CN108641937B - 一种秸秆饲料好氧厌氧发酵设备及其使用方法 - Google Patents

Abstract

秸秆饲料好氧厌氧发酵设备，包括支承座、套管升降机构、喷雾升降机构、复合功能多层套管部件、多功能喷雾部件、隔热层、钢质底板、保温发酵箱体、压差排气管、侧面测温传感器和芯部测温传感器，钢质底板和隔热层依次设置在支承座上，复合功能多层套管部件和芯部测温传感器均安装在套管升降机构上，多功能喷雾部件均安装在喷雾升降机构上，保温发酵箱体设置在钢质底板上，压差排气管设置在保温发酵箱体顶板上，保温发酵箱体侧壁上设有侧面测温传感器，芯部测温传感器设置在复合功能多层套管部件和多功能喷雾部件分布面积中心。它能对秸秆进行好氧厌氧发酵，保证秸秆发酵温度、湿度和含氧量的稳定均匀，使秸秆工业化发酵成高价值饲料。

Description

一种秸秆饲料好氧厌氧发酵设备及其使用方法

技术领域

本发明涉及饲料加工设备，尤其涉及一种饲料发酵设备。

背景技术

我国是个农业大国，据网络资料检索和国家相关部门资料数据表明，我国每年有数亿吨秸秆，总利用率仅有33%左右，主要消耗于附加值较低或有污染的产业上，而对秸秆进行技术处理利用率仅是秸秆收获量的2.6%左右，其余大部分秸秆仍只能废弃粉碎还田或焚烧，每年秸秆焚烧量5亿吨，严重污染环境。饲料用粮短缺将是影响我国粮食安全的重要因素，出现粮食产需缺口不断扩大的趋势，近年来，每年粮食进口量达5千万吨，若将秸秆高效发酵为高蛋白生物饲料，秸秆可谓是取之不尽用之不竭的资源，可节约粮食、促进环保、提高养殖质量、降低养殖成本，促进饲料产业大革命。

秸秆中有大量的粗纤维和中性洗涤纤维，含有一部分粗蛋白和粗脂肪及灰分与矿物质。仅采用“打堆”和“厌氧发酵”的秸秆饲料，发酵质量和营养价值较低，能使秸秆快速腐熟，生产优质基础饲料一直是人们不断研究方向。目前，生物发酵专业已有在秸秆上接种益生菌酶制剂和合成蛋白质必备的核心元素，在较高要求的环境下分步经过好氧与厌氧发酵，能使秸秆发酵比较彻底，营养转化完美，包括降解木质纤维素转化为糖分和极大幅度提升蛋白质含量的技术，秸秆可变成营养极高的优质生物蛋白饲料，使价格低廉或废弃产生污染的秸秆产生高附加值产品，因而，迫切需要能具备保湿、控温、供氧、供蛋白质合成核心元素等功能兼容的发酵设备提供保障，来完成秸秆-生物蛋白饲料厌氧好氧高效发酵的全过程。

申请人申请了专利号为 201510025812.6的发明专利，公开了一种秸秆饲料高效厌氧发酵设备及其使用方法。它公开了一种秸秆饲料高效厌氧发酵设备，该设备仅适用于厌氧发酵工艺。为了能使秸秆更加有效发酵为营养价值更高的饲料，人们已经研制出最新的厌氧好氧复合型秸秆发酵工艺，对秸秆进行厌氧发酵与好氧发酵，促使秸秆蛋白质的最大转化，而现有的厌氧设备不能满足好氧厌氧发酵要求，为了满足新的发酵工艺，申请人发明了一种发酵设备能够满足秸秆-生物蛋白饲料厌氧好氧发酵工艺要求，具有保湿控温供气好氧厌氧发酵功能的饲料生产设备。

发明内容

为了使农业秸秆能够更好的发酵成营养极高、适口性好、益生菌丰富的优质生物蛋白饲料，本发明的目的是提供一种秸秆饲料好氧厌氧发酵设备，它能对农业秸秆进行高效好氧厌氧发酵，保证秸秆发酵时各处温度稳定均匀，及时补充供氧过程中带走被发酵物的水分，充入合成蛋白质的必须核心元素，实现植物秸秆工业化生产营养极高的优质生物蛋白饲料。

本发明采取的技术方案如下：

一种秸秆饲料好氧厌氧发酵设备，其特征是：它包括支承座、套管升降机构、喷雾升降机构、复合功能多层套管部件、多功能喷雾部件、隔热层、钢质底板、保温发酵箱体、压差排气管、侧面测温传感器和芯部测温传感器，钢质底板和隔热层依次设置在支承座的上端，在钢质底板和隔热层上设有便于复合功能多层套管部件、多功能喷雾部件和芯部测温传感器升降的导向孔，套管升降机构和喷雾升降机构设置在隔热层的下方，复合功能多层套管部件、多功能喷雾部件和芯部测温传感器套插在钢质底板和隔热层上开设的导向孔中，所有复合功能多层套管部件和芯部测温传感器的下端均安装在套管升降机构上，所有多功能喷雾部件的下端均安装在喷雾升降机构上，保温发酵箱体设置在钢质底板的上方，压差排气管设置在保温发酵箱体的顶板上，在保温发酵箱体的侧壁上设有侧面测温传感器，侧面测温传感器的设置高度位于待发酵物料高度范围之内，芯部测温传感器设置在复合功能多层套管部件和多功能喷雾部件分布面积中心。

