CN113416100A - 一种快速腐熟设备及有机肥的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种快速腐熟设备及有机肥的制备方法，涉及发酵设备及有机肥制备技术领域，包括：发酵仓，所述发酵仓顶部设有进料口；搅拌系统，所述搅拌系统设置于所述发酵仓内部，且所述搅拌系统与所述发酵仓的侧壁相连接；所述搅拌系统包括转轴和至少一个搅拌单元；加热系统，所述加热系统与所述发酵仓外壁相连接，且适于加热所述发酵仓。本发明的快速腐熟设备结构紧凑，操作简单，且占地空间小，在基于快速腐熟设备制备有机肥的过程中无需较多的人力操作，成本低且污染小。

Description

一种快速腐熟设备及有机肥的制备方法

技术领域

本发明涉及发酵设备及有机肥制备技术领域，具体而言，涉及一种快速腐熟设备及有机肥的制备方法。

背景技术

随着人们对环境保护、土壤循环利用、农产品安全性认知的逐步提高，越来越多的关注聚焦到秸秆等有机废弃物的资源回收利用方面。将有机废弃物“变废为宝”资源化利用，得到绿色无污染的生物有机肥和生物饲料，可极大地提高有机废弃物的利用价值，实现资源的再利用。

然而，传统的通过有机废弃物制备有机肥的方法需要较长的发酵时间，且占地空间大，需要投入较多的设备和人力，成本较高，同时产生的废气污水如不妥善处理则会污染周边环境。

发明内容

本发明解决的问题是如何解决传统有机肥制备过程中发酵时间长，占地空间大且成本高的问题。

为解决上述问题，本发明提供一种快速腐熟设备，包括：

发酵仓；

搅拌系统，所述搅拌系统设置于所述发酵仓内部，所述搅拌系统包括转轴和至少一个搅拌单元，所述搅拌单元包括分层设置的第一螺旋搅拌带、第二螺旋搅拌带和分别垂直于所述转轴设置的第一连接支柱、第二连接支柱，所述第一螺旋搅拌带通过两个间隔且反向设置的所述第一连接支柱环绕所述转轴设置，所述第二螺旋搅拌带通过两个间隔且反向设置的所述第二连接支柱环绕所述转轴设置，且所述第一连接支柱的长度大于所述第二连接支柱的长度；

加热系统，所述加热系统适于加热所述发酵仓。

进一步地，多个所述第一连接支柱与多个所述第二连接支柱沿所述转轴的轴向交错且间隔设置于所述转轴上，且所述第一螺旋搅拌带相对于所述第二螺旋搅拌带反向环绕所述转轴设置。

进一步地，所述发酵仓外壁设有加热通道，所述加热通道沿所述发酵仓的长度方向呈连续折线形排布，且所述加热通道与所述加热系统相连通。

进一步地，所述发酵仓还包括保温结构，所述保温结构沿所述发酵仓外壁设置，且所述保温结构包覆所述加热通道。

进一步地，所述快速腐熟设备还包括除湿系统，所述除湿系统与所述发酵仓相连通，以去除所述发酵仓内的湿气。

进一步地，所述除湿系统包括除湿风机、气体管路和冷凝水箱，所述除湿风机与所述发酵仓相连通，所述气体管路的一端与所述除湿风机相连通，所述气体管路的另一端与所述冷凝水箱相连通，且所述气体管路适于将所述发酵仓内的湿气排放到所述冷凝水箱。

进一步地，所述发酵仓为卧式发酵仓，且所述卧式发酵仓的下半部为弧形结构。

进一步地，所述发酵仓的顶部和底部分别设有进料口和出料口。

进一步地，所述进料口和/或所述出料口处设有密封板，所述密封板与所述发酵仓外壁滑动连接，且所述密封板适于通过滑动打开或关闭所述进料口或所述出料口。

本发明所述的快速腐熟设备相对于现有技术的优势在于，所述快速腐熟设备通过搅拌系统和加热系统对发酵仓内的有机废弃物同步作用，加快发酵进程，实现快速腐熟有机废弃物，得到有机肥，同时，本发明中的搅拌系统通过分层设置的第一螺旋搅拌带和第二螺旋搅拌带以及垂直于所述转轴设置的第一连接支柱、第二连接支柱，实现对发酵仓内的有机废弃物的充分搅拌，有利于有机废弃物的快速腐熟，且本发明的快速腐熟设备结构紧凑，操作简单，且占地空间小，无需较多的人力操作，成本低，污染小。

