CN115636700A - 一种蔬菜秸秆堆积发酵装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种蔬菜秸秆堆积发酵装置及方法，包括支撑台和固定连接在所述支撑台顶端的发酵池，所述发酵池顶端固定连接有支撑架，所述支撑架上设置有移动平台，所述移动平台上设置有支撑框，所述支撑框上设置有粉碎筛分机构和微生物菌添加机构，所述粉碎筛分机构和所述微生物菌添加机构均与所述发酵池对应设置，所述发酵池上设置有搅拌机构和监测机构，所述搅拌机构的搅拌端和所述监测机构的监测端均伸入到所述发酵池内，所述发酵池外侧壁上开设有排水口，所述排水口与所述搅拌机构对应设置。本发明实现了蔬菜秸秆的的粉碎和筛分，提高了蔬菜秸秆堆积发酵的效率，保证了发酵效果。

Description

一种蔬菜秸秆堆积发酵装置及方法

技术领域

本发明涉及蔬菜秸秆发酵技术领域，特别是涉及一种蔬菜秸秆堆积发酵装置及方法。

背景技术

堆积发酵是利用含有肥料成分的动植物遗体和排泄物，例如稻草、茎蔓、野草、树木落叶、秸秆或是禽畜粪便等，将其适当混合，经过发酵腐熟、微生物分解，然后覆盖上破席、破布、稻草或塑胶布，从而制成一种有机肥料，然后作为大田的有机肥施用。

现有技术中通过以蔬菜秸秆为原料，将其粉碎后堆放在发酵池内进行堆积发酵，缩短蔬菜秸秆发酵时间，提高蔬菜秸秆发酵的充分性，并降低蔬菜秸秆发酵对环境的污染性。现有发酵装置中虽然具备了对秸秆的粉碎功能，但并未涉及粉碎、混料及环境控制等功能，发酵工艺较为繁琐，需要的人力较多，且发酵时间较长。

因此，亟需一种蔬菜秸秆堆积发酵装置及方法，用来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种蔬菜秸秆堆积发酵装置及方法，以解决上述现有技术存在的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种蔬菜秸秆堆积发酵装置，包括支撑台和固定连接在所述支撑台顶端的发酵池，所述发酵池顶端固定连接有支撑架，所述支撑架上设置有移动平台，所述移动平台上设置有支撑框，所述支撑框上设置有粉碎筛分机构和微生物菌添加机构，所述粉碎筛分机构和所述微生物菌添加机构均与所述发酵池对应设置，所述发酵池上设置有搅拌机构和监测机构，所述搅拌机构的搅拌端和所述监测机构的监测端均伸入到所述发酵池内，所述发酵池外侧壁上开设有排水口，所述排水口与所述搅拌机构对应设置。

优选的，所述粉碎筛分机构包括固定连接在所述支撑框内侧壁上的两U型框，所述U型框上固定连接有支撑板，所述支撑板上开设有竖向滑槽，所述竖向滑槽内固定连接有支撑杆，所述支撑杆上滑动连接有滑块，所述滑块外侧壁与所述竖向滑槽内侧壁滑动接触，两所述支撑板之间设置有筛分筒，所述筛分筒两端均固定连接有连接管，所述连接管与所述滑块转动连接，其中一个所述滑块远离所述筛分筒的一侧固定连接有第一电机，靠近所述第一电机的所述连接管的一端与所述第一电机的输出轴固定连接，所述筛分筒上设置有送料门扇，所述筛分筒内设置有粉碎组件，所述粉碎组件与所述送料门扇对应设置。

优选的，所述支撑杆上套设有两弹簧，所述滑块位于两所述弹簧之间，所述弹簧两端分别与所述竖向滑槽内壁和所述滑块固定连接。

优选的，所述粉碎组件包括连接轴，所述连接轴两端分别与两所述连接管转动连接，另一所述滑块远离所述筛分筒的一侧固定连接有第二电机，所述连接轴靠近所述第二电机的一端贯穿所述滑块与所述第二电机的输出轴固定连接，所述连接轴上固定连接有偏心块和安装罩，所述偏心块位于所述安装罩内，且与所述安装罩内侧壁之间设置有间隙，所述安装罩外侧壁上固定连接有若干切割刀片。

