CN106007814A - 一种饲料、有机肥膨化方法及罐内搅拌膨化设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了罐内搅拌膨化设备，包括：罐体、搅拌器、搅拌电机、进料口、出料口、蒸汽上进气管和下进气管，罐体内，下部设有锥形气体分布器，气体分布器与罐体之间为进气室，下进气管与进气室相连通，气体分布器上设有密布的通孔。本发明还公开了一种饲料、有机肥膨化方法，将含水量7‑40%物料，从进料口，填入罐体中，填满后封闭进料口，打开下进气管的阀门通热蒸气，启动搅拌电机，搅拌器转动，桨叶向上输送搅拌，热蒸气通过气体分布器向上喷射，当压力1.0‑1.5 MPa时，稳定10‑15分钟，关闭电机，打开上进气管阀，再打开出料阀喷爆，膨化率98‑100%。提高了产品的质量和生产效率，降低了生产成本。结构简单、安全性高。

Description

一种饲料、有机肥膨化方法及罐内搅拌膨化设备
技术领域
本发明属于饲料加工技术领域，具体涉及一种饲料膨化方法及罐内搅拌膨化设备。
背景技术
我国农作物秸秆资源十分丰富, 据统计全国每年各类农作物秸秆产量约5.7 亿吨 。这些资源长期以来未能得到合理的开发利用,只有1/3 的秸秆被还田和作为禽畜粗饲料。由于秸秆粗糙、坚硬而适口性差, 家畜对秸秆采食率和消化率低, 只有很少一部分用作牛羊等反刍动物的粗饲料。而在猪禽等单胃动物饲料中由于秸秆含粗纤维量过高, 仅可作为填充料使用或不被利用, 因此, 造成巨大的资源浪费。2/3 的秸秆被焚烧, 造成资源浪费和环境的严重污染。
农作物秸秆的粗蛋白、粗脂肪含量很低, 而粗纤维含量较高。粗纤维包括纤维素、半纤维素、木质素以及少量的果胶物质。秸秆经过高温高压处理然后突然减压释放, 即所谓的膨化可以改变秸秆的理化性状和营养成分, 使动物对秸秆的采食率和消化率得到显著提高。膨化加工可以改善秸秆的理化特性和营养组分, 使动物对秸秆的采食率和消化率得到显著提高。经膨化处理后的秸秆的有机物消化率可提高至1.5倍，木质素组分降低25%，综合利用率得到有效提高。
农作物秸秆膨化机理比较复杂, 但其主要作用原理包括热效应和机械效应。热效应是在高温高压蒸汽作用下, 使秸秆细胞壁内各层间木质素熔化和高温水解, 氢键断裂而吸水。机械效应是秸秆在膨化机体内与螺杆、套筒以及彼此间相互挤压、摩擦、剪切, 于膨化口处突然减压高速喷射而出, 由于运行速度和方向的改变而产生很大的内摩擦力。这种内摩擦力加上高温水蒸汽突然膨大而产生的胀力, 使秸秆撕碎, 乃至细胞游离, 胞壁疏松, 细胞间木质素分布状态改变, 饲料颗粒骤然减小, 密度增大, 堆放体积减小, 总表面积增大, 在牲畜消化道内与消化酶的接触面扩大, 使秸秆饲料的可消化率和采食量明显提高。
挤压膨化是一种常用的膨化设备，是通过水分、热能、机械剪切和压力等综合作用对物料进行膨化。特别是食品加工行业被广泛应用。
目前，挤压膨化也有尝试，用于农作物秸秆膨化。其机理比较复杂, 但其主要作用原理包括热效应和机械效应。热效应是在高温高压蒸汽作用下, 使秸秆细胞壁内各层间木质素熔化和高温水解, 氢键断裂而吸水。机械效应是秸秆在膨化机体内与螺杆、套筒以及彼此间相互挤压、摩擦、剪切, 于膨化口处突然减压高速喷射而出, 由于运行速度和方向的改变而产生很大的内摩擦力。这种内摩擦力加上高温水蒸汽突然膨大而产生的胀力, 使秸秆撕碎, 乃至细胞游离, 胞壁疏松, 细胞间木质素分布状态改变, 饲料颗粒骤然减小,密度增大, 堆放体积减小, 总表面积增大, 在牲畜消化道内与消化酶的接触面扩大, 使秸秆饲料的可消化率和采食量明显提高。
但是挤压膨化机械，特别是螺杆磨损大、能耗高，从而导致成本高，大面积推广受到限制。