为解决上述问题，本发明还提供了一种有机肥的制备方法，基于上述所述的快速腐熟设备，包括如下步骤：

步骤S1，启动所述快速腐熟设备进行加热，使发酵仓内温度达到140-160℃；

步骤S2，将经过处理的有机废弃物投入到所述发酵仓，并进行搅拌；

步骤S3，待所述发酵仓内的所述有机废弃物的温度达到30-35℃时，加入酵素；

步骤S4，待所述发酵仓内的所述有机废弃物的温度达到60-80℃时，停止加热，并继续搅拌1-3h后，完成有机肥的制备。

本发明所述的有机肥的制备方法和所述的快速腐熟设备相较于现有技术的优势相同，在此不再赘述。

附图说明

图1为本发明实施例中的快速腐熟设备的结构示意图；

图2为本发明实施例中的快速腐熟设备的结构示意图；

图3为本发明实施例中的快速腐熟设备的正视图；

图4为本发明实施例中的快速腐熟设备的俯视图；

图5为本发明实施例中的快速腐熟设备的右视图；

图6为本发明实施例中的快速腐熟设备的左视图；

图7为本发明实施例中的快速腐熟设备的立体结构示意图；

图8为本发明实施例中的快速腐熟设备的立体结构示意图。

附图标记说明：

1-发酵仓；11-进料口；12-出料口；13-气压缸；2-搅拌系统；20-搅拌单元；21-转轴；201-第一螺旋搅拌带；202-第二螺旋搅拌带；203-第一连接支柱；204-第二连接支柱；3-加热系统；31-加热通道；4-除湿系统；41-除湿风机；42-气体管路；43-冷凝水箱。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

需要说明的是，本文提供的坐标系XYZ中，X轴正向代表的右方，X轴的反向代表左方，Y轴的正向代表后方，Y轴的反向代表前方，Z轴的正向代表上方，Z轴的反向代表下方。同时，要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

本发明实施例提供了一种快速腐熟设备，包括：

发酵仓1；

搅拌系统2，搅拌系统2设置于发酵仓1内部，搅拌系统2包括转轴21和至少一个搅拌单元20，搅拌单元20包括分层设置的第一螺旋搅拌带201、第二螺旋搅拌带202和分别垂直于转轴21设置的第一连接支柱203、第二连接支柱204，第一螺旋搅拌带201通过间隔且反向设置的两个第一连接支柱203环绕转轴21设置，第二螺旋搅拌带202通过两个间隔且反向设置的第二连接支柱204环绕转轴21设置，且第一连接支柱203的长度大于第二连接支柱204的长度；需要说明的是第一连接支柱203和第二连接支柱204的长度是指沿转轴21径向的长度；

加热系统3，加热系统3适于加热发酵仓1。

本发明实施例所述的快速腐熟设备通过搅拌系统2和加热系统3对发酵仓1内的有机废弃物同步作用，加快发酵进程，实现快速腐熟有机废弃物，得到有机肥，同时，本发明实施例中的搅拌系统2通过分层设置的第一螺旋搅拌带201和第二螺旋搅拌带202以及垂直于所述转轴21设置的第一连接支柱203、第二连接支柱204，实现对发酵仓1内的有机废弃物的充分搅拌，有利于有机废弃物的快速腐熟，且本实施例的快速腐熟设备结构紧凑，操作简单，且占地空间小，无需较多的人力操作，成本低，污染小。