在上述秸秆饲料好氧厌氧发酵设备中，所述套管升降机构包括升降平台和驱动升降平台直线升降的机构；喷雾升降机构与套管升降机构的结构相同。

更进一步，所述驱动升降平台直线升降的机构为丝杆螺母升降机构或者气动直线升降机构或者液压直线升降机构或者由钢丝绳和滑轮组组成的轮系升降机构。

更进一步，所述丝杆螺母升降机构包括二根以上垂直间隔分布的丝杆、螺母和同步驱动电机，螺母旋接在对应丝杆上，并固定在升降平台上，丝杆的两端可转动地安装在钢质底板的下端面上，丝杆由同步驱动电机驱动，升降平台沿丝杆水平升降。

更进一步，所有复合功能多层套管部件和芯部测温传感器的下端与套管升降机构的升降平台上端面均以铰支座连接方式相连，所有多功能喷雾部件的下端与喷雾升降机构的升降平台上端面均以铰支座连接方式相连。

在上述秸秆饲料好氧厌氧发酵设备中，所述复合功能多层套管部件包括多层套管、循环泵、恒温液箱、换向阀、储气罐、空心异形螺杆、喷嘴、供水泵和控温阀，所有多层套管以并联方式连接成传热供气喷雾组件，多层套管包括散热管、隔液管和中心管，散热管内侧壁与隔液管外侧壁之间形成进液通道，隔液管内侧壁与中心管外侧壁之间形成出液通道，出液通道顶端与进液通道相通连，中心管的内腔为中心通道，循环泵的吸液口与恒温液箱相通连，循环泵的出液口与所有复合功能多层套管部件的进液通道相通连，所有复合功能多层套管部件的出液通道与恒温液箱相通连，形成恒温液循环，在所有复合功能多层套管部件的进液通道的进液口均设置有控温阀，换向阀的吸气口与储气罐相通连，换向阀的出气口与所有复合功能多层套管部件的中心通道相通连，空心异形螺杆固定安装在复合功能多层套管部件的中段和上段，中心通道与保温发酵箱体内腔通过空心异形螺杆内腔相通连，喷嘴密封固定安装在空心异形螺杆内腔前端，供水泵的吸液口与恒温液箱相通连，供水泵的出液口通过换向阀与所有复合功能多层套管部件的中心通道相通连，在中心管的底端设置有排水管，中心通道和恒温液箱通过排水管相通连，在排水管上设置有排水阀。

更进一步，在复合功能多层套管部件的中段和上段分别沿周向等间距设置有四个空心异形螺杆，在所有空心异形螺杆的内腔前端均密封设置有喷嘴。

更进一步，在空心异形螺杆与散热管的安装面之间设置有密封圈。

在上述秸秆饲料好氧厌氧发酵设备中，所述复合功能多层套管部件上的散热管外侧设有四条散热筋，四条散热筋呈“十”字分布。

在上述秸秆饲料好氧厌氧发酵设备中，所述多功能喷雾部件包括喷雾体、储水箱、储气箱、进气阀、输水管和进水阀，所有喷雾体以并联方式连接成喷雾组件，喷雾体包括外筒、存气筒、上盖和文丘里管，上盖密封的设置在外筒和存气筒上，外筒内侧壁与存气筒外侧壁之间形成安装腔，存气筒的内腔为供气腔，文丘里管固定安装在喷雾体上，文丘里管连接供气腔与保温发酵箱体内腔，进气阀的进气口与储气箱相通连，进气阀的出气口与供气腔相通连，输水管安装在安装腔内，输水管的进水口通过进水阀与储水箱相连，输水管的出水口与文丘里管相连。

更进一步，在喷雾体上端沿周向等间距设置有四个文丘里管。

更进一步，所述进水阀为电磁阀。

在上述秸秆饲料好氧厌氧发酵设备中，所述保温发酵箱体由前侧板、右侧板、后侧板、左侧板、顶板和转轴组成的密闭式立体容器，其中，前侧板、后侧板和右侧板或左侧板侧缝密封固定连接成一个矩形缺口框体，两根转轴分别固定连接在前侧板和后侧板之间左侧的上下端，顶板以铰接方式安装在前侧板和后侧板上端转轴上，左侧板或右侧板以铰接方式安装在前侧板和后侧板下端转轴上。

更进一步，在前侧板、后侧板、右侧板或左侧板任意板的上段和中段均设置检测插孔，在检测插孔上设置有可拆卸的密封保温塞。

在上述秸秆饲料好氧厌氧发酵设备中，左侧板以铰接方式安装在转轴上。

在上述秸秆饲料好氧厌氧发酵设备中，所述压差排气管由压差排气帽和顶部排气管组成，压差排气帽设置在顶部排气管的排气口上。

本发明所述秸秆饲料好氧厌氧发酵设备的使用方法如下：

第一步，打开保温发酵箱体的顶板；

第二步，通过控制装置控制套管升降机构和喷雾升降机构动作，使所有复合功能多层套管部件、芯部测温传感器和多功能喷雾部件上升至极限位置，此时所有复合功能多层套管部件、芯部测温传感器和多功能喷雾部件伸出钢质底板和隔热层上的导向孔，位于保温发酵箱体内；

第三步，按秸秆饲料发酵工艺要求，由带式送料机将待发酵的物料送入保温发酵箱体内，同时对进料进行喷淋菌种液，使发酵物料中的含水量和菌种含量均应符合标定值要求；

第四步，送料结束后，将保温发酵箱体内待发酵物料整平后密封盖合顶板；

第五步，启动循环泵，使恒温液箱中的恒温液不断地输送给复合功能多层套管部件循环，从而实现对待发酵物料的恒温热交换，通过侧面测温传感器和芯部测温传感器可观察发酵物料在保温发酵箱体内不同位置的发酵温度，当待发酵物料各处的发酵温度差在预定范围内时，观察发酵温度是否达到预定发酵温度，若发酵温度过低，则提高恒温液箱中的液温，反之则降低恒温液箱中的液温，保障物料各处温度均匀达到要求；当待发酵物料的中心发酵温度高于四周的发酵温度时，应关闭控制位于中心位置的复合功能多层套管部件中的控温阀，终止加热，位于四周的复合功能多层套管部件中的控温阀均处于打开状，反之则反向处理，当待发酵物料的温度均匀达到预定待发酵温度范围时即保持恒温状态进行厌氧发酵；

