CN109845650A - 一种牛卧床垫料及其加工方法与应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种牛卧床垫料及其加工方法与应用，属于畜牧业排泄物处理技术领域。收集牛舍中的牛粪污，并将粪污液搅拌均匀，得粪污液；将粪污液进行固液分离处理，得粪渣，然后将粪渣进行挤压处理，使挤压后的粪渣含水量降低至60％以下，得预处理物料；将预处理物料输送至卧旋式发酵罐中，使预处理物料进行好氧发酵，待好氧发酵完成后将好氧发酵获得的物料从卧旋式发酵罐中输出，即得牛卧床垫料。本发明垫料的发酵时间短，含水量低，通过发酵处理后可以对粪污进行无害化处理，将致病菌消除，适用于奶牛养殖。

Description

一种牛卧床垫料及其加工方法与应用

技术领域

本发明涉及一种牛卧床垫料及其加工方法与应用，属于畜牧业排泄物处理技术领域。

背景技术

根据国家奶牛产业技术体系的调研，2018年我国存栏100头以上的规模奶牛养殖存栏在450万～500万头，500头以上规模牛场存栏占规模养殖总存栏的77％，已经成为我国奶牛养殖的主体。存栏3000头以上的养殖企业(或集团)超过100家，万头牧场75个，奶牛存栏达到225万头，日产粪污量巨大。

畜禽粪污资源化利用已迎来重要“窗口期”，畜禽粪污通过加工处理后可以和其他原料混合建堆发酵后用作垫料。现有的畜禽粪污制作垫料的方法需要存在如下问题：

(1)发酵时间长，一般在7天-60天不等，甚至需要更长时间；

(2)需要添加外源原料和菌剂共同发酵；

(3)发酵过程中环境不可控，终产品质量不可控，不适合大批量生产；

(4)垫料有结块，松散度低，如图1所示为传统方法获得的垫料。

发明内容

为解决现有牛卧床垫料制备过程发酵时间长，需要额外添加外源原料和菌剂，且发酵终产品环境不可控，终产品质量不可控，不适合大批量生产、垫料有结块松散度低的问题，本发明提供了一种牛卧床垫料及其加工方法与应用，尤其是用于饲养奶牛的卧床垫料，采用的技术方案如下：

本发明的目的在于提供一种牛卧床垫料的加工方法，该加工方法包括如下步骤：

步骤一：收集牛舍中的牛粪污，并将粪污液搅拌均匀，得粪污液；

步骤二：将步骤一获得的粪污液进行固液分离处理，得粪渣，然后将粪渣进行挤压处理，使挤压后的粪渣含水量降低至60％以下，得预处理物料；

步骤三：将步骤二得到的预处理物料输送至卧旋式发酵罐中，使预处理物料进行好氧发酵，在好氧发酵的过程中控制卧旋式发酵罐中的存料量不超过发酵罐总容积的50％-80％，控制发酵温度为55℃～70℃，控制卧旋式发酵罐在好氧发酵过程中至少转动一圈，控制卧旋式发酵罐在发酵过程中持续排风并持续补入等量空气，且控制预处理物料在卧旋式发酵罐中的好氧发酵时间为12h-18h，待好氧发酵完成后将好氧发酵获得的物料从卧旋式发酵罐中输出，即得牛卧床垫料。

优选地，步骤二所述挤压处理是将粪渣中的含量降低至50％～60％。

优选地，所述排风的排风量为500m³/h～800m³/h。

最优地，步骤三所述发酵温度为60±5℃；所述排风量为660m³/h；所述发酵时间为12h。

优选地，步骤三所述卧旋式发酵罐为一次性进料且一次性出料式发酵罐，在好氧发酵的过程中每隔2h-3.5h使卧旋式发酵罐转动一圈。

优选地，步骤三所述卧旋式发酵罐为连续进料且连续出料式发酵罐，在好氧发酵过程中保持卧旋式发酵罐罐体持续转动。

优选地，所述卧旋式发酵罐的容积为30m³，发酵罐中总存料体积控制在18m³～24m³之间，出料速度控制在1.28m³/h～2m³/h，发酵罐的转速为0.3r/min。

