CN108329066A - 自动预混堆肥发酵方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自动预混堆肥发酵方法和发酵装置，从发酵仓顶部投入新鲜的有机物料，从发酵仓底部排出发酵成熟的熟料，同时使用熟料输送机构从发酵仓底部提取含有发酵菌的部分熟料输送至发酵仓顶部，与新鲜有机物料混合；驱动发酵仓的通气转轴带动搅拌叶片转动，搅拌发酵物料，同时通气加氧，实现有机物料的发酵；通过设置在发酵仓底部的重量传感器测量发酵仓内有机物的重量变化，通过设置在发酵仓不同高度的温度传感器、湿度传感器测量发酵仓内的温度和湿度变化，用于控制发酵仓内的通气量和搅拌时间。本发明将发酵后的底部熟料，输送至顶部与新鲜有机物料混合，实现自动混合加菌，控制通气量和搅拌时间，发酵过程高效可控。
Description
技术领域
本发明涉及发酵技术领域，尤其是涉及搅拌发酵畜禽粪便、食物垃圾、生活垃圾等通过堆肥方式发酵的方法和装置。
背景技术
随着经济发展和民众生活水平的提高，产生了大量的食物垃圾、畜禽粪便等垃圾，尤其是民众对生活质量的高要求和环境保护意识的提高，集中对食物垃圾、畜禽粪便、生活垃圾等进行绿色无害化处理，并进一步转化为可利用的生物有机肥的社会需求越来越大，绿色环保化的趋势显得日益迫切。
现有的发酵设备主要由发酵仓主体、进料装置、搅拌装置、液压驱动装置、空气供给管等部件组成，畜禽粪便、食物垃圾、生活垃圾等有机物和木屑混合后，再与发酵菌混合，通过进料装置从上方向发酵仓主体内一次性投入混有发酵菌的有机物，在发酵仓内的搅拌装置对有机物进行持续搅拌，通过空气供给管向发酵仓内供应氧气，提供发酵所用，有机物在发酵仓内逐步发酵成熟。在发酵仓底部设有直刮刀，可以从底部刮动物料并通过设置在发酵仓底部的出料口排出，完成有机物的整体发酵。熟料排放完成后，再进行新料的投入，重复一次发酵过程。
由于发酵过程需要发酵菌参与，通常都是在进料前，将发酵菌和新鲜的有机物混合，然后才进料。这样的操作增加了工序，而且容易产生恶臭气体，影响周围环境和操作者的健康，同时还导致发酵过程不连续，发酵效率不均衡。
发明内容
本发明的目的是提供一种可以自动堆肥且效率更高的自动预混堆肥发酵方法。
本发明的目的是提供一种自动堆肥且提高发酵效率的自动预混堆肥发酵装置。
本发明的技术解决方案是：一种自动预混堆肥发酵方法，包括以下步骤：A、进出料步骤：从发酵仓顶部投入新鲜的有机物料，从发酵仓底部排出发酵成熟的熟料，同时使用熟料输送机构从发酵仓底部提取含有发酵菌的部分熟料输送至发酵仓顶部，与新鲜有机物料混合；B、发酵步骤：驱动发酵仓的通气转轴带动搅拌叶片转动，搅拌发酵物料，同时通气加氧，实现有机物料的发酵；C、通过设置在发酵仓底部的重量传感器测量发酵仓内有机物的重量变化，通过设置在发酵仓不同高度的温度传感器、湿度传感器测量发酵仓内的温度和湿度变化，用于控制发酵仓内的通气量和搅拌时间。
通过熟料输送机构将发酵成熟的含有发酵菌的部分熟料从发酵仓底部取出并送至顶部，与新鲜进料的有机物进行混合，可以在进料的时候同时进行加菌操作，实现自动预混，整个操作都是在发酵仓内完成，不会产生环境污染，通气转轴带动搅拌叶片转动，在搅拌物料的同时向发酵仓内部通气加氧，提高发酵仓内的氧气含量，控制发酵程度，同时还可以调解发酵仓内的温度、湿度等参数，从而实现有机物的高效发酵，重量传感器可以检测发酵物的重量变化，间接反映发酵过程的成熟度，通过温度和湿度传感器监控发酵仓内温度和湿度变化，通过加气量和搅拌时间来调整控制发酵过程，带走发酵产生的热量和水分，保证高效的发酵过程。有机物的加菌预混和发酵均可以在发酵仓内完成，堆肥发酵过程可控且高效。