第六步，好氧发酵时，保持厌氧发酵的温度，启动多功能喷雾部件的进气阀，将储气箱内的含氧压力气体吹入供气腔内，然后再通过文丘里管吹入保温发酵箱体下层，相邻多功能喷雾部件吹入的含氧气体穿过被发酵物料的间隙渗透并相互混合，形成含氧量均匀的气流从保温发酵箱体底部沿发酵物料空隙上行，同时开启复合功能多层套管部件的换向阀，使中心通道与储气罐相通连，储气罐内的含氧压力气体通过中心通道、空心异形螺杆，从喷嘴吹入保温发酵箱体中上层，使含氧压力气体与保温发酵箱体内的被发酵物料充分接触，保证物料各处均得到供氧，满足好氧发酵工艺要求；

第七步，打开保温发酵箱体上段和下段的密封保温塞，插入检测仪器，检测发酵箱体内上下层发酵物料的湿度，当下层发酵物料的发酵湿度过低时，开启多功能喷雾部件的进水阀，储水箱内的液体通过输水管被吸入文丘里管跟随供气腔内的含氧高压气体一起喷出，形成水雾，对保温发酵箱体下层发酵物料提供保湿水雾；当保温发酵箱体内下层发酵物料湿度达到预定值，中上层发酵物料的湿度低于下层时，关闭进水阀，停止多功能喷雾部件供水，保持多功能喷雾部件供气，开启复合功能多层套管部件的换向阀，使中心通道与恒温液箱相通连，恒温液箱内的液体由供水泵压入中心通道内，再通过空心异形螺杆内的喷嘴喷入保温发酵箱体内，对保温发酵箱体中上层发酵物料提供保湿水雾；

第八步，当检测到发酵箱体内上层发酵物料的湿度超过预定值时，将换向阀转动至中心通道与储气罐相通连，打开连接中心通道与恒温水箱的排水管上的排水阀，将中心通道内的残余液体全部排出，然后关闭排水阀，储气箱内的含氧气体通过中心通道、空心异形螺杆内，从喷嘴喷入保温发酵箱体内，对保温发酵箱体上层发酵物料提供含氧气体；

第九步，当发酵结束后，通过控制装置控制套管升降机构和喷雾升降机构动作，使所有复合功能多层套管部件、多功能喷雾部件和芯部测温传感器下降复位，打开顶板和左侧板，在左侧板下方设置有料仓，采用履带式刮板卸料机从保温发酵箱体顶部逐渐向下将发酵后的饲料刮入料仓内。

由于将保温发酵箱体的顶板设计成能密封关闭和开启的结构，便于进出料。将一个侧面板设计成启闭门结构，打开即可机械化出料。保温发酵箱体固定安装在支承座上，在保温发酵箱体下方依次设有钢质底板和隔热层，在钢质底板和隔热层上开设便于复合功能多层套管部件、多功能喷雾部件和芯部测温传感器升降的导向孔，套管升降机构和喷雾升降机构设置在支承座上，且位于隔热层的下方，所述套管升降机构同步驱动复合功能多层套管部件和芯部测温传感器沿钢质底板和隔热层上的导向孔升降，喷雾升降机构驱动多功能喷雾部件沿钢制底板和隔热层上的导向孔升降，在保温发酵箱体的侧壁上设有侧面测温传感器和插入检测孔，在发酵物料中心位置设有芯部测温传感器。在支承座的上口依次安装有钢质底板和隔热层，既有利于保温又承载待发酵料。侧面测温传感器的设置是为便于观察靠近保温发酵箱体边缘发酵物料的发酵温度，在发酵物料中间区域设置芯部测温传感器，其目的是为了便于观察位于保温发酵箱体该区域发酵物料的发酵温度，插入检测孔的设置使为了便于观察保温发酵箱体内各层发酵物料的湿度和含氧量。在保温发酵箱体的顶板上增设压差排气管，压差排气管既能使保温发酵箱体封闭，更利于秸秆料发酵，在发酵过程中当保温发酵箱体内气体压力高于外界大气压时能通过压差排气管及时泄压。复合功能多层套管部件采用恒温液作为热交换介质，能更好地为待发酵物料提供最佳的发酵温度，复合功能多层套管部件包括多层套管、供液循环泵、恒温液箱、换向阀、储气罐、空心异形螺杆、喷嘴，所有多层套管以并联方式连接成传热组件，多层套管内设置有出液通道、进液通道和中心通道，循环泵的吸液口与恒温液箱相通连，循环泵的出液口与所有进液通道相通连，所有出液通道与恒温液箱相通连，形成恒温液循环，既节能又环保。换向阀使所有中心通道与储气罐或恒温液箱相通连，空心异形螺杆固定安装在复合功能多层套管部件的上段，中心通道与保温发酵箱体内腔通过空心异形螺杆内腔相通连，喷嘴密封固定安装在空心异形螺杆内腔前端，向保温发酵箱体内喷入含氧气体或水雾。在散热管外侧面上设有散热筋既能增加散热面积又能实现定向升降导向，复合功能多层套管部件、多功能喷雾部件和芯部测温传感器的下端采用铰支座方式安装在升降机构上能够消除因装配精度误差而导致的升降受阻现象，保证三者升降更畅通，复合功能多层套管部件和芯部测温传感器由同步升降机构控制，在加料前同步伸入，发酵结束后再同步退缩复位，多功能喷雾部件由喷雾升降机构控制，既节能又便于加料和出料。在本发明中，复合功能多层套管部件在厌氧发酵加热升温阶段是加热元件，发酵过程中温度过高时又是吸热元件，它能均化和稳定发酵区的发酵温度，使发酵物料的发酵温度差大幅度缩小，实现等温发酵，能将发酵温度控制在最佳工艺要求的温度范围内，复合功能多层套管部件在好氧发酵阶段不仅是控温元件和供气元件，也是供水雾元件，在保温发酵箱体内中上层物料湿度和含氧量达不到要求时，给保温发酵箱体内中上层发酵物料供氧供水，保证物料的好氧发酵供气和保湿要求。多功能喷雾部件在好氧发酵阶段既是供气元件又是供水元件，对保温发酵箱体内的发酵物料供氧，当保温发酵箱底部湿度过低时，多功能喷雾部件通过文丘里效应对保温发酵箱体下层发酵物料提供保湿水雾，并伴随含氧气体向上推移，同时，在复合功能多层套管部件喷雾时，多功能喷雾部件喷气将水雾向上推托，保证发酵物料的发酵湿度上下均匀。

