CN114378104B - 一种发酵产挥发性有机酸补充碳源的设备和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种发酵产挥发性有机酸补充碳源的设备和方法，包括破碎装置、发酵处理装置和有机酸储存装置，且所述破碎装置的出料端和发酵处理装置的进料端连通，所述发酵处理装置的出料端和有机酸储存装置的进料端连通。本发明中，通过设置破碎装置、发酵处理装置和有机酸储存装置，通过将厨余垃圾进行破碎处理然后发酵产生挥发性有机酸补充碳源，有利的解决了传统厨余垃圾的处理主要是通过焚烧或者掩埋的方式进行处理，无法对厨余垃圾进行充分的利用的问题。
Description
技术领域
本发明涉及垃圾处理技术领域，特别涉及一种发酵产挥发性有机酸补充碳源的设备和方法。
背景技术
厨余垃圾是指居民日常生活及食品加工、饮食服务、单位供餐等活动中产生的垃圾，包括丢弃不用的菜叶、剩菜、剩饭、果皮、蛋壳、茶渣、骨头等，其主要来源为家庭厨房、餐厅、饭店、食堂、市场及其他与食品加工有关的行业。
厨余垃圾含有极高的水分与有机物，很容易腐坏，产生恶臭。经过妥善处理和加工，可转化为新的资源，高有机物含量的特点使其经过严格处理后可作为肥料、饲料，也可产生沼气用作燃料或发电，油脂部分则可用于制备生物燃料。
传统厨余垃圾的处理主要是通过焚烧或者掩埋的方式进行处理，无法对厨余垃圾进行充分的利用，因此，针对以上现状，本发明了一种利用厨余垃圾产生发酵产挥发性有机酸补充碳源的设备和方法，从而克服当前实际应用中的不足。
发明内容
本发明提供一种发酵产挥发性有机酸补充碳源的设备和方法，以改善背景技术中提出的：传统厨余垃圾的处理主要是通过焚烧或者掩埋的方式进行处理，无法对厨余垃圾进行充分的利用的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明公开了一种发酵产挥发性有机酸补充碳源的设备包括：包括破碎装置、发酵处理装置和有机酸储存装置，且所述破碎装置的出料端和发酵处理装置的进料端连通，所述发酵处理装置的出料端和有机酸储存装置的进料端连通。
优选的，所述破碎装置的出料端和发酵处理装置的进料端通过连接管一连接，所述发酵处理装置的出料端和有机酸储存装置的进料端之间通过连接管二连接；
控制阀一、控制阀二，所述控制阀一和控制阀二分别设置在所述连接管一和连接管二上。
优选的，所述发酵处理装置内还设置有温度检测装置和PH检测装置，且所述温度检测装置、PH检测装置分别和控制装置电连接，所述控制装置连接有显示装置。
优选的，所述发酵处理装置一侧底端固定安装有连接管三，且所述连接管三内部固定安装有单向阀。
优选的，所述发酵处理装置还包括加热装置，所述加热装置设置在所述发酵处理装置内部。
优选的，所述破碎装置包括：
搅拌箱，所述处理箱右侧与连接管一固定连接；
T型驱动箱，所述T型驱动箱顶端固定安装在所述搅拌箱顶端内壁上，且所述T型驱动箱底端设置有搅拌室；
驱动电机一，所述驱动电机一固定安装在所述T型驱动箱内壁上，且所述驱动电机一输出轴固定安装有螺纹杆；
所述螺纹杆穿过限位杆一与所述T型驱动箱内壁转动连接；
所述限位杆一顶端固定安装在所述搅拌箱内壁上，且所述限位杆一左右两端对称设置有破碎组件；
所述破碎组件包括：
滑块一，所述滑块一螺纹连接在所述螺纹杆上，且所述滑块一底端固定安装有电机安装箱；
电机一，所述电机一固定安装在所述电机安装箱内壁上，且所述电机一的输出轴固定安装有长杆，所述长杆另一端穿过所述搅拌室与若干搅拌叶片固定连接。
优选的，所述破碎组件还包括：
锥齿轮一，所述锥齿轮一固定安装在所述电机一的输出轴上；
传动杆一，所述传动杆一一端转动连接在所述搅拌箱内壁上，且所述传动杆一另一端穿过挡板与套筒平键连接，所述平键可沿着所述传动杆一上的键槽左右滑动；
所述套筒一端固定安装有锥齿轮二，所述锥齿轮二与所述锥齿轮一啮合连接；
复位弹簧一，所述复位弹簧一一端固定安装在所述挡板上，且所述复位弹簧一另一端固定安装在所述套筒上，所述挡板上固定有电磁铁，所述套筒靠近挡板的一侧设置永磁铁；
皮带轮一，所述皮带轮一固定安装在所述传动杆一上；
传动杆二，所述传动杆二一端转动连接在所述搅拌箱内壁上，所述传动杆二另一端与变速箱的输入端连接；
皮带轮二，所述皮带轮二固定安装在所述传动杆二上，且所述皮带轮二与所述皮带轮一通过皮带一连接；
传动杆三，所述传动杆三一端与变速箱的输出端连接，且所述传动杆三另一端固定安装有锥齿轮三；
传动杆四，所述传动杆四底端转动连接在所述搅拌箱内壁上，且所述传动杆四顶端固定安装有锥齿轮四，且所述锥齿轮四与所述锥齿轮三啮合连接；
传动杆五，所述传动杆五底端转动连接在所述搅拌箱内壁上，且所述传动杆五顶端穿过所述搅拌室与破碎叶片固定连接；
所述传动杆四和传动杆五上分别固定安装有皮带轮三和皮带轮四，且所述传动杆四和传动杆五通过皮带二连接；
连接管四、处理箱，所述搅拌箱底端固定连接有处理箱，所述连接管四上下两端分别与所述搅拌室和处理箱连接，且所述处理箱内部设置有过滤装置。
优选的，所述发酵处理装置包括：
发酵箱、通孔二，所述通孔二设置在所述发酵箱右侧顶端；
密封插杆，所述密封插杆插接在所述发酵箱顶端所设通孔二内；
驱动电机二，所述驱动电机二固定在承重板底端，所述驱动电机二的输出轴固定安装有转盘，且所述转盘上固定安装有短杆一；
