CN112916588A - 香榧残渣发酵装置及发酵方法 - Google Patents
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Abstract
香榧残渣发酵装置及发酵方法涉及香榧残渣的废物利用。香榧残渣发酵装置，包括壳体，壳体的内固定有电机，电机连接的转轴上固定有螺旋叶片。壳体内还设有发酵罐，发酵罐的上开口通过第一翻边与壳体的内侧壁连接，发酵罐的下开口通过第二翻边与壳体的出料口连接，壳体、第一翻边、发酵罐、第二翻边围成控温腔，控温腔内装有液态金属，液态金属内设有电加热丝。本专利制得的混合料可作为有机肥使用，也可以作为动物饲料的辅料使用，还可以直接作为动物饲料使用，还可以作为除臭吸湿原料使用，从而实现了对香榧残渣的价值开发和资源利用，为农户创收的同时，减少了环境污染。
Description
技术领域
本发明涉及农林领域，尤其涉及香榧残渣的废物利用。
背景技术
香榧，别名中国榧，俗称妃子树。为红豆杉目、红豆杉科、榧树属、常绿乔木，中国原产树种，是世界上稀有的经济树种，主要生长在中国南方较为湿润的地区，目前主要分布于中国安徽黟县、浙江诸暨、富阳等地。
据统计，单浙江诸暨百年以上的香榧树大约就有4万多株。随着中国政府对农业支持力度的持续和加大，想必香榧树的种植数量会持续增加。但针对香榧树的利用价值的开发还是比较缓慢，目前多主要集中在香榧果实的食用、香榧果实中有效物质的提取。而香榧树叶、香榧树皮、香榧果实外壳等香榧残渣，很多的情况下，都是被直接抛弃，十分可惜。
发明内容
本发明的目的在于提供一种香榧残渣发酵装置，以解决上述至少一个技术问题。
本发明的目的还在于提供一种香榧残渣发酵方法，利用香榧残渣发酵装置对香榧残渣进行发酵处理。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
香榧残渣发酵装置，包括壳体，所述壳体的内壁固定有安装板，所述安装板的顶部固定安装有电机；
所述电机的输出轴贯穿安装板并连接有转轴，所述转轴的外壁固定有螺旋叶片，所述转轴上固定套接有喇叭口朝下的喇叭盘，所述喇叭盘位于螺旋叶片的上方并与螺旋叶片的螺旋通道向相连通；
所述壳体内还设有发酵罐，所述喇叭盘、所述螺旋叶片被插入所述发酵罐内，所述发酵罐的上方设有上开口，所述上开口通过第一翻边与所述壳体的内侧壁连接，所述发酵罐的下方设有下开口；
所述壳体的底部开有出料口，所述出料口处设有用于密封所述出料口的端盖，所述发酵罐的下开口通过第二翻边与所述出料口连接，所述出料口、所述第二翻边、所述下开口构成出料通道；
所述壳体、所述第一翻边、所述发酵罐、所述第二翻边围成一密闭的腔体，以所述腔体作为控温腔，所述控温腔内装有液态金属，所述液态金属内设有电加热丝，所述电加热丝连接加热控制系统；
香榧残渣发酵装置，还包括送水通道，所述送水通道的出水端口连接有喷头，所述喷头位于所述安装板的下方；
香榧残渣发酵装置，还包括送料通道，所述送料通道的出料端口位于所述安装板的下方，所述送料通道的出料端口位于所述安装板的下方、所述喇叭盘的上方；
所述送水通道的进水端口、所述送料通道的进料端口均位于所述壳体外。
优选，所述安装板的顶部固定安装有电机、可拆卸安装有强磁铁或电磁铁,所述安装板上开有上下贯穿的通道，所述通道位于强磁铁或电磁铁的下方。从而利用强磁铁或电磁铁吸附香榧残渣中的重金属离子。
优选，所述电加热丝有两个，分别是第一电热丝、第二电热丝。本专利的两个电加热丝可分别或配合的对发酵罐加热，从而分别在发酵过程中为发酵罐内的香榧残渣提供发酵温度，在发酵结束后为发酵罐提供蒸除香榧残渣中的水分的蒸发温度。
进一步优选，所述第一电热丝、第二电热丝呈螺旋状的环绕设置在壳体的内侧壁上，第一电热丝、第二电热丝上下交替。该技术方案的创新点在于：1.对电加热丝的形状进行了选择，环绕的结构有利于保证发酵罐各处受热的均匀性。2.对电热丝的位置进行了选择，第一电热丝、第二电热丝都没有直接接触发酵箱，而是通过流动性较高的液体金属进行传热，可使发酵箱的受热更均匀，特别是当发酵箱外侧壁有凹凸、毛刺等结构时。3.上下交替的结构可以在单开其中一个电热丝时，依然可以保证升温的均匀性。