由于本发明采用了伸缩型复合功能多层套管部件、多功能喷雾部件和芯部测温传感器，加料前使复合功能多层套管部件、多功能喷雾部件和芯部测温传感器垂直置于保温发酵箱体内，不影响加料，出料前，使复合功能多层套管部件、多功能喷雾部件和芯部测温传感器全部抽缩到低于钢质底板，便于履带式刮板卸料机出料和清理；复合功能多层套管部件能对潮湿待发酵物料进行放热或吸热，利用水分子的热传导，能使待发酵物料的温差在±2ºC，可使待发酵物料均匀快速发酵高效转化，克服了传统堆积-覆膜发酵过程中，发酵物料芯部温度与表面温度不一致，导致发酵转化不彻底、不同步、不稳定的缺陷；同样克服了传统堆积-覆膜发酵法在夏天环境温度高，尤其是堆料芯部在发酵过程中自身产生的温度过高而发酵产生其它产物使饲料变质问题和在冬天气温较低时无法发酵的问题，在保证发酵饲料质量的前提下，可实现常年不间断持续生产。复合功能多层套管部件还能对保温发酵箱体内中上层发酵物料进行供氧和喷入保湿水雾，保证待发酵物料的好氧发酵，使秸秆发酵彻底。多功能喷雾部件能对保温发酵箱体底部发酵物料供氧和喷入保湿水雾，保证保温发酵箱体内发酵物料的湿度和含氧量。复合功能多层套管部件和多功能喷雾部件还可根据需要采用喷气和喷水雾方式向发酵物料喷入气态或液态无机氮，可大幅度提高饲料的蛋白质含量。侧面板和顶板与保温发酵箱体框体之间采用密封启闭结构，其目的是为了不让空气进入保温发酵箱体，在保温发酵箱体顶板上设有压差排气管，在发酵过程中，当保温发酵箱体内的气体压力大于外界大气压时，压差排气管会自动排气泄压，此时残留在保温发酵箱体内腔顶部空气随之排出，为保温发酵箱体内创造厌氧发酵环境。同时，在发酵过程中，保温发酵箱体内总存有一定的微压，通常为1.05~1.10个大气压，更有利于秸秆厌氧发酵，能促进待发酵物料转化成优质的基础饲料。由于发酵时保温发酵箱体的内压力比外界大气压略高0.05~0.10个大气压，因此，保温发酵箱体属于非压容器，生产过程中不存任何安全隐患。

整个保温发酵箱体外围用保温材料，保温发酵箱体内外温度不受外界温度的影响，稳定的温度条件能快速将秸秆中的粗纤维、中性洗涤纤维、粗蛋白降解转化为动物易吸收的单糖、双糖、氨基酸、小肽等营养素，成为单胃和多刍动物的有机基础饲料，所获得的基础饲料可根据不同动物在不同生长期，添加相应的补充营养素，成为针对性较强的复合全饲料；免去了传统堆积-覆膜发酵法，间隔一段时间必须要人工翻堆一次的繁琐工作；可以根据需要制作产能20-100吨不同大小规格的进行设计，实现半自动化流水线作业，能多台设备的同步生产，辅助配套设施可多台共用，降低成本，便于管理和操作，形成规模化的产业。

经实际验证，本发明完成一次厌氧好氧发酵生产全过程只需要24小时，可常年生产，而传统的堆积-覆膜发酵法，无法实现完整的厌氧好氧发酵；本发明不仅克服了传统的堆积-覆膜发酵法在环境温度高于30ºC时，随时有可能发酵温度过高使饲料变质的危险；还克服了环境温度过低无法发酵的问题。

未经发酵或发酵不完整的秸秆纤维动物吃了不易消化吸收，只有多刍动物能吸收一部分营养，但吸收率较低；而单胃动物就很难吸收，甚至动物不吃。经过厌氧好氧发酵的秸秆基础饲料，有香甜味，适口性好，动物喜欢吃，营养易吸收利用，有益菌和蛋白含量大幅度提升，有益菌能抵御有害菌对动物的侵袭；大大减少动物抗生素用量，杜绝使用催生素、催奶素，提升动物饲料质量，蛋白含量达到14%以上，纤维素和半纤维素含量降低20%以上，可减少原有生产动物饲料消耗玉米、大豆或小麦的用量，降低饲养成本。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1中的A-A剖视图。

