CN107505962A - 一种畜禽粪便发酵设备的自动控制方法 - Google Patents

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张继生
刘奇
刘中珊
张云峰
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    • G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
    • G05D23/30—Automatic controllers with an auxiliary heating device affecting the sensing element, e.g. for anticipating change of temperature
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05F—ORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
    • C05F3/00—Fertilisers from human or animal excrements, e.g. manure
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    • Y02A40/00—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
    • Y02A40/10—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
    • Y02A40/20—Fertilizers of biological origin, e.g. guano or fertilizers made from animal corpses

Abstract

本发明公开了一种畜禽粪便发酵设备的自动控制方法，属于发酵设备技术领域。本发明要通过实时监控并调节物料及发酵设备的内部环境温度的方法实现发酵过程的自动控制。本方法适用于各种发酵设备，具有控制操作简单，提高生产效率，使能源得到有效利用，降低生产和管理成本等特点。

Description

一种畜禽粪便发酵设备的自动控制方法
技术领域
本发明属于发酵设备技术领域，具体涉及一种畜禽粪便发酵设备的自动控制方法。
背景技术
现如今，发酵生产过程中，在发酵阶段，仍然采用堆放式发酵，温度调节完全取决于室温或人为手动温度调节，费时费力，同时，导致发酵过程中是间歇性的，而非连续的，严重延长了发酵时间，此外，这种人为调温的方式，导致发酵物料的温度不均匀，影响发酵菌的生长分布，严重影响发酵质量。
发明内容
本发明要解决发酵温度不均匀的技术问题；提出了一种畜禽粪便发酵设备的自动控制方法。所采取的技术方案如下：
一种畜禽粪便发酵设备的自动控制方法，所述方法的具体控制过程为：
步骤一：自动检测物料以及发酵设备内部环境的温度；
步骤二：判断步骤一所述物料及发酵设备内部环境温度是否低于温度设定值一；如果步骤一所述物料及发酵设备内部环境温度低于温度设定值一，则驱动发酵设备主机按照主机运行方式一进行运行，控制通风系统按照通风速率一的方式进行通风通氧；
步骤三：判断步骤一所述物料及发酵设备内部环境温度是否低于温度设定值二；如果所述物料及发酵设备内部环境温度低于温度设定值二，高于温度设定值一，则驱动发酵主机按照主机运行方式二进行运行，控制通风系统按照通风速率二的方式进行通风通氧；如果果所述物料及发酵设备内部环境温度高于温度设定值二，则驱动发酵设备主机按照主机运行方式三进行运行，控制通风系统按照通风速率三的方式进行通风通氧。
进一步地，步骤二所述温度设定值一的温度范围为20℃——35℃。
进一步地，步骤二所述主机运行方式一具体为：主机以8-10min/r速度运行30分钟；并且主机运行间隔时间范围为6小时至12小时。
进一步地，步骤二所述通风速率一为200m3/h——360m3/h。
进一步地，在步骤一至步骤三运行的过程中，启动加热装置对发酵设备中的内部环境温度，发酵设备外部环境温度以及物料温度进行实时监控，并且判断是否需要对温度进行调节至目标温度；当所述物料温度以及发酵设备内部环境温度或发酵设备外部环境温度低于20℃时，所述目标温度为37℃；当所述物料温度以及发酵设备内部环境温度或发酵设备外部环境温度高于20℃，小于25℃时，所述目标温度为55℃。调节发酵设备的外部环境温度主要目的是为了使发酵设备外部周围空气的温度也被调节为适合发酵的温度，这样可以使发酵设备外部产生适合发酵设备内部物料发酵温度的氧气，当发酵设备通氧换气需要吸入外部空气时，外部空气的温度刚好适合内部需要，大大降低了内部环境温度的调节时间，同时，使发酵内部温度适中保持在连续的事宜温度，不会初见较大的温度差，有利于发酵菌的连续繁殖，提高发酵质量，减少发件时间。
进一步地，步骤三所述温度设定值二的温度范围为60℃——75℃。
进一步地，步骤三所述主机运行方式二具体为：主机以6-8min/r速度运行20分钟；并且主机运行间隔时间范围为5小时至12小时。
进一步地，步骤三所述通风速率二为360m3/h——660m3/h。
进一步地，步骤三所述主机运行方式三具体为：主机以2-6min/r速度运行20分钟；并且主机运行直到物料温度以及发酵设备内部环境温度低于温度设定值二。
进一步地，步骤三所述通风速率三为660m3/h——1200m3/h。
本发明的有益效果为：