从发酵仓顶部抽取发酵过程中产生的废气。抽气的同时可以带走发酵仓内的水分，同时还可以起到调节内部温度的效果。
本发明的另一技术解决方案是：一种自动预混堆肥发酵装置，包括设置在框架上的发酵仓、驱动机构、内腔与外界气源相通的中空的通气转轴、若干个搅拌叶片、熟料输送机构，其中发酵仓顶部设有进料口，底部设有出料口，通气转轴垂直贯穿设置在发酵仓内，且与驱动机构相连接，搅拌叶片分别设置在通气转轴外，其上分别设有与通气转轴内腔相通的排气孔，熟料输送机构包括套设在通气转轴外的中空输送筒、以及设置在输送筒内壁和通气转轴外壁之间的螺旋形叶片，输送筒顶部与发酵仓顶部之间以及输送筒底部与发酵仓底部之间分别存在间隙，在框架上设有重量传感器，在发酵仓侧壁上从上至下分别设有若干个温度传感器和湿度传感器。
通过输送筒内的螺旋形叶片将发酵成熟的含有发酵菌的部分熟料从发酵仓底部取出并送至顶部，与新鲜进料的有机物进行混合，可以在进料的时候同时进行加菌操作，实现自动预混，整个操作都是在发酵仓内完成，不会产生环境污染，通气转轴带动搅拌叶片转动，在搅拌物料的同时向发酵仓内部通气加氧，提高发酵仓内的氧气含量，控制发酵程度，同时还可以调解发酵仓内的温度、湿度等参数，从而实现有机物的高效发酵，重量传感器可以检测发酵物的重量变化，间接反映发酵过程的成熟度，通过温度和湿度传感器监控发酵仓内温度和湿度变化，通过加气量和搅拌时间来调整控制发酵过程，带走发酵产生的热量和水分，保证高效的发酵过程。有机物的加菌预混和发酵均可以在发酵仓内完成，堆肥发酵过程可控且高效。
在所述发酵仓顶部设有废气抽气设备。可以通过抽取废气同时调节发酵仓内的水分和温度。
所述搅拌叶片包括设置在所述发酵仓底部的水平搅拌叶片和设置在所述发酵仓内的弯搅拌叶片。底部的水平搅拌叶片方便将熟料刮动并从出料口排出，弯搅拌叶片有利于实现小范围的上下搅动，有利于提高发酵物料的混合程度。
所述发酵仓的侧壁顺次由外壳、保温层和内壳组成。保温层可以起到保持发酵仓内温度的作用，确保有氧发酵所需要的温度。
所述发酵仓底部设有圆锥形的颈缩段，所述出料口位于颈缩段的底部。有利于将熟料收集并利用重力从底部出料，减少物料堆积死角。
在所述颈缩段的内壁上设有若干个螺旋导流肋板。方便熟料有序下落。
在所述发酵仓侧面设有上料架，在上料架上设有可以上下往复移动的料斗。利用料斗将新鲜有机物料送至发酵仓顶部的进料口，减少劳动强度。
本发明将发酵后的底部熟料，输送至顶部与新鲜有机物料混合，实现自动混合加菌，通过传感器感知发酵过程进度和湿度温度等变化，控制通气量和搅拌时间，发酵过程高效可控。
附图说明
附图1为本发明实施例1的结构示意图；
附图2为本发明实施例1的剖视结构示意图；
附图3为本发明实施例2的剖视结构示意图；
附图4为本发明实施例3的剖视结构示意图；
附图5为本发明实施例4的剖视结构示意图；
附图6为本发明实施例4中取料器的结构示意图；
附图7为本发明实施例4中取料器打开状态结构示意图；