优选的，若干所述切割刀片沿所述安装罩外侧壁呈螺旋状分布。

优选的，所述微生物菌添加机构包括固定连接在所述支撑框上的发酵剂存放箱，所述发酵剂存放箱顶端开设有存储口，所述发酵剂存放箱底端两侧均开设有排放口，所述排放口上固定连通有导管的一端，所述导管另一端与所述支撑框底端固定连接，所述导管上开设有若干喷淋孔，所述喷淋孔与所述发酵池对应设置，所述导管上安装有电泵。

优选的，所述搅拌机构包括固定连接在所述发酵池内部底端固定箱，所述固定箱内部底端固定连接有第三电机，所述第三电机的输出轴上固定连接有第一链轮，所述固定箱上转动连接有若干搅拌轴，所述搅拌轴底端伸入到所述固定箱内固定连接有第二链轮，所述第一链轮通过链条与所述第二链轮传动连接，所述搅拌轴上固定连接有若干搅拌杆，所述搅拌杆位于所述发酵池内。

优选的，所述固定箱为圆锥形结构，所述排水口与所述圆锥形结构的最低点对应设置。

优选的，所述监测机构包括固定连接在所述发酵池外侧壁上的温度监测装置和湿度监测装置，所述温度监测装置的输出端和所述湿度监测装置的输出端均伸入到所述发酵池内。

一种蔬菜秸秆堆积发酵装置的使用方法，包括以下步骤：

步骤a、堆积料粉碎：将蔬菜秸秆通过粉碎筛分机构进行粉碎筛分；

步骤b、粉碎料堆放：将步骤a中粉碎筛分后的粉碎料堆积在发酵池内；

步骤c、添加发酵剂：通过微生物菌添加机构向发酵池内添加微生物菌发酵剂；

步骤d、堆积料发酵：通过搅拌机构对堆积料进行搅拌，搅拌后进行堆积发酵。

本发明公开了以下技术效果：

本发明提供的一种蔬菜秸秆堆积发酵装置及方法，通过设置的若干切割刀片实现了对蔬菜秸秆的粉碎处理，同时切割刀片适用不同种类的蔬菜秸秆，保证对不同种类蔬菜秸秆的切割粉碎效果，通过设置的筛分筒实现了粉碎后蔬菜秸秆的筛分处理，保证了粉碎后蔬菜秸秆的尺寸，保证了后期的发酵效率和效果，同时筛分筒转动筛分的同时能够进行竖向振动，进一步保证了对粉碎后蔬菜秸秆的筛分效果，避免了粉碎料对筛分筒上通孔的阻塞。通过设置的微生物菌添加机构实现了对粉碎后蔬菜秸秆的存储和发酵剂的添加，后期通过搅拌机构保证发酵剂的均匀分布，进一步提高了发酵效率，通过设置的排水口和固定箱实现了对废液的及时排出，避免了发酵过程中废液造成的影响，保证了蔬菜秸秆堆积发酵的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明图1中A处局部放大图；

图3为本发明图1中B处局部放大图；

图4为本发明微生物菌添加机构结构示意图；

图5为本发明偏心块结构示意图；

图6为本发明送料门扇结构示意图；

图7为本发明送料门扇开启状态示意图；

其中，1、支撑台；2、发酵池；3、支撑架；4、支撑框；5、U型框；6、支撑板；7、竖向滑槽；8、支撑杆；9、滑块；10、筛分筒；11、连接管；12、第一电机；13、连接轴；14、第二电机；15、偏心块；16、安装罩；17、切割刀片；18、弹簧；19、送料门扇；20、温度监测装置；21、湿度监测装置；22、搅拌杆；23、排水口；24、发酵剂存放箱；25、存储口；26、排放口；27、导管；28、喷淋孔；29、电泵；30、固定箱；31、第三电机；32、第一链轮；33、搅拌轴；34、第二链轮。