本发明卧旋式发酵罐的出料速度按照如下公式确定：物料在卧旋式发酵罐中停留时间＝罐体中总存料量(立方米)/设备的出料速度(立方米/每小时)。

本发明还提供了按照上述任一加工方法获得的牛卧床垫料。

本发明还提供了按照上述任一加工方法获得的牛卧床垫料在畜禽养殖中的应用，尤其是在奶牛养殖中的应用。

本发明还提供了按照上述任一加工方法获得的牛卧床垫料在制备有机肥、苗床土和育秧盘中的应用。

本发明有益效果：

本发明牛卧床垫料的发酵过程是利用奶牛粪污中自身所带微生物进行发酵，无需额外添加其他原料或发酵菌剂，在发酵前将牛粪污中的水分含量降低至60％以下，以利于好氧发酵的进行，防止水分含量过高影响发酵，尤其是防止水分含量过大导致发酵料不能够充分与氧气接触而进行厌氧发酵，进而产生硫化氢等有害气体。本发明通过将水分含量在60％以下的牛粪污置于发酵罐中在50℃～70℃下发酵，并且在发酵过程中至少转动发酵罐一圈，使得发酵物料与氧气充分接触，在该条件下发酵所需要的发酵时间短，只需要12-16小时即可完成发酵极大的缩短了发酵时间，此外，本发明在发酵过程中保持罐内连续向罐外排风并持续向罐内补入等量空气，以保证罐内氧气充足及去除因加热产生的水蒸气，但是排风量过大可能导致物料降温，排风量太小则排不尽水蒸气，将排风量控制在500～800立方米/每小时可以获得较好的发酵效果和降低含水量的效果，含水率可以达到40％-45％，且本发明方法制备的牛卧床垫料无结块、松散度高。

根据对发酵前粪污和发酵后垫料的检测发现，发酵前经过预处理后的粪污中存在大量大肠杆菌、链球菌和金黄色葡萄球菌，发酵后的垫料中大肠杆菌、链球菌和金黄色葡萄球菌的检测结果均为0，说明按照本发明工艺方法加工得到的垫料可以获得完全灭除致病菌的效果。使用该垫料可以改善养殖环境卫生，降低奶牛肢蹄受伤的风险。

本发明工艺方法中利用发酵罐作为粪污发酵的容器，可以为发酵过程提供环境可控，产品质量可控，适合大批量生产，同时也适用于养殖厂直接就地回收利用牛粪污。

本发明采用连续进料和连续出料的发酵罐，可以实现连续生产，可以显著提高生产效率。

附图说明

图1为现有堆肥方法制备的垫料。

图2为本发明方法获得的牛卧床垫料。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步说明，但本发明不受实施例的限制。

实施例1：

本实施例采用专利CN 201810097141.8中公开的一种奶牛卧床垫料再生设备，购买自哈尔滨华美亿丰复合材料有限公司生产的HM-30，该设备中卧旋式发酵罐采用的是连续进料连续出料的发酵罐。

本发明的目的在于提供一种牛卧床垫料的加工方法，该加工方法按照以下步骤进行：

步骤一：收集牛舍中的牛粪污，具体方法为：用刮粪板将粪污清至排粪沟中，再水冲刷经排污管道汇集到粪污池中，利用粪污池中的搅拌泵将粪污液搅拌均匀，得粪污液；

步骤二：通过切割提升泵将粪污液输送到奶牛卧床垫料再生设备中，首先进入固液分离机进行固液分离处理，将含水量降低至74％左右，得粪渣；然后将粪渣输送至挤压机中进行挤压处理，使挤压后的粪渣含水量降低至60％，得预处理物料；