图3为复合功能多层套管部件的放大结构示意图。

图4为复合功能多层套管部件的横截面剖视图。

图5为加热系统的工作原理图。

图6为多功能喷雾部件放大结构示意图。

图7为本发明处于进料状态的结构示意图。

图8为本发明处于出料状态的结构示意图。

图中：1-支承座；2-套管升降机构；3-喷雾升降机构；4-复合功能多层套管部件；5-多功能喷雾部件；6-隔热层；7-钢质底板；8-保温发酵箱体；9-压差排气管；10-侧面测温传感器；11-芯部测温传感器；12-密封圈；13-带式送料机；14-料仓；15-履带式刮板卸料机；21-升降平台；22-丝杆；23-螺母；24-同步驱动电机；41-多层套管；42-循环泵；43-恒温液箱；44-换向阀；45-储气罐；46-空心异形螺杆；47-喷嘴；48-供水泵；49-控温阀；51-喷雾体；52-储水箱；53-储气箱；54-进气阀；55-输水管；56-进水阀；81-前侧板；82-右侧板；83-后侧板；84-左侧板；85-顶板；86-转轴；87-检测插孔；88-密封保温塞；91-压差排气帽；92-顶部排气管；411-散热管；412-隔液管；413-中心管；414-进液通道；415-出液通道；416-中心通道；417-排水管；418-排水阀；419-散热筋；511-外筒；512-存气筒；513-上盖；514-文丘里管；515-安装腔；516-供气腔。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的具体实施方案：

实施例1：一种秸秆饲料好氧厌氧发酵设备，如图1~8所示，包括支承座1、套管升降机构2、喷雾升降机构3、复合功能多层套管部件4、多功能喷雾部件5、隔热层6、钢质底板7、保温发酵箱体8、压差排气管9、侧面测温传感器10和芯部测温传感器11，钢质底板7和隔热层6依次设置在支承座1的上端，在钢质底板7和隔热层6上设有便于复合功能多层套管部件4、多功能喷雾部件5和芯部测温传感器11升降的导向孔，套管升降机构2和喷雾升降机构3设置在隔热层6的下方，复合功能多层套管部件4、多功能喷雾部件5和芯部测温传感器11套插在钢质底板7和隔热层6上开设的导向孔中，所述套管升降机构2包括升降平台21和丝杆螺母升降机构，丝杆螺母升降机构包括四根垂直间隔分布的丝杆22、螺母23和同步驱动电机24，螺母23旋接在对应丝杆22上，并固定在升降平台21上，丝杆22的两端可转动地安装在支承座1的底部和钢质底板7的下端面上，丝杆22由同步驱动电机24驱动，升降平台21沿丝杆22水平升降；喷雾升降机构3与套管升降机构2的结构相同。所有复合功能多层套管部件4和芯部测温传感器11的下端与套管升降机构2的升降平台21上端面均以铰支座连接方式相连，所有多功能喷雾部件5的下端与喷雾升降机构3的升降平台21上端面均以铰支座连接方式相连。所述复合功能多层套管部件4包括多层套管41、循环泵42、恒温液箱43、换向阀44、储气罐45、空心异形螺杆46、喷嘴47、供水泵48和控温阀49，所有多层套管41以并联方式连接成传热供气喷雾组件，多层套管41包括散热管411、隔液管412和中心管413，散热管411内侧壁与隔液管412外侧壁之间形成进液通道414，隔液管412内侧壁与中心管413外侧壁之间形成出液通道415，出液通道415顶端与进液通道414相通连，中心管413的内腔为中心通道416，循环泵42的吸液口与恒温液箱43相通连，循环泵42的出液口与所有复合功能多层套管部件4的进液通道414相通连，所有复合功能多层套管部件4的出液通道415与恒温液箱43相通连，形成恒温液循环，在所有复合功能多层套管部件4的进液通道414的进液口均设置有控温阀49，换向阀44的吸气口与储气罐45相通连，换向阀44的出气口与所有复合功能多层套管部件4的中心通道416相通连，在复合功能多层套管部件4的中段和上段沿周向等间距设置有四个空心异形螺杆46，中心通道416与保温发酵箱体8内腔通过空心异形螺杆46内腔相通连，在所有空心异形螺杆46的内腔前端均密封设置有喷嘴47，在空心异形螺杆46与散热管411的安装面之间设置有密封圈12，供水泵48的吸液口与恒温液箱43相通连，供水泵48的出液口通过换向阀44与所有复合功能多层套管部件4的中心通道416相通连，在中心管413的底端设置有排水管417，中心通道416和恒温液箱43通过排水管417相通连，在排水管417上设置有排水阀418，在散热管411外侧设有四条散热筋419，四条散热筋419呈“十”字分布。所述多功能喷雾部件5包括喷雾体51、储水箱52、储气箱53、进气阀54、输水管55和进水阀56，所有喷雾体51以并联方式连接成喷雾组件，喷雾体51包括外筒511、存气筒512、上盖513和文丘里管514，上盖513密封的设置在外筒511上，外筒511内侧壁与存气筒512外侧壁之间形成安装腔515，存气筒512的内腔为供气腔516，在喷雾体51上端沿周向等间距设置有四个文丘里管514，文丘里管514连接供气腔516与保温发酵箱体8内腔，进气阀54的进气口与储气箱53相通连，进气阀54的出气口与供气腔516相通连，输水管55安装在安装腔515内，输水管55的进水口通过进水阀56与储水箱52相连，输水管55的出水口与文丘里管514相连，所述进水阀56为电磁阀。保温发酵箱体8设置在钢质底板7的上方，所述保温发酵箱体8由前侧板81、右侧板82、后侧板83、左侧板84、顶板85和转轴86组成的密闭式立体容器，其中，前侧板81、后侧板83和右侧板82侧缝密封固定连接成一个矩形缺口框体，两根转轴86分别固定连接在前侧板81和后侧板83之间左侧上下端，顶板85以铰接方式安装在前侧板81和后侧板83上端转轴86上，左侧板84以铰接方式安装在前侧板81和后侧板83下端转轴86上，在左侧板84上段和中段均设置检测插孔87，在检测插孔87上设置有可拆卸的密封保温塞88，压差排气管9设置在保温发酵箱体8的顶板上，所述压差排气管9由压差排气帽91和顶部排气管92组成，压差排气帽91设置在顶部排气管92的排气口上，在保温发酵箱体8的侧壁上设有侧面测温传感器10，侧面测温传感器10的设置高度位于待发酵物料高度范围之内，芯部测温传感器11设置在复合功能多层套管部件4和多功能喷雾部件5分布面积中心。