如图4、图7和图8所示，本实施例中的发酵仓1包括上盖，上盖上设有至少一个进料口11，在一个具体的实施例中，可在上盖的两端分别设置相对的两个进料口11，以实现同时添加有机废弃物，或者利用靠近所述有机废弃物的进料口11进料，实现短距离快速给料，提高操作效率。

结合图1和图2所示，本实施例中的搅拌系统2的转轴21与减速电机相连接，以控制转轴21旋转。与转轴21相连接的搅拌单元20，可以根据转轴21的长度设置多个搅拌单元20，多个搅拌单元20可以依次沿转轴21排列且互呈夹角，实现沿转轴21的轴向分段搅拌，在轴向上实现错层搅拌，提高搅拌效率，使有机废气物更快腐熟发酵。结合附图，本实施例搅拌单元20的第一螺旋搅拌带201的两端与两个第一连接支柱203相连接，第一螺旋搅拌带201环绕转轴21设置，两个第一连接支柱203相隔一定的距离且反向垂直于转轴21，且与转轴21相连接。

在一些具体的实施例中，两个第一连接支柱203反向设置于所述转轴21的两侧，则第一螺旋搅拌带201呈180°环绕转轴21设置，通过控制转轴21旋转速率，即可精确控制搅拌的效率。本实施例的第二螺旋搅拌带202的设置与第一螺旋搅拌带201的设置相同，其中与第二螺旋搅拌带202相连接的两个第二连接支柱204中的一个设置于所述两个第一连接支柱203之间，因第一连接支柱203和第二连接支柱204的长度不同，因此第一螺旋搅拌带201和第二螺旋搅拌带202沿转轴21的径向分层设置，且第一螺旋搅拌带201靠近发酵仓的内壁设置，第二螺旋搅拌带202相对于第一螺旋搅拌带201靠近转轴21设置，同时两个第一连接支柱203与两个第二连接支柱204交错设置，使得部分第一螺旋搅拌带201和部分第二螺旋搅拌带202沿转轴21的轴向存在部分重合，在搅拌的过程中，分层的第一螺旋搅拌带201和第二螺旋搅拌带202对发酵仓1内的有机废弃物实现分层搅拌，即考虑到内层的有机废弃物的充分搅拌，又兼顾靠近发酵仓1内壁的外层的有机废弃物的搅拌，实现位于不同层的有机废弃物的充分搅拌，防止局部过热影响腐熟效果，或受热不均影响腐熟效率，同时在第一螺旋搅拌带201和部分第二螺旋搅拌带202分层设置的前提下，存在重叠部分的第一螺旋搅拌带201和部分第二螺旋搅拌带202还能够实现不同位置的有机废弃物之间的错层搅拌，让搅拌更加均匀。

在一些具体的实施例中，多个第一连接支柱203与多个第二连接支柱204沿转轴21的轴向交错且间隔设置于转轴21上，且第一螺旋搅拌带201相对于第二螺旋搅拌带202反向环绕转轴21设置。

如图1和图2所示，本实施例中的第一螺旋搅拌带201相对于第二螺旋搅拌带202反向环绕转轴21设置，例如，第一螺旋搅拌带201沿顺时针方向环绕转轴21设置，同时第二螺旋搅拌带202沿逆时针方向环绕转轴21设置，或者第一螺旋搅拌带201沿逆时针方向环绕转轴21设置，同时第二螺旋搅拌带202沿顺时针方向环绕转轴21设置，当转轴在减速电机的带动下转动时，使发酵仓1内的有机废弃物由于受到来自第一螺旋搅拌带201和第二螺旋搅拌带202相反方向的搅拌推力，实现了有机废弃物之间的错动，有利于热量的传导，使搅拌更充分，进而提高腐熟效率，减少制备有机肥的时间。

在一些具体的实施例中，发酵仓1为圆柱形罐体，第一连接支柱203的长度接近发酵仓1的半径，则第一螺旋搅拌带201靠近发酵仓1内壁设置，充分搅拌处于外层的有机废弃物，防止出现搅拌死角，降低腐熟效率，在本实施例中的第二连接支柱204的长度小于等于发酵仓1的半径，则第二螺旋搅拌相对于第一螺旋搅拌带201靠近转轴21设置，实现对靠近转轴21的物料的搅拌。

进一步地，作为上一个实施例的扩展，本实施例中的加热系统3用于加热发酵仓1，提高发酵仓1内有机废弃物的温度，实现快速腐熟有机废弃物，缩短发酵时间。在一些具体的实施例中，发酵仓1外壁设有加热通道31，加热通道31沿发酵仓1的长度方向呈连续折线形排布，且加热通道31与加热系统3相连通。

如图1至图8所示，本实施例中的加热通道31与加热系统3相连接，加热系统3可为电加热导热油箱，电加热导热油箱的导热介质进入发酵仓1的加热通道31，通过加热通道31对发酵仓1加热。具体地，本实施例中的加热通道31设置于发酵仓1的下部，沿发酵仓1的长度方向呈连续折线形紧密排布，并覆盖发酵仓1的下部，当导热介质进入加热通道31后，沿发酵仓1的下部呈折线形连续循环流动，实现对发酵仓1的加热。本实施例的电加热导热油箱通过导热介质进入加热通道31进行循环加热的方式，使发酵仓1受热均匀，且加热效率高，升温速度快，温度可控性强。需要说明的是发酵仓1的长度方向是指图中X轴的方向。

在一些具体的实施例中，发酵仓1还包括保温结构，保温结构沿发酵仓1外壁设置，且保温结构包覆加热通道31。

如图2所示，本实施例中的保温结构包覆加热通道31的外部，所述的加热通道31的外部指的是加热通道31远离发酵仓1外壁的方向的部分，为了防止热量流失，保温结构包裹住发酵仓1的下部，并将加热通道31包覆于发酵仓1外壁和保温结构之间，提高了热量利用率，降低加热耗费的成本。

在一些具体的实施例中，快速腐熟设备还包括除湿系统4，除湿系统4与发酵仓1相连通，以去除发酵仓1内的湿气。

如图1、图3至图8所示，本实施例中的除湿系统4用于降低发酵仓1内腐熟后有机肥的湿度，可根据除湿系统4的除湿效率和后期所需的有机肥的湿度对发酵仓1内有机肥计划性除湿，控制有机废弃物腐熟后得到的有机肥的湿度。

在一些具体的实施例中，除湿系统4包括除湿风机41、气体管路42和冷凝水箱43，除湿风机41与发酵仓1相连通，气体管路42的一端与除湿风机41相连通，气体管路42的另一端与冷凝水箱43相连通，且气体管路42适于将发酵仓1内的湿气排放到冷凝水箱43。

如图1、图3至图8所示，本实施例中除湿风机41可采用对数螺旋机壳和内部为叶轮结构的风机，该风机具有结构紧凑，震动小，使用调节方便等特点。本实施例中的气体管路42用于将除湿风机41抽出的发酵仓1内的湿气导入到冷凝水箱43中，湿气进入冷凝水箱43后，液化成水，实现湿气的回收，防止对环境产生影响，本实施例的除湿系统4结构简单，除湿效果明显，易操作且成本低。

在一些具体的实施例中，发酵仓1为卧式发酵仓，且卧式发酵仓的下半部为弧形结构。

如图2所示，本实施例中的卧式发酵仓，相对于立式发酵仓能更好地摊铺有机废气物，防止堆积高度过高导致有机废弃物上层物料对下次产生积压而影响腐熟效率，同时卧式发酵仓的弧形结构配合搅拌系统2能够在减少搅拌系统2的搅拌压力的同时，充分地对有机废弃物进行搅拌，防止出现搅拌不到的死角，并且能够使发酵仓1内有机废弃物受热均匀，提高腐熟效率。

在一些具体的实施例中，发酵仓1的顶部和底部分别设有进料口11和出料口12。

如图2和图3所示，本实施例中在发酵仓1的顶部设置至少一个进料口11，方便给料。将出料口12设置于发酵仓1的底部，利用重力作用卸出发酵仓1内的有机肥，可减少动力源的设置，节省成本，简化操作。