1、发酵仓，2、进料口，3、出料口，4、框架，5、驱动机构，6、通气转轴，7、水平搅拌叶片，8、弯搅拌叶片，9、排气孔，10、重量传感器，11、温度传感器，12、湿度传感器，13、通气加氧设备，14、废气抽气设备，15、外壳，16、保温层，17、内壳，18、输送筒，19、螺旋形叶片，20、颈缩部，21、螺旋导流肋板，22、上料架，23、料斗，24、旋转内筒，25、螺旋叶片，26、操纵26杆，27、取料器，28、第一拉杆，29、第二拉杆，30、第一翻板，31、第二翻板，32、储料盒。
具体实施方式
实施例1：
参阅图1-2，为一种自动预混堆肥发酵装置，其主体结构为设置在框架4上的发酵仓1，发酵仓1内设有通过驱动机构5驱动转动的且内腔与外界气源相通的中空的通气转轴6，在通气转轴6上固定设有若干个搅拌叶片，在发酵仓1内设有可将含有发酵菌的部分熟料从底部输送至顶部的熟料输送机构，本实施例中，发酵仓1顶部设有进料口2，底部设有出料口3，通气转轴6垂直贯穿设置在发酵仓1内，在驱动机构5的驱动下可以转动，其顶端和底端分别连接通气加氧设备13，可以根据仓内发酵情况选择上通气或下通气。搅拌叶片分别固定设置在通气转轴6外，可以随通气转轴6的转动而转动，对发酵仓1内的物料进行搅拌。每个搅拌叶片均为中空结构，其上分别设有与通气转轴6内腔相通的排气孔9，可以在搅拌的时候向物料内输入空气或氧气，直接对物料进行通气加氧操作。搅拌叶片包括设置在发酵仓1底部的水平搅拌叶片7和设置在发酵仓1内的多个弯搅拌叶片8。底部的水平搅拌叶片7方便将熟料刮动并从出料口3排出，弯搅拌叶片8有利于实现小范围的上下搅动，有利于提高发酵物料的混合程度。
本实施例中的熟料输送机构包括套设在通气转轴6外的中空输送筒18、以及设置在输送筒18内壁和通气转轴6外壁之间的螺旋形叶片19，输送筒18顶部与发酵仓1顶部之间以及输送筒18底部与发酵仓1底部之间分别存在间隙，发酵仓1底部的含有发酵菌的部分熟料可以被螺旋形叶片19搅动并逐渐上行至输送筒18顶部输出，在弯搅拌叶片8的作用下，与发酵仓1顶部进料口2进入的新鲜有机物进行混合，实现预混加菌。由于输送筒18与通气转轴6联动，所以在搅拌物料的同时，底部的成熟熟料也持续不断的向上输送，从整个发酵仓1尺度上看，实现了整体物料的充分混合搅拌，有利于加速发酵仓内物料发酵的效率。
在框架4上设有重量传感器10，在发酵仓1侧壁上从上至下分别设有若干个温度传感器11和湿度传感器12。重量传感器可以检测发酵物的重量变化，间接反映发酵过程的成熟度，通过温度和湿度传感器监控发酵仓内温度和湿度变化，通过加气量和搅拌时间来调整控制发酵过程，带走发酵产生的热量和水分，保证高效的发酵过程。
发酵仓1的侧壁顺次由外壳15、保温层16和内壳7组成。保温层16可以保持发酵仓1内温度。在发酵仓1顶部设有废气抽气设备14，可以通过抽气对发酵仓1内的温度和湿度进行调节控制。
在发酵仓1侧面设有上料架22，在上料架22上设有可以上下往复移动的料斗23。利用料斗23将新鲜有机物料送至发酵仓1顶部的进料口2，减少劳动强度。
一种自动预混堆肥发酵方法，包括以下步骤：
A、进出料步骤：从发酵仓1顶部投入新鲜的有机物料，从发酵仓1底部排出发酵成熟的熟料，同时使用熟料输送机构从发酵仓1底部提取部分熟料输送至发酵仓1顶部，与新鲜有机物料混合；
B、发酵步骤：驱动发酵仓1的通气转轴6带动搅拌叶片转动，搅拌发酵物料，同时通气加氧，实现有机物料的发酵；
C、通过设置在发酵仓1底部的重量传感器10测量发酵仓1内有机物的重量变化，通过设置在发酵仓1不同高度的温度传感器11、湿度传感器12测量发酵仓1内的温度和湿度变化，用于控制发酵仓1内的通气量和搅拌时间；
