TWI702201B - 多站式快速發酵有機質的方法 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於一種多站式快速發酵有機質的方法，包含：將一發酵原料輸送至一預熱空間以進行預熱處理，使該發酵原料達到55℃至110℃之間。將該發酵原料從該預熱空間輸送到至少一發酵空間並添加一添加物，該發酵原料與該添加物比例介於重量份10000：1至20000：1，該添加物為益生菌、芽胞菌、糖蜜、尿素、鈣粉、炭粉、酵素等。控制該發酵空間的一工作溫度介於55℃至90℃，使該添加物與該發酵原料發酵有機質，獲得一有機物。在該發酵空間內或該發酵空間外對該有機物施予一乾燥處理，以獲得一終產物。本發明藉由將預熱與發酵分站處理，以提高處理速度。

Description

多站式快速發酵有機質的方法
本發明係有關於一種多站式快速發酵有機質的方法，特別是指發酵製程中，至少將預熱處理與發酵程序分站處理，以提高有機質終產物的生產速度的發明。
目前一般用於製造有機堆肥的原料，主要來源係包含有桔梗、玉米梗、動物禽糞(豬糞/雞糞/牛糞等)以及餐廳、中央廚房、團膳、傳統(果菜)市場所產生的廚餘(果菜渣)等。而上述堆肥原料的形態有可能是固態物、液態物或是二者的混合物，為了使堆肥原料能在堆肥裝置的發酵槽中充分且均勻的進行發酵，則需要不斷地攪拌堆肥原料。而傳統的堆肥方式，主要係利用加木屑覆蓋悶住或是外加熱源發酵等方法製造，於夏天時大約需要2個月的時間，而冬天時所需的時間更長，需要長達3個月的時間。由於堆肥時間過長，而且需要大面積的土地進行堆肥，因此相當耗費時間及空間，實在無法消化數量龐大的農業廢棄物與廚餘等。
為了減少發酵時間，有中華民國105年10月11日所公告之新型第M530182號「雙軸攪拌發酵機的攪拌機構改良」、中華民國105年11月11日所公告之新型第M531870號「有機廢棄物攪拌壓縮機」專利案，該二前案皆是以機械攪拌取代人力攪拌以加快發酵速度。
但是前案所提供的發酵設備，自添加發酵原料、預熱升溫處理、發酵程序，甚至是後續乾燥處理都是在同一個發酵桶中進行，對於有機質終產物的生產速度仍無法有效提升。
為了有效提升有機質終產物的生產速度，本發明提出一種多站式快速發酵有機質的方法，包含下列步驟：將一發酵原料輸送至一預熱空間。在該預熱空間中對該發酵原料施以一預熱處理，使該發酵原料達到55℃至110℃之間的一預熱溫度。將該發酵原料從該預熱空間輸送到至少一發酵空間。在該發酵空間中添加一添加物，該發酵原料與該添加物之添加比例係為重量份介於10000：1至20000：1之間。控制該發酵空間的一工作溫度，該工作溫度介於55℃至90℃之間，使該添加物與該發酵原料在該工作溫度下發酵有機質，獲得一有機物，該添加物係選自下列之一或其任意組合：益生菌、芽胞菌、糖蜜、尿素、鈣粉、炭粉、酵素。在該發酵空間內或該發酵空間外對該有機物施予一乾燥處理，以獲得一終產物。
進一步，該預熱處理係對該發酵原料施以一微波，該微波的功率介於60KW至200KW之間。
進一步，在該預熱處理的階段中，使該發酵原料的疊放厚度介於2公分至6公分之間。
進一步，該發酵原料藉由一輸送軌道輸送進入該預熱空間、輸送離開該預熱空間、輸送進入該發酵空間與輸送離開該發酵空間。更進一步，係設有複數搬運箱在該輸送軌道上，該發酵原料、該有機物或該終產物係裝載在該搬運箱中。
進一步，該發酵原料藉由一自動搬運車以輸送進入該預熱空間、輸送離開該預熱空間、輸送進入該發酵空間與輸送離開該發酵空間。
進一步，該發酵原料於置入該預熱空間之前，係先執行一破碎處理，使該發酵原料被粉碎。
進一步，發酵程序中係對該發酵原料施予攪拌。
進一步，在該預熱處理階段中，係另添加一富氧物，所述富氧物係為一臭氧水或一天然強氧化劑。
進一步，係控制該有機物之含水率低於85%，pH值則為5.0至9.0之間。
進一步，該終產物含水率係控制在35%以下。
進一步，該終產物係為下列之一：有機肥料、培養土、飼料。
根據上述技術特徵可達成以下功效：
1.將預熱處理與發酵程序甚至是後續乾燥處理以分站模式處理，提高有機質終產物的生產速度。
2.由於發酵程序所需時間相對預熱處理所需時間要長，因此設備可採用一個預熱桶搭配多個發酵桶進行發酵製程。
3.在預熱處理階段添加富氧物，可減少厭氧物的數量，降低發酵程序所產生的臭味。
4.發酵原料預先進行破碎處理，可加大整體的體表面積，加速發酵程序進行。
(10):搬運箱
(101):開口
(1):預熱室