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。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本发明提供一种蔬菜秸秆堆积发酵装置，包括支撑台1和固定连接在支撑台1顶端的发酵池2，发酵池2顶端固定连接有支撑架3，支撑架3上设置有移动平台，移动平台上设置有支撑框4，支撑框4上设置有粉碎筛分机构和微生物菌添加机构，粉碎筛分机构和微生物菌添加机构均与发酵池2对应设置，发酵池2上设置有搅拌机构和监测机构，搅拌机构的搅拌端和监测机构的监测端均伸入到发酵池2内，发酵池2外侧壁上开设有排水口23，排水口23与搅拌机构对应设置。

进一步优化方案，为了实现蔬菜秸秆的粉碎筛分，粉碎筛分机构包括固定连接在发酵池2内侧壁上的两支撑框5，支撑框5上固定连接有支撑板6，支撑板6上开设有竖向滑槽7，竖向滑槽7内固定连接有支撑杆8，支撑杆8上滑动连接有滑块9，滑块9外侧壁与竖向滑槽7内侧壁滑动接触，两支撑板6之间设置有筛分筒10，筛分筒10两端均固定连接有连接管11，连接管11与滑块9转动连接，其中一个滑块9远离筛分筒10的一侧固定连接有第一电机12，靠近第一电机12的连接管11的一端与第一电机12的输出轴固定连接，筛分筒10上设置有送料门扇19，送料门扇19和筛分筒10的筒壁滑动连接，通过滑动连接的送料门扇19从开口处输送蔬菜秸秆，同时送料门扇19和筛分筒10上均开设有若干通孔，保证筛分过程中粉碎后的蔬菜秸秆能够从通孔内掉落至下方的存储机构内，筛分筒10内设置有粉碎组件，粉碎组件用于实现对筛分筒10内蔬菜秸秆的粉碎处理，粉碎组件和进料口3均与送料门扇19对应设置。

进一步优化方案，为了实现对筛分筒10的缓冲以及实现筛分筒10的竖向振动，保证筛分破碎料的效率，避免粉碎料对筛分筒10上通孔的阻塞，支撑杆8上套设有两弹簧18，滑块9位于两弹簧18之间，弹簧18两端分别与竖向滑槽7内壁和滑块9固定连接。

进一步优化方案，为了实现对蔬菜秸秆的粉碎处理，粉碎组件包括连接轴13，连接轴13两端分别与两连接管11转动连接，另一滑块9远离筛分筒10的一侧固定连接有第二电机14，连接轴13靠近第二电机14的一端贯穿滑块9与第二电机14的输出轴固定连接，连接轴13上固定连接有偏心块15和安装罩16，偏心块15位于安装罩16内，且与安装罩16内侧壁之间设置有间隙，连接轴13带动偏心块15转动时，偏心块15带动滑块9在弹簧18的作用下进行竖向振动，进一步使筛分筒10内粉碎后的物料从筛分筒10的通孔内掉落至下方的存储机构内，安装罩16外侧壁上固定连接有若干切割刀片17，切割刀片17对蔬菜秸秆进行切割破碎处理。

进一步优化方案，为了进一步保证切割效果，若干切割刀片17沿安装罩16外侧壁呈螺旋状分布。

进一步优化方案，为了进一步提高蔬菜秸秆的发酵效率，微生物菌添加机构包括固定连接在支撑框4上的发酵剂存放箱24，发酵剂存放箱24顶端开设有存储口25，发酵剂存放箱24底端两侧均开设有排放口26，排放口26上固定连通有导管27的一端，导管27另一端与支撑框4底端固定连接，导管27上开设有若干喷淋孔28，喷淋孔28与发酵池2对应设置，导管27上安装有电泵29，通过电泵29将发酵剂输送至导管27内，经过喷淋孔28喷淋至粉碎后的蔬菜秸秆上，与粉碎筛分过程同步移动进行，保证了喷洒的均匀性，后期还可以配合搅拌机构进一步保证蔬菜秸秆和发酵剂的均匀混合。