D、从发酵仓1抽取发酵过程中产生的废气，还可以带走多余的水分，加速通气加氧的速度，也可以起到调节发酵仓内温度和湿度的作用。
本发明的自动预混堆肥发酵方法中，通过熟料输送机构从发酵仓1底部取出含有发酵菌的部分发酵成熟的熟料并送至发酵仓的顶部，使含有发酵菌的熟料与新鲜进料的有机物进行混合，可以在进料的时候同时进行加菌操作，实现自动预混，整个操作都是在发酵仓内完成，不会产生环境污染，通气转轴6带动搅拌叶片转动，在搅拌物料的同时向发酵仓内部通气加氧，提高发酵仓内的氧气含量，控制发酵程度，同时还可以调解发酵仓内的温度、湿度等参数，从而实现有机物的高效发酵，重量传感器可以检测发酵物的重量变化，间接反映发酵过程的成熟度，通过温度和湿度传感器监控发酵仓内温度和湿度变化，通过加气量和搅拌时间来调整控制发酵过程，以及抽气废气带走发酵产生的热量和水分，保证高效的发酵过程。有机物的加菌预混和发酵均可以在发酵仓内完成，堆肥发酵过程可控且高效。
实施例2
参阅图3，为另一种自动预混堆肥发酵装置，其主体结构为设置在框架4上的发酵仓1，发酵仓1内设有通过驱动机构5驱动转动的且内腔与外界气源相通的中空的通气转轴6，在通气转轴6上固定设有若干个搅拌叶片，在发酵仓1内设有可将熟料从底部输送至顶部的熟料输送机构，本实施例中，发酵仓1顶部设有进料口2，底部设有出料口3，通气转轴6垂直贯穿设置在发酵仓1内，在驱动机构5的驱动下可以转动，其顶端和底端分别连接通气加氧设备13，可以根据仓内发酵情况选择上通气或下通气。搅拌叶片分别固定设置在通气转轴6外，可以随通气转轴6的转动而转动，对发酵仓1内的物料进行搅拌。每个搅拌叶片均为中空结构，其上分别设有与通气转轴6内腔相通的排气孔9，可以在搅拌的时候向物料内输入空气或氧气，直接对物料进行通气加氧操作。搅拌叶片包括设置在发酵仓1底部的水平搅拌叶片7和设置在发酵仓1内的多个弯搅拌叶片8。底部的水平搅拌叶片7方便将熟料刮动并从出料口3排出，弯搅拌叶片8有利于实现小范围的上下搅动，有利于提高发酵物料的混合程度。
本实施例中的熟料输送机构包括套设在通气转轴6外的中空输送筒18、以及设置在输送筒18内壁和通气转轴6外壁之间的螺旋形叶片19，输送筒18顶部与发酵仓1顶部之间以及输送筒18底部与发酵仓1底部之间分别存在间隙，发酵仓1底部的含有发酵菌的部分熟料可以被螺旋形叶片19搅动并逐渐上行至输送筒18顶部输出，在弯搅拌叶片8的作用下，与发酵仓1顶部进料口2进入的新鲜有机物进行混合，实现预混加菌。由于输送筒18与通气转轴6联动，所以在搅拌物料的同时，底部的成熟熟料也持续不断的向上输送，从整个发酵仓1尺度上看，实现了整体物料的充分混合搅拌，有利于加速发酵仓内物料发酵的效率。
在框架4上设有重量传感器10，在发酵仓1侧壁上从上至下分别设有若干个温度传感器11和湿度传感器12。重量传感器可以检测发酵物的重量变化，间接反映发酵过程的成熟度，通过温度和湿度传感器监控发酵仓内温度和湿度变化，通过加气量和搅拌时间来调整控制发酵过程，带走发酵产生的热量和水分，保证高效的发酵过程。
发酵仓1的侧壁顺次由外壳15、保温层16和内壳7组成。保温层16可以保持发酵仓1内温度。在发酵仓1顶部设有废气抽气设备14，可以通过抽气对发酵仓1内的温度和湿度进行调节控制。
在发酵仓1侧面设有上料架22，在上料架22上设有可以上下往复移动的料斗23。利用料斗23将新鲜有机物料送至发酵仓1顶部的进料口2，减少劳动强度。