在一些具体的实施例中，进料口11和/或出料口12处设有密封板，密封板与发酵仓1外壁滑动连接，且密封板适于通过滑动打开或关闭进料口11或出料口12。

本实施例中在出料口12设置了密封板，密封板和发酵仓1上设有相互配合的滑动机构，具体可为滑块和滑轨，或齿条和齿轮。当需要打开或者关闭出料口12时，密封板利用滑动机构相对发酵仓1滑动，以打开或者关闭出料口12。本实施例中的进料口11也可设置密封板，具体结构同出料口12相同，以控制打开或者关闭进料口11。

在一些具体的实施例中，快速腐熟设备还包括气压缸13，所述气压缸13与密封板相连接，适以驱动密封板沿发酵仓1外壁滑动。

如图2和图5所示，本实施例中的气压缸13一端与发酵仓1外壁相连接，或者与承托发酵仓1的设备架相连接，另一端连接密封板，当气压缸13驱动密封板移动时，所述密封板沿滑动机构限定的方向打开或者关闭进料口11或者出料口12，实现进料口11或者出料口12的自动化控制。

本发明实施例还提供了一种有机肥的制备方法，基于上述的快速腐熟设备，包括如下步骤：

步骤S1，启动快速腐熟设备进行加热，使发酵仓1内温度达到140-160℃；

步骤S2，将经过处理的有机废弃物投入到发酵仓1，并进行搅拌；

步骤S3，待发酵仓1内的有机废弃物的温度达到30-35℃时，加入酵素；

步骤S4，待发酵仓1内的有机废弃物的温度达到60-80℃时，停止加热，并开始计时，继续搅拌1-3h后，完成有机肥的制备。

如图1至图8所示，本实施例中的步骤S1，启动快速腐熟设备进行加热，即打开电加热导热油箱对发酵仓1加热，在导热介质沿加热通道31循环加热的作用下，使发酵仓1内温度达到140-160℃；可在发酵仓1内设置温度采集器以观测发酵仓1内的温度。

本实施例中的步骤S2，将经过处理的有机废弃物投入到发酵仓1，并进行搅拌；经过处理的有机废弃物是指经过粉碎处理的秸秆、木耳菌袋、菇类菌袋和畜禽粪等。

本实施例中的步骤S3，待发酵仓1内的有机废弃物的温度达到30-35℃时，加入酵素；本实施例通过在稳定控制的环境下喂养微生物萃取出酵素。快速处理有机废弃物，使其裂解成有机质肥料，相较于传统堆肥法依赖微生物菌种长时间分解有机物制备有机肥的方法，时间短且效率高。

本实施例中的步骤S4，待发酵仓1内的有机废弃物的温度达到60-80℃时，停止加热，并开始计时，继续搅拌1-3h后，完成有机肥的制备。本实施例将有机废弃物加热到利于腐熟的温度后，在酵素的分解作用以及搅拌系统2的搅拌作用下，快速发酵，实现有机肥的快速腐熟，提高了有机肥的制备效率，同时本发明的快速腐熟设备结构紧凑，操作简单，且占地空间小，无需较多的人力操作，成本低且污染小。

在一个具体的实施例中，有机肥的制备方法，基于上述的快速腐熟设备，包括如下步骤：

启动快速腐熟设备进行加热，使发酵仓1内温度达到150℃；将经过处理的有机废弃物投入到发酵仓1，并进行搅拌；待发酵仓1内的有机废弃物的温度达到5℃时，加入酵素；待发酵仓1内的有机废弃物的温度达到70℃时，停止加热，并开始计时，继续搅拌1h后，完成有机肥的制备。

本实施例中的基于快速腐熟设备的有机肥的制备方法通过利用快速腐熟设备的搅拌系统2和加热系统3对发酵仓1内的有机废弃物同步作用，加快发酵进程，实现快速腐熟有机废弃物，得到有机肥，同时，制备方法简单，易于操作，无需较多的人力操作，节省成本，实现了传统发酵方法所不能实现的快速腐熟制备有机肥，效率高且污染小。

