CN104172450B - 发酵饲料有氧稳定性温度实时监控实验装置 - Google Patents

Abstract

一种发酵饲料有氧稳定性温度实时监控实验装置，属于教学实验设备领域。本发明的目的在于提出一种实时监控发酵饲料开封后有氧稳定性温度变化的发酵饲料有氧稳定性温度实时监控实验装置。本发明是由保温隔热盖板、保温隔热箱体、保温隔热底板和样本料桶构成。本发明的箱体和上下盖板在材料上选择的导热系数极低的隔热材料以及箱体和上下盖板的通气槽和通气孔设计，能够在实现被测样本与外界环境保持空气畅通的同时，消除了二次发酵过程中产生的热量与外界环境的热量交换现象，有效解决了目前方法中存在的通风与保温的现实矛盾。本发明采取的单体多单位设计，实现了同时对多个样本进行有氧稳定性实验的功能，有效的提高了实验效率、准确性和平行性。本发明结构简单、经济适用、操作便利、易于加工。

Description

发酵饲料有氧稳定性温度实时监控实验装置

技术领域

本发明属于教学实验设备领域。

背景技术

发酵饲料的有氧稳定性是指发酵饲料在发酵容器开放后保持新鲜不变质的能力。当发酵容器打开后，发酵饲料暴露于空气中，由于好氧微生物分解乳酸和残余的可溶性碳水化合物，产生CO₂，同时分解蛋白质和氨基酸为氨或胺类物质，有氧腐败产生大量热量，导致饲料发生霉变腐败。有氧稳定性作是发酵饲料的自身特性，因此常作为评定发酵饲料特别是青贮饲料发酵品质的重要指标之一，被广泛应用于饲料加工、草食家畜生产以及发酵饲料相关科研等领域。

目前国内外对于发酵饲料有氧稳定性程度的评价主要是有微生物培养法和温度检测法。微生物培养法是通过对开封后的发酵饲料连续取样，通过对乳酸菌、酵母菌、霉菌和好氧性细菌的计数，进而确定其有氧稳定程度。这种方法虽然能够从微生物变化角度准确把握发酵饲料的好氧稳定性，但对实验室条件要求较高，且耗时耗力，工作量极大，重复性差，对于无一定微生物实验操作技能的人员，极易出现各种处理间的菌落交叉感染现象。温度检测法是通过对开封后的发酵饲料中心温度的实时跟踪，记录出其核心温度比外界温度高出2℃所需的小时数。以往利用此技术进行发酵饲料有氧稳定性评定时，由于盛装饲料进行二次发酵的容器型号、材质、隔热效果等因素不统一，直接影响实时监测的温度的准确度，从而给有氧稳定性评价带来系统误差，无法满足发酵饲料品质评定的标准化要求。

发明内容

本发明的目的在于提出一种实时监控发酵饲料开封后有氧稳定性温度变化的发酵饲料有氧稳定性温度实时监控实验装置。

本发明是由保温隔热盖板、保温隔热箱体、保温隔热底板和样本料桶构成，

保温隔热盖板：保温隔热盖板上有盖板通气槽，保温隔热盖板四周有盖板架，两侧的盖板架有与盖板通气槽相通的盖板通气孔；在盖板通气槽上开有与外界相通的盖板感温探孔；

保温隔热箱体：保温隔热箱体中间有贯通的料桶槽，在保温隔热箱体下面有凹入插槽，插槽的侧壁上有箱体通孔；

保温隔热底板：在保温隔热底板上有底板隔热板，在底板隔热板上有底板通气槽；

样本料桶：在样本料桶的上盖上有上盖感温探孔，样本料桶底面上有料桶通气孔；

其中：盖板感温探孔对应料桶槽上盖上的上盖感温探孔；料桶槽内放置样本料桶；底板隔热板与插槽对应，并且底板通气槽两端与箱体通孔对应；料桶通气孔与底板通气槽对应。

本发明解决现有技术存在的设备简易、隔热措施不一、系统误差大及影响发酵饲料有氧稳定性评定准确度的问题，实现对发酵饲料有氧稳定性温度的有效实时监控。在监控发酵饲料有氧稳定性温度的变化时，标准容积的料桶能够实现被测样本之间在质量上的平行性；箱体盖板、箱体和箱体底板的隔热设计能够有效实现被测样本之间以及被测样本与外界环境之间的热量交换，实现每个被测样本能够在各自测定单元内的独立性。本发明一方面在盖板、箱体和底板的用材上采用了隔热保温材料，另一方面在盖板、箱体和底板上设计了通气孔以及连接通气孔的通气槽，盛装被测样本的料桶可通过通气孔和通气槽，在获得隔热保温功能的同时实现被测样本与外界环境的气体交换，进而实现各被测样本开封后顺利完成二次发酵其互不影响的目的。