在本实施例中，发酵仓1底部设有圆锥形的颈缩段20，出料口3位于颈缩段20的底部。在颈缩段20的内壁上设有若干个螺旋导流肋板21有利于将熟料收集并利用重力从底部出料，减少物料堆积死角。
其他技术特征与实施例1相同，在此不与赘述。
实施例3
参阅图4，为一种自动预混堆肥发酵装置，其主体结构为设置在框架4上的发酵仓1，发酵仓1内设有通过驱动机构5驱动转动的且内腔与外界气源相通的中空的通气转轴6，在通气转轴6上固定设有若干个搅拌叶片，在发酵仓1内设有可将熟料从底部输送至顶部的熟料输送机构，本实施例中，发酵仓1顶部设有进料口2，底部设有出料口3，通气转轴6垂直贯穿设置在发酵仓1内，在驱动机构5的驱动下可以转动，其顶端和底端分别连接通气加氧设备13，可以根据仓内发酵情况选择上通气或下通气。搅拌叶片分别固定设置在通气转轴6外，可以随通气转轴6的转动而转动，对发酵仓1内的物料进行搅拌。每个搅拌叶片均为中空结构，其上分别设有与通气转轴6内腔相通的排气孔9，可以在搅拌的时候向物料内输入空气或氧气，直接对物料进行通气加氧操作。搅拌叶片包括设置在发酵仓1底部的水平搅拌叶片7和设置在发酵仓1内的多个弯搅拌叶片8。底部的水平搅拌叶片7方便将熟料刮动并从出料口3排出，弯搅拌叶片8有利于实现小范围的上下搅动，有利于提高发酵物料的混合程度.
本实施例中的熟料输送机构包括设置在发酵仓1内旋转内筒24，该旋转内筒24通气转轴6同心，且通过上下紧固件连接，可随通气转轴6联动转动。在旋转内筒24的内壁上设有螺旋叶片25，在转动时，螺旋叶片25可以搅动发酵仓1底部的熟料并携带含有发酵菌的部分熟料从底部输送至发酵仓1的顶部，与投入的新鲜有机物混合。在弯搅拌叶片8的作用下，与发酵仓1顶部进料口2进入的新鲜有机物进行混合，实现预混加菌。由于输送筒18与通气转轴6联动，所以在搅拌物料的同时，底部的成熟熟料也持续不断的向上输送，从整个发酵仓1尺度上看，实现了整体物料的充分混合搅拌，有利于加速发酵仓内物料发酵的效率。
其他技术特征与实施例1相同，在此不与赘述。
实施例4
参阅图5-7，为一种一种自动预混堆肥发酵装置，其主体结构为设置在框架4上的发酵仓1，发酵仓1内设有通过驱动机构5驱动转动的且内腔与外界气源相通的中空的通气转轴6，在通气转轴6上固定设有若干个搅拌叶片，在发酵仓1内设有可将熟料从底部输送至顶部的熟料输送机构，本实施例中，发酵仓1顶部设有进料口2，底部设有出料口3，通气转轴6垂直贯穿设置在发酵仓1内，在驱动机构5的驱动下可以转动，其顶端和底端分别连接通气加氧设备13，可以根据仓内发酵情况选择上通气或下通气。搅拌叶片分别固定设置在通气转轴6外，可以随通气转轴6的转动而转动，对发酵仓1内的物料进行搅拌。每个搅拌叶片均为中空结构，其上分别设有与通气转轴6内腔相通的排气孔9，可以在搅拌的时候向物料内输入空气或氧气，直接对物料进行通气加氧操作。搅拌叶片包括设置在发酵仓1底部的水平搅拌叶片7和设置在发酵仓1内的多个弯搅拌叶片8。底部的水平搅拌叶片7方便将熟料刮动并从出料口3排出，弯搅拌叶片8有利于实现小范围的上下搅动，有利于提高发酵物料的混合程度。