所述壳体的顶部铰接有盖板，所述盖板上开设有出气孔，所述安装板上开设有通孔，所述通孔和所述出气孔通过波纹管连通。从而在香榧残渣添加的过程中，为发酵罐内的已有气体提供排除通道，在香榧残渣的发酵和蒸除水分的过程中，为气体、蒸汽提供交换通道，在香榧残渣排除时，为发酵罐提供气体补充用的进气通道。
进一步优选，所述进料通道的进料端口处设有用于密封所述进料端口的密封板，所述密封板的内部设有气道。在密封板的内部设有气道的情况下，可以不设出气孔、通孔、波纹管，直接以气道代替出气孔、通孔、波纹管所形成的通道。
香榧残渣发酵方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：向香榧发酵装置的发酵罐内加入水、香榧残渣；
步骤二：开启香榧发酵装置的电机将香榧残渣打碎；
步骤三：向香榧发酵装置内加入发酵菌剂，使香榧残渣发酵；
步骤四：使发酵罐升温，蒸除发酵后的香榧残渣内的水分。
优选，步骤五：将蒸除水分后的香榧残渣排除壳体。
优选，步骤二中打碎的同时，利用强磁铁或电磁铁吸除物料中的重金属离子。
优选，步骤三发酵开始时，利用香榧发酵装置的其中一根电加热丝对发酵罐进行加热，从而为发酵菌剂提供适合发酵的温度。
有益效果：本专利制得的混合料可作为有机肥使用，也可以作为动物饲料的辅料使用，还可以直接作为动物饲料使用，还可以作为除臭吸湿原料使用，从而实现了对香榧残渣的价值开发和资源利用，为农户创收的同时，减少了环境污染。
附图说明
图1为香榧残渣发酵装置的一种结构的结构示意图；
图2为香榧残渣发酵装置的一种结构的剖面图；
图3为香榧残渣发酵装置的另一种结构的剖面图
图4为图3中A部的局部放大图；
图5为安装板的一种结构的仰视图；
图6为密封板的一种结构示意图。
图中：1壳体、2发酵罐、3液态金属、4支撑腿、5水箱、6水泵、7卡槽、8送水通道、9安装板、10盖板、11保护壳、12波纹管、13密封板、14进料端口、15电子阀门、16关断阀、17进料通道、18第一固定板、19刻度尺、20辅料加入管道、21储料箱、22进料管、23第二固定板、24离心泵机、25电加热丝、26第二翻边、27螺旋叶片、28旋切刀、29喇叭盘、30卡销、31第三固定板、32喷头、33转轴、34电机、35过滤网、36开口。
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。
参照图1-6，香榧残渣发酵装置，包括壳体1，壳体1的内壁固定有安装板9，安装板9的顶部安装有电机34，电机34的输出轴贯穿安装板9并连接有转轴33，转轴33的外壁固定有螺旋叶片27，转轴33上固定套接有喇叭口朝下的喇叭盘29，喇叭盘29位于螺旋叶片27的上方并与螺旋叶片27的螺旋通道向相连通。
所述发酵罐的上方设有上开口，所述上开口通过第一翻边与所述壳体的内侧壁连接，所述发酵罐的下方设有下开口。所述壳体的底部开有出料口，所述出料口处设有用于密封所述出料口的端盖，所述发酵罐的下开口通过第二翻边26与所述出料口连接，所述出料口、所述第二翻边26、所述下开口构成出料通道。所述壳体、所述第一翻边、所述发酵罐、所述第二翻边26围成一密闭的腔体，以所述腔体作为控温腔，所述控温腔内装有液态金属3和电加热丝25，壳体1的顶部铰接有盖板10，盖板10上开设有出气孔，安装板9上开设有通孔，通孔内安装有电子阀门15，通孔的上方连通有波纹管12，波纹管12的顶部与出气孔相连通，波纹管12内安装有过滤网35，过滤网35内设置有活性炭。壳体1的侧面安装有水箱5，水箱5的顶部连通有送水通道8，送水通道8上设置有水泵6，送水通道8贯穿壳体1和安装板9并连通有喷头32。