CN110204367A - 一种低温生物发酵堆的热启动方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低温生物发酵堆的热启动方法。准备粉末状的生石灰、颗粒直径≥1mm的干燥粗砂，将生石灰与粗砂按照4:6的比例混合均匀，并使用一层塑料膜完全包裹后形成10～15公斤的近圆球形的发热包，在发热包表面使用细针或铁丝扎出孔洞20～30个，大小以粗砂不流出孔洞为宜，将发热包放入圆锥形发酵堆的地表中心位置后，再用秸秆填埋，直至整个发酵堆构建完成。本发明使用效果明显，使得发酵堆在短时间达到翻堆所需温度要求，从而提高生产效率。
Description
技术领域
本发明属于无火加热技术领域，涉及一种低温生物发酵堆的热启动方法。
背景技术
目前东北高寒地区虽然通过多种途径利用秸秆、粪污等农业废弃物资源，但东北地区长达5个多月的低温严寒气候，限制了农业废弃物的腐解，加之农业废弃物低温下的发酵腐解的关键技术未有突破，且现在农业废弃物消纳处理生产效率低下，产品生产效益不高，导致目前大田秸秆和畜禽粪污成为消纳的难题。应用在东北0℃以下的低温季节能够正常发酵农业废弃物的低温菌剂，是低成本、简单化、规模化废弃物快速处理的关键。目前国内外主要采用“纯培养”等技术，对从低温环境中分离得到的菌株或工程菌进行分离和筛选，用以实现高寒地区冬季农业废弃物低温发酵腐熟。
但在冬季低温菌剂应用于秸秆、粪污等农业废弃物发酵的过程中，需要在发酵堆中心位置提供一个短时间热源，来提高热源周围的发酵堆温度，以便在一定的短时间内营造一个适宜低温菌迅速扩繁的15℃以上适温环境，低温菌在扩繁过程中会持续产热，带动更多的低温菌扩繁、产热，从而持续地如同链锁一样带动整个发酵堆的起温发酵。
目前在生产上主要采用热水桶来作为热源，低温时节在室外准备热水非常不便，而且热水桶容易因散热较快而失去作用。从实用角度出发，生产上需要一种成本低廉、冬季使用方便的发酵堆热源。目前已有作为热源的自热剂应用于速食食品加热领域，但其自热剂成分较为复杂，农民不容易准备齐全，而且上述自热剂一般加热时间较短(一般不超过30分钟)，无法满足农业废弃物发酵所需的材料易寻、加热时间长的生产要求。
为此，本发明重点拟从材料简单易得、加热时间长两个方面出发，解决冬季低温条件下农业废弃物发酵所需的热源问题。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种低温生物发酵堆的热启动方法，旨在解决冬季低温生物发酵堆在初始升温阶段，需要热源带动整个发酵堆升温的问题。
包括以下步骤：
步骤一，准备粉末状的生石灰、颗粒直径≥1mm的干燥粗砂；
步骤二，将生石灰与粗砂按照4:6的比例混合均匀，并使用一层塑料膜完全包裹后形成10～15公斤的近圆球形的发热包；
步骤三，在发热包表面使用细针或铁丝扎出孔洞20～30个，大小以粗砂不流出孔洞为宜；
步骤四，将发热包放入圆锥形发酵堆的地表中心位置后，再用秸秆填埋，直至整个发酵堆构建完成。
为避免发酵堆中心位置的热量损失，发酵堆的高度和地面圆锥半径均要求大于2m，以便起到对发酵堆中心热源保温的作用；随着发酵堆中的部分水分在重力的作用下向发酵堆底部运移，水分会从发热包表面的孔洞缓慢地进入发热包内，与生石灰反应后释放热量，从而为低温发酵菌开始扩繁提供热量；
由于发热包的孔洞很小且数量有限，发酵堆中的水分只能以很慢的速度进入发热包内与生石灰起反应，因而发热包可以缓慢地释放热量，满足24～36小时内缓慢、持续产热的需要；生石灰与粗砂按照4:6 的混合比例，能够保持发热包内生石灰与粗砂的混合物疏松多孔，可以让水分渗入发热包内部与全部生石灰发生发热反应，不会因为水分与发热包内表面的生石灰发生反应后结块而阻隔水分无法继续向发热包内部渗透、造成内部的生石灰无法发挥效用的问题。
附图说明
图1为加热处理秸秆堆温度变化。
具体实施方式
2019年2月15日在吉林省农安县开安镇进行农业废弃物低温发酵试验。提前准备粉末状的生石灰与颗粒直径≥1mm的干燥粗砂按照4:6的比例混合均匀，并使用一层塑料膜完全包裹后形成10kg的近圆球形发热包，然后在发热包表面使用细铁丝扎出孔洞20～30个，粗砂不流出孔洞为宜；将生物菌剂20kg、米糠200kg、红糖10kg、尿素50kg混拌均匀后作为发酵菌料，备用；