摆杆，所述摆杆转动连接在所述承重板上，所述摆杆顶端固定安装有扇形板，且所述扇形板上设有若干齿条一；
所述摆杆上设有连接槽，且所述短杆一滑动连接在所述连接槽内；
滑动杆一，所述滑动杆一设置在所述发酵箱左右两端内壁上，且所述承重板滑动连接在所述滑动杆一上；
限位杆二，所述限位杆二对称固定安装在所述摆杆左右两端所述承重板上；
调节杆，所述调节杆滑动套接在所述限位杆二内，且所述调节杆底端固定安装有齿条二；
若干滑动杆二，所述滑动杆二对称设置在所述承重板左右两端所设凹槽内；
若干工型滑块，所述工型滑块底端滑动连接在所述滑动杆二上，所述工型滑块顶端与移动板接触，且所述工型滑块与所述调节杆固定连接；
移动板，所述移动板左右两端滑动连接在所述发酵箱内壁上，且所述移动板上设置有滑槽，所述滑槽与所述工型滑块之间设有密封垫；
若干电机二，所述电机二固定安装在所述工型滑块内，且所述电机二输出轴穿过所述工型滑块和移动板与矩形板一固定连接；
传动杆六，所述传动杆六底端转动连接在所述承重板上，且所述传动杆六顶端穿过所述移动板与矩形板二固定连接；
所述电机二输出轴和传动杆六通过皮带组件连接。
优选的，所述发酵处理装置还包括：
控制单元，所述控制单元左侧穿过所述发酵箱与所述连接管三连接，所述控制单元右侧与支管连接，且所述支管另一端贯穿所述承重板和所述移动板；
连接管五，所述连接管五顶端与所述承重板和所述移动板连通，且所述连接管五另一端穿过所述发酵箱与过滤箱连通，且所述连接管五上设置有控制阀三；
过滤板一、过滤板二，所述过滤板一设置在所述过滤板二顶端，且所述过滤板一和过滤板二左右两端分别固定安装在所述过滤箱内壁上；
排料口，所述排料口设置在所述过滤板一顶端左侧过滤箱上；
所述发酵箱底端固定安装有所述过滤箱，所述过滤箱右侧底端设有通孔一，且所述通孔一与连接管二固定连接，所述控制单元包括：
箱体一，所述箱体一底端固定安装在所述发酵箱内壁上，且所述箱体一左右两端设置有通孔三，所述通孔三分别于所述连接管三和所述支管连通；
滑块二，所述滑块二滑动连接在所述箱体一内壁上；
箱体二，所述箱体二后端固定安装在所述发酵箱内壁上，且所述箱体二内部滑动连接有活塞；
短杆二，所述短杆二底端穿过所述箱体一与所述滑块二固定连接，且所述短杆二顶端穿过所述箱体二与所述活塞固定连接；
复位弹簧二，所述复位弹簧二一端固定在所述活塞上，且所述复位弹簧二另一端固定安装在所述箱体二内壁上；
T型杆，所述T型杆一端固定安装在所述承重板上，且所述T型杆另一端穿过所述箱体二与所述活塞固定连接；
气泵，所述气泵固定安装在所述箱体二右侧，且所述气泵的输出端与所述箱体二连通。
优选的，所述的一种发酵产挥发性有机酸补充碳源的方法，所述方法基于如上述的一种发酵产挥发性有机酸补充碳源的设备进行，所述方法包括以下步骤：
S1:将厨余垃圾投入到破碎装置中，启动破碎装置，对厨余垃圾进行破碎，并向破碎装置中注入水，与破碎的餐厨垃圾形成混合浆料；
S2:将破碎后的混合浆料从破碎装置中输送到处理箱中，然后启动过滤装置，通过所述过滤装置所得到的浆液通入到发酵处理装置中；
S3:将用于加热的水蒸气从连接管三通入到所述发酵处理装置中，对浆液进行高温消毒，温度控制在80-120℃，加热时间设置为30-90min；
S4:高温消毒过后，然后给所述发酵处理装置中加入乳酸菌种子液，同时启动加热装置，使得发酵温度保持在35-50℃，发酵箱内部的PH值为保持在5.0-7.0，发酵时间保持在72h-96h；
S5:将发酵后的液体加入有机物，从而形成碳源，然后将碳源进行过滤，最后将过滤后的碳源通入到有机酸储存装置。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明结构安装示意图。
图2为本发明破碎装置内部结构剖视图。
图3为本发明发酵处理装置内部结构剖视图。
图4为本发明图3中局部放大示意图。
图5为本发明图4中A点放大示意图。
图中：1、破碎装置；2、发酵处理装置；3、有机酸储存装置；4、连接管一；5、连接管二；6、控制阀一；7、控制阀二；8、连接管三；9、单向阀；10、搅拌箱；11、处理箱；12、T型驱动箱；13、搅拌室；14、驱动电机一；15、螺纹杆；16、限位杆一；17、滑块一；18、电机安装箱；19、电机一；20、搅拌叶片；21、锥齿轮一；22、传动杆一；23、挡板；24、套筒；25、锥齿轮二；26、复位弹簧一；27、皮带轮一；28、传动杆二；29、变速箱；30、皮带轮二；31、皮带一；32、传动杆三；33、锥齿轮三；34、传动杆四；35、锥齿轮四；36、破碎叶片；37、皮带轮三；38、皮带轮四；39、皮带二；40、连接管四；41、传动杆五；42、长杆；43、发酵箱；44、过滤箱；45、通孔一；46、驱动电机二；47、承重板；48、转盘；49、短杆一；50、摆杆；51、扇形板；52、齿条一；53、连接槽；54、滑动杆一；55、限位杆二；56、调节杆；57、齿条二；58、滑动杆二；59、凹槽；60、工型滑块；61、电机二；62、矩形板一；63、传动杆六；64、矩形板二；65、皮带三；66、支管；67、连接管五；68、控制阀三；69、过滤板一；70、过滤板二；71、排料口；72、通孔二；73、密封插杆；74、通孔三；75、控制开关；76、滑块二；77、箱体二；78、活塞；79、短杆二；80、复位弹簧二；81、T型杆；82、气泵；83、移动板；84、滑槽；85、箱体一。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本发明，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的组件或操作而已，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案以及技术特征可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
