CN112237292A - 一种秸秆发酵饲料的制备装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种秸秆发酵饲料的制备装置及方法，属于农业自动化设备技术领域，粉碎单元、调剂单元、发酵单元、混料单元、输料单元和包装单元依次连通；发酵单元包括发酵腔及设置在发酵腔内部的水分监测模块和顶部的补水模块；水分监测模块包括水分传感器、电动伸缩杆、支撑杆、升降杆和水平移动装置，电动伸缩杆设置在发酵腔底部，支撑杆固定在电动伸缩杆的上端、且两端与发酵腔滑动连接，水平移动装置设置在支撑杆的上方，升降杆下端与支撑杆滑动连接，上端与水平移动装置连接，水分传感器设置在升降杆上，水平移动装置带动升降杆和水分传感器左右移动。该装置可自动监测秸秆水分，提高了饲料的制备质量和效率。
Description
技术领域
本发明属于农业自动化设备技术领域，具体涉及一种秸秆发酵饲料的制备装置及方法。
背景技术
秸秆一般指收获农作物主产品之后剩余的副产物，大多是一种粗纤维含量高、蛋白质含量低、养分消化率低、质地粗硬、适口性差、营养价值低的粗饲料。但我国秸秆资源十分丰富，作为一种非竞争性饲料资源，具有数量大、分布广、种类多和价格低廉等优势。随着养殖业的发展，利用秸秆制作的秸秆饲料已经广泛应用在养殖业中。
秸秆饲料，主要是指以甜高粱、玉米、芦苇、棉花等秸秆粉碎加工而成的纤维饲料，是反刍动物的主要饲料。农作物秸秆粗纤维含量高，难以被动物消化吸收，可利用养分少，适口性差，在饲料分类学上归为粗饲料。纤维素、半纤维素和木质素紧密结合、相互缠绕构成粗纤维，是植物细胞壁的主要成分。这些天然有机高分子化合物，结构很牢固，只能吸水润胀，不能为单胃动物的消化液和酶所分解，仅靠其盲肠微生物少量酵解，消化率很低，只适用于反刍家畜的饲养。反刍家畜是具有反刍这种消化方式的动物常见的如牛、羊等，反刍动物饲料就是适合于饲喂反刍动物的饲料，其特点是针对反刍动物瘤胃内的微生物环境而添加特定的成分，可以改变和改善反刍动物瘤胃内微生物环境，达到高效利用饲料、促进动物生长的目的，该饲料具体有植物性饲料。
通常，秸秆饲料的制作包括切碎、发酵、混料、压块等过程，其中在发酵过程中需要维持适当的温度和水分才能使菌种正常生长繁殖。现有的秸秆饲料一般是通过切碎装置先将符合要求的秸秆切碎，然后再将切碎后的秸秆放入发酵池中进行发酵等操作，最后进行压块包装。其中在发酵过程中，需要添加一定的辅料和水分，以保证饲料的营养和水分需求。然而，水分的多少对饲料的发酵和后期保存有着至关重要的影响。现有技术中，对于水分的判断一般是用手紧握物料，根据水滴情况判断水分的多少。这种方法只能大概判断饲料上部的水分，且不能根据水分变化适时监测其变化，精度低，劳动强度大。
因此，本申请提出一种秸秆发酵饲料的制备装置及方法。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的不足，本发明提供了一种秸秆发酵饲料的制备装置及方法。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种秸秆发酵饲料的制备装置及方法，包括粉碎单元、调剂单元、发酵单元、混料单元、输料单元和包装单元；
所述粉碎单元的出料口通过第一下料管道与所述调剂单元的进料口连通，所述调剂单元包括调剂腔和设置在所述调剂腔内部的第一搅拌装置；
所述调剂单元的出料口通过第二下料管道与所述发酵单元的进料口连通；所述发酵单元包括发酵腔及设置在所述发酵腔内部的水分监测模块和顶部的补水模块；所述水分监测模块包括水分传感器、电动伸缩杆、支撑杆、升降杆和水平移动装置，所述电动伸缩杆设置在所述发酵腔底部，所述支撑杆固定在所述电动伸缩杆的上端、且两端与所述发酵腔滑动连接，所述水平移动装置设置在所述支撑杆的上方，所述升降杆下端与所述支撑杆滑动连接，上端与所述水平移动装置连接，所述水分传感器设置在所述升降杆上，所述水平移动装置带动所述升降杆和水分传感器左右移动；