本发明提出的一种畜禽粪便发酵设备的自动控制方法，通过自动控制使温度、通风通氧得到有效的精准配合，给有氧发酵提供微生物繁殖生存的适宜环境，达到控制操作简单，提高生产效率，使能源得到有效利用，降低生产和管理成本。针对一种发酵用的复合菌微生物，这种温度、时间、主机运行模式和通风是控制这种菌的最好的生存条件，繁衍率最高，发酵质量会更好，根据菌实际的投放量和菌类的不同，时间，温度，主机运行模式和通风可根据实际情况设计。主机是滚动的，用于更好的有氧发酵，使物料更好的与空气接触，更好的使混合物料，均匀温度。均匀发酵菌的混合，使发酵菌更好的繁殖，提高发酵质量。
发酵设备外部环境温度：设备外的环境温度，辅助加热设备外部周围的空气温度，使抽进去的温度更适合设备内的温度，使内外部空气混合时，空气温度更适合发酵物料。节省抽入外部温度进入设备内部后，设备内部温度调节时间，同时避免温温差过大对发酵菌产生不良影响，提高发酵质量，缩短发酵时间。
附图说明
图1是本发明所述一种畜禽粪便发酵设备的自动控制方法的流程图。
图2是本发明一种畜禽粪便发酵设备的自动控制方法中的发酵设备的结构图。
(1，主机驱动装置；2，温度检测点；3，进料装置；4，通风通氧连接点；5，通风及加热装置连接点；6料仓；7，齿圈；8，滚圈；9，风机；10，出料装置)
具体实施方式
如图1所示，一种畜禽粪便发酵设备的自动控制方法，所述方法的具体控制过程为：
步骤一：自动检测物料以及发酵设备内部环境的温度；
步骤二：判断步骤一所述物料及发酵设备内部环境温度是否低于温度设定值一；如果步骤一所述物料及发酵设备内部环境温度低于温度设定值一，则驱动发酵设备主机按照主机运行方式一进行运行，控制通风系统按照通风速率一的方式进行通风通氧；
步骤三：判断步骤一所述物料及发酵设备内部环境温度是否低于温度设定值二；如果所述物料及发酵设备内部环境温度低于温度设定值二，高于温度设定值一，则驱动发酵主机按照主机运行方式二进行运行，控制通风系统按照通风速率二的方式进行通风通氧；如果果所述物料及发酵设备内部环境温度高于温度设定值二，则驱动发酵设备主机按照主机运行方式三进行运行，控制通风系统按照通风速率三的方式进行通风通氧。
其中，步骤二所述温度设定值一的温度范围为20℃——35℃。步骤二所述主机运行方式一具体为：主机以8-10min/r速度运行30分钟；并且主机运行间隔时间范围为6小时至12小时。步骤二所述通风速率一为200m3/h——360m3/h。
同时，在步骤一至步骤三运行的过程中，启动加热装置对发酵设备中的内部环境温度，发酵设备外部环境温度以及物料温度进行实时监控，并且判断是否需要对温度进行调节至目标温度；当所述物料温度以及发酵设备内部环境温度或发酵设备外部环境温度低于20℃时，所述目标温度为37℃；当所述物料温度以及发酵设备内部环境温度或发酵设备外部环境温度高于20℃，小于25℃时，所述目标温度为55℃。
步骤三所述温度设定值二的温度范围为60℃——75℃。步骤三所述主机运行方式二具体为：主机以6-8min/r速度运行20分钟；并且主机运行间隔时间范围为5小时至12小时。步骤三所述通风速率二为360m3/h——660m3/h。步骤三所述主机运行方式三具体为：主机以2-6min/r速度运行20分钟；并且主机运行直到物料温度以及发酵设备内部环境温度低于温度设定值二。步骤三所述通风速率三为660m3/h——1200m3/h。
如图2所示，本发明所述一种畜禽粪便发酵设备的自动控制方法应用于图2所示的发酵设备上。该设备包括主机驱动装置1、温度检测点2、进料装置3、通风通氧连接点4、；通风及加热装置连接点5、料仓6、齿圈7、滚圈8、风机9和出料装置10。其中，主机驱动装置1可以采用电动机实现，温度检测点2用于通过该位置的温度检测实现物料及发酵设备内部环境的温度检测，其检测可通过在该点设置温度传感器等方式进行温度采集，其温度检测电路，本领域技术人员可根据实际应用情况进行自行设计。通风通氧连接点4用于与风机相连，用于调节发酵设备内部环境指标。
在设备运行过程中，开启运行，通过本发明提出的控制方法使发酵设备自动实时检测物料和环境的温度。如果料温低于设定值1(20℃至35℃)，主机安照方式1的参数运行，通风系统安照通风速率1的方式给物料提供通风通氧；同时程序可根据物料和环境温度值判断是否需要对所进空气以一定的目标温度值进行预热(也可以手动开启加热装置)；当料温大于设定值1(20℃至35℃)且小于设定值2(60℃至75℃)，,主机安照方式2的参数运行，通风系统安照通风速率2的方式给物料提供通风通氧；同时程序可根据物料和环境温度值判断是否需要对所进空气以一定的目标温度值进行预热(也可以手动开启加热装置)；当料温大于设定值2(60℃至75℃)，主机安照方式3的参数运行，通风系统安照通风速率3的方式给物料提供通风通氧。
以上所说的主机运行方式1、2和3是指让主机以不同的速度和时间进行运转，方式1时主机以8-10min/r速度运行，运行30分钟间隔6小时至12小时；方式2时主机以6-8min/r速度运行20分钟间隔5小时至12小时；方式3时主机以2-6min/r速度运行，运行到温度低于设定值(60℃至75℃)停止；
通风速率1、2和3是指以不同的风量和时间对物料进行通风，通风速率1的值为200m3/h至360m3/h、通风速率2的值为360m3/h至660m3/h、通风速率3的值为660m3/h至1200m3/h。加热装置在物料不同的温度和环境温度的不同自动确定其预热的目标值(例如在物料温度小于设定值1时环境温度小于20℃时，加热装置以37℃进行预热；在物料温度大于设定值1小于设定值2时且环境温度小于25℃时，加热装置以55℃进行预热)。
以上物料温度的设定值、主机的运行方式、通风的速率、加热装置的目标值可在操作时对其修改设定。另外，以上参数可以根据发酵设备容量的大小结合实际情况修改设定。

