CN204981679U - 一种应用蔬菜废弃物生产多元水溶性有机碳肥的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种应用蔬菜废弃物生产多元水溶性有机碳肥的装置，包括渣液分离系统和发酵制备系统；所述的渣液分离系统设有出液口，所述的出液口与发酵制备系统的进液口相接。所述的渣液分离系统包括设有出液口的汁液收集斗，过滤网筛，压榨螺杆；所述的过滤网筛安装在汁液收集斗的上端开口处，从渣液分离系统的进料口到出渣口，位于过滤网筛上方的压榨螺杆的螺距逐渐变小。所述的发酵制备系统包括内胆、用于套装内胆的温控夹套、搅拌机、与内胆相接的无菌空气过滤器。本实用新型能清洁化地利用蔬菜废弃物，且能将蔬菜废弃物转化成肥料，具有清洁化程度高、病原菌杀灭彻底、环保无污染的特点。属于农业废弃物资源化利用与环保装置技术领域。

Description

一种应用蔬菜废弃物生产多元水溶性有机碳肥的装置

技术领域

本实用新型涉及农业废弃物资源化利用与环保装置技术领域，尤其是涉及一种应用蔬菜废弃物生产多元水溶性有机碳肥的装置。

背景技术

中国蔬菜产业经过多年的迅猛发展，在品种选育、增产稳产、质量安全等诸多方面取得了瞩目的成就，已发展成为全球最大的蔬菜市场，极大地满足和丰富了城乡居民对蔬菜的物质需求。而且随着蔬菜产业全国规划布局的完成，全国蔬菜种植面积和产量也在不断攀升。其种植面积由2007年的2.62亿亩增加到2013年的3.13亿亩，产量由2007年的5.47亿吨增加到2013年的7.06亿吨，已经超过粮食产量，成为我国第一大农产品，目前的蔬菜产销量比重占全球市场的一半以上。初步形成了以华南冬春蔬菜、东南沿海出口蔬菜、长江上中游冬春蔬菜、黄淮海与环渤海设施蔬菜、云贵高原夏秋蔬菜、黄土高原夏秋蔬菜、西北内陆出口蔬菜以及东北沿边出口蔬菜等为核心的八大蔬菜重点生产区域。

随着人们对净菜上市的极大需求，大量净菜加工处理时产生的叶、根、茎、果实和质量不佳的蔬菜等都最终成为固体废弃物。一般情况下，蔬菜废弃物按新鲜蔬菜的30％计算，2013年每天产生大约1.93万吨的蔬菜废弃物。这部分蔬菜废弃物一般随意丢弃，不仅造成资源的浪费，还带来严重环境污染，己成为农业生产及居民生活的一大公害。目前由于缺乏经济适用的处理技术，蔬菜废弃物利用转化率低、无害化(资源化)处理难度大。蔬菜废弃物资源化利用的主要方式有直接还田、生产饲料、发酵产气和生产堆肥四种。直接还田操作工艺简单，但易造成环境污染，特别是在夏季高温时期，废弃物容易腐烂，造成有害病原菌传播。生产饲料是利用固体废弃物发酵生产饲料蛋白，它为处理固体废弃物提供了新的处理思路和方向，具有长远的开发利用价值，但是需较大的场地进行晒干或脱水处理，要求无菌操作，不适合大规模生产。发酵产气是蔬菜废弃物在厌氧条件下，被各类沼气发酵微生物分解转化，最终产生沼气的过程。该方式资源化利用程度较高，但发酵周期较长、产气量不高，终产物的废水、废渣需要二次处理，制约了其大规模的推广应用。生产堆肥可以通过高温发酵对蔬菜残体进行无害化处理，有效控制有害病原菌的传播，并经微生物分解转化后将蔬菜残体生产为肥料。该方式具体操作和运行管理都简单易行，适用于农村推广。但需要大量的场地，易产生臭气。因此如何创新新技术、新工艺、新设备，实现蔬菜废弃物资源化、清洁化利用成为当前亟待解决的热点问题。