所述发酵单元的出料口通过第三下料管道与所述混料单元的进料口连通，所述混料单元包括混料腔和设置在所述混料腔内的第二搅拌装置，所述混料腔的出料口与所述输料单元的进料口连通，所述输料单元的出料口与所述包装单元的进料口连通。
优选地，所述水平移动装置包括第一电机、丝杠和丝杠螺母；所述第一电机固定设置在所述发酵腔外壁，所述丝杠一端穿过所述发酵腔并与所述第一电机的输出轴连接、另一端与所述发酵腔转动连接，所述丝杠螺母套接在所述丝杠上并与所述丝杠螺接，所述升降杆上端与所述丝杠螺母固定连接。
优选地，所述粉碎单元包括初级粉碎单元和二级粉碎单元，所述初级粉碎单元包括初级粉碎腔和设置在所述初级粉碎腔内的初级粉碎机构，所述初级粉碎腔顶部设置有进料斗，所述初级粉碎腔下方设置有振动筛，所述振动筛上部一侧连接有吸料单元；所述二级粉碎单元包括二级粉碎腔和设置在所述二级粉碎腔内的二级粉碎机构，所述吸料单元与所述二级粉碎腔连通，所述初级粉碎腔和二级粉碎腔的出料口均通过第一下料管道与所述调剂单元的进料口连通。
优选地，所述初级粉碎机构和二级粉碎机构均包括第二电机、转轴和设置在所述转轴上的多个粉碎刀片，所述第二电机设置在所述初级粉碎腔或二级粉碎腔的外壁，所述转轴设置在所述初级粉碎腔或二级粉碎腔内并与所述第二电机的输出轴传动连接。
优选地，所述补水模块包括设置在所述发酵腔内侧顶部的喷洒盘和设置在所述喷洒盘上的多个喷头，所述喷头与外部的水箱通过水管和压力泵连通。
优选地，所述输料单元为筒状输送带结构，所述吸料单元包括吸料筒和设置在所述吸料筒内部的强力抽吸机，所述包装单元为自动装袋机。
本发明的另一目的在于提供一种秆发酵饲料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、将秸秆加入初级粉碎单元中通过初级粉碎机构进行粉碎，粉碎后的秸秆通过振动筛后符合长度要求的碎料进入调剂单元，不符合要求的通过吸料单元吸到二级粉碎腔内通过二级粉碎机构继续粉碎，粉碎后再进入调剂单元；
步骤2、在调剂单元中放入辅料，然后通过第一搅拌装置将粉碎后的秸秆与辅料进行充分搅拌，搅拌均匀后混料进入发酵单元；
步骤3、在所述发酵单元中，通过电动伸缩杆调节水分传感器的高度、通过水平移动装置调节水分传感器的水平位置，监测不同时刻不同位置的混料水分状况；当监测到的水分不足时，打开喷头向混料进行补水；在水分充足的条件下进行初步发酵，初步发酵完成后秸秆进入混料单元；
步骤4、在混料单元中向初步发酵后的秸秆加入微生物菌剂，同时通过第二搅拌装置对秸秆进行搅拌，进行二次发酵，二次发酵完成后秸秆进入输料单元；
步骤5、通过输料单元后对秸秆进行梳理，并依次进入包装单元，通过包装单元进行压缩打包装袋。
优选地，所述辅料包括氮源、营养剂、饲料添加剂。
优选地，所述微生物菌剂包括乳酸菌、酵母菌、纤维单孢菌和植物乳杆菌。
本发明提供的秸秆发酵饲料的制备装置及方法包括粉碎单元、调剂单元、发酵单元、混料单元、输料单元和包装单元，其中粉碎单元包括初级粉碎单元和二级粉碎单元，通过两级粉碎单元可对秸秆进行充分粉碎，提高秸秆的利用率，同时通过调剂单元向秸秆中加入发酵用到的辅料并将其与秸秆搅拌均匀，保证秸秆饲料的质量，通过水分监测模块可自动监测秸秆水分，提高了饲料的制备质量和效率；混料单元可自动完成微生物菌剂与秸秆的混合工作，节省劳力，通过输料单元方便秸秆进入包装单元，最后通包装单元实现自动包装，整个流程实现了自动化操作，提高了饲料的制备质量和效率。
附图说明
图1为本发明实施例1的秸秆发酵饲料的制备装置及方法的结构示意图；
图2为水分监测模块的结构示意图。
附图标记说明：
输料单元1、包装单元2、初级粉碎腔3、进料斗4、振动筛5、吸料单元6、二级粉碎腔7、第一下料管道8、混料腔9、第二搅拌装置10、第二电机11、转轴12、粉碎刀片13、调剂腔14、喷洒盘15、喷头16、水箱17、水管18、压力泵19、第一搅拌装置20、第二下料管道21、发酵腔22、水分传感器23、电动伸缩杆24、支撑杆25、升降杆26、第三下料管道27、第一电机28、丝杠29、丝杠螺母30。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案并能予以实施，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明的技术方案和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定或限定，术语“相连”、“连接”应作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体式连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，在此不再详述。
实施例1
本发明提供了一种秸秆发酵饲料的制备装置及方法，具体如图1和图2所示，包括粉碎单元、调剂单元、发酵单元、混料单元、输料单元1和包装单元2；
粉碎单元的出料口通过第一下料管道8与调剂单元的进料口连通，调剂单元包括调剂腔14和设置在调剂腔14内部的第一搅拌装置20；通过调剂单元向秸秆中加入发酵用到的辅料并将其与秸秆搅拌均匀，保证秸秆饲料的质量。
调剂单元的出料口通过第二下料管道21与发酵单元的进料口连通；发酵单元包括发酵腔22及设置在发酵腔22内部的水分监测模块和顶部的补水模块；如图2所示，水分监测模块包括水分传感器23、电动伸缩杆24、支撑杆25、升降杆26和水平移动装置，电动伸缩杆24设置在发酵腔22底部，支撑杆25固定在电动伸缩杆24的上端、且两端与发酵腔22滑动连接，水平移动装置设置在支撑杆25的上方，升降杆26下端与支撑杆25滑动连接，上端与水平移动装置连接，水分传感器23设置在升降杆26上，水平移动装置带动升降杆26和水分传感器23左右移动；电动伸缩杆24和水平移动装置可带动水分传感器23沿高度及水平方向随机移动，监测不同位置的水位，当监测大水分不足时可通过补水模块及时补水，节省劳力，提高生产效率。
发酵单元的出料口通过第三下料管道27与混料单元的进料口连通，混料单元包括混料腔9和设置在混料腔9内的第二搅拌装置10，混料单元可自动完成微生物菌剂与秸秆的混合工作，节省劳力。混料腔9的出料口与输料单元1的进料口连通，输料单元1的出料口与包装单元2的进料口连通。通过输料单元方便秸秆进入包装单元，最后通包装单元实现自动包装，整个流程实现了自动化操作，提高了饲料的制备质量和效率。
进一步地，本实施例中，水平移动装置包括第一电机28、丝杠29和丝杠螺母30；第一电机28固定设置在发酵腔22外壁，丝杠29一端穿过发酵腔22并与第一电机28的输出轴连接、另一端与发酵腔22转动连接，丝杠螺母30套接在丝杠29上并与丝杠29螺接，升降杆26上端与丝杠螺母30固定连接。第一电机28带动丝杠29转动，丝杠29带动丝杠螺母30沿着丝杠29水平移动，进而带水分传感器23沿水平方向移动。
进一步地，本实施例中，粉碎单元包括初级粉碎单元和二级粉碎单元，初级粉碎单元包括初级粉碎腔3和设置在初级粉碎腔3内的初级粉碎机构，初级粉碎腔3顶部设置有进料斗4，初级粉碎腔3下方设置有振动筛5，振动筛5上部一侧连接有吸料单元6；二级粉碎单元包括二级粉碎腔7和设置在二级粉碎腔7内的二级粉碎机构，吸料单元6与二级粉碎腔7连通，初级粉碎腔3和二级粉碎腔7的出料口均通过第一下料管道8与调剂单元的进料口连通，通过两级粉碎单元可对秸秆进行充分粉碎，提高秸秆的利用率。