(11):預熱空間
(2):第一輸送帶
(3):第二輸送帶
(31):入口端
(32):出口端
(4):發酵桶
(41):發酵空間
(5):油壓機構
(6):第三輸送帶
(61):分支輸送帶
(7):乾燥室
(71):乾燥空間
(D1):循環運轉方向
(D2):運輸方向
(A):發酵原料
(B):有機物
(C):終產物
[第一圖]係為本發明之發酵處理的製程設備示意圖。
[第二圖]係為本發明實施例的流程圖。
[第三圖]係為本發明實施例中，製程設備的使用狀態圖。
綜合上述技術特徵，本發明之多站式快速發酵有機質的方法的主要功效將可於下述實施例清楚呈現。
參閱第一圖所示，本實施例的製程設備包括有：一預熱室(1)，有一預熱空間(11)。一第一輸送帶(2)，通過該預熱空間(11)，且該第一輸送帶(2)沿一循環運轉方向(D1)循環運行，用於循環運送一個以上搬運箱(10)。一個以上第二輸送帶(3)，各有一入口端(31)及一出口端(32)，該入口端(31)相鄰於該第一輸送帶(2)，且該第二輸送帶(3)有一運輸方向(D2)與該循環運轉方向(D1)的切線方向相夾一角度。一個以上發酵桶(4)，各有一發酵空間(41)，每一個第二輸送帶(3)的出口端(32)分別對應其中一發酵桶(4)的發酵空間(41)。一個以上油壓機構(5)，位在該第一輸送帶(2)旁。參閱第三圖所示，該油壓機構(5)是用以舉升該搬運箱(10)，使該搬運箱(10)產生樞轉，且樞轉至該搬運箱(10)的一開口(101)朝向該第二輸送帶(3)。一第三輸送帶(6)，有一個以上分支輸送帶(61)分別相鄰於其中一發酵桶(4)。一乾燥室(7)，有一乾燥空間(71)，前述第三輸送帶(5)通過該乾燥空間(71)。該第一輸送帶(2)、該第二輸送帶(3)及該第三輸送帶(5)構成本實施例完整的輸送軌道。
參閱第二圖及第三圖所示，先將一發酵原料(A)執行一破碎處理，使該發酵原料(A)被粉碎，以增加反應面積。該發酵原料(A)的來源主要包含有動物糞便、廚餘、農業的植物廢棄物及有機污泥等。其中，該動物禽畜糞便包含有：豬、牛、羊、雞、鴨、或鵝等糞便。該廚餘則包含有：水果蔬菜渣、 咖啡渣、茶葉渣、下腳料、過期回收的澱粉類(玉米粉、甘藷粉等)、酒糟或豆渣。該農業的植物廢棄物則包含有：玉米梗、米糠、粗糠、桔梗、植菇廢太空包、棕梠渣或落葉。有機污泥則可以是食品廠、醬油廠、清洗寶特瓶的回收廠、紙漿廠或製酒廠的製程產生的污泥廢料。之後將該發酵原料(A)置入該搬運箱(10)，且該發酵原料(A)的疊放厚度介於2公分至6公分之間。利用該第一輸送帶(2)將該搬運箱(10)運輸至該預熱室(1)的預熱空間(11)進行預熱處理，預熱溫度達到55℃至110℃之間，而加熱方式是對該發酵原料(A)施以一微波，該微波的功率介於60KW至200KW之間，該發酵原料(A)的疊放厚度介於2公分至6公分之間的理由即在於該微波可穿透的厚度約為2公分至6公分。在該預熱處理階段中，另添加一富氧物，該富氧物可以是臭氧水或天然強氧化劑例如總清，所添加的富氧物有助於去除該發酵原料(A)中的厭氧菌、病源菌、害蟲、蟲卵等，以減少異味的散發。液態的臭氧水或粉狀的天然強氧化劑，均有助於與該發酵原料(A)充分混合。該第一輸送帶(2)是持續循環運轉的，因此該搬運箱(10)通過該預熱室(1)後，即完成預熱處理，預熱時間大約維持在15分鐘至60分鐘之間。
該第一輸送帶(2)將該搬運箱(10)持續運輸，直到該第二輸送帶(3)位置，該油壓機構(5)即舉升該搬運箱(10)，使該搬運箱(10)產生樞轉，並樞轉至該搬運箱(10)的開口(101)朝向該第二輸送帶(3)，使該發酵原料(A)自該搬運箱(10)內被傾倒至該第二輸送帶(3)。該發酵原料(A)進一步自該第二輸送帶(3)的出口端(32)進入該發酵桶(4)的發酵空間(41)，在該發酵空間(41)中添加一添加物，該發酵原料(A)與該添加物之添加比例係為重量份介於10000：1至20000：1之間，並控制該發酵空間(41)的一工作溫度，該工作溫度介於55℃至90℃之間，使該添加物與該發酵原料(A)在該工作溫度下發酵有機質，獲得一有機物(B)， 發酵時間大約維持在60分鐘至180分鐘之間，並控制該有機物(B)之含水率低於85%，pH值則為5.0至9.0之間，該添加物係選自下列之一或其任意組合：益生菌、芽胞菌、糖蜜、尿素、鈣粉、炭粉、酵素。另外，發酵程序中係對該發酵原料(A)施予攪拌。