本发明的箱体和上下盖板在材料上选择的导热系数极低的隔热材料以及箱体和上下盖板的通气槽和通气孔设计，能够在实现被测样本与外界环境保持空气畅通的同时，消除了二次发酵过程中产生的热量与外界环境的热量交换现象，有效解决了目前方法中存在的通风与保温的现实矛盾。本发明采用的样本盛料系统与保温隔热系统分离设计，便于每个被测样本在实验过程随时取样且互不干扰。此外，本发明采取的单体多单位设计，实现了同时对多个样本进行有氧稳定性实验的功能，有效的提高了实验效率、准确性和平行性。本发明结构简单、经济适用、操作便利、易于加工。

附图说明

图1是本发明保温隔热盖板结构示意图；

图2是本发明图1A-A向结构示意图；

图3是本发明图1的左视图；

图4是本发明保温隔热箱体结构示意图；

图5是本发明图4B-B向结构示意图；

图6是本发明图4C-C向结构示意图；

图7是本发明保温隔热底板结构示意图；

图8是本发明图7左视图；

图9是本发明样本料桶结构示意图；

图10是玉米青秸秆青贮开封后发酵容器中心温度随接触空气时间的变化；

图11是全株玉米青贮开封后发酵容器中心温度随接触空气时间的变化；

图12是本发明立体效果分解图。

具体实施方式

本发明是由保温隔热盖板2、保温隔热箱体7、保温隔热底板13和样本料桶15构成，

保温隔热盖板2：保温隔热盖板2上有盖板通气槽4，保温隔热盖板2四周有盖板架1，两侧的盖板架1有与盖板通气槽4相通的盖板通气孔5；在盖板通气槽4上开有与外界相通的盖板感温探孔3；

保温隔热箱体7：保温隔热箱体7中间有贯通的料桶槽6，在保温隔热箱体7下面有凹入插槽9，插槽9的侧壁10上有箱体通孔8；

保温隔热底板13：在保温隔热底板13上有底板隔热板12，在底板隔热板12上有底板通气槽11；

样本料桶15：在样本料桶15的上盖14上有上盖感温探孔16，样本料桶15底面上有料桶通气孔17；

其中：盖板感温探孔3对应料桶槽6上盖上的上盖感温探孔16；料桶槽6内放置样本料桶15；底板隔热板12与插槽9对应，并且底板通气槽11两端与箱体通孔8对应；料桶通气孔17与底板通气槽11对应。

以下结合附图对本发明做进一步说明：

样本盛装系统包括料桶盖（上盖14）、料桶感温探孔（上盖感温探孔16）、料桶体（样本料桶15）、料桶底和料桶通气孔。料桶盖和料桶体之间为塑料胶带连接，便于拆装。料桶盖采用聚乙烯塑料，料桶盖中心处开有直径为10mm的料桶感温探孔。料桶底和料桶体之间为胶体连接，二者合为一体。料桶底采用聚乙烯塑料，料桶底中心处开有直径为20mm的料桶通气孔。料桶体采用聚氯乙烯（PVC）材料，料桶容积为1L。

保温隔热系统包括保温隔热盖板、保温隔热箱体和保温隔热底板。盖板在箱体上方，二者通过锁扣自由连接。箱体在底板上方，箱体底部的凹陷结构与底板顶部凸出结构连接。

盖板结构包括盖板通气孔、盖板通气槽、盖板感温探孔、盖板隔热板（保温隔热盖板内部的保温材料）和盖板架（包覆于保温隔热盖板四周的支架，用于增加保温隔热盖板的强度），其中盖板隔热板和盖板架组成保温隔热盖板。盖板隔热板位于盖板架内，二者由胶体连接合为一体。盖板通气孔对称分布于盖板架长边两侧，由位于盖板隔热板内面的盖板通气孔槽相连接。盖板感温探孔透过盖板隔热板，与盖板通气槽相通。盖板通气孔直径为10mm；盖板感温探孔位于盖板隔热板为10mm；盖板通气槽宽度为10mm，深度为10mm，长度具体尺寸与盖板架的宽度一致。盖板隔热板采用保温隔热材料，要求导热系数≤0.028W/M·K，抗压强度＞220Ka；盖板架采用木质材料，四边框架由铆钉连接。

箱体结构包括箱体通气孔、料桶槽、箱体隔热内胆和箱体外壁，其中箱体外壁包覆在箱体隔热内胆四周，用来增加箱体隔热内胆的强度，箱体隔热内胆和箱体外壁构成保温隔热箱体。箱体通气孔对称分布于箱体外壁的长边两侧下缘。料桶槽位于箱体隔热内胆内。箱体外壁位于箱体隔热内胆外部四周，二者通过胶体连接合为一体。其中，箱体通气孔直径为10mm。料桶槽高度与所述料桶体相同，料桶槽内径要求比料桶体外径多1mm，便于料桶体在料桶槽内自由出入。箱体隔热内胆采用保温隔热材料，要求导热系数≤0.028W/M·K，抗压强度＞220KPa；箱体外壁采用木质材料，四面由铆钉连接。