虽然本发明公开披露如上，但本发明公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本发明公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种快速腐熟设备，其特征在于，包括：

发酵仓(1)；

搅拌系统(2)，所述搅拌系统(2)设置于所述发酵仓(1)内部，所述搅拌系统(2)包括转轴(21)和至少一个搅拌单元(20)，所述搅拌单元(20)包括分层设置的第一螺旋搅拌带(201)、第二螺旋搅拌带(202)和分别垂直于所述转轴(21)设置的第一连接支柱(203)、第二连接支柱(204)，所述第一螺旋搅拌带(201)通过两个间隔且反向设置的所述第一连接支柱(203)环绕所述转轴(21)设置，所述第二螺旋搅拌带(202)通过两个间隔且反向设置的所述第二连接支柱(204)环绕所述转轴(21)设置，且所述第一连接支柱(203)的长度大于所述第二连接支柱(204)的长度；

加热系统(3)，所述加热系统(3)适于加热所述发酵仓(1)。

2.根据权利要求1所述的快速腐熟设备，其特征在于，多个所述第一连接支柱(203)与多个所述第二连接支柱(204)沿所述转轴(21)的轴向交错且间隔设置于所述转轴(21)上，且所述第一螺旋搅拌带(201)相对于所述第二螺旋搅拌带(202)反向环绕所述转轴(21)设置。

3.根据权利要求1所述的快速腐熟设备，其特征在于，所述发酵仓(1)外壁设有加热通道(31)，所述加热通道(31)沿所述发酵仓(1)的长度方向呈连续折线形排布，且所述加热通道(31)与所述加热系统(3)相连通。

4.根据权利要求3所述的快速腐熟设备，其特征在于，所述发酵仓(1)还包括保温结构，所述保温结构沿所述发酵仓(1)外壁设置，且所述保温结构包覆所述加热通道(31)。

5.根据权利要求1所述的快速腐熟设备，其特征在于，还包括除湿系统(4)，所述除湿系统(4)与所述发酵仓(1)相连通，以去除所述发酵仓(1)内的湿气。

6.根据权利要求5所述的快速腐熟设备，其特征在于，所述除湿系统(4)包括除湿风机(41)、气体管路(42)和冷凝水箱(43)，所述除湿风机(41)与所述发酵仓(1)相连通，所述气体管路(42)的一端与所述除湿风机(41)相连通，所述气体管路(42)的另一端与所述冷凝水箱(43)相连通，且所述气体管路(42)适于将所述发酵仓(1)内的湿气排放到所述冷凝水箱(43)。

7.根据权利要求1所述的快速腐熟设备，其特征在于，所述发酵仓(1)为卧式发酵仓，且所述卧式发酵仓的下半部为弧形结构。

8.根据权利要求1所述的快速腐熟设备，其特征在于，所述发酵仓(1)的顶部和底部分别设有进料口(11)和出料口(12)。

9.根据权利要求8所述的快速腐熟设备，其特征在于，所述进料口(11)和/或所述出料口(12)处设有密封板，所述密封板与所述发酵仓(1)外壁滑动连接，且所述密封板适于通过滑动打开或关闭所述进料口(11)或所述出料口(12)。

10.一种有机肥的制备方法，其特征在于，基于如权利要求1至9中任一项所述的快速腐熟设备，包括如下步骤：

步骤S1，启动所述快速腐熟设备进行加热，使发酵仓(1)内温度达到140-160℃；

步骤S2，将经过处理的有机废弃物投入到所述发酵仓(1)，并进行搅拌；

步骤S3，待所述发酵仓(1)内的所述有机废弃物的温度达到30-35℃时，加入酵素；

步骤S4，待所述发酵仓(1)内的所述有机废弃物的温度达到60-80℃时，停止加热，并继续搅拌1-3h后，完成有机肥的制备。

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