蔬菜废弃物含水率高(一般在75～95％)，总固体含量仅为8％～19％，富含有机物，N、P、K及中微量营养元素。经检测，以干基计算蔬菜废弃物的全氮(TN)含量为2.0％～5.7％，全磷(TP)含量为0.3％～3.3％，全钾(TK)含量为0.5％～5.4％，这都是制备有机碳肥的优选原料。有机碳肥是指水溶性高、易破植物吸收的有机碳化合物，如糖、醇、酸(含氨基酸)等，即不仅有含氮的有机碳营养(如氨基酸)，还包括不含氮的碳营养。长期以来，在氮磷钾化肥施肥量大幅度增加的情况下，没有考虑对碳营养的补充，作物依靠自然状态获得碳营养仅能满足其需求的1/5，作物远处于碳饥饿中，严重制约了作物产量潜力的提升，而通过施肥补碳调整及优化植物营养平衡可消除碳饥饿。通过创新应用新技术、新工艺、新设备，可利用蔬菜废弃物生产出养分全面、高水溶性的“碳肥”，实现蔬菜废弃物资源化、清洁化的目的，变废为宝，培肥土壤，提高作物产量与品质，有效缓解我国肥料资源短缺的局面，促进我国国民经济的快速健康发展。

实用新型内容

针对现有技术中存在的技术问题，本实用新型的目的是：提供一种应用蔬菜废弃物生产多元水溶性有机碳肥的装置，该装置能清洁化地利用蔬菜废弃物，且能将蔬菜废弃物转化成肥料。

为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种应用蔬菜废弃物生产多元水溶性有机碳肥的装置，包括渣液分离系统和发酵制备系统；所述的渣液分离系统设有出液口，所述的出液口与发酵制备系统的进液口相接。采用这种结构后，蔬菜废弃物在渣液分离系统的作用下，蔬菜废弃物被分离成汁液和渣，汁液从出液口流出，进而从进液口进入发酵制备系统，发酵制备系统进行发酵过程。

渣液分离系统包括设有出液口的汁液收集斗，过滤网筛，压榨螺杆；所述的过滤网筛安装在汁液收集斗的上端开口处，从渣液分离系统的进料口到出渣口，位于过滤网筛上方的压榨螺杆的螺距逐渐变小；所述的进料口位于压榨螺杆一端的上方，出渣口位于压榨螺杆另一端的下方。采用这种结构后，蔬菜废弃物从进料口进入，转动的压榨螺杆对蔬菜废弃物进行挤压，同时将蔬菜废弃物往出渣口的方向运输，蔬菜废弃物从出渣口处流出；压榨螺杆的螺距逐渐变小，即在螺距越小处，蔬菜废弃物受到的挤压力越大。

发酵制备系统包括内胆、用于套装内胆的温控夹套、搅拌机、与内胆相接的无菌空气过滤器；所述的进液口设置在内胆的上方，内胆的上方设有配料进料口；搅拌机的搅拌器伸入内胆内部。采用这种结构后，渣液分离系统分离出的汁液进入内胆，配料从配料进料口进入，无菌空气过滤器将拦截后的空气送入内胆内，搅拌器将内胆内的液体搅拌均匀，同时温控夹套使内胆保持在一定温度，进而调节控制灭菌温度。

渣液分离系统还包括支架和动力装置，驱动压榨螺杆转动的动力装置安装在支架上，从渣液分离系统的进料口到出渣口，压榨螺杆的螺杆直径逐渐变大，所述的进料口处安装有进料斗，所述的出渣口处安装有出渣导板。采用这种结构后，动力装置驱动压榨螺杆转动，蔬菜废弃物从进料斗进入，被挤压后的蔬菜废弃物从出渣导板流出；压榨螺杆位于过滤网筛和清洗管之间，越往出渣口靠近，压榨螺杆与过滤网筛和清洗管之间的距离越小，对蔬菜废弃物的挤压力更大，有利于挤压蔬菜废弃物和将蔬菜废弃物运输到出渣口。

