有机肥制备存在的问题，现今利用蚯蚓液体进行有机水溶肥的生产方式被广泛推行。 [0004] 利用蚯蚓液体进行有机水溶肥的制作过程需要将农业废弃有机物料与蚯蚓液体进行充分混合，因此在发酵前需要对农业废弃有机物料进行有效粉碎处理，由于目前的制肥设备结构不完善，粉碎过程需要独立进行且极易发生粉碎后的物料无法达到制备标准，导致后续混合效果差，整体制肥过程时间长。 发明内容[0005] 基于混合效果差，整体制肥过程时间长的技术问题，本发明提出了一种农业废弃有机物料厌氧菌发酵制肥方法及设备。 [0006] 本发明提出的一种农业废弃有机物料厌氧菌发酵制肥方法，包括以下步骤： [0008] S2、将蚯蚓浆液从液料管加入内筒中，利用搅拌组件将浆液和物料搅拌均匀后加热至20‑40℃，保温发酵36‑48小时； [0009] S3、在经发酵之后的蚯蚓浆液中添加蚯蚓质量0.5％的蛋白酶，再次利用搅拌组件搅拌均匀后加热至40‑60℃，保温酶解3小时； [0011] 本发明进一步的设置在于，所述蚯蚓浆液采用活体蚯蚓原料过水清洗，去除杂质，洗净后破碎研磨并加入其质量5倍的水进行制备。 [0012] 本发明进一步的设置在于，所述蚯蚓浆液和物料发酵过程，需要添加蚯蚓质量0.1％的纳豆芽孢杆菌(100亿/克)。 [0013] 另一方面，本发明提供了上述一种农业废弃有机物料厌氧菌发酵制肥方法所用的一种农业废弃有机物料厌氧菌的发酵制肥设备，所述制肥设备包括釜体，釜体的上方设置有釜口，且釜口的上侧固定连接有顶盘，顶盘的上方设置有物料研磨组件，所述物料研磨组件包括活位磨台和固位磨台，活位磨台的下侧开设有环形槽，活位磨台与顶盘之间活动连接，且固位磨台位于活位磨台的上方，所述活位磨台的上设置有下磨盘，固位磨台上设置有上磨盘，下磨盘和上磨盘相对设置，且下磨盘上设置有入料口，入料口与釜口连通，所述上磨盘上设置有物料管，且物料管贯穿上磨盘。 [0014] 本发明进一步的设置在于，所述顶盘上固定连接有两个对称的侧台，固位磨台上开设有两个对称的凹槽，两个凹槽的内部均固定连接有侧座，两个侧座分别与两个侧台活动连接，两个侧台上均固定连接有调位式液压缸，两个调位式液压缸的伸缩端分别与两个侧座固定连接，且活位磨台上固定连接有外附环齿，顶盘上固定连接有电机架，电机架上固定连接有研磨电机，研磨电机的输出端通过联轴器连接有短轴，短轴的另一端固定连接有主动齿轮，主动齿轮与外附环齿之间通过齿槽啮合。 [0015] 本发明进一步的设置在于，所述釜体的下侧固定连接有内筒，内筒的外部设置有外筒，外筒的上端与釜体之间固定连接，釜体上开设有添加孔，添加孔的内部固定连接有液料管，液料管与内筒连通，液料管的旁侧设置有监测表，且内筒上设置有清液提取组件。 [0016] 本发明进一步的设置在于，所述清液提取组件包括清液腔，清液腔位于内筒和外筒之间，内筒上开设有多个圆周等距的流液口，多个流液口均为竖向的矩形条状，多个流液口的下方均设置有多个内置盒，多个内置盒均与内筒和外筒之间固定连接，多个流液口的内部均活动连接有封板，封板的下侧均固定连接有伸缩板，多个伸缩板的下端均位于多个内置盒的内部，且多个封板的外侧固定连接有同一个环形架，环形架位于清液腔的内部，环形架上设置有两个对称的压块，清液腔的上侧内壁固定连接有两个对称的开闭式液压缸，两个开闭式液压缸的伸缩端分别与两个压板之间固定连接，外筒上固定连接有出液管，出液管与清液腔连通。 [0017] 本发明进一步的设置在于，所述内筒的下侧固定连接有底置架，底置架上固定连接有高频振动机，且内筒的下侧固定连接有三个圆周等距的底座，底座的下方均设置有支撑腿，三个底座与三个支撑腿之间均固定连接有阻尼器。 [0018] 本发明进一步的设置在于，所述固位磨台的上侧固定连接有顶座，顶座的上端固定连接有搅拌电机，搅拌电机的输出端通过联轴器连接有转轴，转轴的另一端穿过固位磨台固定连接有轴杆，轴杆位于内筒的内部，且轴杆上设置有搅拌组件。 [0019] 本发明进一步的设置在于，所述搅拌组件包括轴附座，轴附座上开设有圆孔，轴杆的外部与轴附座的圆孔内部固定连接，轴附座的外侧固定连接有三组支架，三组支架呈圆周等距分布，单组支架包含两个独立支架，单组支架上的两个独立支架位于轴附座的同侧呈上下对称分布，六个支架上均设置为空腔，空腔的内部均活动连接有活位杆，活位杆上均固定连接有垫片，垫片位于支架的空腔内部，垫片的两侧均固定连接有复位弹簧，复位弹簧的另一端分别与支架的空腔内壁固定连接，且活位杆的顶端均固定连接有安装座，位于同组支架上的两个安装座之间活动连接有旋杆，旋杆的上下两端均设置有卷簧，卷簧位于安装座的内部，旋杆的外部均固定连接有三个圆周等距的搅拌叶。 [0020] 本发明中的有益效果为： [0021] 1、通过设置物料研磨组件，采用物料研磨组件对添加的农业废弃有机物料进行二次研磨粉碎，使得制备的原料颗粒达到合适的大小，从而提高物料在釜内与浆液的接触效果，增强发酵效率，避免物料颗粒不均(过大)或者添加的物料结团粘附从而影响后续的搅拌和混合，降低制备效果。 [0022] 2、通过设置清液提取组件，清液提取组件与发酵釜结合形成整体，能够在釜内直接对发酵沉淀后的液体进行上清液提取，避免了传统发酵釜发酵制备后需要重复提取上清液的繁琐步骤，提高了整体制备效率，降低制备的繁琐步骤；流液口为竖向的矩形条，配合封板和伸缩板能够有效的将上清液从内筒中提取分离，过程采用开闭式液压缸进行自行调控，降低了人员的劳动强度，同时，自动调控过程更加高效和精确，上清液提取效率得到有效提高。 [0023] 3、通过设置搅拌组件，搅拌组件在内筒中对原料和浆液进行搅拌时，由于复位弹簧和卷簧的弹力作用，以及原料和浆液在内筒中非规则运动对其产生的反作用力，会使得旋杆前后移动和搅拌叶无规则偏转状态，达到进一步翻转混合原料和浆液的效果，促使原料和浆液混合均匀。附图说明 [0024] 图1为本发明提出的一种农业废弃有机物料厌氧菌的发酵制肥设备整体结构示意图； [0025] 图2为本发明提出的一种农业废弃有机物料厌氧菌的发酵制肥设备剖视结构示意图； [0026] 图3为本发明提出的一种农业废弃有机物料厌氧菌的发酵制肥设备顶盘结构示意图； [0027] 图4为本发明提出的一种农业废弃有机物料厌氧菌的发酵制肥设备物料研磨组件结构示意图； [0028] 图5为本发明提出的一种农业废弃有机物料厌氧菌的发酵制肥设备内筒结构示意图； [0029] 图6为本发明提出的一种农业废弃有机物料厌氧菌的发酵制肥设备内筒和外筒结构示意图； [0030] 图7为本发明提出的一种农业废弃有机物料厌氧菌的发酵制肥设备环形架结构示意图； [0031] 图8为本发明提出的一种农业废弃有机物料厌氧菌的发酵制肥设备搅拌组件结构示意图。 [0032] 图中：1、釜体；2、釜口；3、顶盘；4、物料研磨组件；401、活位磨台；402、固位磨台；403、下磨盘；404、上磨盘；405、入料口；406、物料管；5、侧台；6、侧座；7、调位式液压缸；8、外附环齿；9、电机架；10、研磨电机；11、主动齿轮；12、内筒；13、外筒；14、液料管；15、监测表； 16、清液提取组件；1601、清液腔；1602、流液口；1603、内置盒；1604、封板；1605、伸缩板； 1606、环形架；1607、压块；1608、开闭式液压缸；1609、出液管；17、底置架；18、高频振动机； 19、顶座；20、搅拌电机；21、转轴；22、轴杆；23、搅拌组件；2301、轴附座；2302、支架；2303、活位杆；2304、垫片；2305、复位弹簧；2306、安装座；2307、旋杆；2308、卷簧；2309、搅拌叶；24、底座；25、支撑腿；26、阻尼器。 