本发明的使用方法如下：

第一步，打开保温发酵箱体8的顶板85；

第二步，通过控制装置控制套管升降机构2和喷雾升降机构3动作，使所有复合功能多层套管部件4、芯部测温传感器11和多功能喷雾部件5上升至极限位置，此时所有复合功能多层套管部件4、芯部测温传感器11和多功能喷雾部件5伸出钢质底板7和隔热层6上的导向孔，位于保温发酵箱体8内；

第三步，按秸秆饲料发酵工艺要求，由带式送料机13将待发酵的物料送入保温发酵箱体8内，同时对进料进行喷淋菌种液，使发酵物料中的含水量和菌种含量均应符合标定值要求；

第四步，送料结束后，将保温发酵箱体8内待发酵物料整平后密封盖合顶板85；

第五步，启动循环泵42，使恒温液箱43中的恒温液不断地输送给复合功能多层套管部件4循环，从而实现对待发酵物料的恒温热交换，通过侧面测温传感器10和芯部测温传感器11可观察发酵物料在保温发酵箱体8内不同位置的发酵温度，当待发酵物料各处的发酵温度差在预定范围内时，观察发酵温度是否达到预定发酵温度，若发酵温度过低，则提高恒温液箱43中的液温，反之则降低恒温液箱43中的液温，保障物料各处温度均匀达到要求；当待发酵物料的中心发酵温度高于四周的发酵温度时，应关闭控制位于中心位置的复合功能多层套管部件4中的控温阀49，终止加热，位于四周的复合功能多层套管部件4中的控温阀49均处于打开状，反之则反向处理，当待发酵物料的温度均匀达到预定待发酵温度范围时即保持恒温状态进行厌氧发酵；

第六步，好氧发酵时，保持厌氧发酵的温度，启动多功能喷雾部件5的进气阀54，将储气箱53内的含氧压力气体吹入供气腔516内，然后再通过文丘里管514吹入保温发酵箱体8下层，相邻多功能喷雾部件5吹入的含氧气体穿过被发酵物料的间隙渗透并相互混合，形成含氧量均匀的气流从保温发酵箱体8底部沿发酵物料空隙上行，同时开启复合功能多层套管部件4的换向阀44，使中心通道416与储气罐45相通连，储气罐45内的含氧压力气体通过中心通道416、空心异形螺杆46，从喷嘴47吹入保温发酵箱体8中上层，使含氧压力气体与保温发酵箱体8内的被发酵物料充分接触，保证物料各处均得到供氧，满足好氧发酵工艺要求；

第七步，打开保温发酵箱体8上段和下段的密封保温塞88，插入湿度检测仪器，检测保温发酵箱体8内上下层发酵物料的湿度，当下层发酵物料的发酵湿度过低时，开启多功能喷雾部件5的进水阀56，储水箱52内的液体通过输水管55被吸入文丘里管514跟随供气腔516内的含氧高压气体一起喷出，形成水雾，对保温发酵箱体8下层发酵物料提供保湿水雾，当保温发酵箱体8内下层发酵物料湿度达到预定值，中上层发酵物料的湿度低于下层时，关闭进水阀56，停止多功能喷雾部件5供水，保持多功能喷雾部件4供气，开启复合功能多层套管部件4的换向阀44，使中心通道416与恒温液箱43相通连，恒温液箱43内的液体由供水泵48压入中心通道416内，再通过空心异形螺杆46内的喷嘴47喷入保温发酵箱体8内，对保温发酵箱体8上层发酵物料提供保湿水雾。

第八步，当检测到保温发酵箱体8内上层发酵物料的湿度超过预定值时，将换向阀44转动至中心通道416与储气罐45相通连，打开连接中心通道416与恒温液箱43的排水管417上的排水阀418，将中心通道416内的残余液体全部排出，然后关闭排水阀418，储气罐45内的含氧气体通过中心通道416、空心异形螺杆46，从喷嘴47喷入保温发酵箱体8内，对保温发酵箱体8上层发酵物料提供含氧气体；

第九步，当发酵结束后，通过控制装置控制套管升降机构2和喷雾升降机构3动作，使所有复合功能多层套管部件4、多功能喷雾部件5和芯部测温传感器11下降复位，打开顶板85和左侧板84，在左侧板84下方设置有料仓14，采用履带式刮板卸料机15从保温发酵箱体8顶部逐渐向下将发酵后的饲料刮入料仓14内。