壳体1的外侧固定有储料箱21，储料箱21装有膨润土，所述出料通道的侧壁上设有辅料端口，所述辅料端口连接辅料加入管道20，通过辅料加入管道20加入膨润土，所述出料通道上还开有出料口；自辅料端口至出料口的这段出料通道内设有旋转轴，所述旋转轴上装有旋转叶片，所述旋转叶片在香榧残渣和膨润土产生的向下挤压力下转动，并在转动过程中将香榧残渣和彭润土混合。辅料加入管道20上可以设有离心泵机24，从而为膨润土加入提供驱动力。可以壳体远离水箱的一侧设有第二固定板，储料箱21坐在第二固定板上。从而利用第二固定板抬高储料箱21的位置，方便出料。
盖板10的顶部插接有螺栓，螺栓与壳体1螺纹连接，安装板9的底部固定有第三固定板31，第三固定板31上开设有与转轴33相配合的孔，喷头32安装在第三固定板31的底部，第三固定板31的底部通过连接杆固定有第一固定板18，第一固定板18上开设有加料口，加料口连通有进料通道17，进料通道17贯穿壳体1，壳体1的侧面安装有进料端口14，进料通道17与进料端口14相连通，进料通道17上设置有关断阀16，安装板9的顶部安装有保护壳11，电机34位于保护壳11内，壳体1的底部固定有支撑腿4，支撑腿4的底部固定有支撑垫。第一翻边可以用卡槽7、卡销30代替。从而利用卡槽、卡销的结构方便控温腔打开。壳体1的内壁开设有卡槽7，发酵罐2的侧面固定有卡销30，卡销30卡接于卡槽7内，储料箱21的侧面连通有进料管22，进料管22上设置有阀门。壳体1的侧面为透明钢化玻璃，透明钢化玻璃的侧面安装有刻度尺19。
香榧残渣发酵方法包括如下步骤：
步骤一：打开密封板13，通过进料端口14、进料通道17向发酵罐2内加入香榧残渣，启动水泵6，水泵6将水箱5内的水抽取到送水通道8内，通过喷头32喷出向发酵罐2内注水，至水没过香榧残渣后关闭水泵6。
为了方便香榧残渣加入，进料端口呈喇叭口状，进料端口的内径自下而上逐渐增大。密封板呈塞子状，密封板的顶部设有拉环，密封板的最小外径大于进料端口的最小内径，密封板的最大外径小于进料端口的最大内径。优选，密封板的外径自下而上逐渐增大。密封板外径的倾斜程度优选与进料端口的内径的倾斜程度一直。从而保证密封性。还优选密封板的外径自下而上先逐渐增大再逐渐减小，从而在中间形成腰部。密封板的内部设有气道，气道的一个开口位于密封板的底部，另一个开口36位于密封板的侧壁上，位于所述腰部的上方。本专利在密封板上增设了气道，并优化了气道的走向，从而当发酵罐2内的气体排出时，气体吹向位于密封板斜上方的进料端口的侧壁，一方面，相对于直上直下吹的方式，可释放掉部分向上的力，可有效避免密封板被吹出；另一方面，吹向进料端口侧壁的气体，特别是在下面的步骤中可能产生的蒸汽具有高温、高压的特点，对进料端口具有杀菌、除异物的效果。
优选，喷头32的高度高于进料通道17的出料口。进料通道17包括位于下方的横向延伸的第一管路，位于上方的纵向延伸的第二管路，第一管路的一端通过第一弯管连接出料口，第一管路的另一端通过第二弯管连接第二管路的下端口，所述第二弯管上开有溢液口。在先进香榧残渣再进水的情况下，香榧残渣在发酵罐2内的高度不会高于进料通道17的出料口，如过于后就会出现添料阻力大的情况，可在添料阻力变大时停止添料，从而控制香榧残渣的一次处理量，同时，保证发酵罐2内的香榧残渣呈疏松状态而不是密实状态，进而方便水的浸入。本专利在第二弯管上增加了溢流口，可根据溢流口的溢流情况判断水位是否到达出料口，在水位到达出料口时停止加水，一方面避免水浪费，另一方面，可定量的控制香榧残渣与水的混合比例。本专利还允许一边注水、一边填料的，从而使混合均匀。本专利优选的是先注水再填料的方式，该方式可以利用已经注入的水快速分散加入的填料，使香榧残渣分散均匀。出料口和喷头32相对于发酵罐2的高度与发酵罐的容积相关，以水和香榧残渣的混合程度为评价标准，可通过有限次实现选定，不需要创造性的劳动，故不再展开。
