CN110373308B - 一种青贮玉米室内模拟实验装置及青贮方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种青贮玉米室内模拟实验装置，包括：密封罐，在所述密封罐的顶端设置有可密封的进料口和出料口，在所述密封罐的底部设置有可开启的排水口；温度控制装置，用于控制所述密封罐的罐体内的温度值；第一排气阀，安装在所述罐体的上部；抽真空设备和氮气充入设备，分别与所述罐体的内部连通设置；第一搅拌装置，安装在所述罐体内，用于对物料进行搅拌；压力检测装置，检测罐体内的压力。本发明所述的青贮玉米室内模拟装置及青贮方法，相比于传统的堆制和窖贮更加能够保证青贮过程中条件的统一性，有利于提高青贮玉米的质量，且便于对青贮过程进行实验室模拟。

Description

一种青贮玉米室内模拟实验装置及青贮方法

技术领域

本发明属于青贮玉米技术领域，具体涉及一种青贮玉米室内模拟实验装置及青贮方法。

背景技术

青贮玉米是将收获期的玉米植株切碎后，用青贮发酵的方法制作成青贮饲料，青贮玉米与籽粒玉米、鲜食玉米一起，构成了玉米三种主要用途。目前，我国的农业产业结构调整正向纵深发展，单一的粮食种植结构逐渐向粮食饲料多元化结构转变，传统的籽粒玉米正在向青贮玉米或籽粒青贮两用型转变。因此针对玉米青贮技术的研究是当今的一个热点，研究主要集中在青贮玉米品质的鉴定、青贮条件的筛选、青贮菌剂的培育以及大量青贮机械对青贮效果的影响等。

现有技术在进行青贮玉米生产时，采取的方式是将大量玉米植株材料集中堆制青贮，或者是采用窖贮，从而保证玉米的青贮产量。但在实验室条件下，如何对青贮过程进行模拟实验却是一个难题，实验要求各个影响因素精确可控，且始终维持青贮所需要的稳定的厌氧环境，而堆制和窖贮却无法保证实验条件的统一性，这就导致难以得到精确的实验结果。因此现有技术缺少一种能够精确控制青贮所需条件，能够满足现今实验室内研发玉米青贮条件、菌剂优化、品质鉴定等实验要求的室内模拟实验装置。

并且，青贮过程中容易发生青贮失败的现象，正常情况下，玉米青贮过程中的温度不会高于30℃，如果高于此温度，则说明青贮料中至少有一部分未在进行青贮反应。对于导致青贮失败的原因，本申请的发明人经过长期研究发现，一方面是因青贮过程中环境条件发生变化而导致厌氧环境受到了破坏，另一方面则是因为青贮料的压实密度不够，这容易导致间隙之间残存氧并滋生其它细菌的生长，所以作为室内模拟装置，在考虑维持厌氧气氛的同时，还应考虑到实验过程中进行压实等步骤的可操作性，提供便捷、可靠的实验装置。

发明内容

本发明解决的是现有技术中缺少能够精确控制实验条件且便捷、可靠的青贮玉米实验装置，进而提供一种能够严格控制实验条件、操作简单的青贮玉米室内模拟实验装置，本发明同时还提供了基于上述室内模拟实验装置的青贮玉米方法。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案为：

一种青贮玉米室内模拟实验装置，包括：密封罐，在所述密封罐的顶端设置有可密封的进料口和出料口，在所述密封罐的底部设置有可开启的排水口；温度控制装置，用于控制所述密封罐的罐体内的温度值；第一排气阀，安装在所述罐体的上部；抽真空设备和氮气充入设备，分别与所述罐体的内部连通设置；第一搅拌装置，安装在所述罐体内，用于对物料进行搅拌；压力检测装置，检测罐体内的压力。

所述密封罐为圆柱形筒体，在所述罐体内设置有可升降的压实装置，所述第一搅拌装置为安装在所述罐体底部的桨叶搅拌装置或波轮搅拌装置。

所述压实装置包括：旋转升降杆，位于所述密封罐的中轴线上且贯穿所述密封罐的顶端设置；可升降杆，贯穿所述密封罐的顶端设置；第一半圆形滤网，与所述可升降杆固定连接，在所述可升降杆的带动下进行升降运动；第二半圆形滤网，与所述旋转升降杆固定连接，在所述旋转升降杆的带动下进行旋转运动和升降运动，由与所述第一半圆形滤网重叠的位置旋转至与所述第一半圆形滤网互补的位置；所述进料口设置在与所述第一半圆形滤网互补的位置处的上方。