罐式膨化法, 即“热喷”。是一种较古老的膨化方法，这种膨化法是在密闭的容器内装入秸秆, 然后由蒸气锅炉向罐内通入高温(180℃左右)、中高压(0. 5～ 4M Pa) 的水蒸气, 使秸秆受到高温和高压作用, 经25 s 至3m in 时间后突然释放, 秸秆被膨化。经热喷处理的秸秆饲料, 明显增加了可溶性成分和可消化、吸收成分, 使适口性变好, 从而提高了饲用价值。据报道, 热喷处理的玉米秸秆有机物消化率, 由原始秸秆的52. 09% 提高到75. 5%; 木质素由19. 5% 下降到14. 8%; 利用率提高了2～ 3倍。
但这种方法尚存在一些问题，罐式膨化设备由膨化罐体、加热装置、转动装置、安全保护装置、减振装置、机架、底座等几个部份组成。设备复杂。采用转动装置转动膨化罐体，即滚筒式搅拌物料，从而使物料受热均均匀。
滚筒式搅拌物料设备复杂、投资大、安全性不高，在比重大的物料（如粮食等），填加量占膨化罐容积的三分一以下效果尚可；而对比重小的桔杆效果差，由于桔杆膨松比重小，物料与膨化罐容积比例相对更小，单次产量低。加大物料的单次填加量，滚筒式搅拌效果差，物料受热不均，膨化率不高，不得不采用二次、三次膨化。浪费能源，成本高。
物料受热不均，膨化率低，物料填加量与罐容积的比例小，是制约罐式膨化法推广的瓶颈。
发明内容
本发明的目的是为了解决罐式膨化法，采用滚筒式搅拌物料搅拌不均匀的问题，而提供一种搅拌效果好，物料受热均匀的饲料膨化方法及罐内搅拌的膨化设备。
罐内搅拌式膨化设备，包括：罐体1、搅拌器2、搅拌电机3、进料口5、出料口6、蒸汽上进气管41和下进气管43，所述的上进气管设有阀；
所述的进料口5设置在罐体1的上部，进料口5上设有进料阀51；所述的出料口6设置在罐体1的下部，出料口6上设有出料阀61；
所述的罐体1内，下部设有锥形气体分布器11，其锥顶与出口6连通，锥底固定罐体1的罐壁上，气体分布器11与罐体1之间为进气室，下进气管43与进气室相连通，气体分布器11上设有密布的通孔111；
所述的搅拌器2包括：搅拌轴21、桨叶23、固定杆22，
所述的桨叶23外侧距离罐体1和气体分布器11的内表面10-30mm；
所述的桨叶23为螺旋叶片；
所述的桨叶23为双螺旋叶片；
它还包括蒸气上进气管41，并设有阀；
所述的桨叶23宽度为罐体1直径的1/10-1/20。
一种饲料、有机肥膨化方法，它是将含水量7-40%物料，从罐体1上部的进料口5，填入罐体1中，填满后封闭进料口5，打开下进气管43的阀门通热蒸气，启动搅拌电机3，搅拌器2转动，桨叶向上输送搅拌，热蒸气通过锥形气体分布器11上设有密布的通孔11均匀地向上喷射，当压力1.0-1.5 MPa时，稳定10-15分钟，关闭电机3，打开上进气管41阀，再打开出料阀61喷爆。
本发明详述：
本发明人多年对饲料膨化，特别是秸秆膨化进行了研究，做大量的实验，加热罐体的罐式膨化法是比较传统的膨化方法，随着科学技术不断进步，人们采用高压蒸气加热的方式进行膨化、滚筒式搅拌，滚筒式搅拌结构复杂，物料填加量小，物料占罐容积的比例（料容比）小；受热不均匀，而随物料填加量的增多，物料受热不均，膨化率越低。固定罐体，采用罐内设搅拌器搅拌无疑地是一种好办法。但本发明人没有找到罐内设搅拌器可供参考的资料。本发明人在罐内增设搅拌器，膨化稻糠，通高压蒸气后，搅拌器转动速度逐浙变慢，并停止转动；曾试图加大电机的功率，但是搅拌器仍然无法正常工作。并分别采用上进气、下进气、上下同时进气或上下左右周围分散进气，问题并未得到解决。本发明人采用了倒锥形气体分布器，搅拌器采用螺旋叶片，向上输送搅拌，罐体直径800mm，3.0 kW搅拌电机即可工作，膨化率接近100%。