具体实施方式[0033] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。 [0034] 一种农业废弃有机物料厌氧菌发酵制肥方法，包括以下步骤： [0035] S1、将初步粉碎后的农业废弃有机物料从物料管406加入，利用物料研磨组件4将加入的物料二次研磨至合适颗粒并从釜口2进入内筒12； [0036] S2、将蚯蚓浆液从液料管14加入内筒12中，利用搅拌组件23将浆液和物料搅拌均匀后加热至20‑40℃，保温发酵36‑48小时； [0037] S3、在经发酵之后的蚯蚓浆液中添加蚯蚓质量0.5％的蛋白酶，再次利用搅拌组件23搅拌均匀后加热至40‑60℃，保温酶解3小时； [0038] S4、酶解之后的液体进行沉淀，随后利用清液提取组件16提取上清液，加入少量水溶性霉菌抑制剂，即得蚯蚓有机水溶肥，内筒12中的尾料可作为蚯蚓生物有机肥进行加工。 [0039] 蚯蚓浆液采用活体蚯蚓原料过水清洗，去除杂质，洗净后破碎研磨并加入其质量5倍的水进行制备。 [0040] 蚯蚓浆液和物料发酵过程，需要添加蚯蚓质量0.1％的纳豆芽孢杆菌(100亿/克)。 [0041] 上述一种农业废弃有机物料厌氧菌发酵制肥方法所用的制肥设备，如图1‑8所示，包括釜体1，釜体1的上方设置有釜口2，且釜口2的上侧通过螺栓连接有顶盘3，顶盘3的上方设置有物料研磨组件4，物料研磨组件4包括活位磨台401和固位磨台402，活位磨台401的下侧开设有环形槽，活位磨台401与顶盘3之间通过轴承转动连接，且固位磨台402位于活位磨台401的上方，活位磨台401的上设置有下磨盘403，固位磨台402上设置有上磨盘404，下磨盘403和上磨盘404相对设置，且下磨盘403上设置有入料口405，入料口405与釜口2连通，上磨盘404上设置有物料管406，且物料管406贯穿上磨盘404；将初步粉碎后的农业废弃有机物料从物料管406加入，物料进入活位磨台401和固位磨台402之间(整个物料添加过程，活位磨台401和固位磨台402始终处于转动研磨的状态)，活位磨台401转动对物料进行二次研磨粉碎，完成研磨后的物料从入料口405进入釜口2；采用物料研磨组件4对添加的农业废弃有机物料进行二次研磨粉碎，使得制备的原料颗粒达到合适的大小，从而提高物料在釜内与浆液的接触效果，增强发酵效率，避免物料颗粒不均(过大)或者添加的物料结团粘附从而影响后续的搅拌和混合，降低制备效果。 [0042] 参考图2、图3和4，顶盘3上通过螺栓连接有两个对称的侧台5，固位磨台402上开设有两个对称的凹槽，两个凹槽的内部均通过螺栓连接有侧座6，两个侧座6分别与两个侧台5滑动连接，两个侧台5上均通过螺栓连接有调位式液压缸7，两个调位式液压缸7的伸缩端分别与两个侧座6通过螺栓连接，且活位磨台401上通过螺栓连接有外附环齿8，顶盘3上通过螺栓连接有电机架9，电机架9上通过螺栓连接有研磨电机10，研磨电机10的输出端通过联轴器连接有短轴，短轴的另一端通过螺栓连接有主动齿轮11，主动齿轮11与外附环齿8之间通过齿槽啮合；研磨电机10启动带动主动齿轮11转动，主动齿轮11啮合外附环齿8，活位磨台401伴随外附环齿8进行持续转动；物料添加之前，根据物料品种和发酵所需物料规格来调整固位磨台402和活位磨台401的位置，即启动调位式液压缸7进行伸缩带动固位磨台402进行上下移动，从而改变活位磨台401和固位磨台402的相对位置，达到改变研磨规格的目的；固位磨台402和活位磨台401之间的间距可调整，便于适应不同品种和规格物料的研磨需求，从而控制进入釜内的物料颗粒大小，保证整体发酵效率；研磨电机10提供物料研磨组件4的驱动力。 [0043] 参考图2、图5、图6和图7，釜体1的下侧通过螺栓连接有内筒12，内筒12的外部设置有外筒13，外筒13的上端与釜体1之间通过螺栓连接，釜体1上开设有添加孔，添加孔的内部通过螺栓连接有液料管14，液料管14与内筒12连通，液料管14的旁侧设置有监测表15，且内筒12上设置有清液提取组件16；清液提取组件16包括清液腔1601，清液腔1601位于内筒12和外筒13之间，内筒12上开设有多个圆周等距的流液口1602，多个流液口1602均为竖向的矩形条状，多个流液口1602的下方均设置有多个内置盒1603，多个内置盒1603均与内筒12和外筒13之间通过螺栓连接，多个流液口1602的内部均滑动连接有封板1604，封板1604的下侧均通过螺栓连接有伸缩板1605，多个伸缩板1605的下端均位于多个内置盒1603的内部，且多个封板1604的外侧通过螺栓连接有同一个环形架1606，环形架1606位于清液腔1601的内部，环形架1606上设置有两个对称的压块1607，清液腔1601的上侧内壁通过螺栓连接有两个对称的开闭式液压缸1608，两个开闭式液压缸1608的伸缩端分别与两个压板之间通过螺栓连接，外筒13上通过螺栓连接有出液管1609，出液管1609与清液腔1601连通；酶解后的液体沉淀完成，启动开闭式液压缸1608使其伸展带动环形架1606向下移动，多个封板1604伴随环形架1606同步下移，流液口1602自上向下间断式缓慢打开，沉淀后液体的上清液从流液口1602的开口处流入清液腔1601内，并从出液管1609排出进行收集；清液提取组件16与发酵釜结合形成整体，能够在釜内直接对发酵沉淀后的液体进行上清液提取，避免了传统发酵釜发酵制备后需要重复提取上清液的繁琐步骤，提高了整体制备效率，降低制备的繁琐步骤；流液口1602为竖向的矩形条，配合封板1604和伸缩板1605能够有效的将上清液从内筒12中提取分离，过程采用开闭式液压缸1608进行自行调控，降低了人员的劳动强度，同时，自动调控过程更加高效和精确，上清液提取效率得到有效提高。 [0044] 参考图1和图5，内筒12的下侧通过螺栓连接有底置架17，底置架17上通过螺栓连接有高频振动机18，且内筒12的下侧通过螺栓连接有三个圆周等距的底座24，底座24的下方均设置有支撑腿25，三个底座24与三个支撑腿25之间均通过螺栓连接有阻尼器26；酶解后的液体沉淀过程，高频振动机18启动带动内筒12进行高频振动，加速沉淀过程，避免了采用传统自然沉淀方式导致的耗时长问题，进一步提高肥料的整体制备效率；阻尼器26的使用有效缓冲振动过程设备与地面的晃动，降低车间噪音污染。 [0045] 参考图1、图2和图8，固位磨台402的上侧通过螺栓连接有顶座19，顶座19的上端通过螺栓连接有搅拌电机20，搅拌电机20的输出端通过联轴器连接有转轴21，转轴21的另一端穿过固位磨台402通过螺栓连接有轴杆22，轴杆22位于内筒12的内部，且轴杆22上设置有搅拌组件23；搅拌组件23包括轴附座2301，轴附座2301上开设有圆孔，轴杆22的外部与轴附座2301的圆孔内部通过螺栓连接，轴附座2301的外侧通过螺栓连接有三组支架2302，三组支架2302呈圆周等距分布，单组支架2302包含两个独立支架2302，单组支架2302上的两个独立支架2302位于轴附座2301的同侧呈上下对称分布，六个支架2302上均设置为空腔，空腔的内部均滑动连接有活位杆2303，活位杆2303上均通过螺栓连接有垫片2304，垫片2304位于支架2302的空腔内部，垫片2304的两侧均通过螺栓连接有复位弹簧2305，复位弹簧2305的另一端分别与支架2302的空腔内壁通过螺栓连接，且活位杆2303的顶端均通过螺栓连接有安装座2306，位于同组支架2302上的两个安装座2306之间通过轴承转动连接有旋杆 