在所述第一半圆形滤网的上方设置有收纳腔，所述第二半圆形滤网适宜由所述收纳腔旋入直至与所述第一半圆形滤网重叠。

与所述可升降杆固定连接设置有用于对所述第二半圆形滤网进行限位的第一止挡位和第二止挡位，所述第一止挡位在竖直方向上位于所述第二半圆形滤网旋入所述收纳腔的位置处的上方；所述第二止挡位在竖直方向上位于所述第二半圆形滤网与所述第一半圆形滤网互补且底面平齐位置处的下方。

在所述密封罐的上方设置有进料仓，所述进料仓的底部出口与所述进料口连通设置，在所述进料口处设置有进料阀；在所述进料仓的顶部设置有可密封的物料进口和青贮添加剂进样口；在所述进料仓的壁面上设置有至少一条气体通道，所述气体通道的一端开口与所述进料仓的内部连通设置，所述气体通道的另一端开口与所氮气充入设备连通设置，在所述进料仓的顶部设置有第二排气阀。

在所述密封罐的罐体的外侧壁上设置有取样装置，所述取样装置包括：固定在所述罐体的侧壁上的筒体，在所述罐体的侧壁上设有液体通道，所述液体通道的外侧开口与所述筒体的内部相连通，在所述筒体上还设有第一取样口，所述第一取样口朝向所述筒体的外表面设置；第一活塞堵头和第二活塞堵头，采用弹性材料制备而成；取样筒，夹持在所述第一活塞和第二活塞之间，在所述取样筒的侧壁上设置有进液口和第二取样口；所述第一活塞堵头和第二活塞堵头带动所述取样筒在第一位置和第二位置之间进行往复运动，其中位于第一位置时，所述第一活塞堵头对所述筒体的第一取样口形成密封，所述取样筒的进液口与所述液体通道连通设置；位于第二位置处时，所述筒体的第一取样口和所述取样筒的第二取样口连通设置，所述第二活塞堵头对所述液体通道形成密封。

所述筒体内位于所述第一活塞堵头和第二活塞堵头两侧的腔体分别为气动腔和复位腔，与所述气动腔连通设置有压缩气体充入装置，在所述气动腔上设置有第三排气阀；在所述复位腔设置有复位弹簧。

所述氮气充入装置采用压缩氮气充气装备，所述压缩氮气充气装备分别通过三根管路与所述密封罐的罐体内部、所述进料仓的气体通道和所述取样装置的气动腔连通设置，在三根管路上均设置有阀门。

基于所述的青贮玉米室内模拟实验装置的青贮方法，包括如下步骤：选收获期的全株玉米，经破碎后与青贮添加剂混匀后送入所述密封罐的罐体内，经所述第一搅拌装置搅拌后进行压实处理，破碎后的青贮料的干物质含量为30-35wt%，完成压实后在温度为20-30℃、氮气氛围且避光的条件下进行青贮；在青贮过程中使用压力检测装置检测罐体内的压力，当压力值大于1Pa时，开启所述第一排气阀进行排气处理；青贮过程中通过所述排水口排出罐体内的积水。

本发明中所述的青贮玉米室内模拟实验装置的优点在于：

（1）本发明中所述的青贮玉米室内模拟实验装置，在透明的有机玻璃罐中对玉米进行青贮，可以利用罩体遮光，实现避光环境，在实验过程中可以通过罐体观察青贮玉米颜色变化，进而分析玉米青贮过程以及其青贮程度，也有利于在青贮过程中及时调整温度、湿度、添加剂用量，有利于保证青贮质量。同时利用抽真空装置和氮气充入装置对罐体进行抽真空和充氮处理，可维持青贮所需要的稳定的厌氧环境，相比于传统的堆制和窖贮更加能够保证青贮过程中条件的统一性，有利于提高青贮的效率，且便于在对青贮过程进行实验室模拟。

（2）本发明中所述的青贮玉米室内模拟实验装置，设置有压实装置，所述压实装置解决的是如何在不开启密封罐的条件下对物料进行压实的问题。所述压实装置包括：旋转升降杆、可升降杆、第一半圆形滤网、第二半圆形滤网，与所述旋转升降杆固定连接，在进料过程中，所述第一半圆形滤网和所述第二半圆形滤网重叠设置，从而在罐体的横截面上形成开口，进料口进入的青贮料由所述开口进入罐体内；当完成进料后，将所述第二半圆形滤网旋转与所述第一半圆形滤网互补的位置，此时第一半圆形滤网和第二半圆形滤网覆盖所述密封罐的整个横截面设置，推动所述第一半圆形滤网和第二半圆形滤网下移，即可对青贮料进行压实处理。

（3）本发明中所述的青贮玉米室内模拟实验装置，在所述密封罐的上方设置有进料仓，在所述进料仓的顶部设置有可密封的物料进口和青贮添加剂青贮添加口；在所述进料仓的壁面上设置有至少一条气体通道，所述气体通道的一端开口与所述进料仓的内部连通设置，所述气体通道的另一端开口与所氮气充入设备连通设置，在所述进料仓的顶部设置有第二排气阀。通过设置所述进料仓，可将青贮料与青贮缓释液在进料仓内进行充分混合，再将其送入密封罐，进料仓内同样可通过所述气体通道充入氮气，从而保证厌氧环境，解决了进料过程中引入氧气的问题，也可用于实验过程中二次加料。

（4）本发明中所述的青贮玉米室内模拟实验装置，还设置有取样装置，所述取样装置利用两个活塞堵头，所述第一活塞堵头和第二活塞堵头带动所述取样筒在第一位置和第二位置之间进行往复运动，其中位于第一位置时，所述第一活塞堵头对所述筒体的第一取样口形成密封，所述取样筒的进液口与所述密封罐罐体上的液体通道连通设置，此时密封罐内的液体通过液体通道进入所述取样筒，完成取样操作；当位于第二位置处时，所述筒体的第一取样口和所述取样筒的第二取样口连通设置，所述第二活塞堵头对所述液体通道形成密封，此时可将pH检测装置探入所述取样口进行pH测试，或者利用抽取装置将液体由所述取样口取出后再进行检测，从而完成检测操作，此时所述第二活塞堵头对所述筒体的液体通道形成密封。在整个取样和过程中，通过使用两个活塞堵头分别对取样口和液体通道进行封堵，可保证罐体的密封性，从而不会破坏青贮过程的厌氧环境。

为了使本发明所述的青贮玉米室内模拟实验装置及青贮方法的技术方案更加清楚明白，以下结合具体附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。

附图说明

如图1所示是本发明所述的青贮玉米室内模拟实验装置的示意图的结构示意图；

如图2所示是本发明所述的青贮玉米室内模拟实验装置的进料仓的结构示意图；

如图3所示是本发明所述的青贮玉米室内模拟实验装置的取样装置的结构示意图；

其中附图标记为：

1-密封罐；11-顶盖；12-进料口；13-密封圈；14-第一排气阀；15-气体流通口；16-液体通道；

21-旋转升降杆；22-可升降杆；23-半圆形盘体；24-第二半圆形滤网；25-第一半圆形滤网；26-第一止挡位；27-第二止挡位；

31-进料仓；32-物料进口；33-青贮添加剂进样口；34-气体通道；35-搅拌杆；36-旋转杆；37-拨片；

41-第一活塞堵头；42-第二活塞堵头；43-气动腔；44-复位腔；45-第一取样口；46-第二取样口；47-进液口；48-气体出口；491-压缩气体入口；492-第三排气阀。

具体实施方式

在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。

在下文中，涉及方位中的“竖直”是以室内模拟实验装置竖直摆放在地面时的状态而言的，此时所述室内模拟实验装置的密封罐的轴线方向即为竖直方向，与所述轴向相垂直的平面所在的方向为“横向”。

实施例1

本实施方式提供了一种青贮玉米室内模拟实验装置，如图1所示，所述青贮玉米室内模拟装置包括：

密封罐1，本实施方式中所述密封罐1为圆柱形筒体，所述圆柱形筒体的内径为50cm，高为50cm，采用有机玻璃材质制成，在所述密封罐1的顶端设置有可密封的进料口12和出料口，为了便于操作，本申请中所述密封罐1的顶盖11设置为可直接开启，所述顶盖11覆盖所述密封罐1的罐体顶端开口设置，当需要出料时，直接打开顶盖11，顶端开口即作为出料口用于出料。所述顶盖11与罐体之间设置有密封圈13，用于提高罐体的密闭性。所述进料口12则设置在所述顶盖11上，用密封塞实现密封。本实施方式中在所述密封罐1的底部设置有可开启的排水口；作为优选的实施方式，本实施例在罐体的侧壁上刻有表示容量体积的刻度值。

温度控制装置，用于控制所述密封罐1的罐体内的温度值；本实施方式中所述温度控制装置包括温度检测仪，所述温度检测仪的探头设置在所述密封罐1的内部，还包括温度调节装置，所述温度调节装置为设置在所述密封罐1的壁面夹层中的水浴装置。

在所述罐体的上部安装有第一排气阀14，与所述密封罐1连通设置有抽真空设备和氮气充入设备，本实施方式在所述罐体的上部侧壁上设置有气体流通口15，用于和所述抽真空设备以及氮气充入设备连通。

作为优选的实施方式，本实施例中所述的实验装置设置有压实装置，所述压实装置包括：旋转升降杆21，位于所述密封罐1的中轴线上且贯穿所述密封罐1的顶端设置；可升降杆22同样贯穿所述密封罐1的顶端设置；本实施例中在所述密封罐1的顶盖11上设置有安装孔，用于安装所述可升降杆和旋转升降杆。所述可升降杆22为中空的圆柱形筒体，套设在所述旋转升降杆21的外围，在所述旋转升降杆21的外壁与所述可升降杆22的内壁之间，以及所述可升降杆22的外壁与所述安装孔的内壁之间均设置有密封材料层，优选为聚四氟乙烯层。

在所述可升降杆22的底端端面上固定安装有半圆形盘体23，沿所述半圆形盘体23的横向延伸设置有收纳腔，所述收纳腔的底面设置为第一半圆形滤网25；与所述旋转升降杆21固定连接设置有第二半圆形滤网24，当所述第二半圆形滤网24与所述收纳腔在竖直方向上相平齐时，所述第二半圆形滤网24适宜于沿横向旋入所述收纳腔内直至与所述第一半圆形滤网25重叠。所述半圆形盘体23沿竖直方向上的整体厚度为1cm，所述第一半圆形滤网25和所述第二半圆形滤网24的厚度均为2mm，所述收纳腔沿竖直方向上的高度为5mm，所述半圆形盘体23的外径与所述密封罐1的内径相吻合，所述第一半圆形滤网25的直径则小于所述密封罐1的内径，从而使其可以旋转进入所述收纳腔。

所述第二半圆形滤网24还适宜于旋转至与所述第一半圆形滤网25互补的位置，此处的“互补的位置”是指所述第一半圆形滤网25未覆盖到的罐体横截面处以及该位置处的正上方或者正下方。本实施方式中所述第一半圆形滤网25和第二半圆形滤网24的滤网孔径为2-4mm。

本实施方式中所述的旋转升降杆21和可升降杆22均是通过手动的方式进行操作，但作为可选择的实施方式，也可以设置电机装置带动所述旋转升降杆21和可升降杆22进行动作。

在所述可升降杆22的底端设置有用于对所述第二半圆形滤网24进行限位的第一止挡位26，所述第一止挡位26在竖直方向上位于所述第二半圆形滤网24旋入所述收纳腔的位置处的上方；与所述第一半圆形滤网25固定连接有第二止挡位27，所述第二止挡位27在竖直方向上位于所述第二半圆形滤网24与所述第一半圆形滤网25互补且底面平齐位置的下方。

本实施方式在所述罐体的底面上设置有第一搅拌装置，本实施方式中所述第一搅拌装置采用的是桨叶式搅拌装置，所述桨叶式搅拌装置的旋转轴安装在所述罐体的底面上，为避免妨碍压实装置的操作，所述第一搅拌装置的高度不超过所述罐体高度的三分之一。作为可选择的实施方式，也可以选择其它形式的搅拌装置，如波轮搅拌装置。

基于本实施方式中所述青贮玉米室内模拟装置的青贮方法为：

（1）选取特定重量的处于收获期且干物质含量为30-35wt%的全株玉米进行切割破碎处理，切割成长度为0.9～1.9cm的碎料，将碎料与青贮添加剂混匀后，经进料口12送入经消毒处理后的所述罐体内，本实施方式中所述的青贮添加剂为市售的EM菌液，所述玉米的干物质含量采用现有技术中的微波加热法进行测定。

（2）初始状态下，所述第一半圆形滤网25和所述第二半圆形滤网24处于重叠状态，进料口设置在第一半圆形滤网25未覆盖到的罐体横截面处的正上方，因此物料可由进料口12掉落至所述罐体的内部，当青贮料全部进入罐体后，封闭所述进料口12，使用所述第一搅拌装置对物料进行搅拌，同时利用抽真空设备通过所述气体流通口15对所述罐体内进行抽真空处理，并利用所述氮气充入设备充入氮气，保证罐体内的厌氧环境。

（3）使用压实装置进行压实处理，具体方法为，旋转所述旋转升降杆21，带动所述第二半圆形滤网24旋转出所述收纳腔并最终旋转至与所述第一半圆形滤网25互补的位置，然后下压所述旋转升降杆21带动所述第二半圆形滤网24下降，待与所述第二止挡位27抵触后，带动所述第一半圆形滤网25同时下压，直至与青贮料接触形成压实。压实的程度应保证青贮料的压实密度鲜重大于或者等于770kg/m³，根据所述压实密度鲜重的目标值和送入罐体内的青贮料的重量可估算出压实后青贮料体积的最大值，在压实过程中，通过观察密封罐1罐体上的刻度可掌握压实后青贮料的体积，从而判断压实操作是否达标，如压实体积已经小于目标值，可保持所述第一半圆形滤网25和第二半圆形滤网24静止5-10分钟后再撤销压实的力，从而防止物料反弹。