试验设置加热处理，即是预先将发热包放入发酵堆的地表中心位置后，建立秸秆发酵堆，以不添加发热包的发酵堆为对照，其他处理方法均相同。加热处理和对照的原料质量亦相同，均为4吨玉米秸秆。
将秸秆分层平摊在地面，每层高度不超过1m，往秸秆上均匀喷水，秸秆含水量达到65-70％；在加水的同时，将配好的秸秆发酵菌料均匀撒在加水的秸秆上，混拌均匀的同时，将秸秆堆成下底宽3.5m、高 2.5m的圆锥形发酵堆。
从建堆当天开始，每2天使用1.5m长的数字温度计(上海盛森仪器仪表有限公司，WST型)，测定堆体中心温度一次，并进行记录，直至发酵堆于12天后达到预定翻堆温度。
建堆完成后第11天，加热处理秸秆堆达到66.2℃的翻堆温度，开始进行翻堆，而对照发酵堆中心温度仅6.9℃，加热处理高于对照59.3℃(见图1)。因此，发热包的使用效果明显，使得发酵堆在短时间达到翻堆所需温度要求，从而提高生产效率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种低温生物发酵堆的热启动方法，旨在解决冬季低温生物发酵堆在初始升温阶段，需要热源带动整个发酵堆升温的问题，包括以下步骤：
步骤一，准备粉末状的生石灰、颗粒直径≥1mm的干燥的粗砂；
步骤二，将生石灰与粗砂按照4:6的比例混合均匀，并使用一层塑料膜完全包裹后形成10～15公斤的近圆球形的发热包；
步骤三，在发热包表面使用细针或铁丝扎出孔洞20～30个，大小以粗砂不流出孔洞为宜；
步骤四，将发热包放入圆锥形发酵堆的地表中心位置后，使用秸秆填埋，直至整个发酵堆构建完成。
2.如权利要求1所述的一种低温生物发酵堆的热启动方法，其特征在于，在步骤一中，生石灰选择要求是：粉末状的生石灰；粗砂选择要求是：颗粒直径≥1mm，且干燥。
3.如权利要求1所述的一种低温生物发酵堆的热启动方法，其特征在于，在步骤二中，将生石灰与粗砂按照4:6的比例均匀混合，这个比例能够保持发热包内生石灰与粗砂的混合物疏松多孔，可以让水分渗入发热包内部与全部生石灰发生发热反应，不会因为水分与发热包内表面的石灰发生反应后结块而阻隔水分无法继续向发热包内部渗透、造成内部的生石灰无法发挥效用的问题。
4.如权利要求1所述的一种低温生物发酵堆的热启动方法，其特征在于，在步骤三中，在发热包表面使用细针或铁丝扎出20～30个孔洞，大小以粗砂不流出孔洞为宜，上述孔洞能够让水分缓慢进入发热包内部与生石灰发生发热反应。
5.如权利要求1所述的一种低温生物发酵堆的热启动方法，其特征在于，在步骤四中，将发热包放入圆锥形发酵堆的地表中心位置后，再用秸秆填埋。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: No.130033 ecological street, Changchun City, Jilin Province Applicant after: Jilin Academy of Agricultural Sciences (China Agricultural Science and Technology Northeast Innovation Center) Address before: No.130033 ecological street, Changchun City, Jilin Province Applicant before: Jilin Academy of Agricultural Sciences |
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| CB02 | Change of applicant information | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20190906 |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |