CN110483112A - 一种农业废弃物资源化利用发酵轻简的系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种农业废弃物资源化利用发酵轻简的系统，包括外围立地固定式主支架钢管、内部可自由组合的水平和垂直管(钢管或PVC管)架结构，以及固定在竖管中间位置的温度湿度传感与显示器三部分构成。内部自由组合管以水平(无微孔)和垂直管(有微孔)构成“土”字结构，以“土”为单位互相连通，连通并固定在外围固定主支架管上，水可通过主管流入内部测管；温湿度探头固定在内部垂直管中间，导线引出连接到外面的显示屏，以随时掌握发酵堆中的温湿度和含氧量，并根据温湿度和含氧量情况调节温度、水分和通气量，从而保证需氧微生物的高活性生理状态，实现有机废弃物的高效转化。
Description
技术领域
本发明涉及一种农业废弃物资源化利用系统，具体为一种农业废弃物资源化利用发酵轻简的系统，属于微生物固相发酵技术领域。
背景技术
整体而言，粮食、蔬菜和果树的可利用和食用部分与作物秸秆和蔬菜残余等都属于植物光合作用的同化产物-碳水化合物，其本质属性并无差别。从生态系统物质循环的过程分析，秸秆和蔬菜残余等被称为农业废弃物的有机成分都可以由微生物转化，再次进入生态循环。农业废弃物的自然发酵过程能够产生天然的有机肥料，保持土壤肥力，供作物有机生长，生产有利人们健康的食品，但自然发酵时间漫长，效率极低，不适于现代农业的发展。
当前，在微生物发酵产业中，固态发酵设备得到了较广泛应用，但基本都是室内固定式的固态发酵装备，不仅工艺复杂，能耗大，难搬运，而且涉及大量原材料(如玉米秸秆)远距离运输的高成本投入，不符合经济、高效和轻简的现代农业要求。因此，就秸秆资源化利用而言，研制一种节能、环保、高效的农业废弃物资源化利用发酵设备至关重要和迫切。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供的可用于作物秸秆，如玉米、小麦、水稻等农作物的秸秆，以及其它类似物，包括其它光合作用同化而形成的废弃物的规模化发酵的一种农业废弃物资源化利用发酵轻简的系统。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：一种农业废弃物资源化利用发酵轻简的系统，包括外围立地固定式主支架结构、内部独立可自由组合的水平和垂直管架结构和温湿度传感器，所述外围立地固定式主支架结构与内部独立可自由组合的水平和垂直管架结构构成以“土”字结构为单位互相连通管道；
所述外围立地固定式主支架结构为圆柱形钢管或方形形钢管，且所述外围立地固定式主支架结构直径或边长为3厘米，长度为2～3米，可横向、纵向任意通过卡扣连接组合成宽度1.5～2米，长度2～3米，高度2m的长方形或正方形主支架结构；所述外围立地固定式主支架结构内侧四周为4cm ×4cm的可拆装网片；
所述内部独立可自由组合的水平和垂直管架结构包括横向主管、纵向主管、垂直方向主管和横向支管，所述横向主管直径为10cm，且接口间距1 米，所述横向主管安装于外围立地固定式主支架结构外侧并通过纵向主管固定，所述横向主管轴向分布直径5cm管道接口，接口间距1米，用于连接纵向主管，所述纵向主管轴向分布直径5cm管道接口，接口间距50cm用于连接垂直方向主管，所述垂直方向主管的管外壁上均匀分布直径1cm通气孔，孔间距10cm，管道顶端为活动插板阀；所述垂直方向主管垂直高度1/3处设有直径3cm，长度20～30cm的横向支管，且所述横向支管呈“十”字交叉，所述横向支管的管外壁上均匀分布直径1.5cm通气孔，孔间距5cm；
作为本发明再进一步的方案：所述垂直方向主管的顶端均设置有活动插板阀，且所述活动插板阀与垂直方向主管的连接端呈开闭式连接。
作为本发明再进一步的方案：所述横向主管的两端设置有接口。
作为本发明再进一步的方案：所述横向支管呈并排状设置有三个，其中第一个横向支管的管道末端设置有温湿度传感器，第二个横向支管的管道末端设置有堵头，第三个横向支管的管道末端为通孔状。
作为本发明再进一步的方案：所述温度湿度传感探头通过引线连接至外显示器。