完成压实操作后，可反向收回所述压实装置，具体为：提拉所述旋转升降杆21，带动所述第二半圆形滤网24上行直至到达第一止挡位26处，然后旋转所述旋转升降杆21，将所述第二半圆形滤网24旋入所述收纳腔至与所述第一半圆形滤网25重叠，此时可进一步提拉所述转升降杆或所述可升降杆22上行，使压实装置远离青贮料。

（4）完成上述压实操作后，将密封罐1置于避光罩下，在避光条件下完成青贮反应过程，过程中使用温度控制装置控制罐体内的温度值为20-30℃，使用压力检测装置检测罐体内的压力，当压力值大于1Pa时，开启所述第一排气阀14处的阀门进行排气处理。青贮过程会产生积水，当有积水时，打开所述排水口进行排水。

实施例2

本实施方式提供了一种青贮玉米室内模拟实验装置，所述青贮玉米室内模拟装置包括：

密封罐1，本实施方式中所述密封罐1为圆柱形筒体，所述圆柱形筒体的内径为100cm，高为100cm，采用有机玻璃材质制成，在所述密封罐1的顶端设置有可密封的进料口12和出料口，为了便于出料操作，本申请中所述密封罐1的顶盖11设置为可直接开启。所述顶盖11覆盖所述密封罐1的罐体顶端开口设置，所述顶盖11与罐体之间设置有密封圈13。所述进料口12设置在所述顶盖11上，本实施方式中在所述密封罐1的底部设置有可开启的排水口，本实施例在罐体的侧壁上刻有表示容量体积的刻度值。

温度控制装置，用于控制所述密封罐1的罐体内的温度值；本实施方式中所述温度控制装置包括温度检测仪，所述温度检测仪的探头设置在所述密封罐1的内部，还包括温度调节装置，所述温度调节装置为设置在所述密封罐1的壁面夹层中水浴装置。

在所述罐体的上部安装有第一排气阀14，与所述密封罐1连通设置有抽真空设备和氮气充入设备，在所述罐体的上部侧壁上设置有气体流通口15，用于和所述抽真空设备以及氮气充入设备连通，所述抽真空设备为真空泵，所述氮气充入设备为压缩氮气储存装置以及与所述压缩氮气储存装置连通设置的输气管道。

作为优选的实施方式，本实施例中所述的实验装置设置有压实装置，所述压实装置的具体结构同实施例1。

本实施方式在所述罐体的底面上设置有第一搅拌装置，本实施方式中所述第一搅拌装置采用的是桨片式搅拌装置，所述桨片式搅拌装置的旋转轴安装在所述罐体的底面上，所述第一搅拌装置的高度不超过所述罐体高度的三分之一。

此外，本实施方式提供的青贮玉米室内模拟实验装置，还进一步设置有进料仓31，如图2所示，所述进料仓31的上部为圆柱形筒体，内径为40cm，底部逐渐收缩设置，所述进料仓31的底部开口与所述密封罐1的进料口12连通设置，所述进料仓31的整体高度为50cm，在所述进料口12处设置有进料阀；在所述进料仓31的顶部设置有可密封的物料进口32和青贮添加剂进样口33；在所述进料仓31的壁面上设置有至少一条气体通道34，所述气体通道34的一端开口设置在所述进料仓31的内壁面上，所述气体通道34的另一端开口与氮气充入设备连通。作为优选的实施方式，在所述进料仓31内设置有第二搅拌装置，所述第二搅拌装置由旋转杆36和固定连接于旋转杆36两侧的搅拌杆35组成，其中所述旋转杆36设置在所述进料仓31的中轴上，且底端部延伸至所述进料阀的上方，在所述旋转杆36的底端设置有拨片37，所述拨片37沿竖直方向延伸设置，用于防止物料在进料口12堵塞的情况。

基于所述的青贮玉米室内模拟装置的青贮方法，包括：

（1）选取特定重量的处于收获期且干物质含量为30-35wt%的全株玉米进行切割破碎处理，切割成长度为0.9～1.9cm的碎料，将碎料通过所述物料进口32送入所述进料仓31，此时进料口12处的进料阀处于封闭状态，开启所述第二排气阀，利用氮气充入装置向所述进料仓31中充入氮气，完成空气置换后关闭所述第二排气阀并停止充入氮气，再通过所述青贮添加剂进样口33快速添加EM菌液，经第二搅拌装置混匀，同时完成对密封罐1的抽真空和充入氮气操作，保证密封罐1内的氮气气氛。

（2）打开进料阀，青贮料经进料口12送入所述罐体内。初始状态下，所述压实装置的第一半圆形滤网25和第二半圆形滤网24处于重叠状态，进料口设置在第一半圆形滤网25未覆盖到的罐体横截面处的正上方，物料由进料口12掉落至所述罐体的内部，当青贮料全部进入罐体后，封闭所述进料口12，使用所述第一搅拌装置对物料进行搅拌，同时利用抽真空设备通过所述气体流通口15对所述罐体内进行抽真空处理，并利用所述氮气充入设备充入氮气，保证罐体内的厌氧环境。