本发明的实施方案不仅限于实施例1，其中，套管升降机构2和喷雾升降机构3的结构形式多种多样，只要能实现垂直直线升降的一切机构都为本发明所限定的升降机构；保温发酵箱体8的结构也可采用其它结构，不限于四方体。只要采用本发明的等功能的一切技术方案都有在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种秸秆饲料好氧厌氧发酵设备，其特征是：包括支承座（1）、套管升降机构（2）、喷雾升降机构（3）、复合功能多层套管部件（4）、多功能喷雾部件（5）、隔热层（6）、钢质底板（7）、保温发酵箱体（8）、压差排气管（9）、侧面测温传感器（10）和芯部测温传感器（11），钢质底板（7）和隔热层（6）依次设置在支承座（1）的上端，在钢质底板（7）和隔热层（6）上设有便于复合功能多层套管部件（4）、多功能喷雾部件（5）和芯部测温传感器（11）升降的导向孔，套管升降机构（2）和喷雾升降机构（3）设置在隔热层（6）的下方，复合功能多层套管部件（4）、多功能喷雾部件（5）和芯部测温传感器（11）套插在钢质底板（7）和隔热层（6）上开设的导向孔中，所有复合功能多层套管部件（4）和芯部测温传感器（11）的下端均安装在套管升降机构（2）上，所有多功能喷雾部件（5）的下端均安装在喷雾升降机构（3）上，保温发酵箱体（8）设置在钢质底板（7）的上方，压差排气管（9）设置在保温发酵箱体（8）的顶板上，在保温发酵箱体（8）的侧壁上设有侧面测温传感器（10），侧面测温传感器（10）的设置高度位于待发酵物料高度范围之内，芯部测温传感器（11）设置在复合功能多层套管部件（4）和多功能喷雾部件（5）分布面积中心，

所述复合功能多层套管部件（4）包括多层套管（41）、循环泵（42）、恒温液箱（43）、换向阀（44）、储气罐（45）、空心异形螺杆（46）、喷嘴（47）、供水泵（48）和控温阀（49），所有多层套管（41）以并联方式连接成传热供气喷雾组件，多层套管（41）包括散热管（411）、隔液管（412）和中心管（413），散热管（411）内侧壁与隔液管（412）外侧壁之间形成进液通道（414），隔液管（412）内侧壁与中心管（413）外侧壁之间形成出液通道（415），出液通道（415）顶端与进液通道（414）相通连，中心管（413）的内腔为中心通道（416），循环泵（42）的吸液口与恒温液箱（43）相通连，循环泵（42）的出液口与所有复合功能多层套管部件（4）的进液通道（414）相通连，所有复合功能多层套管部件（4）的出液通道（415）与恒温液箱（43）相通连，形成恒温液循环，在所有复合功能多层套管部件（4）的进液通道（414）的进液口均设置有控温阀（49），换向阀（44）的吸气口与储气罐（45）相通连，换向阀（44）的出气口与所有复合功能多层套管部件（4）的中心通道（416）相通连，空心异形螺杆（46）固定安装在复合功能多层套管部件（4）的中段和上段，中心通道（416）与保温发酵箱体（8）内腔通过空心异形螺杆（46）内腔相通连，喷嘴（47）密封固定安装在空心异形螺杆（46）内腔前端，供水泵（48）的吸液口与恒温液箱（43）相通连，供水泵（48）的出液口通过换向阀（44）与所有复合功能多层套管部件（4）的中心通道（416）相通连，在中心管（413）的底端设置有排水管（417），中心通道（416）和恒温液箱（43）通过排水管（417）相通连，在排水管（417）上设置有排水阀（418）；

所述多功能喷雾部件（5）包括喷雾体（51）、储水箱（52）、储气箱（53）、进气阀（54）、输水管（55）和进水阀（56），所有喷雾体（51）以并联方式连接成喷雾组件，喷雾体（51）包括外筒（511）、存气筒（512）、上盖（513）和文丘里管（514），上盖（513）密封的设置在外筒（511）和存气筒（512）上，外筒（511）内侧壁与存气筒（512）外侧壁之间形成安装腔（515），存气筒（512）的内腔为供气腔（516），文丘里管（514）固定安装在喷雾体（51）上，文丘里管（514）连接供气腔（516）与保温发酵箱体（8）内腔，进气阀（54）的进气口与储气箱（53）相通连，进气阀（54）的出气口与供气腔（516）相通连，输水管（55）安装在安装腔（515）内，输水管（55）的进水口通过进水阀（56）与储水箱（52）相连，输水管（55）的出水口与文丘里管（514）相连，所述进水阀（56）为电磁阀。

2.根据权利要求1所述秸秆饲料好氧厌氧发酵设备，其特征是：所述套管升降机构（2）包括升降平台（21）和驱动升降平台直线升降的机构，驱动升降平台直线升降的机构为丝杆螺母升降机构或者气动直线升降机构或者液压直线升降机构或者由钢丝绳和滑轮组组成的轮系升降机构；所述喷雾升降机构（3）与套管升降机构（2）的结构相同。

3.根据权利要求2所述秸秆饲料好氧厌氧发酵设备，其特征是：所述丝杆螺母升降机构包括二根以上垂直间隔分布的丝杆（22）、螺母（23）和同步驱动电机（24），螺母（23）旋接在对应丝杆（22）上，并固定在升降平台（21）上，丝杆（22）的两端可转动地安装在钢质底板（7）的下端面上，丝杆（22）由同步驱动电机（24）驱动，升降平台沿丝杆（22）水平升降。

4.根据权利要求1所述秸秆饲料好氧厌氧发酵设备，其特征是：所有复合功能多层套管部件（4）和芯部测温传感器（11）的下端与套管升降机构（2）的升降平台（21）上端面均以铰支座连接方式相连，所有多功能喷雾部件（5）的下端与喷雾升降机构（3）的升降平台（21）上端面均以铰支座连接方式相连。

5.根据权利要求1所述秸秆饲料好氧厌氧发酵设备，其特征是：在空心异形螺杆（46）与散热管（411）的安装面之间设置有密封圈（12），在复合功能多层套管部件（4）上的散热管（411）外侧设有四条散热筋（419），四条散热筋（419）呈“十”字分布。