渣液分离系统还包括机外罩、清洗管、清洗阀门；所述的机外罩包围压榨螺杆，位于压榨螺杆上方的清洗管固定在机外罩上；所述的清洗阀门设置在出液口的旁侧。采用这种结构后，机外罩包围压榨螺杆，可防止蔬菜废弃物在压榨螺杆的作用下四处飞溅，同时起到保护作用；设有清洗管，可以向清洗管供水，从而对压榨螺杆清洗，清洗后的水，可从清洗阀门流出。

动力装置包括电机和变速器，所述的压榨螺杆通过轴承安装在支架上，所述的电机通过变速器与压榨螺杆相接。采用这种结构后，启动电机，电机通过变速器带动压榨螺杆转动。

进液口上设有电磁流量计，进液口通过电磁流量计与出液口相接，所述的电磁流量计内置有阻隔液体流通的电磁控制阀，所述的配料进料口设有阀门，所述的内胆底部设有出料口，所述的出料口设有控制流速的阀门。采用这种结构后，汁液收集斗里的汁液从出液口通过电磁流量计进入内胆，电磁流量计可以控制流入的速度，配料从配料进料口进入内胆；发酵完成后，内胆内的液体可从出料口出流出，同时，出料口处的阀门可控制流速。

发酵制备系统还包括用于检测pH电极和溶解氧电极的电极检测装置，该电极检测装置设有伸入内胆内部的玻璃管，玻璃管的端部设有电极球泡，所述的电极检测装置上设有显示pH值和溶解氧的显示模块。采用这种结构后，电极检测装置可设置两根玻璃管，玻璃管的端部均设置电极球泡，一个用于检测pH电极，一个用于检测溶解氧电极，并在显示模块显示相关数值。

发酵制备系统还包括设置在内胆上方的压力安全阀、伸入内胆内部的清洗头、伸入内胆内部的取样管、底座；所述的内胆安装在底座上，取样管位于内胆外部的部分的端部设置有取样控制阀。采用这种结构后，当内胆内部的压力过大时，压力安全阀可降低内胆内部的压力并稳定到一个设定值；打开取样控制阀，可通过取样管从内胆内部取出样品，向清洗头供水后，可对内胆进行清洗。

臭气处理系统包括臭氧发生器、气体交换反应器和多根气体连接管；用于制取臭氧气体的臭氧发生器通过气体连接管与能调节臭氧进气量的气体交换反应器相接，用于臭氧和臭气反应的气体交换反应器通过一气体连接管与内胆的底部相接，气体交换反应器通过另一气体连接管与内胆的顶部相接。采用这种结构后，内胆内部的臭气通过气体连接管进入气体交换反应器，此时臭氧发生器产生的臭氧通过气体连接管进入气体交换反应器，臭氧和臭气在气体交换反应器充分反应，反应后的气体通过气体连接管进入内胆内部。

总的说来，本实用新型具有如下优点：

1.本实用新型的一种应用蔬菜废弃物生产多元水溶性有机碳肥的装置为多元水溶性有机碳肥提供了将分离蔬菜废弃物中的汁液和渣与发酵相结合的一体化生产装置。

2.本实用新型的一种应用蔬菜废弃物生产多元水溶性有机碳肥的装置结构简单、占用场地小、清洁化程度高、病原菌杀灭彻底。

3.本实用新型的一种应用蔬菜废弃物生产多元水溶性有机碳肥的装置可根据实际需求调节控制灭菌温度、发酵温度等参数，具有生产操作简单、经济高效、环保无污染、实用性强的特点。

4.本实用新型的一种应用蔬菜废弃物生产多元水溶性有机碳肥的装置，能清洁化地利用蔬菜废弃物，且能将蔬菜废弃物转化成肥料。

5.本实用新型的一种应用蔬菜废弃物生产多元水溶性有机碳肥的装置很好地将渣液分离系统、发酵制备系统、臭气处理系统组合在一起；同时渣液分离系统、发酵制备系统、臭气处理系统能很好地实现渣液分离、发酵和臭气处理的目的。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型压榨螺杆的结构示意图。