一种农业废弃物资源化利用发酵轻简的系统的发酵方法，其的发酵方法包括以下步骤：
a、在田间地头选择地势平坦开阔处对发酵轻简设备单元进行组装成为发酵轻简设备；
b、将收割后粉碎的秸秆通过简易活动传送装置进入外围立地固定式主支架结构1同时加入发酵菌剂及其它辅料；
c、装料结束后，发酵轻简设备外部用农膜进行简易覆盖，在发酵过程中起到保温保湿作用；
d、发酵结束后，拆除发酵轻简设备外部简易覆盖物及外围立地固定式主支架结构，将发酵轻简设备的内部独立可自由组合的水平和垂直管架结构的通气管道接口与外部通风设备连接，通过强制通风达到物料干燥的目的，经活动简易传送装置将干燥后的发酵物料取出，进入下道工序。
本发明的有益效果是：该农业废弃物资源化利用发酵轻简的系统设计合理：
1、轻简、环保：可在农业田间，露天情况下规模化发酵秸秆、蔬菜残余等农业废弃物的发酵轻简系统，每个发酵单元可拆装和自由组合；
2、节能：通过温度湿度传感探头实时监控发酵堆中的温湿度和含氧量，发酵过程可根据温湿度和含氧量情况调节水温、水量和通气量，无需持续电力，且免除人工或机械翻堆；
3、发酵均匀、高效：通过内部可自由组合的水平和垂直管架结构在发酵过程中可调节温湿度和含氧量，从而保证需氧微生物的高活性生理状态，实现有机废弃物的高效转化。
附图说明
图1为本发明轻简发酵系统外部结构示意图；
图2为本发明轻简发酵系统内部结构示意图。
图中：1、外围立地固定式主支架结构，2、可拆装网片，3、横向主管，4、纵向主管，5、垂直方向主管，6、横向支管，7、接口，8、堵头， 9、活动插板阀，10、温度湿度传感探头和11、外显示器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1～2，一种农业废弃物资源化利用发酵轻简的系统，包括外围立地固定式主支架结构1、内部独立可自由组合的水平和垂直管架结构和温湿度传感器10，所述外围立地固定式主支架结构1与内部独立可自由组合的水平和垂直管架结构构成以“土”字结构为单位互相连通管道；
所述外围立地固定式主支架结构1为圆柱形钢管或方形形钢管，且所述外围立地固定式主支架结构1直径或边长为3厘米，长度为2～3米，可横向、纵向任意通过卡扣连接组合成宽度1.5～2米，长度2～3米，高度2m 的长方形或正方形主支架结构；所述外围立地固定式主支架结构1内侧四周为4cm×4cm的可拆装网片2；
所述内部独立可自由组合的水平和垂直管架结构包括横向主管3、纵向主管4、垂直方向主管5和横向支管6，所述横向主管3直径为10cm，且接口间距1米，所述横向主管3安装于外围立地固定式主支架结构1外侧并通过纵向主管4固定，所述横向主管3轴向分布直径5cm管道接口，接口间距 1米，用于连接纵向主管4，所述纵向主管4轴向分布直径5cm管道接口，接口间距50cm用于连接垂直方向主管5，所述垂直方向主管5的管外壁上均匀分布直径1cm通气孔，孔间距10cm，管道顶端为活动插板阀9；所述垂直方向主管5垂直高度1/3处设有直径3cm，长度20～30cm的横向支管6，且所述横向支管6呈“十”字交叉，所述横向支管6的管外壁上均匀分布直径1.5cm通气孔，孔间距5cm；
进一步的，在本发明实施例中，所述垂直方向主管5的顶端均设置有活动插板阀9，且所述活动插板阀9与垂直方向主管5的连接端呈开闭式连接。
进一步的，在本发明实施例中，所述横向主管3的两端设置有接口7，由接口7通入外部加压加湿净化空气，使内部独立可自由组合的水平和垂直管架结构3内加压空气通过管壁上的通气孔加速侧向通过料层，经外围立地固定式主支架结构1四周可拆装网片2气孔排出，达到强化侧向供氧、补水、排出料层中CO2及降低料温的目的。
进一步的，在本发明实施例中，所述横向支管6呈并排状设置有三个，其中第一个横向支管6的管道末端设置有温湿度传感器10，第二个横向支管6的管道末端设置有堵头8，第三个横向支管6的管道末端为通孔状，用于向料层侧向供氧、补水、排出CO2和散热。
进一步的，在本发明实施例中，所述温度湿度传感探头10通过引线连接至外显示器11，实时监控发酵堆中的温湿度和含氧量，发酵过程可根据温湿度和含氧量情况调节温度、水分和通气量，从而保证需氧微生物的高活性生理状态，实现有机废弃物的高效转化。