进一步优化方案，为了实现对添加发酵剂后粉碎料的搅拌，搅拌机构包括固定连接在发酵池2内部底端固定箱30，固定箱30内部底端固定连接有第三电机31，第三电机31的输出轴上固定连接有第一链轮32，固定箱30上转动连接有若干搅拌轴33，搅拌轴33底端伸入到固定箱30内固定连接有第二链轮34，第一链轮32通过链条与第二链轮34传动连接，搅拌轴33上固定连接有若干搅拌杆22，搅拌杆22位于发酵池2内。

进一步优化方案，为了时效对发酵过程中废液的排出，固定箱30为圆锥形结构，排水口23与圆锥形结构的最低点对应设置。

进一步优化方案，监测机构包括固定连接在发酵池2外侧壁上的温度监测装置20和湿度监测装置21，温度监测装置20的输出端和湿度监测装置21的输出端均伸入到发酵池2内。

一种蔬菜秸秆堆积发酵装置的使用方法，包括以下步骤：

步骤a、堆积料粉碎：打开送料门扇19，将蔬菜、秸秆通过送料门扇19输送至筛分筒10内，扣合送料门扇19后，通过第二电机14带动连接轴13转动，连接轴13带动安装罩16转动，安装罩16转动时带动若干个切割刀片17对蔬菜秸秆进行破碎处理，同时连接轴13转动时带动固定连接的偏心块15转动，偏心块15产生的偏心作用力带动滑块9在弹簧18的弹性作用力下使滑块9产生竖向振动，滑块9竖向振动时带动筛分筒10竖向振动将切割破碎后的蔬菜秸秆通过筛分筒10的孔洞掉落，同时第一电机12带动筛分筒10转动，进一步提高筛分效果，完成对蔬菜秸秆的粉碎筛分；

步骤b、粉碎料堆放：粉碎筛分后的蔬菜秸秆掉落至下方的发酵池2内，通过移动平台带动筛分筒10横向移动，将粉碎筛分后的蔬菜秸秆均匀输送至下方的发酵池2内，实现粉碎后蔬菜秸秆的存放；

堆肥物料碳氮比为25:1-35:1，避免了碳氮比过高时，可供消耗的碳素过多，导致微生物生长繁殖的氮素来源受到限制，微生物繁殖速度慢且需经多次生命循环才能氧化掉过量的碳素，直至堆体的碳氮比达到适宜供给微生物进行新陈代谢的水平，直接影响到堆体有机物的分解速度，延长发酵过程。蔬菜秸秆碳氮比较高，需要外加氮源，外加氮源为豆饼、米糠、烟渣等。

碳氮比计算公式：

需补充氮量＝(主材料总碳量/碳氮比－主料总氮量)/补充物质含氮量。

步骤c、添加发酵剂：粉碎筛分过程中，通过电泵29将发酵剂存放箱24内的发酵剂输送至导管27内，通过若干喷淋孔28实现发酵剂的喷洒，和粉碎筛分同步进行，保证了发酵剂和粉碎后蔬菜、秸秆的均匀混合，实现发酵剂的添加；

发酵剂为微生物发酵剂，对多种有机物进行氧化分解，使有机物转化为类腐殖质，杀死病原菌、寄生虫卵、杂草种子等，使用的菌剂：芽孢菌、乳酸菌、双岐菌、酵母菌、醋酸菌、光合菌、放线菌等。