其中，1为电机，2为变速器，3为支架，4为轴承，5为进料斗，6为压榨螺杆，7为机外罩，8为过滤筛网，9为汁液收集斗，10为出汁口，11为压力调整阀，12为出渣导板，13为清洗管，14为温控夹套，15为内胆，16为搅拌机，17为无菌空气过滤器，18为出料口，19为电磁流量计，20为电极检测装置，21为配料进料口，22为压力安全阀，23为取样管，24为清洗头，25为底座，26为臭氧发生器，27为气体交换反应器，28为气体连接管，29为清洗阀门。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施方式来对本实用新型做进一步详细的说明。

如图1所示，一种应用蔬菜废弃物生产多元水溶性有机碳肥的装置，包括渣液分离系统、发酵制备系统和臭气处理系统；所述的渣液分离系统设有出液口，所述的出液口与发酵制备系统的进液口相接。

下面分别对每个系统进行详细的介绍：

渣液分离系统包括汁液收集斗、过滤网筛、压榨螺杆、支架、动力装置、机外罩、清洗管。所述的汁液收集斗的形状类似倒锥形，其上端开口，汁液收集斗的下方设有出液口，出液口的旁侧设有清洗阀门；过滤网筛安装在汁液收集斗的上端开口处，过滤网筛能覆盖汁液收集斗的开口部分。所述的压榨螺杆位于过滤网筛的正上方，过滤网筛安装在机外罩的下方，相对固定安装在支架上的机外罩包围压榨螺杆，安装在机外罩上的清洗管位于压榨螺杆的上方，所述的清洗管上设有均匀分布的小孔。如图1所示，机外罩的左上方设有进料口，进料口处安装有进料斗，机外罩的右下方设有出渣口，出渣口处安装有出渣导板。从进料口到出渣口，即如图1和图2所示，从压榨螺杆的左端到右端，压榨螺杆的螺距逐渐变小，压榨螺杆的螺杆直径逐渐变大；所述的进料口位于压榨螺杆左端的上方，出渣口位于压榨螺杆右端的下方。压榨螺杆通过轴承安装在支架上，压榨螺杆的右端设有压力调整阀，压力调整阀用于控制压榨螺杆的轴向位移，压力调整阀和压榨螺杆之间设有弹性装置(图中未示出)；转动压力调整阀时，弹性装置进行伸缩变形，从而引起压榨螺杆轴向位移的变动。所述的动力装置包括电机和变速器，动力装置安装在支架上，电机通过变速器与压榨螺杆的左端相接。所述的电机电源为380V、3PH、50Hz，电机功率大于最大实耗功率10％，电机转速≤1450r/min。所述压榨螺杆的螺旋直径265mm；过滤网筛是一种冲孔网，规格为100目至200目，由304、304L、316、316L、310、310s等不锈钢制成。清洗管的直径为φ1cm～2cm，由不锈钢管300或304制成。渣液分离系统的各个组成部分的相接处应采用圆弧过渡，以避免污物堵塞，并应保证优良的密封性能，以确保废渣、废水不会从机壳中漏出。