实施例1：
本发明实施例提供了一种发酵产挥发性有机酸补充碳源的设备，如图1所示，包括破碎装置1、发酵处理装置2和有机酸储存装置3，且所述破碎装置1的出料端和发酵处理装置2的进料端连通，所述发酵处理装置2的出料端和有机酸储存装置3的进料端连通。
其中，发酵处理装置2可为现有的发酵装置(用于厨余垃圾浆料发酵产生有机酸的装置)。
其中，通过发酵(如厌氧发酵)，将厨余垃圾中的有机质转化为有机酸(其可作为碳源，用于污水处理)的技术为现有。
上述技术方案的有益效果为：通过将厨余垃圾通过破碎装置1破碎并加入水形成混合浆料，将混合浆料通过发酵处理装置2进行发酵产挥发性有机酸补充碳源。解决了现有技术中，传统厨余垃圾的处理主要是通过焚烧或者掩埋的方式进行处理，无法对厨余垃圾进行充分的利用的问题。
实施例2
在实施例1的基础上，所述破碎装置1的出料端和发酵处理装置2的进料端通过连接管一4连接，所述发酵处理装置2的出料端和有机酸储存装置3的进料端之间通过连接管二5连接；
控制阀一6、控制阀二7，所述控制阀一6和控制阀二7分别设置在所述连接管一4和连接管二5上。
上述技术方案的有益效果为：通过连接管一4和连接管二5的设置，有利于将所述破碎装置1、发酵处理装置2和有机酸储存装置3进行连接；通过设置控制阀一6和控制阀二7，有利于控制所述破碎装置1流入所述发酵处理装置2中的发酵液和所述发酵处理装置2产生的碳源进入到有机酸储存装置3内部的流量。
实施例3
在实施例1或2的基础上，所述发酵处理装置2上还设置有温度检测装置(检测发酵液的实时温度)和PH检测装置(检测发酵液的酸碱性)，且所述温度检测装置、PH检测装置分别和控制装置电连接，所述控制装置连接有显示装置。
可选的，所述发酵处理装置2一侧底端固定安装有连接管三8，且所述连接管三8内部固定安装有单向阀9，所述连接管三8的另一端与蒸汽发生器(是利用燃料或其他能源的热能把水加热成为热水或蒸汽的机械设备)连接。
可选的，所述发酵处理装置2还包括加热装置，所述加热装置设置在所述发酵处理装置2内部(所述加热装置控制所述发酵处理装置2内部发酵温度保持在35-50℃)。
上述技术方案的有益效果为：通过给所述连接管三8连接设置蒸汽发生器，有利于在发酵前对发酵处理装置2内部的待发酵液进行高温消毒；
通过设置加热装置，有利于为浆液的发酵提供合适的温度；通过设置温度检测装置，有利于检测所述浆液的实时温度，并及时调节所述加热装置的输出温度；通过设置PH检测装置，以利于对检测浆液的实时酸碱性，从而相应的对所述发酵处理装置2内部添加发酵液，来控制酸碱性，提高了该装置的实用性，满足了使用者的使用要求。
实施例4
在上述实施例1-3的基础上，如图2所述，所述破碎装置1包括：
搅拌箱10，处理箱11右侧与连接管一4固定连接；
T型驱动箱12，所述T型驱动箱12顶端固定安装在所述搅拌箱10顶端内壁上，且所述T型驱动箱12底端设置有搅拌室13；
驱动电机一14，所述驱动电机一14固定安装在所述T型驱动箱12内壁上，且所述驱动电机一14输出轴固定安装有螺纹杆15；
所述螺纹杆15穿过限位杆一16与所述T型驱动箱12内壁转动连接；
所述限位杆一16顶端固定安装在所述搅拌箱10内壁上，且所述限位杆一16左右两端对称设置有破碎组件；
所述破碎组件包括：
滑块一17，所述滑块一17螺纹连接在所述螺纹杆15上，且所述滑块一17底端固定安装有电机安装箱18(具体的所述滑块一17可与螺纹杆15通过丝杠螺母连接，滑块一17内设置丝杠螺母安装孔，且所述丝杠螺母与螺纹杆15连接)；
电机一19，所述电机一19固定安装在所述电机安装箱18内壁上，且所述电机一19的输出轴固定安装有长杆42，所述长杆42另一端穿过所述搅拌室13与若干搅拌叶片20固定连接。
可选的，所述破碎组件还包括：
锥齿轮一21，所述锥齿轮一21固定安装在所述电机一19的输出轴上；
传动杆一22，所述传动杆一22一端转动连接在所述搅拌箱10内壁上，且所述传动杆一22另一端穿过挡板23(固定设置在搅拌箱10内)与套筒24平键连接，所述平键可沿着所述传动杆一22上的键槽左右滑动；传动杆一22与挡板转动连接；
所述套筒24一端固定安装有锥齿轮二25，所述锥齿轮二25与所述锥齿轮一21啮合连接；
复位弹簧一26，所述复位弹簧一26一端固定安装在所述挡板23上，且所述复位弹簧一26另一端固定安装在所述套筒24上，所述挡板23上固定有电磁铁，所述套筒24靠近挡板23的一侧设置永磁铁；
皮带轮一27，所述皮带轮一27固定安装在所述传动杆一22上；
传动杆二28，所述传动杆二28一端转动连接在所述搅拌箱10内壁上，所述传动杆二28另一端与变速箱29的输入端连接；