步骤三：将预处理物料输送至卧旋式发酵罐中，使预处理物料进行好氧发酵，在好氧发酵的过程中控制卧旋式发酵罐中的存料量不超过发酵罐总容积的70％，控制发酵温度为60±5℃，控制卧旋式发酵罐在发酵过程中的持续排风并持续补入等量空气，排气量为660m³/h，且控制预处理物料在卧旋式发酵罐中的好氧发酵时间为12h，在好氧发酵过程中保持卧旋式发酵罐罐体持续转动，出料速度按照如下公式确定：物料在卧旋式发酵罐中停留时间＝罐体中总存料量(立方米)/设备的出料速度(立方米/每小时)，待好氧发酵完成后将好氧发酵获得的物料从卧旋式发酵罐中输出，即得牛卧床垫料。本步骤以利用容积为30m³的卧旋式发酵罐为例进行说明，发酵罐中总存料体积控制在21m³，出料速度控制在1.3m³/h，发酵罐的转速为0.3r/min，其他参数按照前述参数设置。

经检测本实施例所制备的垫料含水量为42％。

对发酵前的预处理物料和发酵后的垫料进行致病菌检测，检测结果如表1所示。

表1发酵前的预处理物料和发酵后的垫料致病菌检测结果

由表1可知：发酵前预处理物料中存在大量大肠杆菌、链球菌和金黄色葡萄球菌，发酵后的垫料中大肠杆菌、链球菌和金黄色葡萄球菌的检测结果均为0，说明按照本实施例工艺方法加工得到的垫料可以获得完全灭除致病菌的效果。

此外，发明人还在此实施例1的基础上，分别采用容积为60m³和100m³的卧旋式发酵罐且存料量不超过发酵罐总容积的70％的情况下进行实验，实验结果发现，采用容积为60m³和100m³的卧旋式发酵罐同样可以获得与30m³的卧旋式发酵罐相当的效果，最终制备的垫料含水量均为42％且发酵前预处理物料中存在大量大肠杆菌、链球菌和金黄色葡萄球菌，发酵后的垫料中大肠杆菌、链球菌和金黄色葡萄球菌的均为0。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于：发酵温度为55±5℃，发酵时间为16h；排气量为500m³/h。

经检测本实施例所制备的垫料含水量为45％。

对发酵前的预处理物料和发酵后的垫料进行致病菌检测，检测结果如表2所示。

表2发酵前的预处理物料和发酵后的垫料致病菌检测结果

由表2可知：发酵前预处理物料中存在大量大肠杆菌、链球菌和金黄色葡萄球菌，发酵后的垫料中大肠杆菌、链球菌和金黄色葡萄球菌的检测结果均为0，说明按照本实施例工艺方法加工得到的垫料可以获得完全灭除致病菌的效果。

实施例3

本实施例与实施例1的区别在于：发酵温度为65±5℃，发酵时间为14h；排风量为800m³/h。

经检测本实施例所制备的垫料含水量为45％。

对发酵前的预处理物料和发酵后的垫料进行致病菌检测，检测结果如表3所示。

表3发酵前的预处理物料和发酵后的垫料致病菌检测结果

由表3可知：发酵前预处理物料中存在大量大肠杆菌、链球菌和金黄色葡萄球菌，发酵后的垫料中大肠杆菌、链球菌和金黄色葡萄球菌的检测结果均为0，说明按照本实施例工艺方法加工得到的垫料可以获得完全灭除致病菌的效果。

实施例4

本实施例与实施例1的区别在于：发酵罐采用一次性进料和一次性出料的卧旋式发酵罐(即间歇式进出料发酵罐)，其中在好氧发酵的过程中每隔2h使卧旋式发酵罐转动一圈，其他参数和步骤均与实施例1相同。

经检测本实施例所制备的垫料含水量为43％。

对发酵前的预处理物料和发酵后的垫料进行致病菌检测，检测结果如表2所示。

表4发酵前的预处理物料和发酵后的垫料致病菌检测结果

由表4可知：发酵前预处理物料中存在大量大肠杆菌、链球菌和金黄色葡萄球菌，发酵后的垫料中大肠杆菌、链球菌和金黄色葡萄球菌的检测结果均为0，说明按照本实施例工艺方法加工得到的垫料可以获得完全灭除致病菌的效果。