发酵制备系统包括内胆、温控夹套、搅拌机、无菌空气过滤器、电磁流量计、电极检测装置、压力安全阀、清洗头、取样管、底座。安装在底座上的内胆由圆柱形和与圆柱形一体的球形的一部分组成，球形的一部分位于圆柱形的下方，内胆应处于密封状态；当然内胆也可以根据实际需要制成其他的形状。所述的温控夹套套装在内胆的侧面上，内胆的高度高于温控夹套；所述的温控夹套包括加热棒、温控传感器和控制装置，温控夹套设有进水口和出水口。温控夹套属于现有技术，主要功能是调节和控制内胆的温度。所述的搅拌机包括电机、动力轴、推进浆叶和双螺带式的搅拌器；搅拌机设置在内胆的底部，搅拌器伸入内胆内部，搅拌机和内胆之间应保持良好的密封性。搅拌机的电机设置在内胆的下端，与电机相接的动力轴伸入内胆的内部，动力轴上设有推进浆叶和双螺带式的搅拌器。推进浆叶可将内胆下部的液体往上推动，在推进浆叶上端的搅拌器可将内胆内部的液体搅拌均匀。如图1所示，出料口设置在搅拌机的左侧，出料口处设有控制流速的阀门。无菌空气过滤器设置在搅拌机的右侧，无菌空气过滤器能在干或湿的空气环境下100％拦截微生物。所述内胆的上方设有配料进料口，配料进料口处设有阀门，可自由的打开与关闭。所述内胆的上方设有压力安全阀，压力安全阀可降低内胆内部的压力并稳定到一个设定值。所述的清洗头伸入内胆内部，所述的取样管从内胆的侧面伸入内胆底部，取样管位于内胆外部的部分的端部设置有取样控制阀，打开取样控制阀，可通过取样管从内胆内部取出样品。所述的内胆上方设有进液口，所述的进液口通过电磁流量计与汁液收集斗的出液口相接，电磁流量计内置有电磁控制阀，电磁控制阀关闭时，能阻隔液体流通。所述的电极检测装置设有伸入内胆内部的玻璃管，玻璃管有两根，玻璃管的端部均设有电极球泡，一个用于检测内胆内液体的pH电极，一个用于检测溶解氧电极，电极检测装置上设有显示pH值和溶解氧的显示模块。所述的温控夹套由304、304L、316、316L、310、310s等不锈钢制成。所述内胆的径高比为1:2.2至1:2.5，装液系数为70％，由304、304L、316、316L、310、310s等不锈钢制成。所述的取样管由不锈钢制成，底座由300或304不锈钢制成。

臭气处理系统包括臭氧发生器、气体交换反应器和多根气体连接管。用于制取臭氧气体的臭氧发生器通过气体连接管与能调节臭氧进气量的气体交换反应器相接，用于臭氧和臭气充分反应的气体交换反应器通过一气体连接管与内胆的底部相接，气体交换反应器通过另一气体连接管与内胆的顶部相接。所述的气体连接管均由304、304L、316、316L、310、310s等不锈钢制成。

一种应用蔬菜废弃物生产多元水溶性有机碳肥的装置的使用方式如下所述：

启动动力装置的电机，电机通过变速器带动压榨螺杆旋转，此时，蔬菜废弃物从进料口处进入，蔬菜废弃物在压榨螺杆的作用下，蔬菜废弃物在向压榨螺杆右端移动的过程中被挤压，从蔬菜废弃物挤压出来的汁液通过过滤网筛掉入汁液收集斗上，蔬菜废弃物的废渣从出渣导板处流出。打开电磁控制阀，汁液从汁液收集斗的出液口处通过电磁流量计，进而从内胆的进液口流入内胆内部，电磁流量计可计量汁液的体积；打开配料进料口处的阀门，放入配料；无菌空气过滤器拦截空气中的微生物，经拦截后的空气进入内胆内部；搅拌机的搅拌器将内胆内的液体搅拌均匀；发酵完成后，打开出料口处的阀门，液体从内胆流出，同时出料口处的阀门可控制流出的速度。温控夹套可让内胆保持在一定的温度；电极检测装置可检测pH值和溶解氧，并可从显示模块观察数值；当内胆内部的压力过大时，压力安全阀打开，可让内胆内部的压力降到设定值；可通过取样管从内胆内部取出样品。内胆内部的臭气通过气体连接管进入气体交换反应器，此时臭氧发生器产生的臭氧通过气体连接管进入气体交换反应器，臭氧和臭气在气体交换反应器充分反应，反应后的气体通过气体连接管进入内胆内部。