实施例1：
以水稻秸秆发酵有机肥。
a、根据水稻秸秆收获量在田间地头选择地势平坦开阔处对发酵轻简设备单元进行组装成为发酵轻简设备；
b、将水稻收割后粉碎的秸秆通过简易活动传送装置进入外围立地固定式主支架结构1同时加入发酵菌剂及其它辅料；
c、装料结束后，发酵轻简设备外部用农膜进行简易覆盖，在发酵过程中起到保温保湿作用；
发酵轻简设备内部所有独立可自由组合的水平和垂直管架结构均为联通管道组合，每个发酵轻简设备单元可通过接口7单独或串联与外部通风设备连接。在发酵过程中通过温度湿度传感探头实时监控发酵堆中的温湿度和含氧量变化，发酵过程可根据温湿度和含氧量情况调节温度、水分和通气量。发酵初期，打开活动插板阀9，依靠内部独立可自由组合的水平和垂直管架结构管壁上的通气孔和外围立地固定式主支架结构1的网孔自然供氧换气：在发酵高峰期，关闭活动插板阀9，将发酵轻简设备的通气管道接口7与外部通风设备连接，通过强制通风达到供氧、排出CO2及降温的目的。发酵后期需氧量降低时可停止通风供氧，打开活动插板阀9，让空气自由流通，再次通过发酵轻简设备内部独立可自由组合的水平和垂直管架结构管壁上的通气孔和外围立地固定式主支架结构1的网孔自然供氧换气。
d、发酵结束后，拆除发酵轻简设备外部简易覆盖物及外围立地固定式主支架结构1，将发酵轻简设备的内部独立可自由组合的水平和垂直管架结构的通气管道接口7与外部通风设备连接，通过强制通风达到物料干燥的目的，经活动简易传送装置将干燥后的发酵物料取出，进入下道工序。
实施例2：
以玉米秸秆发酵有机肥。
a、根据玉米秸秆收获量在田间地头选择地势平坦开阔处对发酵轻简设备单元进行组装成为发酵轻简设备；
b、将玉米收割后粉碎的秸秆通过简易活动传送装置进入外围立地固定式主支架结构1同时加入发酵菌剂及其它辅料；
c、装料结束后，发酵轻简设备外部用农膜进行简易覆盖，在发酵过程中起到保温保湿作用；
发酵轻简设备内部所有独立可自由组合的水平和垂直管架结构均为联通管道组合，每个发酵轻简设备单元可通过接口7单独或串联与外部通风、增湿设备连接。在发酵过程中通过温度湿度传感探头实时监控发酵堆中的温湿度和含氧量变化，发酵过程可根据温湿度和含氧量情况调节温度、水分和通气量。发酵初期，打开活动插板阀9，依靠内部独立可自由组合的水平和垂直管架结构管壁上的通气孔和外围立地固定式主支架结构1的网孔自然供氧换气：在发酵高峰期，关闭活动插板阀9，将发酵轻简设备的通气管道接口 7与外部通风、增湿设备连接，通过强制通风、增湿达到供氧、补充水分、排出CO2及降温的目的。发酵后期需氧量降低时可停止通风供氧，打开打开活动插板阀9，让空气自由流通，再次通过发酵轻简设备内部独立可自由组合的水平和垂直管架结构管壁上的通气孔和外围立地固定式主支架结构1的网孔自然供氧换气。
d、发酵结束后，拆除发酵轻简设备外部简易覆盖物及外围立地固定式主支架结构1，将发酵轻简设备的内部独立可自由组合的水平和垂直管架结构的通气管道接口7与外部通风设备连接，通过强制通风达到物料干燥的目的，经活动简易传送装置将干燥后的发酵物料取出，进入下道工序。
实施例3：
以大豆秸秆发酵有机肥。
a、根据大豆秸秆收获量在田间地头选择地势平坦开阔处对发酵轻简设备单元进行组装成为发酵轻简设备；
b、将大豆收割后粉碎的秸秆通过简易活动传送装置进入外围立地固定式主支架结构1同时加入发酵菌剂及其它辅料；
c、装料结束后，发酵轻简设备外部用农膜进行简易覆盖，在发酵过程中起到保温保湿作用；
发酵轻简设备内部所有独立可自由组合的水平和垂直管架结构均为联通管道组合，每个发酵轻简设备单元可通过接口7单独或串联与外部通风、增湿设备连接。在发酵过程中通过温度湿度传感探头实时监控发酵堆中的温湿度和含氧量变化，发酵过程可根据温湿度和含氧量情况调节温度、水分和通气量。发酵初期，打开活动插板阀9，依靠内部独立可自由组合的水平和垂直管架结构管壁上的通气孔和外围立地固定式主支架结构1的网孔自然供氧换气：在发酵高峰期，关闭活动插板阀9，将发酵轻简设备的通气管道接口 7与外部通风设备连接，通过强制通风达到供氧、补充水分排出CO2及降温的目的。发酵后期需氧量降低时可停止通风供氧，打开打开活动插板阀9，让空气自由流通，再次通过发酵轻简设备内部独立可自由组合的水平和垂直管架结构管壁上的通气孔和外围立地固定式主支架结构1的网孔自然供氧换气。