实施例5

本实施例与实施例1的区别在于：通过步骤二将预处理物料的含水量降低至50％。

经检测本实施例所制备的垫料含水量为40％。

对发酵前的预处理物料和发酵后的垫料进行致病菌检测，检测结果如表2所示。

表5发酵前的预处理物料和发酵后的垫料致病菌检测结果

由表5可知：发酵前预处理物料中存在大量大肠杆菌、链球菌和金黄色葡萄球菌，发酵后的垫料中大肠杆菌、链球菌和金黄色葡萄球菌的检测结果均为0，说明按照本实施例工艺方法加工得到的垫料可以获得完全灭除致病菌的效果。

此外，本发明方法加工生产的牛卧床垫料无结块、松散度高，如图2所示，相比于现有传统方法制备的垫料(图1)，在松散度和有无结块的方面的效果有了显著提升。

为说明本发明所制备的垫料用于养殖奶牛中的效果，分别在三处奶牛养殖厂进行了实验，实验发现使用该垫料相较于使用之前，养殖环境卫生得到了显著改善，无奶牛肢蹄受伤。

虽然本发明已以较佳的实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做各种改动和修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。

Claims (10)

1.一种牛卧床垫料的加工方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：收集牛舍中的牛粪污，并将粪污液搅拌均匀，得粪污液；

步骤二：将步骤一获得的粪污液进行固液分离处理，得粪渣，然后将粪渣进行挤压处理，使挤压后的粪渣含水量降低至60％以下，得预处理物料；

步骤三：将步骤二得到的预处理物料输送至卧旋式发酵罐中，使预处理物料进行好氧发酵，在好氧发酵的过程中控制卧旋式发酵罐中的存料量不超过发酵罐总容积的50％-80％，控制发酵温度为55℃～70℃，控制卧旋式发酵罐在好氧发酵过程中至少转动一圈，控制卧旋式发酵罐在发酵过程中持续排风并持续补入等量空气，且控制预处理物料在卧旋式发酵罐中的好氧发酵时间为12h-18h，待好氧发酵完成后将好氧发酵获得的物料从卧旋式发酵罐中输出，即得牛卧床垫料。

2.根据权利要求1所述的牛卧床垫料的加工方法，其特征在于，步骤二所述挤压处理是将粪渣中的含量降低至50％～60％。

3.根据权利要求1所述的牛卧床垫料的加工方法，其特征在于，所述排风的排风量为500m³/h～800m³/h。

4.根据权利要求1所述的牛卧床垫料的加工方法，其特征在于，步骤三所述发酵温度为60±5℃；所述排风量为660m³/h；所述发酵时间为12h。

5.根据权利要求1所述的牛卧床垫料的加工方法，其特征在于，步骤三所述卧旋式发酵罐为一次性进料且一次性出料式发酵罐，在好氧发酵的过程中每隔2h-3.5h使卧旋式发酵罐转动一圈。

6.根据权利要求1所述的牛卧床垫料的加工方法，其特征在于，步骤三所述卧旋式发酵罐为连续进料且连续出料式发酵罐，在好氧发酵过程中保持卧旋式发酵罐罐体持续转动。

7.根据权利要求6所述的牛卧床垫料的加工方法，其特征在于，所述卧旋式发酵罐的容积为30m³，发酵罐中总存料体积控制在18m³～24m³之间，出料速度控制在1.28m³/h～2m³/h，发酵罐的转速为0.3r/min。

8.根据权利要求1-7任一所述加工方法获得的牛卧床垫料。

9.权利要求8所述的牛卧床垫料在畜牧养殖中的应用。

10.权利要求8所述的牛卧床垫料在制备有机肥、苗床土和育秧盘中的应用。