当需要进行清洗工作时，往清洗管内供水，清洗管通过清洗管上的小孔对着压榨螺杆喷洒，此时，电磁控制阀关闭，清洗阀门打开，清洗后的水落入汁液收集斗内，并从清洗阀门处流出。对内胆进行清洗时，往清洗头供水，然后启动搅拌机，搅拌一段时间后，打开出料口处的阀门，清洗后的水从内胆流出。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种应用蔬菜废弃物生产多元水溶性有机碳肥的装置，其特征在于：包括渣液分离系统和发酵制备系统；所述的渣液分离系统设有出液口，所述的出液口与发酵制备系统的进液口相接。

2.按照权利要求1所述的一种应用蔬菜废弃物生产多元水溶性有机碳肥的装置，其特征在于：所述的渣液分离系统包括设有出液口的汁液收集斗，过滤网筛，压榨螺杆；所述的过滤网筛安装在汁液收集斗的上端开口处，从渣液分离系统的进料口到出渣口，位于过滤网筛上方的压榨螺杆的螺距逐渐变小；所述的进料口位于压榨螺杆一端的上方，出渣口位于压榨螺杆另一端的下方。

3.按照权利要求1所述的一种应用蔬菜废弃物生产多元水溶性有机碳肥的装置，其特征在于：所述的发酵制备系统包括内胆、用于套装内胆的温控夹套、搅拌机、与内胆相接的无菌空气过滤器；所述的进液口设置在内胆的上方，内胆的上方设有配料进料口；搅拌机的搅拌器伸入内胆内部。

4.按照权利要求2所述的一种应用蔬菜废弃物生产多元水溶性有机碳肥的装置，其特征在于：所述的渣液分离系统还包括支架和动力装置，驱动压榨螺杆转动的动力装置安装在支架上，从渣液分离系统的进料口到出渣口，压榨螺杆的螺杆直径逐渐变大，所述的进料口处安装有进料斗，所述的出渣口处安装有出渣导板。

5.按照权利要求2所述的一种应用蔬菜废弃物生产多元水溶性有机碳肥的装置，其特征在于：所述的渣液分离系统还包括机外罩、清洗管、清洗阀门；所述的机外罩包围压榨螺杆，位于压榨螺杆上方的清洗管固定在机外罩上；所述的清洗阀门设置在出液口的旁侧。

6.按照权利要求4所述的一种应用蔬菜废弃物生产多元水溶性有机碳肥的装置，其特征在于：所述的动力装置包括电机和变速器，所述的压榨螺杆通过轴承安装在支架上，所述的电机通过变速器与压榨螺杆相接。

7.按照权利要求3所述的一种应用蔬菜废弃物生产多元水溶性有机碳肥的装置，其特征在于：所述的进液口上设有电磁流量计，进液口通过电磁流量计与出液口相接，所述的电磁流量计内置有阻隔液体流通的电磁控制阀，所述的配料进料口设有阀门，所述的内胆底部设有出料口，所述的出料口设有控制流速的阀门。

8.按照权利要求3所述的一种应用蔬菜废弃物生产多元水溶性有机碳肥的装置，其特征在于：所述的发酵制备系统还包括用于检测pH电极和溶解氧电极的电极检测装置，该电极检测装置设有伸入内胆内部的玻璃管，玻璃管的端部设有电极球泡，所述的电极检测装置上设有显示pH值和溶解氧的显示模块。

9.按照权利要求3所述的一种应用蔬菜废弃物生产多元水溶性有机碳肥的装置，其特征在于：所述的发酵制备系统还包括设置在内胆上方的压力安全阀、伸入内胆内部的清洗头、伸入内胆内部的取样管、底座；所述的内胆安装在底座上，取样管位于内胆外部的部分的端部设置有取样控制阀。

10.按照权利要求1所述的一种应用蔬菜废弃物生产多元水溶性有机碳肥的装置，其特征在于：它还包括臭气处理系统，所述的臭气处理系统包括臭氧发生器、气体交换反应器和多根气体连接管；用于制取臭氧气体的臭氧发生器通过气体连接管与能调节臭氧进气量的气体交换反应器相接，用于臭氧和臭气反应的气体交换反应器通过一气体连接管与内胆的底部相接，气体交换反应器通过另一气体连接管与内胆的顶部相接。