进一步地，本实施例中，初级粉碎机构和二级粉碎机构均包括第二电机11、转轴12和设置在转轴12上的多个粉碎刀片13，第二电机11设置在初级粉碎腔3或二级粉碎腔7的外壁，转轴12设置在初级粉碎腔3或二级粉碎腔7内并与第二电机11的输出轴传动连接。
具体的，本实施例中，补水模块包括设置在发酵腔22内侧顶部的喷洒盘15和设置在喷洒盘15上的多个喷头16，喷头16与外部的水箱17通过水管18和压力泵19连通，通过多个喷头16实现水分的均匀喷洒。
进一步地，本实施例中，输料单元1为筒状输送带结构，吸料单元6包括吸料筒和设置在吸料筒内部的强力抽吸机，包装单元2为自动装袋机。
本实施例还提供了一种秸秆发酵饲料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、将秸秆加入初级粉碎单元中通过初级粉碎机构进行粉碎，粉碎后的秸秆通过振动筛5后符合长度要求的碎料进入调剂单元，不符合要求的通过吸料单元6吸到二级粉碎腔7内通过二级粉碎机构继续粉碎，粉碎后再进入调剂单元；
步骤2、在调剂单元中放入辅料，然后通过第一搅拌装置20将粉碎后的秸秆与辅料进行充分搅拌，搅拌均匀后混料进入发酵单元；
步骤3、在发酵单元中，通过电动伸缩杆24调节水分传感器23的高度、通过水平移动装置调节水分传感器23的水平位置，监测不同时刻不同位置的混料水分状况；当监测到的水分不足时，打开喷头16向混料进行补水；在水分充足的条件下进行初步发酵，初步发酵完成后秸秆进入混料单元；
步骤4、在混料单元中向初步发酵后的秸秆加入微生物菌剂，同时通过第二搅拌装置10对秸秆进行搅拌，进行二次发酵，二次发酵完成后秸秆进入输料单元1；
步骤5、通过输料单元1后对秸秆进行梳理，并依次进入包装单元2，通过包装单元2进行压缩打包装袋。
进一步地，本实施例中，辅料包括氮源、营养剂、饲料添加剂；微生物菌剂包括乳酸菌、酵母菌、纤维单孢菌和植物乳杆菌。
本实施例提供的秸秆发酵饲料的制备方法实现了自动化操作，生产的秸秆饲料适口性好、营养丰富、保存期长。
以上所述实施例仅为本发明较佳的具体实施方式，本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换，均属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种秸秆发酵饲料的制备装置，其特征在于，包括粉碎单元、调剂单元、发酵单元、混料单元、输料单元(1)和包装单元(2)；
所述粉碎单元的出料口通过第一下料管道(8)与所述调剂单元的进料口连通，所述调剂单元包括调剂腔(14)和设置在所述调剂腔(14)内部的第一搅拌装置(20)；
所述调剂单元的出料口通过第二下料管道(21)与所述发酵单元的进料口连通；所述发酵单元包括发酵腔(22)及设置在所述发酵腔(22)内部的水分监测模块和顶部的补水模块；所述水分监测模块包括水分传感器(23)、电动伸缩杆(24)、支撑杆(25)、升降杆(26)和水平移动装置，所述电动伸缩杆(24)设置在所述发酵腔(22)底部，所述支撑杆(25)固定在所述电动伸缩杆(24)的上端、且两端与所述发酵腔(22)滑动连接，所述水平移动装置设置在所述支撑杆(25)的上方，所述升降杆(26)下端与所述支撑杆(25)滑动连接，上端与所述水平移动装置连接，所述水分传感器(23)设置在所述升降杆(26)上，所述水平移动装置带动所述升降杆(26)和水分传感器(23)左右移动；
所述发酵单元的出料口通过第三下料管道(27)与所述混料单元的进料口连通，所述混料单元包括混料腔(9)和设置在所述混料腔(9)内的第二搅拌装置(10)，所述混料腔(9)的出料口与所述输料单元(1)的进料口连通，所述输料单元(1)的出料口与所述包装单元(2)的进料口连通。