步骤d、堆积料发酵：发酵剂添加完成后，通过第三电机31带动第一链轮32转动，第一链轮32带动第二链轮34转动，从而使若干搅拌轴33带动搅拌杆22转动，实现对粉碎后蔬菜秸秆的搅拌，进一步保证发酵液和粉碎后的蔬菜秸秆的均匀混合，使堆积后的蔬菜秸秆进行发酵，发酵过程中通过温度监测装置20和湿度监测装置21对发酵池2内部进行温度湿度监测，通过搅拌机构对堆积料进行搅拌向内部输送空气调节温度，通过向发酵池2内注水搅拌调节湿度，保证发酵的稳定进行，同时发酵过程中产生的废液经过排水口23排出。

好氧堆肥过程分为三个阶段：1、中温阶段：指堆肥化过程的初期，堆层呈15-45℃的中温，嗜温性微生物较为活跃并利用堆肥中可溶性有机物进行旺盛的生命活动。2、高温阶段：堆肥温度升至45℃以上时进入高温阶段，嗜温微生物受到抑制甚至死亡，取而代之的是嗜热微生物。3、降温阶段：在内源呼吸后期，剩下部分为较难分解的有机物和新形成的腐殖质，此时微生物的活性下降，发热量减少，温度下降，嗜温性微生物又占优势，对残余较难分解的有机物作进一步分解，腐殖质不断增多且稳定化，堆肥进入腐熟阶段，需氧量大大减少，含水率也降低。

发酵过程中温度的最佳温度为55℃，温度升到70℃以上时，对大多数嗜热性微生物已不再适应，从而大批进入死亡和休眠状态。温度控制主要靠搅拌机构进行翻堆处理，当温度高于60℃时要进行翻堆，进行2次发酵。堆腐3天左右进行一次翻堆，物料温度达到60-70℃时维持1-2天后再进行翻堆，翻堆后物料温度再次升到至60-70℃左右维持1-2天。

发酵堆的水分控制在60％左右，以手握判断，过高堵塞空隙，过低不利于微生物的生长。

堆肥氧含量控制在5-15％，＜5％导致厌氧，＞15％导致病菌存活。要保障有氧发酵的话，需要定时进行翻堆。

腐熟程度的判定：外观呈现茶褐色或黑色，结构疏松，没有恶臭；当堆肥达到腐熟时，温度低于40℃；堆肥中全N的含量上升，二碳氮比持续下降，当碳氮比从25：1-35:1降至20:1以下时，即达到稳定。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，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。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种蔬菜秸秆堆积发酵装置，包括支撑台(1)和固定连接在所述支撑台(1)顶端的发酵池(2)，其特征在于：所述发酵池(2)顶端固定连接有支撑架(3)，所述支撑架(3)上设置有移动平台，所述移动平台上设置有支撑框(4)，所述支撑框(4)上设置有粉碎筛分机构和微生物菌添加机构，所述粉碎筛分机构和所述微生物菌添加机构均与所述发酵池(2)对应设置，所述发酵池(2)上设置有搅拌机构和监测机构，所述搅拌机构的搅拌端和所述监测机构的监测端均伸入到所述发酵池(2)内，所述发酵池(2)外侧壁上开设有排水口(23)，所述排水口(23)与所述搅拌机构对应设置。

2.根据权利要求1所述的一种蔬菜秸秆堆积发酵装置，其特征在于：所述粉碎筛分机构包括固定连接在所述支撑框(4)内侧壁上的两U型框(5)，所述U型框(5)上固定连接有支撑板(6)，所述支撑板(6)上开设有竖向滑槽(7)，所述竖向滑槽(7)内固定连接有支撑杆(8)，所述支撑杆(8)上滑动连接有滑块(9)，所述滑块(9)外侧壁与所述竖向滑槽(7)内侧壁滑动接触，两所述支撑板(6)之间设置有筛分筒(10)，所述筛分筒(10)两端均固定连接有连接管(11)，所述连接管(11)与所述滑块(9)转动连接，其中一个所述滑块(9)远离所述筛分筒(10)的一侧固定连接有第一电机(12)，靠近所述第一电机(12)的所述连接管(11)的一端与所述第一电机(12)的输出轴固定连接，所述筛分筒(10)上设置有送料门扇(19)，所述筛分筒(10)内设置有粉碎组件，所述粉碎组件与所述送料门扇(19)对应设置。