d、发酵结束后，拆除发酵轻简设备外部简易覆盖物及外围立地固定式主支架结构1，将发酵轻简设备的内部独立可自由组合的水平和垂直管架结构 3的通气管道接口7与外部通风设备连接，通过强制通风达到物料干燥的目的，经活动简易传送装置将干燥后的发酵物料取出，进入下道工序。
工作原理：在使用该农业废弃物资源化利用发酵轻简的系统时，根据微生物有氧呼吸过程的基本原理，针对影响微生物生理活动的限制因子，将发酵堆内部热量传至外围低温层，降低内部热量，保证外围发酵温度；同时调节内部湿度和氧气量，不仅发酵均匀，省时省力，而且节能环保，最终实现农业废弃物高效利用，生产出高效降解的有机肥料。
实施例4
以小麦秸秆发酵有机肥为实施例4加以说明。
a、根据小麦秸秆收获量在田间地头选择地势平坦开阔处对发酵轻简设备单元进行组装成为发酵轻简设备。
b、将小麦收割后粉碎的秸秆通过简易活动传送装置进入外围立地固定式主支架结构1同时加入发酵菌剂及其它辅料。
c、装料结束后，发酵轻简设备外部用农膜进行简易覆盖，在发酵过程中起到保温保湿作用。
发酵轻简设备内部所有独立可自由组合的水平和垂直管架结构3均为联通管道组合，每个发酵轻简设备单元可通过接口7单独或串联与外部通风设备连接。在发酵过程中通过温度湿度传感探头实时监控发酵堆中的温湿度和含氧量变化，发酵过程可根据温湿度和含氧量情况调节温度、水分和通气量。发酵初期，打开活动插板阀9，依靠内部独立可自由组合的水平和垂直管架结构3管壁上的通气孔和外围立地固定式主支架结构1的网孔自然供氧换气：在发酵高峰期，关闭活动插板阀9，将发酵轻简设备的通气管道接口7与外部通风设备连接，通过强制通风达到供氧、排出CO2及降温的目的。发酵后期需氧量降低时可停止通风供氧，打开活动插板阀9，让空气自由流通，再次通过发酵轻简设备内部独立可自由组合的水平和垂直管架结构3管壁上的通气孔和外围立地固定式主支架结构1的网孔自然供氧换气。
d、发酵结束后，拆除发酵轻简设备外部简易覆盖物及外围立地固定式主支架结构1，将发酵轻简设备的内部独立可自由组合的水平和垂直管架结构3的通气管道接口7与外部通风设备连接，通过强制通风达到物料干燥的目的，经活动简易传送装置将干燥后的发酵物料取出，进入下道工序。
实施例5
以蔬菜秸秆及残余(包括茄果类、根茎类及叶菜类等蔬菜秸秆及残余) 发酵有机肥为实施例5加以说明。
a、根据蔬菜采收后蔬菜秸秆或残余的数量在田间地头选择地势平坦开阔处对发酵轻简设备单元进行组装成为发酵轻简设备。
b、将蔬菜采收后粉碎的秸秆或残余通过简易活动传送装置进入外围立地固定式主支架结构1同时加入发酵菌剂及其它辅料。
c、装料结束后，发酵轻简设备外部用农膜进行简易覆盖，在发酵过程中起到保温保湿作用。
发酵轻简设备内部所有独立可自由组合的水平和垂直管架结构3均为联通管道组合，每个发酵轻简设备单元可通过接口7单独或串联与外部通风设备连接。在发酵过程中通过温度湿度传感探头实时监控发酵堆中的温湿度和含氧量变化，发酵过程可根据温湿度和含氧量情况调节温度、水分和通气量。发酵初期，打开活动插板阀9，依靠内部独立可自由组合的水平和垂直管架结构3管壁上的通气孔和外围立地固定式主支架结构1的网孔自然供氧换气：在发酵高峰期，关闭活动插板阀9，将发酵轻简设备的通气管道接口7与外部通风设备连接，通过强制通风达到供氧、排出CO2及降温的目的。发酵后期需氧量降低时可停止通风供氧，打开活动插板阀9，让空气自由流通，再次通过发酵轻简设备内部独立可自由组合的水平和垂直管架结构3管壁上的通气孔和外围立地固定式主支架结构1的网孔自然供氧换气。
d、发酵结束后，拆除发酵轻简设备外部简易覆盖物及外围立地固定式主支架结构1，将发酵轻简设备的内部独立可自由组合的水平和垂直管架结构3的通气管道接口7与外部通风设备连接，通过强制通风达到物料干燥的目的，经活动简易传送装置将干燥后的发酵物料取出，进入下道工序。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (6)