發酵程序結束後，利用該第三輸送帶(6)的分支輸送帶(61)將每一發酵桶(4)內的有機物(B)輸送至該乾燥室(7)的乾燥空間(71)，對該有機物(B)施予一乾燥處理，以獲得一終產物(C)，該終產物(C)含水率係控制在35%以下。該終產物(C)例如是有機肥料、培養土或飼料。另外，本實施例雖然採用該乾燥室(7)進行乾燥，但亦可不設置該乾燥室(7)，而直接在該發酵空間(41)內進行乾燥。
本創作實施例之醱酵後的終產物，只需三小時即可快速製成，可改善長期以來，醱酵製造費時、惡臭、不符合經濟效益等缺點。
另外要說明的是，除了採用該輸送軌道來運輸該發酵原料(A)、該有機物(B)及該終產物(C)之外，也可以採用自動搬運車來運輸。
綜合上述實施例之說明，當可充分瞭解本發明之操作、使用及本發明產生之功效，惟以上所述實施例僅係為本發明之較佳實施例，當不能以此限定本發明實施之範圍，即依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作簡單的等效變化與修飾，皆屬本發明涵蓋之範圍內。
(10):搬運箱
(101):開口
(1):預熱室
(11):預熱空間
(2):第一輸送帶
(3):第二輸送帶
(31):入口端
(32):出口端
(4):發酵桶
(41):發酵空間
(5):油壓機構
(6):第三輸送帶
(61):分支輸送帶
(7):乾燥室
(71):乾燥空間
(A):發酵原料
(B):有機物
(C):終產物

Claims (9)

  1. 一種多站式快速發酵有機質的方法，包含下列步驟：將一發酵原料輸送至一預熱空間；在該預熱空間中對該發酵原料施以一預熱處理，使該發酵原料的疊放厚度介於2公分至6公分之間，該預熱處理係對該發酵原料施以一微波，該微波的功率介於60KW至200KW之間，係另添加一富氧物，所述富氧物係為一臭氧水或一天然強氧化劑，使該發酵原料達到55℃至110℃之間的一預熱溫度；將該發酵原料從該預熱空間輸送到至少一發酵空間；在該發酵空間中添加一添加物，該發酵原料與該添加物之添加比例係為重量份介於10000：1至20000：1之間；控制該發酵空間的一工作溫度，該工作溫度介於55℃至90℃之間，使該添加物與該發酵原料在該工作溫度下發酵有機質，獲得一有機物，該添加物係選自下列之一或其任意組合：益生菌、芽胞菌、糖蜜、尿素、鈣粉、炭粉、酵素；在該發酵空間內或該發酵空間外對該有機物施予一乾燥處理，以獲得一終產物。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之多站式快速發酵有機質的方法，其中，該發酵原料於置入該預熱空間之前，係先執行一破碎處理，使該發酵原料被粉碎。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之多站式快速發酵有機質的方法，其中，該發酵原料藉由一輸送軌道輸送進入該預熱空間、輸送離開該預熱空間、輸送進入該發酵空間與輸送離開該發酵空間。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之多站式快速發酵有機質的方法，其中，係設有複數搬運箱在該輸送軌道上，該發酵原料、該有機物或該終產物係裝載在該搬運車中。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之多站式快速發酵有機質的方法，其中，該發酵原料藉由一自動搬運車以輸送進入該預熱空間、輸送離開該預熱空間、輸送進入該發酵空間與輸送離開該發酵空間。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之多站式快速發酵有機質的方法，其中，發酵程序中係對該發酵原料施予攪拌。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之多站式快速發酵有機質的方法，其中，係控制該有機物之含水率低於85%，pH值則為5.0至9.0之間。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之多站式快速發酵有機質的方法，其中，該終產物含水率係控制在35%以下。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之多站式快速發酵有機質的方法，其中，該終產物係為下列之一：有機肥料、培養土、飼料。
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