2.根据权利要求1所述的秸秆发酵饲料的制备装置，其特征在于，所述水平移动装置包括第一电机(28)、丝杠(29)和丝杠螺母(30)；所述第一电机(28)固定设置在所述发酵腔(22)外壁，所述丝杠(29)一端穿过所述发酵腔(22)并与所述第一电机(28)的输出轴连接、另一端与所述发酵腔(22)转动连接，所述丝杠螺母(30)套接在所述丝杠(29)上并与所述丝杠(29)螺接，所述升降杆(26)上端与所述丝杠螺母(30)固定连接。
3.根据权利要求2所述的秸秆发酵饲料的制备装置，其特征在于，所述粉碎单元包括初级粉碎单元和二级粉碎单元，所述初级粉碎单元包括初级粉碎腔(3)和设置在所述初级粉碎腔(3)内的初级粉碎机构，所述初级粉碎腔(3)顶部设置有进料斗(4)，所述初级粉碎腔(3)下方设置有振动筛(5)，所述振动筛(5)上部一侧连接有吸料单元(6)；所述二级粉碎单元包括二级粉碎腔(7)和设置在所述二级粉碎腔(7)内的二级粉碎机构，所述吸料单元(6)与所述二级粉碎腔(7)连通，所述初级粉碎腔(3)和二级粉碎腔(7)的出料口均通过第一下料管道(8)与所述调剂单元的进料口连通。
4.根据权利要求3所述的秸秆发酵饲料的制备装置，其特征在于，所述初级粉碎机构和二级粉碎机构均包括第二电机(11)、转轴(12)和设置在所述转轴(12)上的多个粉碎刀片(13)，所述第二电机(11)设置在所述初级粉碎腔(3)或二级粉碎腔(7)的外壁，所述转轴(12)设置在所述初级粉碎腔(3)或二级粉碎腔(7)内并与所述第二电机(11)的输出轴传动连接。
5.根据权利要求4所述的秸秆发酵饲料的制备装置，其特征在于，所述补水模块包括设置在所述发酵腔(22)内侧顶部的喷洒盘(15)和设置在所述喷洒盘(15)上的多个喷头(16)，所述喷头(16)与外部的水箱(17)通过水管(18)和压力泵(19)连通。
6.根据权利要求5所述的秸秆发酵饲料的制备装置，其特征在于，所述输料单元(1)为筒状输送带结构，所述吸料单元(6)包括吸料筒和设置在所述吸料筒内部的强力抽吸机，所述包装单元(2)为自动装袋机。
7.根据根据权利要求1至6任一项所述的秸秆发酵饲料的制备装置的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、将秸秆加入初级粉碎单元中通过初级粉碎机构进行粉碎，粉碎后的秸秆通过振动筛(5)后符合长度要求的碎料进入调剂单元，不符合要求的通过吸料单元(6)吸到二级粉碎腔(7)内通过二级粉碎机构继续粉碎，粉碎后再进入调剂单元；
步骤2、在调剂单元中放入辅料，然后通过第一搅拌装置(20)将粉碎后的秸秆与辅料进行充分搅拌，搅拌均匀后混料进入发酵单元；
步骤3、在所述发酵单元中，通过电动伸缩杆(24)调节水分传感器(23)的高度、通过水平移动装置调节水分传感器(23)的水平位置，监测不同时刻不同位置的混料水分状况；当监测到的水分不足时，打开喷头(16)向混料进行补水；在水分充足的条件下进行初步发酵，初步发酵完成后秸秆进入混料单元；
步骤4、在混料单元中向初步发酵后的秸秆加入微生物菌剂，同时通过第二搅拌装置(10)对秸秆进行搅拌，进行二次发酵，二次发酵完成后秸秆进入输料单元(1)；
步骤5、通过输料单元(1)后对秸秆进行梳理，并依次进入包装单元(2)，通过包装单元(2)进行压缩打包装袋。
8.根据权利要求7所述的秸秆发酵饲料的制备方法，其特征在于，所述辅料包括氮源、营养剂、饲料添加剂。
9.根据权利要求7所述的秸秆纤维生物饲料的制备方法，其特征在于，所述微生物菌剂包括乳酸菌、酵母菌、纤维单孢菌和植物乳杆菌。
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