可以，水箱5内的水中添加有四氧化三铁纳米颗粒，四氧化三铁纳米颗粒随水进入发酵罐2内，四氧化三铁颗粒和香榧残渣中含有的重金属离子钝化反应，形成氢氧化铁包覆的重金属离子。安装板的上端面上可拆卸的设有电磁铁或强磁体，安装板上开有上下贯穿的通道，所述通道位于所述电磁体或强磁铁的下方，氢氧化铁包覆的重金属离子在电磁铁或强磁体的吸附作用下穿过通道，被吸附在安装板的上端面上的电磁体或强磁铁上。通道优选内径自上而下逐渐变小的通道。以利用通道内径的变化卡住电磁体或强磁铁，避免在电机转动过程中，电磁体或强磁铁晃动移位。参照图5，图5中位于中间的孔是用于穿过电机输出轴的孔。四个方方的是前面提到的通道。剩余的两个小孔，一个内部固定有电子阀门15，另一个用过穿过供水通道。
一次处理过程完成后，打开盖板10，取出电磁铁或强磁铁去除吸附在上面的重金属。新的一次处理开始前，放入磁铁或强磁铁。吸附的过程和搅拌的过程是相互促进的，搅拌的过程可以将位于下部的氢氧化铁包覆的重金属离子翻到发酵罐2上部来，从而减小氢氧化铁包覆的重金属离子到电磁铁或强磁体的距离，并减小电磁铁或强磁体吸附电磁铁或强磁体所收到的阻力。而电磁铁或强磁体所产生的吸附力，可以吸引氢氧化铁包覆的重金属离子向上运动，氢氧化铁包覆的重金属离子的向上运动行为能够增加发酵罐2内运动的无序性和颗粒之间的相互作用力，从而使重金属离子更多的析出，并更好的与四氧化三铁纳米颗粒反应。最终降低香榧残渣中重金属含量。
步骤二：启动电机34，使电机34正转，电机34的输出轴带动转轴33转动使螺旋叶片27和旋切刀28转动，螺旋叶片27将香榧残渣搅拌均匀的同时将其向上输送，在喇叭盘29离心力的作用下向发酵罐2内均匀掉落，旋切刀28将掉落的香榧残渣切割粉碎。
本专利放弃了先发酵沥水，再切割粉碎的方式，选择在发酵前进行粉碎，一方面，利用螺旋叶片、旋切刀、喇叭盘所形成的搅拌装置，进一步增加香榧残渣在水中的分散度，另一方面，在搅拌装置搅拌和旋切刀切割的双重作用下，使香榧残渣的颗粒更小。
步骤三：通过进料端口14和进料通道17向发酵罐2内加入发酵菌剂，使发酵罐2的香榧残渣发酵。
步骤三可以在步骤二的过程中进行。从而利用搅拌桨将发酵菌剂更好的分散到香榧残渣中，从而提高后期香榧残渣1的发酵效果。步骤三中，可以关闭电机34，启动第一电热丝，第一电热丝通过液态金属3对发酵罐2内的香榧残渣进行加热，到达预定时间后，关闭第一电热丝。
步骤四：启动第二电热丝，第二加热丝通过液态金属3对发酵罐2内的香榧残渣进行加热，到达预定时间后，关闭第二电热丝。
本专利的第一电热丝、液体金属构成恒温系统，可为发酵罐2内发酵菌剂提供需要的反应温度。实际上，发酵的过程中，香榧残渣会自己产生热量，而且随着发酵时间的增加，实际温度会逐渐增加。但第一电热丝在发酵刚开始的作用是比较明显的，可有效缩短整个发酵过程的用时。所以第一电热丝并不是鸡肋，而且是非常有意义的。
本专利的第二电热丝、液体金属构成蒸发系统，可在熟化后蒸出发酵罐2内的水分。这里的蒸出不要求全部蒸出，可以是部分，只要能进一步减少香榧残渣内的含水量即可。
本专利的第一电热丝、第二电热丝都没有直接接触发酵箱，而是通过流动性较高的液体金属进行传热，可使发酵箱的受热更均匀，特别是当发酵箱外侧壁有凹凸、毛刺等结构时。
第一电热丝、第二电热丝均优选呈螺旋状的环绕设置在壳体1的内侧壁上。从而使各处热量更均匀。第一电热丝、第二电热丝间隔设置。
步骤五：启动电机34，使电机34反转，电机34的输出轴带动转轴33转动使螺旋叶片27和旋切刀28转动，螺旋叶片27推动香榧残渣向下输送，并通过出料通道排出发酵箱。
本专利通过电机34反转，使物料在步骤五中能够向下运动，并成功出料，相对于其它的出料方式结构简单、成本低。