皮带轮二30，所述皮带轮二30固定安装在所述传动杆二28上，且所述皮带轮二30与所述皮带轮一27通过皮带一31连接；
传动杆三32，所述传动杆三32一端与变速箱29的输出端连接，且所述传动杆三32另一端固定安装有锥齿轮三33；
传动杆四34，所述传动杆四34底端转动连接在所述搅拌箱10内壁上，且所述传动杆四34顶端固定安装有锥齿轮四35，且所述锥齿轮四35与所述锥齿轮三33啮合连接；
传动杆五41，所述传动杆五41底端转动连接在所述搅拌箱10内壁上，且所述传动杆五41顶端穿过所述搅拌室13与破碎叶片36固定连接；
所述传动杆四34和传动杆五41上分别固定安装有皮带轮三37和皮带轮四38，且所述传动杆四34和传动杆五41通过皮带二39连接；
连接管四40、处理箱11，所述搅拌箱10底端固定连接有处理箱11，所述连接管四40上下两端分别与所述搅拌室13和处理箱11连接，且所述处理箱11内部设置有过滤装置；所述过滤装置可为三相分离器(在地面使地层流体中的油、气、水三相分离，并准确计量其产量的装置。分为立式、卧式、球形三种形式。为搬运方便起见，通常求产计量多采用卧式分离器。典型的卧式三相分离器内部结构主要包括：入口分流器、消泡器、聚结板、涡流消除器、除雾器等，在本发明中，主要是分离固体杂质、油脂、浆液，具体可参照CN 211914200 U一种三相分离卧式螺旋式离心机)。
上述技术方案的工作原理为：将厨余垃圾放到所述搅拌室13中，然后启动驱动电机一14，所述驱动电机一14带动螺纹杆15转动，所述螺纹杆15转动带动所述滑块一17左右两端移动，然后启动电机一19，所述电机一19转动带动所述长杆42转动，所述长杆42转动带动所述锥齿轮一21和搅拌叶片(破碎叶片)20转动，从而对所述搅拌室13中的厨余垃圾进行破碎；
当需要同时启动破碎叶片36时，通过给永磁铁通电，使得永磁铁和电磁铁相互排斥，使得套筒24带动锥齿轮二25靠近锥齿轮一21，当所述锥齿轮一21与所述锥齿轮二25啮合时，所述锥齿轮一21转动带动所述锥齿轮二25转动，所述锥齿轮二25转动带动所述套筒24转动，同时所述套筒24带动所述传动杆一22转动，所述传动杆一22通过皮带一31的传动带动所述传动杆二28转动，所述传动杆二28经过变速箱29的变速，带动所述锥齿轮三33和啮合在锥齿轮三33上的锥齿轮四35转动，带动所述传动杆四34和皮带轮四38转动，使得固定在所述皮带轮四38上的传动杆五41转动，所述传动杆五41转动带动所述破碎叶片36转动，从而对所述搅拌室13内的厨余垃圾进行充分破碎，搅拌好的厨余垃圾通过连接管四40与过滤装置(如所述三相分离器)连接，所述三相分离器分离后的浆液通过连接管一4与所述发酵处理装置2连接。
上述技术方案的有益效果为：通过设置驱动电机一14和滑块一17，有利于调整所述搅拌叶片20之间的位置，对所述搅拌室13内的厨余垃圾进行充分的搅拌(破碎)；通过设置锥齿轮二25和套筒24，有利于对所述破碎叶片36进行间隙式的破碎，当锥齿轮一21与所述锥齿轮二25接触时，所述破碎叶片36开始工作，有利于对沉积在搅拌室13底端的厨余垃圾进行充分的破碎；通过设置变速箱29，有利于控制所述破碎叶片36的旋转速度，从而使的厨余垃圾破碎程度增强，满足使用者的使用要求。
实施例5
在上述实施例1-4的基础上，如图3-5所述，所述发酵处理装置2包括：
发酵箱43、通孔二72，所述通孔二72设置在所述发酵箱43右侧顶端；
密封插杆73，所述密封插杆73插接在所述发酵箱43顶端所设通孔二72内；
驱动电机二46，所述驱动电机二46螺栓固定在承重板47底端，所述驱动电机二46的输出轴固定安装有转盘48，且所述转盘48上固定安装有短杆一49；
摆杆50，所述摆杆50转动连接在所述承重板47上，所述摆杆50顶端固定安装有扇形板51，且所述扇形板51上设有若干齿条一52；
所述摆杆50上设有连接槽53，所述短杆一49滑动连接在所述连接槽53内；
滑动杆一54，所述滑动杆一54设置在所述发酵箱43左右两端内壁上，且所述承重板47滑动连接在所述滑动杆一54上；
限位杆二55，所述限位杆二55对称固定安装在所述摆杆50左右两端所述承重板47上；
调节杆56，所述调节杆56滑动套接在所述限位杆二55内，且所述调节杆56底端固定安装有齿条二57；
若干滑动杆二58，所述滑动杆二58对称设置在所述承重板47左右两端所设凹槽59内；
若干工型滑块60，所述工型滑块60底端滑动连接在所述滑动杆二58上，所述工型滑块60顶端与移动板83接触，且所述工型滑块60与所述调节杆56固定连接；
移动板83，所述移动板83左右两端滑动连接在所述发酵箱43内壁上，且所述移动板83上设置有滑槽84，所述滑槽84与所述工型滑块60之间设有密封垫；
若干电机二61，所述电机二61固定安装在所述工型滑块60内，且所述电机二61输出轴穿过所述工型滑块60和移动板83与矩形板一62固定连接；
传动杆六63，所述传动杆六63底端转动连接在所述承重板47上，且所述传动杆六63顶端穿过所述移动板83与矩形板二64固定连接；
所述电机二61输出轴和传动杆六63通过皮带组件65连接。
可选的，所述发酵处理装置2还包括：
控制单元，所述控制单元左侧穿过所述发酵箱43与所述连接管三8连接，所述控制单元右侧与支管66连接，且所述支管66另一端贯穿所述承重板47和所述移动板83；