（3）使用压实装置进行压实处理，具体方法为：旋转所述旋转升降杆21，带动所述第二半圆形滤网24旋转出所述收纳腔并最终旋转至与所述第一半圆形滤网25互补的位置，然后下压所述旋转升降杆21带动所述第二半圆形滤网24下降，直至与所述第二止挡位27抵触后，带动所述第一半圆形滤网25同时下压，与青贮料接触形成压实。压实的程度应保证青贮料的压实密度鲜重大于或者等于770kg/m³，在压实过程中，通过观察密封罐1罐体上的刻度可掌握压实后青贮料的体积，从而判断压实操作是否达标，如压实体积已经小于目标值，可保持所述第一半圆形滤网25和第二半圆形滤网24静止5-10分钟后再撤销压实的力。

完成压实操作后，可反向收回所述压实装置，具体同实施例1。

（4）完成上述压实操作后，将密封罐1置于避光条件下完成青贮反应过程，过程中使用温度控制装置控制罐体内的温度值为20-30℃，使用压力检测装置检测罐体内的压力，当压力值大于1Pa时，开启所述第一排气阀14进行排气处理。青贮过程会产生积水，当有积水时，打开所述排水口进行排水。

本实施方式中所述的进料仓31解决了进料过程中引入氧气的问题，也可用于实验过程中二次加料，且当物料量较多时，可利用进料仓31分次加料，减少每次物料与青贮添加剂的用量从而使其可充分混合均匀，解决了物料量过大混合不均匀的问题。

实施例3

本实施方式提供了一种青贮玉米室内模拟实验装置，所述青贮玉米室内模拟装置包括：

密封罐1，本实施方式中所述密封罐1为圆柱形筒体，所述圆柱形筒体的内径为100cm，高为100cm，采用有机玻璃材质制成，在所述密封罐1的顶端设置有可密封的进料口12和出料口，为了便于操作，本申请中所述密封罐1的顶盖11设置为可直接开启，所述顶盖11覆盖所述密封罐1的罐体顶端开口设置，所述顶盖11与罐体之间设置有密封圈13。所述进料口12设置在所述顶盖11上，本实施方式中在所述密封罐1的底部设置有可开启的排水口，本实施例在罐体的侧壁上刻有表示容量体积的刻度值。

温度控制装置，用于控制所述密封罐1的罐体内的温度值；本实施方式中所述温度控制装置包括温度检测仪，所述温度检测仪的探头设置在所述密封罐1的内部，还包括温度调节装置，所述温度调节装置为设置在所述密封罐1的壁面夹层中水浴装置。

在所述罐体的上部安装有第一排气阀14，与所述密封罐1连通设置有抽真空设备和氮气充入设备，在所述罐体的上部侧壁上设置有气体流通口，用于和所述抽真空设备以及氮气充入设备连通，所述抽真空设备为真空泵，所述氮气充入设备为压缩氮气储存装置以及与所述压缩氮气储存装置连通设置的输气管道。

作为优选的实施方式，本实施例中所述的实验装置设置有压实装置，所述压实装置的具体结构同实施例1。

本实施方式在所述罐体的底面上设置有第一搅拌装置，本实施方式中所述第一搅拌装置采用的是桨片式搅拌装置，所述桨片式搅拌装置的旋转轴安装在所述罐体的底面上，所述第一搅拌装置的高度不超过所述罐体高度的三分之一。

本实施方式中所述的室内模拟实验装置，在所述密封罐1的罐体的外侧壁上设置有取样装置，如图3所示，所述取样装置包括：固定在所述罐体的侧壁上的筒体，在所述罐体的侧壁上设有液体通道16，所述液体通道16的外侧开口与所述筒体的内部相连通，在所述筒体上还设有第一取样口45，所述第一取样口45朝向所述筒体的外表面设置；

第一活塞堵头41和第二活塞堵头42，采硅胶材料制成，作为可选择的实施方式，也可采用橡胶等其它弹性材料制备而成，所述第一活塞堵头41和第二活塞堵头42在胀紧力的作用下安装在所述取样筒内，在外力作用下可沿所述取样筒进行往复运动。

取样筒，夹持在所述第一活塞堵头和第二活塞堵头之间，在所述取样筒的侧壁上设置有进液口47和第二取样口46。

所述第一活塞堵头41和第二活塞堵头42带动所述取样筒在第一位置和第二位置之间进行往复运动，其中位于第一位置时，所述第一活塞堵头41对所述筒体的第一取样口45形成密封，所述取样筒的进液口47与所述筒体的液体通道16连通设置；位于第二位置处时，所述筒体的第一取样口45和所述取样筒的第二取样口46连通设置，所述第二活塞堵头42对所述液体通道16形成密封，所述液体通道优选沿远离所述密封罐的方向逐渐向下倾斜，从而便于液体流出；所述第一取样口和第二取样口则沿由外向内的方向逐渐向下倾斜，从而便于进行取样。