1.一种农业废弃物资源化利用发酵轻简的系统，包括外围立地固定式主支架结构(1)、内部独立可自由组合的水平和垂直管架结构和温湿度传感器(10)，其特征在于：所述外围立地固定式主支架结构(1)与内部独立可自由组合的水平和垂直管架结构构成以“土”字结构为单位互相连通管道；
所述外围立地固定式主支架结构(1)为圆柱形钢管或方形形钢管，且所述外围立地固定式主支架结构(1)直径或边长为3厘米，长度为2～3米，可横向、纵向任意通过卡扣连接组合成宽度1.5～2米，长度2～3米，高度2m的长方形或正方形主支架结构；所述外围立地固定式主支架结构(1)内侧四周为4cm×4cm的可拆装网片(2)；
所述内部独立可自由组合的水平和垂直管架结构包括横向主管(3)、纵向主管(4)、垂直方向主管(5)和横向支管(6)，所述横向主管(3)直径为10cm，且接口间距1米，所述横向主管(3)安装于外围立地固定式主支架结构(1)外侧并通过纵向主管(4)固定，所述横向主管(3)轴向分布直径5cm管道接口，接口间距1米，用于连接纵向主管(4)，所述纵向主管(4)轴向分布直径5cm管道接口，接口间距50cm用于连接垂直方向主管(5)，所述垂直方向主管(5)的管外壁上均匀分布直径1cm通气孔，孔间距10cm，管道顶端为活动插板阀(9)；所述垂直方向主管(5)垂直高度1/3处设有直径3cm，长度20～30cm的横向支管(6)，且所述横向支管(6)呈“十”字交叉，所述横向支管(6)的管外壁上均匀分布直径1.5cm通气孔，孔间距5cm。
2.根据权利要求1所述的一种农业废弃物资源化利用发酵轻简的系统，其特征在于：所述垂直方向主管(5)的顶端均设置有活动插板阀(9)，且所述活动插板阀(9)与垂直方向主管(5)的连接端呈开闭式连接。
3.根据权利要求1所述的一种农业废弃物资源化利用发酵轻简的系统，其特征在于：所述横向主管(3)的两端设置有接口(7)。
4.根据权利要求1所述的一种农业废弃物资源化利用发酵轻简的系统，其特征在于：所述横向支管(6)呈并排状设置有三个，其中第一个横向支管(6)的管道末端设置有温湿度传感器(10)，第二个横向支管(6)的管道末端设置有堵头(8)，第三个横向支管(6)的管道末端为通孔状。
5.根据权利要求1或4所述的一种农业废弃物资源化利用发酵轻简的系统，其特征在于：所述温度湿度传感探头(10)通过引线连接至外显示器(11)。
6.一种农业废弃物资源化利用发酵轻简的系统的发酵方法，其特征在于：其发酵方法包括以下步骤：
a、在田间地头选择地势平坦开阔处对发酵轻简设备单元进行组装成为发酵轻简设备；
B、将收割后粉碎的秸秆通过简易活动传送装置进入外围立地固定式主支架结构(1)同时加入发酵菌剂及其它辅料；
C、装料结束后，发酵轻简设备外部用农膜进行简易覆盖，在发酵过程中起到保温保湿作用；
D、发酵结束后，拆除发酵轻简设备外部简易覆盖物及外围立地固定式主支架结构(1)，将发酵轻简设备的内部独立可自由组合的水平和垂直管架结构(3)的通气管道接口(7)与外部通风设备连接，通过强制通风达到物料干燥的目的，经活动简易传送装置将干燥后的发酵物料取出，进入下道工序。
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|---|---|
| CN110483112A true CN110483112A (zh) | 2019-11-22 |
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| CN201910633580.0A Pending CN110483112A (zh) | 2019-07-15 | 2019-07-15 | 一种农业废弃物资源化利用发酵轻简的系统 |
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| CN (1) | CN110483112A (zh) |
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