连接管五67，所述连接管五67顶端与所述承重板47和所述移动板83连通，且所述连接管五67另一端穿过所述发酵箱43与过滤箱44连通，且所述连接管五67上设置有控制阀三68；
过滤板一69、过滤板二70，所述过滤板一69设置在所述过滤板二70顶端，且所述过滤板一69和过滤板二70左右两端分别固定安装在所述过滤箱44内壁上；
排料口71，所述排料口71设置在所述过滤板一69顶端左侧过滤箱44上；
所述发酵箱43底端固定安装有所述过滤箱44，所述过滤箱44右侧底端设有通孔一45，且所述通孔一45与连接管二5固定连接所述控制单元包括：
箱体一85，所述箱体一85底端固定安装在所述发酵箱43内壁上，且所述箱体一85左右两端设置有通孔三74，所述通孔三74分别于所述连接管三8和所述支管66连通；
控制开关75，所述控制开关75固定安装在所述箱体一85底端内壁上，且所述控制开关75与蒸汽发生器电连接；
滑块二76，所述滑块二76滑动连接在所述箱体一85内壁上；
箱体二77，所述箱体二77后端固定安装在所述发酵箱43内壁上，且所述箱体二77内部滑动连接有活塞78；
短杆二79，所述短杆二79底端穿过所述箱体一85与所述滑块二76固定连接，且所述短杆二79顶端穿过所述滑块二76与所述活塞78固定连接；
复位弹簧二80，所述复位弹簧二80一端固定在所述活塞78上，且所述复位弹簧二80另一端固定安装在所述箱体二77内壁上；
T型杆81，所述T型杆81一端固定安装在所述承重板47上，且所述T型杆81另一端穿过所述箱体二77与所述活塞78固定连接；
气泵82，所述气泵固定安装在所述箱体二77右侧，且所述气泵82的输出端与所述箱体二77连通。
其中，可选的，所述发酵箱还连接有蒸汽发生器，用于产生蒸汽对所述发酵箱内发酵液进行消毒；
上述技术方案的工作原理为：当需要进行发酵时，首先控制控制阀一6开启，然后所述发酵箱43中的液体达到一定的重量时，对所述承重板47产生向下的力，所述承重板47在所述滑动杆一54上向下滑动(其中，也可在所述发酵箱43设置升降驱动装置，用于调节承重板47的上下位置)，同时对所述T型杆81进行挤压，所述T型杆81向下推动所述活塞78，所述活塞78向下对所述通孔三74进行推动，使的所述连接管三8、通孔三74和支管66连通，然后所述通孔三74向下移动从而打开所述控制开关75，所述控制开关75启动使的所述蒸汽发生器开始工作，对所述发酵箱43中的浆液进行高温消毒，当消毒完成后，控制所述气泵82启动，对所述箱体二77内部进行充气，使的所述活塞78向上移动，同时关闭所述连接管三8、通孔三74和支管66连通通道，使的所述蒸汽发生器停止工作；
然后从所述通孔二72中添加发酵液，然后启动所述驱动电机二46，所述驱动电机二46转动带动所述转盘48转动，使的所述短杆一49随之转动，进一步使的所述短杆一49在所述连接槽53中滑动，所述转盘48转动，带动所述摆杆50左右摆动，所述摆杆50摆动带动所述扇形板51顶端的齿条一52摆动，进一步在所述齿条二57的作用下，使的所述调节杆56左右摆动，带动所述工型滑块60在所述滑动杆二58上左右移动，然后启动所述电机二61，所述电机二61带动所述矩形板一62转动，同时在所述皮带三65的作用下使的所述矩形板二64转动；
当发酵结束后，给所述发酵箱43中加入有机物，从而形成碳源，打开所述控制阀三68，使的碳源经过过滤板一69和过滤板二70的充分过滤，然后通过打开70，将过滤残渣进行清理，最后打开所述控制阀二7，使的过滤后的碳源进入有机酸储存装置3中储存。
上述技术方案的有益效果为：通过设置控制单元，有利于控制所述发酵箱43中的发酵液体的质量，而且可以控制所述蒸汽发生器的启动；通过设置气泵82，有利于使的所述活塞78进行复位，对所述控制开关进行关闭；通过设置滑块二76，有利于将蒸汽发生器产生的热气从所述通孔三74和支管66中，通入到所述发酵箱43中，对所述发酵箱内部液体进行高温消毒；通过设置转盘48和短杆一49，有利于实现对所述摆杆50的左右摆动，进一步使的所述调节杆56左右移动，从而控制所述矩形板一62和矩形板二64的左右摆动，对所述发酵箱43中的液体进行搅拌，使的发酵更加充分；通过设置电机二61，有利于实现所述矩形板一62和矩形板二64的转动，实现发酵箱43中液体的二次搅拌；通过设置单向阀9，有利于防止所述发酵箱43中液体的倒流；通过设置过滤板一69和过滤板二70，有利于实现发酵液的固液分离，使的发酵后的液体纯度更高，通过在所述移动板83和工型滑块60之间设置密封垫，有利于防止发酵液滴落到所述移动板83，对发酵箱43内部的机械元件进行腐蚀。
实施例6
在上述实施例1-5中任一项的基础上，所述的一种发酵产挥发性有机酸补充碳源的方法，所述方法上述的一种发酵产挥发性有机酸补充碳源的设备进行，所述方法包括以下步骤：
S1:将厨余垃圾投入到破碎装置1中，启动破碎装置1，对厨余垃圾进行破碎，并向破碎装置1中注入水，与破碎的餐厨垃圾形成混合浆料；
S2:将破碎后的混合浆料从破碎装置1中输送到处理箱11中，然后启动过滤装置，通过所述过滤装置所得到的浆液通入到发酵处理装置2中；
S3:将蒸汽发生器产生的水蒸气从连接管三8通入到所述发酵处理装置2中，对浆液进行高温消毒，温度控制在80-120℃，加热时间设置为30-90min；