本实施方式中，所述筒体内位于所述第一活塞堵头41和第二活塞堵头42两侧的腔体分别为气动腔43和复位腔44，所述气动腔43设置有压缩气体入口491和第三排气阀492，其中所述压缩气体入口491与压缩气体充入装置连通设置；在所述复位腔44设置有复位弹簧，在所述复位腔44的壁面上设置有气体出口48。

作为优选的实施方式，所述取样筒的顶端可设置盖子，所述盖子通过可拆卸的方式安装在取样筒上，如螺纹连接或者螺栓连接，所述第一活塞堵头和第二活塞堵头之间通过连接件连接，在所述第一活塞堵头的顶端可设置提拉环，从而便于将第一活塞堵头、第二活塞堵头和取样筒取出进行清洗。作为优选的实施方式，所述连接件适宜为对称设置在所述取样筒两侧的带体。

所述压缩氮气储存装置分别通过两根管路与所述密封罐1的罐体内部和气动腔43的压缩气体入口491连通设置，在两根管路上均设置有阀门。

基于本实施方式所述的青贮玉米室内模拟装置的青贮方法，包括：

（1）选取特定重量的处于收获期且干物质含量为30-35wt%的全株玉米进行切割破碎处理，切割成长度为0.9～1.9cm的碎料，将碎料与青贮添加剂混匀后，经进料口12送入经消毒处理后的所述罐体内，本实施方式中所述的青贮添加剂为市售的EM菌液。

（2）初始状态下，所述第一半圆形滤网25和所述第二半圆形滤网24处于重叠状态，进料开口设置在第一半圆形滤网25未覆盖到的罐体横截面处的正上方，因此物料可由进料口12掉落至所述罐体的内部，当青贮料全部进入罐体后，封闭所述进料口12，使用所述第一搅拌装置对物料进行搅拌，同时利用抽真空设备通过所述气体流通口对所述罐体内进行抽真空处理，并利用所述氮气充入设备充入氮气，保证罐体内的厌氧环境。

（3）使用压实装置进行压实处理，具体方法同实施例1。完成压实操作后，可反向收回所述压实装置，具体方法同样同实施例1所述。

（4）完成上述压实操作后，将密封罐1置于避光条件下完成青贮反应过程，过程中使用温度控制装置控制罐体内的温度值为20-30℃，使用压力检测装置检测罐体内的压力，当压力值大于1Pa时，开启所述第一排气阀14进行排气处理。青贮过程会产生积水，当有积水时，打开所述排水口进行排水。在青贮过程中需要对所述青贮料进行采样测定pH值时，开启所述压缩气体入口491管路上的阀门，关闭第三排气阀，压缩氮气进入气动腔43推动所述第一活塞堵头41运动至所述第一位置，此时所述第一活塞堵头41对所述筒体的第一取样口45形成密封，所述取样筒的进液口47与所述密封罐侧壁上的液体通道16连通设置，液体由所述液体通道16进入所述取样筒内部；然后关闭所述压缩气体入口491管路上的阀门，开启所述第三排气阀进行放气操作，两个活塞在弹簧的复位作用下再次返回至第二位置处，此时所述筒体的第一取样口45和所述取样筒的第二取样口46连通设置，所述第二活塞堵头42则对所述液体通道16形成密封，可将pH探针插入取样口进行测试，或者将液体由所述取样口抽出进行测试。

为了防止物料卡在液体通道16中形成堵塞，可在所述液体通道16中设置一层滤网，所述液体通道16的直径优选为10-12mm，滤网的网孔孔径优选为3-4mm。

本实施方式中所述的压缩氮气储存装置同时起到了向密封罐中充氮和推动取样筒运动的作用，如所述室内模拟实验装置同时设置有进料仓和取样装置，可设置所述压缩氮气充气装备分别通过三根管路与所述密封罐的罐体内部、所述进料仓的气体通道和所述取样装置的气动腔连通设置，在三根管路上均设置有阀门。

上述实施方式中采用的青贮添加剂为EM菌液，但本领域技术人员可以理解的是，本申请中所述的青贮玉米室内模拟装置对于青贮添加剂的类型并无限制，现有技术中包括缓释液、营养液等在内的青贮过程添加剂均可使用。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以权利要求为准。

Claims (8)