底板结构包括底板通气槽、底板通气孔、底板隔热板和底板外底。底板通气孔位于底板通气槽上；底板通气槽位于底板隔热板上方；底板通气槽两端与所述的箱体通气孔相对应；底板隔热板位于底板外底上方，二者通过胶体连接合为一体。底板通气孔直径为20mm，深度10mm；底板通气槽宽度为10mm，深度为10mm，长度具体尺寸与底板隔热板的宽度一致。底板隔热板采用保温隔热材料，要求导热系数≤0.028W/M·K，抗压强度＞220KPa；底板外底采用木质材料。

用于温度实时监控的系统包括热敏探头和温度记录器。热敏探头一端连接温度记录器，一端通过所述的盖板感温探孔和所述的料桶感温探孔，插入所述的料桶体中心处。

整个装置除盖板架和箱体外壁的木质部分由金属铆钉连接外，其余部分均由保温隔热材料和木质材料通过胶体粘合而成。在保证装置达到保温隔热且内部通风的前提下，使整个装置的各个部分合理布局、体量最轻。

本发明发酵饲料有氧稳定性温度实时监控实验装置的对照试验

试验设计和方法：

试验一选取的试验材料是利用刚收获成熟玉米后的玉米青秸秆调制的玉米青秸秆青贮；试验二选取的实验材料是全株玉米青贮。两种试验青贮饲料均是经过45天厌氧发酵，开封后采用V-score青贮饲料发酵品质评价体系判定为优质发酵的青贮饲料。两个试验的对照组均是使用常规聚乙烯塑料桶作为承装容器进行的试验；而试验组为使用发酵饲料有氧稳定性测定装置进行的试验。常规聚乙烯塑料桶与发酵饲料有氧稳定性测定装置内胆容积均为1L。试验采用多路温度记录仪对两种试验容器的中心温度进行连续记录。每个试验进行三个重复。

结果与分析：

图10显示了玉米青秸秆青贮开封后发酵容器中心温度随接触空气时间的变化。试验一的试验组在开封后81h达到33.17℃，形成单一的发热高峰。这种具有单一发热高峰的二次发酵属于由霉菌单独引起的二次发酵类型。对照组虽在78~81h形成发热最高峰，但温度只有达到24.1℃。而在开封后132h后又形成了一个小的发热高峰，但温度仍然较低，且只高出室温3.3℃。对照组的第一个发热高峰时间与试验组几乎同步，只是温度较低。可以判断对照组同样属于霉菌单独型二次发酵。对照组在暴露后期虽然再次出现发热高峰，但这不属于发酵饲料自审性质所致，而是由于对照组使用了敞开式塑料容器，饲料表面与空气接触部分感染了外界的酵母菌所引起的。

图11显示了全株玉米青贮开封后发酵容器中心温度随接触空气时间的变化。在试验二中，试验组分别在开封58h和277h后形成了两个发热高峰。这种具有两个发热高峰的二次发酵属于由酵母菌和霉菌先后交替作用的酵母-霉菌型二次发酵。本试验结果符合经典二次发酵理论。而采用常规聚乙烯塑料桶进行的对照组也同样形成了与试验组相似的二次发酵趋势，只是在整个二次发酵过程中的温度一直低于试验组。这主要是由于对照组的保温隔热效果不如试验组，致使发酵容器中心温度通过容器外壁散失到外部。

图1~图8的平面视图中的开槽是纵向开槽时的状态图，而图12的立体效果图是横向开槽时的效果图。如果需要也可以横纵均可以开槽。

Claims (1)

1.一种发酵饲料有氧稳定性温度实时监控实验装置，其特征在于：是由保温隔热盖板（2）、保温隔热箱体（7）、保温隔热底板（13）和样本料桶（15）构成，

保温隔热盖板（2）：保温隔热盖板（2）上有盖板通气槽（4），保温隔热盖板（2）四周有盖板架（1），两侧的盖板架（1）有与盖板通气槽（4）相通的盖板通气孔（5）；在盖板通气槽（4）上开有与外界相通的盖板感温探孔（3）；

保温隔热箱体（7）：保温隔热箱体（7）中间有贯通的料桶槽（6），在保温隔热箱体（7）下面有凹入插槽（9），插槽（9）的侧壁（10）上有箱体通孔（8）；

保温隔热底板（13）：在保温隔热底板（13）上有底板隔热板（12），在底板隔热板（12）上有底板通气槽（11）；

样本料桶（15）：在样本料桶（15）的上盖（14）上有上盖感温探孔（16），样本料桶（15）底面上有料桶通气孔（17）；

其中：盖板感温探孔（3）对应料桶槽（6）上盖上的上盖感温探孔（16）；料桶槽（6）内放置样本料桶（15）；底板隔热板（12）与插槽（9）对应，并且底板通气槽（11）两端与箱体通孔（8）对应；料桶通气孔（17）与底板通气槽（11）对应；料桶体采用聚氯乙烯材料，料桶容积为1L。