本发明提供了罐内搅拌膨化设备，包括：罐体1、搅拌器2、搅拌电机3、进料口5、出料口6、蒸汽上进气管41和下进气管43，所述的罐体1内，下部设有锥形气体分布器11，其锥顶与出口6连通，锥底固定罐体1的罐壁上，气体分布器11与罐体1之间为进气室，下进气管43与进气室相连通，气体分布器11上设有密布的通孔111； 所述的搅拌器2包括：搅拌轴21、桨叶23、固定杆22。本发明还提供了一种饲料、有机肥膨化方法，它是将含水量7-40%物料，从罐体1上部的进料口5，填入罐体1中，填满后封闭进料口5，打开下进气管43的阀门通热蒸气，启动搅拌电机3，搅拌器2转动，桨叶向上输送搅拌，热蒸气通过气体分布器11上设有密布的通孔11均匀地向上喷射，当压力1.0-1.5 MPa时，稳定10-15分钟，关闭电机3，打开上进气管41阀，再打开出料阀61喷爆，膨化率98-100%。提高了产品的质量，解决了固体物料在高压状态下不能采用搅拌器搅拌的问题，物料的容积占罐体容积的80-100%，提高了生产效率，降低了生产成本。结构简单、安全性高。
附图说明
图1为本发明罐内搅拌膨化设备的主视示意图；
图2为本发明罐内搅拌膨化设备的局部放大视图；
图3为本发明罐内搅拌膨化设备的另一种实施方式主视示意图；
图4为本发明罐内搅拌膨化设备的另一种实施方式示意图。
具体实施方式
实施例1：罐内搅拌膨化设备
请参见图1-4，罐内搅拌式膨化设备，包括：罐体1、搅拌器2、3.0 kW搅拌电机3、进料口5、出料口6；
所述的罐体直径为800mm,高度为1500-1800mm，
所述的罐体1内部设有搅拌器2，搅拌器2包括搅拌轴21、桨叶23、固定杆22，所述的桨叶23通过固定杆22固定在搅拌轴21上；
所述的桨叶23为双螺旋结构，桨叶宽度为50毫米，桨叶外侧距离罐体1的内表面10-30mm；
所述的搅拌轴21上部与搅拌电机3相连；
搅拌轴21通过连接部13固定在罐体1上，所述的连接部13内设有与搅拌轴21配合的轴承，以及盘根密封圈；
所述的罐体1内，底部设有锥形气体分布器11，所述的气体分布器11上设有密布的通孔111；
所述的罐体1下部设有蒸汽下进气管43；
所述的罐体1上部设有蒸汽上进气管41；
上进气管41与下进气管43上均设有阀42；
所述的进料口5设置在罐体1的上部，进料口5上设有进料阀51；
所述的出料口6设置在罐体1的下部，出料口6上设有出料阀61。
实施例2一种稻糠膨化方法
将含水量7-25%稻糠，从罐体1上部的进料口5，填入罐体1中，填满后封闭进料口5，打开下进气管43的阀门通热蒸气，启动搅拌电机3，搅拌器2转动，桨叶向上输送搅拌，热蒸气通过气体分布器11上设有密布的通孔111均匀地向上喷射，当压力1.3 MPa，温度160℃时，稳定10分钟，关闭电机3，打开上进气管41阀，再打开出料阀61喷爆。膨化率98-100%。
实施例3一种桔杆膨化方法
玉米桔杆粉碎，调至含水量10-30%，从罐体1上部的进料口5，填入罐体1中，填满后封闭进料口5，打开下进气管43的阀门通热蒸气，启动搅拌电机3，搅拌器2转动，搅拌器2的桨叶23向上输送搅拌，压力1.2 MPa，温度150-160℃，稳定13分钟，关闭电机3，打开上进气管41阀，再打开出料阀61喷爆。膨化率98-100%。
实施例4一种黄豆膨化方法
将含水量7-25%黄豆，从罐体1上部的进料口5，填入罐体1中，填至罐容的80-90%时，封闭进料口5，打开下进气管43的阀门通热蒸气，启动搅拌电机3，搅拌器2转动，桨叶向上输送搅拌，压力1.0 MPa，温度130-140℃，稳定8-10分钟，关闭电机3，打开上进气管41阀，再打开出料阀61喷爆。膨化率98-100%。
实施例5一种玉米膨化方法
将含水量30-40%玉米，从罐体1上部的进料口5，填入罐体1中，填至罐容的80-90%时，封闭进料口5，打开下进气管43的阀门通热蒸气，启动搅拌电机3，搅拌器2转动，桨叶向上输送搅拌，压力1.0-1.2 MPa，温度150-160℃，稳定10-13分钟，关闭电机3，打开上进气管41阀，再打开出料阀61喷爆。膨化率98-100%。
实施例6一种鸡粪膨化方法