S4:高温消毒过后，然后给所述发酵处理装置2中加入乳酸菌种子液(用于对发酵液进行发酵)，同时启动加热装置，使得发酵温度保持在35-50℃，发酵箱10内部的PH值为保持在5.0-7.0，发酵时间保持在72h-96h；
S5:将发酵后的液体加入有机物(可为甲醇、乙酸钠、葡萄糖、乙醇中的一种或几种)，从而形成碳源，然后将碳源进行过滤，最后将过滤后的碳源通入到有机酸储存装置3。
实施例7
在实施例1-6中任一项的基础上，发酵处理装置连接有蒸汽发生器，用于产生蒸汽对所述发酵箱内发酵液进行消毒，所述蒸汽发生器还包括：
流速传感器，用于检测所述蒸汽发生器吹出水蒸气的流速；
温度传感器一，用于检测所述蒸汽发生器吹出的水蒸气的实时温度；
温度传感器二，用于检测所述发酵箱43内发酵液的实时温度；
控制器、报警器，所述控制器与流速传感器、温度传感器一、温度传感器二、报警器电连接，所述控制器基于所述流速传感器、温度传感器一、温度传感器二控制报警器工作，包括以下步骤：
步骤1：根据公式(1)和温度传感器一、温度传感器二检测值，计算出所述蒸汽发生器与发酵液之间的对流换热系数λ：
其中λ为所述蒸汽发生器与发酵液之间的对流换热系数，ρ为所述发酵箱43中发酵液的密度，g为重力加速度，δ为发酵液的体积膨胀系数，取值范围为0.35-0.57,单位为1/K，T1为在检测周期内所述温度传感器一检测值，T2为在检测周期内温度传感器二检测值，T0为所述发酵箱43内部的初始温度，H为所述发酵箱43中发酵液的高度(液位)，α为发酵液的的动力粘度，Pr为普朗特准则常数，取值范围为0.7-10，β为所述发酵液的导热系数；其中
表示格拉晓夫准则常数(是流体动力学和热传递中的无量纲数，其近似于作用在流体上的浮力与粘性力的比率)；例如：取ρ为1.29×10-2kg/m3,取g为9.8m/s2，取T1为373K，取T0为295K，取T2为353K，取δ为0.451/K，取H为3m，取α为2.98×10-2kg/(m*s)，取β为0.58W/(m*K)，取Pr为5，通过计算可得所述蒸汽发生器与发酵液之间的对流换热系数λ约等于0.56W/(m2*K)；
步骤2：根据公式(2)和流速传感器检测值，计算出所述蒸汽发生器和所述发酵液之间的自然对流换热量Q，所述控制器比较所述蒸汽发生器和所述发酵液之间的自然对流换热量Q与预设理论对流换热量范围，当实际对流换热量Q低于预设理论对流换热量范围时，所述控制器控制报警器报警；
其中Q为所述蒸汽发生器和所述发酵液之间的自然对流换热量，S为所述蒸汽发生器产生的水蒸气与发酵液接触面积，t为单位时间，η为所述蒸汽发生器换热量效率，V为所述流速传感器检测值；例如：取η为0.85，取V为3.0m/s，取t为1800s，取S为16m2，通过计算可得所述蒸汽发生器和所述发酵液之间的自然对流换热量Q约为3556.06KW。
上述技术方案的有益效果为：首先根据公式(1)和温度传感器一、温度传感器二检测值，计算出所述蒸汽发生器与发酵液之间的对流换热系数，通过综合考虑所述发酵箱43中发酵液的密度，重力加速度，发酵液的体积膨胀系数，所述发酵箱43内部的初始温度，所述发酵箱43中发酵液的的高度，发酵液的的动力粘度，普朗特准则常数，所述发酵液的导热系数等因素，使得计算结果更加精确可靠；
最后根据公式(2)和流速传感器检测值，并综合考虑所述蒸汽发生器产生的水蒸气与发酵液接触面积，单位时间，所述蒸汽发生器换热量效率，计算出所述蒸汽发生器和所述发酵液之间的自然对流换热量，使得计算结果更加精确可靠。
所述控制器控制所述流速传感器、温度传感器一、温度传感器二工作，当所述蒸汽发生器和所述发酵液之间的自然对流换热量低于预设理论对流换热量范围时，所述控制器控制报警器报警，从而提醒使用者增大蒸汽发生器产生水蒸气的速率，从而提高换热量和换热速度，进一步满足了使用者对该装置的使用需求。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (9)
1.一种发酵产挥发性有机酸补充碳源的设备，其特征在于，包括破碎装置(1)、发酵处理装置(2)和有机酸储存装置(3)，且所述破碎装置(1)的出料端和发酵处理装置(2)的进料端连通，所述发酵处理装置(2)的出料端和有机酸储存装置(3)的进料端连通；
所述发酵处理装置(2)内设置有温度检测装置和PH检测装置，且所述温度检测装置、PH检测装置分别和控制装置电连接，所述控制装置连接有显示装置，
所述发酵处理装置(2)连接有蒸汽发生器，所述蒸汽发生器还包括：
流速传感器，用于检测所述蒸汽发生器吹出水蒸气的流速；
温度传感器一，用于检测所述蒸汽发生器吹出的水蒸气的实时温度；
温度传感器二，用于检测发酵箱(43)内发酵液的实时温度；
控制器、报警器，所述控制器与流速传感器、温度传感器一、温度传感器二、报警器电连接，所述控制器基于所述流速传感器、温度传感器一、温度传感器二控制报警器工作，包括以下步骤：
步骤1：根据公式(1)和温度传感器一、温度传感器二检测值，计算出所述蒸汽发生器与发酵液之间的对流换热系数λ：
其中λ为所述蒸汽发生器与发酵液之间的对流换热系数，ρ为所述发酵箱(43)中发酵液的密度，g为重力加速度，δ为发酵液的体积膨胀系数，取值范围为0.35-0.57,单位为1/K，T1为在检测周期内所述温度传感器一检测值，T2为在检测周期内温度传感器二检测值，T0为所述发酵箱43内部的初始温度，H为所述发酵箱(43)中发酵液的高度，α为发酵液的动力粘度，Pr为普朗特准则常数，取值范围为0.7-10，β为所述发酵液的导热系数；其中