2307，旋杆2307的上下两端均设置有卷簧2308，卷簧2308位于安装座2306的内部，旋杆2307的外部均通过螺栓连接有三个圆周等距的搅拌叶2309；搅拌组件23运作过程：搅拌电机20带动转轴21转动，轴杆22伴随转轴21旋转，轴附座2301在内筒12中转动对原料和浆液进行搅拌混合，过程中，搅拌叶2309与原料和浆液接触并带动两者在内筒12中移动，搅拌叶2309会施加旋杆2307动力使其转动，而旋杆2307受到卷簧2308的弹力限制，旋杆2307连同搅拌叶2309会进行小幅度偏转，与此同时，由于原料和浆液在内筒12中处于非规则移动状态，旋杆2307受到的力非规则，从而活位杆2303受到非规则的推拉力，复位弹簧2305发生弹性形变，活位杆2303前后移动，扩大搅拌范围和物料翻转幅度；搅拌组件23在内筒12中对原料和浆液进行搅拌时，由于复位弹簧2305和卷簧2308的弹力作用，以及原料和浆液在内筒12中非规则运动对其产生的反作用力，会使得旋杆2307前后移动和搅拌叶2309无规则偏转状态，达到进一步翻转混合原料和浆液的效果，促使原料和浆液混合均匀。 [0046] 使用时，根据物料品种和发酵所需物料规格来调整固位磨台402和活位磨台401的位置(启动调位式液压缸7进行伸缩带动固位磨台402进行上下移动，从而改变活位磨台401和固位磨台402的相对位置)，随后将初步粉碎后的农业废弃有机物料从物料管406加入，物料进入活位磨台401和固位磨台402之间(整个物料添加过程，活位磨台401和固位磨台402始终处于转动研磨的状态，即研磨电机10启动带动主动齿轮11转动，主动齿轮11啮合外附环齿8，活位磨台401伴随外附环齿8进行持续转动)，活位磨台401转动对物料进行二次研磨粉碎，完成研磨后的物料从入料口405进入釜口2，随后将蚯蚓浆液从液料管14加入内筒12中，利用搅拌组件23将浆液和物料搅拌均匀后加热至20‑40℃，保温发酵36‑48小时，在经发酵之后的蚯蚓浆液中添加蚯蚓质量0.5％的蛋白酶，再次利用搅拌组件23搅拌均匀后加热至40‑60℃，保温酶解3小时(搅拌电机20带动转轴21转动，轴杆22伴随转轴21旋转，轴附座2301在内筒12中转动对原料和浆液进行搅拌混合，过程中，搅拌叶2309与原料和浆液接触并带动两者在内筒12中移动，搅拌叶2309会施加旋杆2307动力使其转动，而旋杆2307受到卷簧2308的弹力限制，旋杆2307连同搅拌叶2309会进行小幅度偏转，与此同时，由于原料和浆液在内筒12中处于非规则移动状态，旋杆2307受到的力非规则，从而活位杆2303受到非规则的推拉力，复位弹簧2305发生弹性形变，活位杆2303前后移动，扩大搅拌范围和物料翻转幅度)； [0047] 酶解之后的液体进行沉淀(高频振动机18启动带动内筒12进行高频振动，加速沉淀过程)，随后利用清液提取组件16提取上清液(启动开闭式液压缸1608使其伸展带动环形架1606向下移动，多个封板1604伴随环形架1606同步下移，流液口1602自上向下间断式缓慢打开，沉淀后液体的上清液从流液口1602的开口处流入清液腔1601内，并从出液管1609排出进行收集)，加入少量水溶性霉菌抑制剂，即得蚯蚓有机水溶肥，内筒12中的尾料可作为蚯蚓生物有机肥进行加工。 [0048] 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。 |
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