将含水量30-40%鸡粪，从罐体1上部的进料口5，填入罐体1中，填至罐容的90-95%时，封闭进料口5，打开下进气管43的阀门通热蒸气，启动搅拌电机3，搅拌器2转动，桨叶向上输送搅拌，压力1.2-1.4 MPa，温度170-180℃，稳定15分钟，关闭电机3，打开上进气管41阀，再打开出料阀61喷爆。膨化率98-100%。
实施例7一种有机肥膨化方法
将70%农作物秸秆粉和30%鸡粪的混合物（含水量15-40%），从罐体1上部的进料口5，填入罐体1中，填至罐容的80-95%时，封闭进料口5，打开下进气管43的阀门通热蒸气，启动搅拌电机3，搅拌器2转动，桨叶向上输送搅拌，压力1.2-1.4 MPa，温度160-180℃，稳定10-15分钟，关闭电机3，打开上进气管41阀，再打开出料阀61喷爆。膨化率98-100%。
实施例8一种有机肥膨化方法
将50%稻糠、30%鸡粪、10%羽毛、5%血液、及5%豆粕的混合物（含水量15-30%），从罐体1上部的进料口5，填入罐体1中，填至罐容的80-90%时，封闭进料口5，打开下进气管43的阀门通热蒸气，启动搅拌电机3，搅拌器2转动，桨叶向上输送搅拌，压力1.2-1.4 MPa，温度150-180℃，稳定10-15分钟，关闭电机3，打开上进气管41阀，再打开出料阀61喷爆。膨化率98-100%。
实施例9一种有机肥膨化方法
将50%农作物秸秆粉、30%鸡粪、10%羽毛、5%血液、及5%豆粕的混合物（含水量15-30%），从罐体1上部的进料口5，填入罐体1中，填至罐容的80-90%时，封闭进料口5，打开下进气管43的阀门通热蒸气，启动搅拌电机3，搅拌器2转动，桨叶向上输送搅拌，压力1.2-1.4 MPa，温度150-180℃，稳定10-15分钟，关闭电机3，打开上进气管41阀，关闭下进气管43阀，再打开出料阀61喷爆。膨化率98-100%。

Claims (8)

1.一种罐内搅拌式膨化设备，其特征在于，它包括：罐体（1）、搅拌器（2）、搅拌电机（3）、进料口（5）、出料口（6）、蒸汽上进气管（41）和下进气管（43），下进气管并设有阀，所述的罐体（1）内，下部设有锥形气体分布器（11），其锥顶与出口（6）连通，锥底固定罐体（1）的罐壁上，气体分布器（11）与罐体(1)之间为进气室，下进气管(43)与进气室相连通，气体分布器(11)上设有密布的通孔(111)；所述的进料口(5)设置在罐体(1)的上部，进料口(5)上设有进料阀(51)；所述的出料口(6)设置在罐体(1)的下部，出料口(6)上设有出料阀(61)。
2.根据权利要求1所述的一种罐内搅拌式膨化设备，其特征在于，所述的搅拌器(2)包括：搅拌轴(21)、桨叶(23)、固定杆(22)。
3.根据权利要求2所述的一种罐内搅拌式膨化设备，其特征在于，所述的桨叶(23)外侧距离罐体(1)和气体分布器(11)的内表面10-30mm。
4.根据权利要求1、2或3 所述的一种罐内搅拌式膨化设备，其特征在于，所述的桨叶(23)为螺旋叶片。
5.根据权利要求4所述的一种罐内搅拌式膨化设备，其特征在于，所述的桨叶(23)为双螺旋叶片。
6.根据权利要求5所述的一种罐内搅拌式膨化设备，其特征在于，所述的桨叶(23)宽度为罐体(1)直径的1/10-1/20。
7.根据权利要求6所述的一种罐内搅拌式膨化设备，其特征在于，还包括蒸汽上进气管（41），并设有阀。
8.一种饲料、有机肥膨化方法，其特征在于，将含水量7-40%物料，从罐体(1)上部的进料口(5)，填入罐体(1)中，填满后封闭进料口(5)，打开下进气管(43)的阀门通热蒸气，启动搅拌电机(3)，搅拌器(2)转动，桨叶向上输送搅拌，热蒸气通过锥形气体分布器(11)上设有密布的通孔(11)均匀地向上喷射，当压力1.0-1.5 MPa时，稳定10-15分钟，关闭电机(3)，打开上进气管(41)阀，再打开出料阀(61)喷爆。
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