6.根据权利要求1所述秸秆饲料好氧厌氧发酵设备，其特征是：所述保温发酵箱体（8）是由前侧板（81）、右侧板（82）、后侧板（83）、左侧板（84）、顶板（85）和转轴（86）组成的密闭式立体容器，其中，前侧板（81）、后侧板（83）和右侧板（82）或左侧板（84）侧缝密封固定连接成一个矩形缺口框体，两根转轴（86）分别固定连接在前侧板（81）和后侧板（83）之间左侧的上下端，顶板（85）以铰接方式安装在前侧板（81）和后侧板（83）上端转轴（86）上，左侧板（84）或右侧板（82）以铰接方式安装在前侧板（81）和后侧板（83）下端转轴（86）上，在前侧板（81）、后侧板（83）、右侧板（82）或左侧板（84）任意板的上段和中段均设置检测插孔（87），在检测插孔（87）上设置有可拆卸的密封保温塞（88）。

7.根据权利要求1所述秸秆饲料好氧厌氧发酵设备，其特征是：所述压差排气管（9）由压差排气帽（91）和顶部排气管（92）组成，压差排气帽（91）设置在顶部排气管（92）的排气口上。

8.一种权利要求1所述秸秆饲料好氧厌氧发酵设备的使用方法， 其特征是：使用方法如下：

第一步，打开保温发酵箱体（8）的顶板（85）；

第二步，通过控制装置控制套管升降机构（2）和喷雾升降机构（3）动作，使所有复合功能多层套管部件（4）、芯部测温传感器（11）和多功能喷雾部件（5）沿各自的导向孔上升至极限位置，此时所有复合功能多层套管部件（4）、芯部测温传感器（11）和多功能喷雾部件（5）的上段位于保温发酵箱体（8）内；

第三步，按秸秆饲料发酵工艺要求，由带式送料机（13）将待发酵的物料送入保温发酵箱体（8）内，同时对进料进行喷淋菌种液，使发酵物料中的含水量和菌种含量符合标定值要求；

第四步，送料结束后，将保温发酵箱体（8）内待发酵物料整平后密封盖合顶板（85）；

第五步，启动循环泵（42），使恒温液箱（43）中的恒温液不断地输送给复合功能多层套管部件（4）循环，从而实现对待发酵物料的恒温热交换，通过侧面测温传感器（10）和芯部测温传感器（11）可观察发酵物料在保温发酵箱体（8）内不同位置的发酵温度，当待发酵物料各处的发酵温度差在预定范围内时，观察发酵温度是否达到预定发酵温度，若发酵温度过低，则提高恒温液箱（43）中的液温，反之则降低恒温液箱（43）中的液温，保障物料各处温度均匀达到要求；当待发酵物料的中心发酵温度高于四周的发酵温度时，应关闭控制位于中心位置的复合功能多层套管部件（4）中的控温阀（49），终止加热，位于四周的复合功能多层套管部件（4）中的控温阀（49）均处于打开状，反之则反向处理，当待发酵物料的温度均匀达到预定待发酵温度范围时即保持恒温状态进行厌氧发酵；

第六步，好氧发酵时，保持厌氧发酵的温度，启动多功能喷雾部件（5）的进气阀（54），将储气箱（53）内的含氧压力气体吹入供气腔（516）内，然后再通过文丘里管（514）吹入保温发酵箱体（8）下层，相邻多功能喷雾部件（5）吹入的含氧气体穿过被发酵物料的间隙渗透并相互混合，形成含氧量均匀的气流从保温发酵箱体（8）底部沿发酵物料空隙上行，同时开启复合功能多层套管部件（4）的换向阀（44），使中心通道（416）与储气罐（45）相通连，储气罐（45）内的含氧压力气体通过中心通道（416）、空心异形螺杆（46），从喷嘴（47）吹入保温发酵箱体（8）中上层，使含氧压力气体与保温发酵箱体（8）内的被发酵物料充分接触，保证物料各处均得到供氧，满足好氧发酵工艺要求；

第七步，打开保温发酵箱体（8）上段和下段的密封保温塞（88），插入湿度检测仪器，检测保温发酵箱体（8）内上下层发酵物料的湿度，当下层发酵物料的发酵湿度过低时，开启多功能喷雾部件（5）的进水阀（56），储水箱（52）内的液体通过输水管（55）被吸入文丘里管（514）跟随供气腔（516）内的含氧高压气体一起喷出，形成水雾，对保温发酵箱体（8）下层发酵物料提供保湿水雾，当保温发酵箱体（8）内下层发酵物料湿度达到预定值，中上层发酵物料的湿度低于下层时，关闭进水阀（56），停止多功能喷雾部件（5）供水，保持多功能喷雾部件（5）供气，开启复合功能多层套管部件（4）的换向阀（44），使中心通道（416）与恒温液箱（43）相通连，恒温液箱（43）内的液体由供水泵（48）压入中心通道（416）内，再通过空心异形螺杆（46）内的喷嘴（47）喷入保温发酵箱体（8）内，对保温发酵箱体（8）上层发酵物料提供保湿水雾；

第八步，当检测到保温发酵箱体（8）内上层发酵物料的湿度超过预定值时，将换向阀（44）转动至中心通道（416）与储气罐（45）相通连，打开连接中心通道（416）与恒温液箱（43）的排水管（417）上的排水阀（418），将中心通道（416）内的残余液体全部排出，然后关闭排水阀（418），储气罐（45）内的含氧气体通过中心通道（416）、空心异形螺杆（46），从喷嘴（47）喷入保温发酵箱体（8）内，对保温发酵箱体（8）上层发酵物料提供含氧气体；

第九步，当发酵结束后，通过控制装置控制套管升降机构（2）和喷雾升降机构（3）动作，使所有复合功能多层套管部件（4）、多功能喷雾部件（5）和芯部测温传感器（11）下降复位，打开顶板（85）和左侧板（84），在左侧板（84）下方设置有料仓（14），采用履带式刮板卸料机（15）从保温发酵箱体（8）顶部逐渐向下将发酵后的饲料刮入料仓（14）内。