优选，所述出料通道的侧壁上设有辅料端口，所述辅料端口连接辅料加入管道，通过辅料加入管道加入膨润土，所述出料通道上还开有出料口；自辅料端口至出料口的这段出料通道内设有旋转轴，所述旋转轴上装有旋转叶片，所述旋转叶片在香榧残渣和膨润土产生的向下挤压力下转动，并在转动过程中将香榧残渣和彭润土混合。旋转轴、旋转叶片的结构和设置方式可以参考双料美缝剂所使用的混合胶嘴内的转轴和叶片的结构和设置方式，不再详述。膨润土是以蒙脱石为主要矿物成分的非金属矿产，彭润土的加入，一方面，可以提高最终产品的钙含量和钠含量，另一方面，可吸收香榧残渣内的水分，延长最终产品的保质期。此外，彭润土的加入，还可以增加最终产品的滑感，从而在作为动物饲料使用时，改善动物的食用体验。
本专利通过对香榧提取后的残渣进行发酵，对香榧残渣中的有效物质进行了有效净化，发酵后的香榧残渣可作为有机肥使用。也可以添加至动物饲料中使用。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.香榧残渣发酵装置，包括壳体，所述壳体的内壁固定有安装板，所述安装板的顶部固定安装有电机；
所述电机的输出轴贯穿安装板并连接有转轴，所述转轴的外壁固定有螺旋叶片，所述转轴上固定套接有喇叭口朝下的喇叭盘，所述喇叭盘位于螺旋叶片的上方并与螺旋叶片的螺旋通道向相连通；
所述壳体内还设有发酵罐，所述喇叭盘、所述螺旋叶片被插入所述发酵罐内，所述发酵罐的上方设有上开口，所述上开口通过第一翻边与所述壳体的内侧壁连接，所述发酵罐的下方设有下开口；
所述壳体的底部开有出料口，所述出料口处设有用于密封所述出料口的端盖，所述发酵罐的下开口通过第二翻边与所述出料口连接，所述出料口、所述第二翻边、所述下开口构成出料通道；
所述壳体、所述第一翻边、所述发酵罐、所述第二翻边围成一密闭的腔体，以所述腔体作为控温腔，所述控温腔内装有液态金属，所述液态金属内设有电加热丝，所述电加热丝连接加热控制系统；
香榧残渣发酵装置，还包括送水通道，所述送水通道的出水端口连接有喷头，所述喷头位于所述安装板的下方；
香榧残渣发酵装置，还包括送料通道，所述送料通道的出料端口位于所述安装板的下方，所述送料通道的出料端口位于所述安装板的下方、所述喇叭盘的上方；
所述送水通道的进水端口、所述送料通道的进料端口均位于所述壳体外。
2.根据权利要求1所述的一种香榧残渣发酵装置，其特征在于，所述安装板的顶部固定安装有电机、可拆卸安装有强磁铁或电磁铁,所述安装板上开有上下贯穿的通道，所述通道位于强磁铁或电磁铁的下方。
3.根据权利要求1所述的一种香榧残渣发酵装置，其特征在于，所述电加热丝有两个，分别是第一电热丝、第二电热丝。
4.根据权利要求3所述的一种香榧残渣发酵装置，其特征在于，所述第一电热丝、第二电热丝呈螺旋状的环绕设置在壳体的内侧壁上，第一电热丝、第二电热丝上下交替。
5.根据权利要求1所述的一种香榧残渣发酵装置，其特征在于，所述壳体的顶部铰接有盖板，所述盖板上开设有出气孔，所述安装板上开设有通孔，所述通孔和所述出气孔通过波纹管连通。
6.根据权利要求1所述的一种香榧残渣发酵装置，其特征在于，所述进料通道的进料端口处设有用于密封所述进料端口的密封板，所述密封板的内部设有气道。
7.香榧残渣发酵方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：向权利要求1-6中任意一项所述的香榧发酵装置的发酵罐内加入水、香榧残渣；
步骤二：利用香榧发酵装置的电机将香榧残渣打碎；
步骤三：向香榧发酵装置内加入发酵菌剂，使香榧残渣发酵；
步骤四：使发酵罐升温，蒸除发酵后的香榧残渣内的水分。
8.根据权利要求7所述的香榧残渣发酵方法，其特征在于，步骤五：将蒸除水分后的香榧残渣排除壳体。
9.根据权利要求7所述的香榧残渣发酵方法，其特征在于，步骤二中打碎的同时，利用强磁铁或电磁铁吸除物料中的重金属离子。
10.根据权利要求7所述的香榧残渣发酵方法，其特征在于，步骤三发酵开始时，利用香榧发酵装置的其中一根电加热丝对发酵罐进行加热，从而为发酵菌剂提供适合发酵的温度。
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