表示格拉晓夫准则常数；
步骤2：根据公式(2)和流速传感器检测值，计算出所述蒸汽发生器和所述发酵液之间的自然对流换热量Q，所述控制器比较所述蒸汽发生器和所述发酵液之间的自然对流换热量Q与预设理论对流换热量范围，当实际对流换热量Q低于预设理论对流换热量范围时，所述控制器控制报警器报警；
其中Q为所述蒸汽发生器和所述发酵液之间的自然对流换热量，S为所述蒸汽发生器产生的水蒸气与发酵液接触面积，t为单位时间，η为所述蒸汽发生器换热量效率，V为所述流速传感器检测值。
2.根据权利要求1所述的一种发酵产挥发性有机酸补充碳源的设备，其特征在于，
所述破碎装置(1)的出料端和发酵处理装置(2)的进料端通过连接管一(4)连接，所述发酵处理装置(2)的出料端和有机酸储存装置(3)的进料端之间通过连接管二(5)连接；
控制阀一(6)、控制阀二(7)，所述控制阀一(6)和控制阀二(7)分别设置在所述连接管一(4)和连接管二(5)上。
3.根据权利要求1所述的一种发酵产挥发性有机酸补充碳源的设备，其特征在于，所述发酵处理装置(2)一侧底端固定安装有连接管三(8)，且所述连接管三(8)内部固定安装有单向阀(9)。
4.根据权利要求1所述的一种发酵产挥发性有机酸补充碳源的设备，其特征在于，所述发酵处理装置(2)还包括加热装置，所述加热装置设置在所述发酵处理装置(2)内部。
5.根据权利要求1所述的一种发酵产挥发性有机酸补充碳源的设备，其特征在于，所述破碎装置(1)包括：
搅拌箱(10)，处理箱(11)右侧与连接管一(4)固定连接；
T型驱动箱(12)，所述T型驱动箱(12)顶端固定安装在所述搅拌箱(10)顶端内壁上，且所述T型驱动箱(12)底端设置有搅拌室(13)；
驱动电机一(14)，所述驱动电机一(14)固定安装在所述T型驱动箱(12)内壁上，且所述驱动电机一(14)输出轴固定安装有螺纹杆(15)；
所述螺纹杆(15)穿过限位杆一(16)与所述T型驱动箱(12)内壁转动连接；
所述限位杆一(16)顶端固定安装在所述搅拌箱(10)内壁上，且所述限位杆一(16)左右两端对称设置有破碎组件；
所述破碎组件包括：
滑块一(17)，所述滑块一(17)螺纹连接在所述螺纹杆(15)上，且所述滑块一(17)底端固定安装有电机安装箱(18)；
电机一(19)，所述电机一(19)固定安装在所述电机安装箱(18)内壁上，且所述电机一(19)的输出轴固定安装有长杆(42)，所述长杆(42)另一端穿过所述搅拌室(13)与若干搅拌叶片(20)固定连接。
6.根据权利要求5所述的一种发酵产挥发性有机酸补充碳源的设备，其特征在于，所述破碎组件还包括：
锥齿轮一(21)，所述锥齿轮一(21)固定安装在所述电机一(19)的输出轴上；
传动杆一(22)，所述传动杆一(22)一端转动连接在所述搅拌箱(10)内壁上，且所述传动杆一(22)另一端穿过挡板(23)与套筒(24)平键连接，所述平键可沿着所述传动杆一(22)上的键槽左右滑动；
所述套筒(24)一端固定安装有锥齿轮二(25)，所述锥齿轮二(25)与所述锥齿轮一(21)啮合连接；
复位弹簧一(26)，所述复位弹簧一(26)一端固定安装在所述挡板(23)上，且所述复位弹簧一(26)另一端固定安装在所述套筒(24)上，所述挡板(23)上固定有电磁铁，所述套筒(24)靠近挡板(23)的一侧设置永磁铁；
皮带轮一(27)，所述皮带轮一(27)固定安装在所述传动杆一(22)上；
传动杆二(28)，所述传动杆二(28)一端转动连接在所述搅拌箱(10)内壁上，所述传动杆二(28)另一端与变速箱(29)的输入端连接；
皮带轮二(30)，所述皮带轮二(30)固定安装在所述传动杆二(28)上，且所述皮带轮二(30)与所述皮带轮一(27)通过皮带一(31)连接；
传动杆三(32)，所述传动杆三(32)一端与变速箱(29)的输出端连接，且所述传动杆三(32)另一端固定安装有锥齿轮三(33)；
传动杆四(34)，所述传动杆四(34)底端转动连接在所述搅拌箱(10)内壁上，且所述传动杆四(34)顶端固定安装有锥齿轮四(35)，且所述锥齿轮四(35)与所述锥齿轮三(33)啮合连接；
传动杆五(41)，所述传动杆五(41)底端转动连接在所述搅拌箱(10)内壁上，且所述传动杆五(41)顶端穿过所述搅拌室(13)与破碎叶片(36)固定连接；
所述传动杆四(34)和传动杆五(41)上分别固定安装有皮带轮三(37)和皮带轮四(38)，且所述传动杆四(34)和传动杆五(41)通过皮带二(39)连接；
连接管四(40)、处理箱(11)，所述搅拌箱(10)底端固定连接有处理箱(11)，所述连接管四(40)上下两端分别与所述搅拌室(13)和处理箱(11)连接，且所述处理箱(11)内部设置有过滤装置。
7.根据权利要求1所述的一种发酵产挥发性有机酸补充碳源的设备，其特征在于，所述发酵处理装置(2)包括：
发酵箱(43)、通孔二(72)，所述通孔二(72)设置在所述发酵箱(43)右侧顶端；
密封插杆(73)，所述密封插杆(73)插接在所述发酵箱(43)顶端所设通孔二(72)内；