本实施例中的熟料输送机构为由操纵杆26驱动在发酵仓1内上下移动的取料器27，其中取料器27包括第一拉杆28、第二拉杆29、第一翻板30、第二翻板31和储料盒32，其中第一拉杆28的一端铰接在操纵杆26上，另一端铰接在第一翻板30上，第二拉杆29的一端铰接在操纵杆26上，另一端铰接在第二翻板31上，第一翻板30一端铰接在储料盒32上，另一自由端覆盖在储料盒32的一侧开口处，第二翻板31一端铰接在储料盒32上，另一自由端覆盖在储料盒32的另一侧开口处。通过控制操纵杆26，可以实现第一翻板30和第二翻板31的开合以及取料器27在发酵仓1内的上下位置，当储料盒27位于发酵仓1底部时，控制操纵杆26，打开第一翻板30和第二翻板31，向储料盒32内填充熟料后关闭第一翻板30和第二翻板31，提升操纵杆26，使取料器27位于发酵仓1顶部后，控制操纵杆26打开第一翻板30和第二翻板31，将熟料投入在发酵仓1顶部，使熟料中的发酵菌与发酵仓1顶部进料口2进入的新鲜有机物进行混合，实现预混加菌。从整个发酵仓1尺度上看，实现了整体物料的充分混合搅拌，有利于加速发酵仓内物料发酵的效率。
其他技术特征与实施例1相同，在此不与赘述。
上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。
Claims (9)
1.一种自动预混堆肥发酵方法，其特征在于：包括以下步骤：
A、进出料步骤：从发酵仓顶部投入新鲜的有机物料，从发酵仓底部排出发酵成熟的熟料，同时使用熟料输送机构从发酵仓底部提取含有发酵菌的部分熟料输送至发酵仓顶部，与新鲜有机物料混合；
B、发酵步骤：驱动发酵仓的通气转轴带动搅拌叶片转动，搅拌发酵物料，同时通气加氧，实现有机物料的发酵；
C、通过设置在发酵仓底部的重量传感器测量发酵仓内有机物的重量变化，通过设置在发酵仓不同高度的温度传感器、湿度传感器测量发酵仓内的温度和湿度变化，用于控制发酵仓内的通气量和搅拌时间。
2.根据权利要求1所述的自动预混堆肥发酵方法，其特征在于：从发酵仓顶部抽取发酵过程中产生的废气。
3.一种自动预混堆肥发酵装置，其特征在于：包括设置在框架上的发酵仓、驱动机构、内腔与外界气源相通的中空的通气转轴、若干个搅拌叶片、熟料输送机构，其中发酵仓顶部设有进料口，底部设有出料口，通气转轴垂直贯穿设置在发酵仓内，且与驱动机构相连接，搅拌叶片分别设置在通气转轴外，其上分别设有与通气转轴内腔相通的排气孔，熟料输送机构包括套设在通气转轴外的中空输送筒、以及设置在输送筒内壁和通气转轴外壁之间的螺旋形叶片，输送筒顶部与发酵仓顶部之间以及输送筒底部与发酵仓底部之间分别存在间隙，在框架上设有重量传感器，在发酵仓侧壁上从上至下分别设有若干个温度传感器和湿度传感器。
4.根据权利要求3所述自动预混堆肥发酵装置，其特征在于：在所述发酵仓顶部设有废气抽气设备。
5.根据权利要求3或4所述的自动预混堆肥发酵装置，其特征在于：所述搅拌叶片包括设置在所述发酵仓底部的水平搅拌叶片和设置在所述发酵仓内的弯搅拌叶片。
6.根据权利要求5所述的自动预混堆肥发酵装置，其特征在于：所述发酵仓的侧壁顺次由外壳、保温层和内壳组成。
7.根据权利要求5所述的自动预混堆肥发酵装置，其特征在于：所述发酵仓底部设有圆锥形的颈缩段，所述出料口位于颈缩段的底部。
8.根据权利要求7所述的自动预混堆肥发酵装置，其特征在于：在所述颈缩段的内壁上设有若干个螺旋导流肋板。
9.根据权利要求5所述的自动预混堆肥发酵装置，其特征在于：在所述发酵仓侧面设有上料架，在上料架上设有可以上下往复移动的料斗。
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