3.根据权利要求2所述的一种蔬菜秸秆堆积发酵装置，其特征在于：所述支撑杆(8)上套设有两弹簧(18)，所述滑块(9)位于两所述弹簧(18)之间，所述弹簧(18)两端分别与所述竖向滑槽(7)内壁和所述滑块(9)固定连接。

4.根据权利要求3所述的一种蔬菜秸秆堆积发酵装置，其特征在于：所述粉碎组件包括连接轴(13)，所述连接轴(13)两端分别与两所述连接管(11)转动连接，另一所述滑块(9)远离所述筛分筒(10)的一侧固定连接有第二电机(14)，所述连接轴(13)靠近所述第二电机(14)的一端贯穿所述滑块(9)与所述第二电机(14)的输出轴固定连接，所述连接轴(13)上固定连接有偏心块(15)和安装罩(16)，所述偏心块(15)位于所述安装罩(16)内，且与所述安装罩(16)内侧壁之间设置有间隙，所述安装罩(16)外侧壁上固定连接有若干切割刀片(17)。

5.根据权利要求4所述的一种蔬菜秸秆堆积发酵装置，其特征在于：若干所述切割刀片(17)沿所述安装罩(16)外侧壁呈螺旋状分布。

6.根据权利要求5所述的一种蔬菜秸秆堆积发酵装置，其特征在于：所述微生物菌添加机构包括固定连接在所述支撑框(4)上的发酵剂存放箱(24)，所述发酵剂存放箱(24)顶端开设有存储口(25)，所述发酵剂存放箱(24)底端两侧均开设有排放口(26)，所述排放口(26)上固定连通有导管(27)的一端，所述导管(27)另一端与所述支撑框(4)底端固定连接，所述导管(27)上开设有若干喷淋孔(28)，所述喷淋孔(28)与所述发酵池(2)对应设置，所述导管(27)上安装有电泵(29)。

7.根据权利要求6所述的一种蔬菜秸秆堆积发酵装置，其特征在于：所述搅拌机构包括固定连接在所述发酵池(2)内部底端固定箱(30)，所述固定箱(30)内部底端固定连接有第三电机(31)，所述第三电机(31)的输出轴上固定连接有第一链轮(32)，所述固定箱(30)上转动连接有若干搅拌轴(33)，所述搅拌轴(33)底端伸入到所述固定箱(30)内固定连接有第二链轮(34)，所述第一链轮(32)通过链条与所述第二链轮(34)传动连接，所述搅拌轴(33)上固定连接有若干搅拌杆(22)，所述搅拌杆(22)位于所述发酵池(2)内。

8.根据权利要求7所述的一种蔬菜秸秆堆积发酵装置，其特征在于：所述固定箱(30)为圆锥形结构，所述排水口(23)与所述圆锥形结构的最低点对应设置。

9.根据权利要求1所述的一种蔬菜秸秆堆积发酵装置，其特征在于：所述监测机构包括固定连接在所述发酵池(2)外侧壁上的温度监测装置(20)和湿度监测装置(21)，所述温度监测装置(20)的输出端和所述湿度监测装置(21)的输出端均伸入到所述发酵池(2)内。

10.根据权利要求1-9任一所述的一种蔬菜秸秆堆积发酵装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤a、堆积料粉碎：将蔬菜、秸秆通过粉碎筛分机构进行粉碎筛分；

步骤b、粉碎料堆放：将步骤a中粉碎筛分后的粉碎料堆积在发酵池(2)内；

步骤c、添加发酵剂：通过微生物菌添加机构向发酵池(2)内添加微生物菌发酵剂；

步骤d、堆积料发酵：通过搅拌机构对堆积料进行搅拌，搅拌后进行堆积发酵。

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