Claims (10)

1.一种畜禽粪便发酵设备的自动控制方法，其特征在于，所述方法的具体控制过程为：
步骤一：自动检测物料以及发酵设备内部环境的温度；
步骤二：判断步骤一所述物料及发酵设备内部环境温度是否低于温度设定值一；如果步骤一所述物料及发酵设备内部环境温度低于温度设定值一，则驱动发酵设备主机按照主机运行方式一进行运行，控制通风系统按照通风速率一的方式进行通风通氧；
步骤三：判断步骤一所述物料及发酵设备内部环境温度是否低于温度设定值二；如果所述物料及发酵设备内部环境温度低于温度设定值二，高于温度设定值一，则驱动发酵主机按照主机运行方式二进行运行，控制通风系统按照通风速率二的方式进行通风通氧；如果果所述物料及发酵设备内部环境温度高于温度设定值二，则驱动发酵设备主机按照主机运行方式三进行运行，控制通风系统按照通风速率三的方式进行通风通氧。
2.根据权利要求1所述自动控制方法，其特征在于，步骤二所述温度设定值一的温度范围为20℃——35℃。
3.根据权利要求1所述自动控制方法，其特征在于，步骤二所述主机运行方式一具体为：主机以8-10min/r速度运行30分钟；并且主机运行间隔时间范围为6小时至12小时。
4.根据权利要求1所述自动控制方法，其特征在于，步骤二所述通风速率一为200m3/h——360m3/h。
5.根据权利要求1所述自动控制方法，其特征在于，在步骤一至步骤三运行的过程中，启动加热装置对发酵设备中的内部环境温度，发酵设备外部环境温度以及物料温度进行实时监控，并且判断是否需要对温度进行调节至目标温度；当所述物料温度以及发酵设备内部环境温度或发酵设备外部环境温度低于20℃时，所述目标温度为37℃；当所述物料温度以及发酵设备内部环境温度或发酵设备外部环境温度高于20℃，小于25℃时，所述目标温度为55℃。
6.根据权利要求1所述自动控制方法，其特征在于，步骤三所述温度设定值二的温度范围为60℃——75℃。
7.根据权利要求1所述自动控制方法，其特征在于，步骤三所述主机运行方式二具体为：主机以6-8min/r速度运行20分钟；并且主机运行间隔时间范围为5小时至12小时。
8.根据权利要求1所述自动控制方法，其特征在于，步骤三所述通风速率二为360m3/h——660m3/h。
9.根据权利要求1所述自动控制方法，其特征在于，步骤三所述主机运行方式三具体为：主机以2-6min/r速度运行20分钟；并且主机运行直到物料温度以及发酵设备内部环境温度低于温度设定值二。
10.根据权利要求1所述自动控制方法，其特征在于，步骤三所述通风速率三为660m3/h——1200m3/h。
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