1.一种青贮玉米室内模拟实验装置，其特征在于，包括：

密封罐，在所述密封罐的顶端设置有可密封的进料口和出料口，在所述密封罐的底部设置有可开启的排水口；

温度控制装置，用于控制所述密封罐的罐体内的温度值；

第一排气阀，安装在所述罐体的上部；

抽真空设备和氮气充入设备，分别与所述罐体的内部连通设置；

第一搅拌装置，安装在所述罐体内，用于对物料进行搅拌；

压力检测装置，检测罐体内的压力；所述密封罐为圆柱形筒体，在所述罐体内设置有可升降的压实装置，所述第一搅拌装置为安装在所述罐体底部的桨叶搅拌装置或波轮搅拌装置；所述压实装置包括：旋转升降杆，位于所述密封罐的中轴线上且贯穿所述密封罐的顶端设置；可升降杆，贯穿所述密封罐的顶端设置；第一半圆形滤网，与所述可升降杆固定连接，在所述可升降杆的带动下进行升降运动；第二半圆形滤网，与所述旋转升降杆固定连接，在所述旋转升降杆的带动下进行旋转运动和升降运动，由与所述第一半圆形滤网重叠的位置旋转至与所述第一半圆形滤网互补的位置；所述进料口设置在与所述第一半圆形滤网互补的位置处的上方。

2.根据权利要求1所述的青贮玉米室内模拟实验装置，其特征在于，在所述第一半圆形滤网的上方设置有收纳腔，所述第二半圆形滤网适宜由所述收纳腔旋入直至与所述第一半圆形滤网重叠。

3.根据权利要求2所述的青贮玉米室内模拟实验装置，其特征在于，与所述可升降杆固定连接设置有用于对所述第二半圆形滤网进行限位的第一止挡位和第二止挡位，所述第一止挡位在竖直方向上位于所述第二半圆形滤网旋入所述收纳腔的位置处的上方；所述第二止挡位在竖直方向上位于所述第二半圆形滤网与所述第一半圆形滤网互补且底面平齐位置处的下方。

4.根据权利要求3所述的青贮玉米室内模拟实验装置，其特征在于，在所述密封罐的上方设置有进料仓，所述进料仓的底部出口与所述进料口连通设置，在所述进料口处设置有进料阀；在所述进料仓的顶部设置有可密封的物料进口和青贮添加剂进样口；在所述进料仓的壁面上设置有至少一条气体通道，所述气体通道的一端开口与所述进料仓的内部连通设置，所述气体通道的另一端开口与所氮气充入设备连通设置，在所述进料仓的顶部设置有第二排气阀。

5.根据权利要求4所述的青贮玉米室内模拟实验装置，其特征在于，在所述密封罐的罐体的外侧壁上设置有取样装置，所述取样装置包括：

固定在所述罐体的侧壁上的筒体，在所述罐体的侧壁上设有液体通道，所述液体通道的外侧开口与所述筒体的内部相连通，在所述筒体上还设有第一取样口，所述第一取样口朝向所述筒体的外表面设置；

第一活塞堵头和第二活塞堵头，采用弹性材料制备而成；

取样筒，夹持在所述第一活塞和第二活塞之间，在所述取样筒的侧壁上设置有进液口和第二取样口；

所述第一活塞堵头和第二活塞堵头带动所述取样筒在第一位置和第二位置之间进行往复运动，其中位于第一位置时，所述第一活塞堵头对所述筒体的第一取样口形成密封，所述取样筒的进液口与所述液体通道连通设置；位于第二位置处时，所述筒体的第一取样口和所述取样筒的第二取样口连通设置，所述第二活塞堵头对所述液体通道形成密封。

6.根据权利要求5所述的青贮玉米室内模拟实验装置，其特征在于，所述筒体内位于所述第一活塞堵头和第二活塞堵头两侧的腔体分别为气动腔和复位腔，与所述气动腔连通设置有压缩气体充入装置，在所述气动腔上设置有第三排气阀；在所述复位腔设置有复位弹簧。

7.根据权利要求6所述的青贮玉米室内模拟实验装置，其特征在于，所述氮气充入装置采用压缩氮气充气装备，所述压缩氮气充气装备分别通过三根管路与所述密封罐的罐体内部、所述进料仓的气体通道和所述取样装置的气动腔连通设置，在三根管路上均设置有阀门。

8.基于权利要求1所述的青贮玉米室内模拟实验装置的青贮方法，其特征在于，包括如下步骤：选收获期的全株玉米，经破碎后与青贮添加剂混匀后送入所述密封罐的罐体内，经所述第一搅拌装置搅拌后使用所述压实装置进行压实处理，破碎后的青贮料的干物质含量为30-35wt%，完成压实后在温度为20-30℃、氮气氛围且避光的条件下进行青贮；在青贮过程中使用压力检测装置检测罐体内的压力，当压力值大于1Pa时，开启所述第一排气阀进行排气处理；青贮过程中通过所述排水口排出罐体内的积水。

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