驱动电机二(46)，所述驱动电机二(46)固定在承重板(47)底端，所述驱动电机二(46)的输出轴固定安装有转盘(48)，且所述转盘(48)上固定安装有短杆一(49)；
摆杆(50)，所述摆杆(50)转动连接在所述承重板(47)上，所述摆杆(50)顶端固定安装有扇形板(51)，且所述扇形板(51)上设有若干齿条一(52)；
所述摆杆(50)上设有连接槽(53)，且所述短杆一(49)滑动连接在所述连接槽(53)内；
滑动杆一(54)，所述滑动杆一(54)设置在所述发酵箱(43)左右两端内壁上，且所述承重板(47)滑动连接在所述滑动杆一(54)上；
限位杆二(55)，所述限位杆二(55)对称固定安装在所述摆杆(50)左右两端所述承重板(47)上；
调节杆(56)，所述调节杆(56)滑动套接在所述限位杆二(55)内，且所述调节杆(56)底端固定安装有齿条二(57)；
若干滑动杆二(58)，所述滑动杆二(58)对称设置在所述承重板(47)左右两端所设凹槽(59)内；
若干工型滑块(60)，所述工型滑块(60)底端滑动连接在所述滑动杆二(58)上，所述工型滑块(60)顶端与移动板(83)接触，且所述工型滑块(60)与所述调节杆(56)固定连接；
移动板(83)，所述移动板(83)左右两端滑动连接在所述发酵箱(43)内壁上，且所述移动板(83)上设置有滑槽(84)，所述滑槽(84)与所述工型滑块(60)之间设有密封垫；
若干电机二(61)，所述电机二(61)固定安装在所述工型滑块(60)内，且所述电机二(61)输出轴穿过所述工型滑块(60)和移动板(83)与矩形板一(62)固定连接；
传动杆六(63)，所述传动杆六(63)底端转动连接在所述承重板(47) 上，且所述传动杆六(63)顶端穿过所述移动板(83)与矩形板二(64)固定连接；
所述电机二(61)输出轴和传动杆六(63)通过皮带组件(65)连接。
8.根据权利要求7所述的一种发酵产挥发性有机酸补充碳源的设备，其特征在于，所述发酵处理装置(2)还包括：
控制单元，所述控制单元左侧穿过所述发酵箱(43)与所述连接管三(8)连接，所述控制单元右侧与支管(66)连接，且所述支管(66)另一端贯穿所述承重板(47)和所述移动板(83)；
连接管五(67)，所述连接管五(67)顶端与所述承重板(47)和所述移动板(83)连通，且所述连接管五(67)另一端穿过所述发酵箱(43)与过滤箱(44)连通，且所述连接管五(67)上设置有控制阀三(68)；
过滤板一(69)、过滤板二(70)，所述过滤板一(69)设置在所述过滤板二(70)顶端，且所述过滤板一(69)和过滤板二(70)左右两端分别固定安装在所述过滤箱(44)内壁上；
排料口(71)，所述排料口(71)设置在所述过滤板一(69)顶端左侧过滤箱(44)上；
所述发酵箱(43)底端固定安装有所述过滤箱(44)，所述过滤箱(44)右侧底端设有通孔一(45)，且所述通孔一(45)与连接管二(5)固定连接，所述控制单元包括：
箱体一(85)，所述箱体一(85)底端固定安装在所述发酵箱(43)内壁上，且所述箱体一(85)左右两端设置有通孔三(74)，所述通孔三(74)分别于所述连接管三(8)和所述支管(66)连通；
滑块二(76)，所述滑块二(76)滑动连接在所述箱体一(85)内壁上；
箱体二(77)，所述箱体二(77)后端固定安装在所述发酵箱(43)内壁上，且所述箱体二(77)内部滑动连接有活塞(78)；
短杆二(79)，所述短杆二(79)底端穿过所述箱体一(85)与所述滑块二(76)固定连接，且所述短杆二(79)顶端穿过所述箱体二(77)与所述活塞(78)固定连接；
复位弹簧二(80)，所述复位弹簧二(80)一端固定在所述活塞(78)上，且所述复位弹簧二(80)另一端固定安装在所述箱体二(77)内壁上；
T型杆(81)，所述T型杆(81)一端固定安装在所述承重板(47)上，且所述T型杆(81)另一端穿过所述箱体二(77)与所述活塞(78)固定连接；
气泵(82)，所述气泵固定安装在所述箱体二(77)右侧，且所述气泵(82)的输出端与所述箱体二(77)连通。
9.一种发酵产挥发性有机酸补充碳源的方法，所述方法基于如权利要求1-8中任一项所述的一种发酵产挥发性有机酸补充碳源的设备进行，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S1:将厨余垃圾投入到破碎装置(1)中，启动破碎装置(1)，对厨余垃圾进行破碎，并向破碎装置(1)中注入水，与破碎的餐厨垃圾形成混合浆料；
S2:将破碎后的混合浆料从破碎装置(1)中输送到处理箱(11)中，然后启动过滤装置，通过所述过滤装置所得到的浆液通入到发酵处理装置(2)中；
S3:将用于加热的水蒸气从连接管三(8)通入到所述发酵处理装置(2)中，对浆液进行高温消毒，温度控制在80-120℃，加热时间设置为30-90min；
S4:高温消毒过后，然后给所述发酵处理装置(2)中加入乳酸菌种子液，同时启动加热装置，使得发酵温度保持在35-50℃，发酵箱(10)内部的PH值为保持在5.0-7.0，发酵时间保持在72h-96h；
S5:将发酵后的液体加入有机物，从而形成碳源，然后将碳源进行过滤，最后将过滤后的碳源通入到有机酸储存装置(3)。
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