一种固态有机物料密闭发酵加工制备系统
技术领域
本发明属于固态有机物料发酵设备技术领域，具体为一种固态有机物料密闭发酵加工制备系统。
背景技术
目前我国有机物料发酵采用罐体、槽式、垛式发酵三种方式。其中罐体发酵方式主要用于液态有机物料，由于投资较大，使用较少；而固态有机物料都采用槽式或垛式发酵方式，但几乎都是开放式发酵和没有烘干设施，因此发酵过程中产生的废气对环境污染较大，由于采用水分自然散失方法，其发酵料含水量控制较低(远低于最佳55-65％)的最佳含水量)、有机物料堆放时间较长，导致有机物料的发酵不彻底而无害化程度低、不同程度的烧料而养分损耗等现象。
在槽式发酵方式中，最多的是分段(每天)进料整槽翻料方式较多，发酵槽内发酵20～30天后，出料在槽外堆放几个月，让水分自然散失到30％左右罐装销售，在发酵过程中大部分未建有通气装置，导致底部有机物料长期处于厌氧状态而变质发臭；一部分在槽底部有几根通气道或通气管，但通气系统不完善而槽底部四周有死角，有机物料发酵不均匀，仍然有变质发臭现象；很少部分槽底部设有通气夹层等方式进行发酵，但建设成本太高而不具备有规模化生产操作性。在槽式发酵和堆放(所谓的“后孰”或“二次发酵”)(改为，槽式发酵结束后在槽外长时间堆放水分自然散失(所谓的“后熟”或“二次发酵”)过程中产生的废气，不仅对生产工人以及周边居住的居民的带来了较大的危害，而且对大气环境造成了很大的污染。
发明内容
为解决现有技术中固态有机物料槽式发酵都采用开放式发酵的问题，本发明提供了一种固态有机物料密闭发酵加工制备系统，其实现的目的为，不仅使发酵好的有机物料质量优良和不带病虫源体；而且发酵过程中产生的废气经过无害化处理达到环保要求后排放，这将对我国循环、生态农业的可持续性发展具有重要的生产和社会效益。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为，本发明提供的一种固态有机物料密闭发酵加工制备系统，包括有机物料的配比预混装置、槽式密闭发酵装置、以及有机物料烘干粉碎制备装置，所述有机物料的配比预混装置将有机物料混合好后通过物料输送机A传输至槽式密闭发酵装置内，经发酵后通过物料输送机B传输至有机物料烘干粉碎制备装置进行加工处理；可以对不同的牧业废弃物就行预处理和混配，通过相适配的发酵剂发酵，发酵好的有机物料再经过烘干粉碎制备装置生产成养分、有机质、水分含量、细度标准化以及无害化程度高的有机原料，为有机肥或生物有机肥、有机无机复混肥或复合微生物肥料的造粒生产提供优质有机原料，进而使大量的农牧业废弃物重新循环再利用。
所述槽式密闭发酵装置包括发酵槽，在发酵槽外部建有密闭棚，在发酵槽体内部，沿着发酵槽体纵向中心轴贯穿有主通气通道，主通气通道的两侧分别连通有进气通道A和进气通道B，在发酵槽体侧壁上开有槽壁通气道，槽壁通气道均与进气通道A、进气通道B、主通气通道连通。本申请采用封闭式发酵槽，确保发酵的废气不会排出到外部环境。
进一步的，所述有机物料的配比预混装置包括所述有机物料的配比预混装置包括预混机，将有机物料经实验室检测养分、含水量、pH值，从而确定出不同有机物料的配比，输入预混机中，在预混机中将水分调控在55-65％，添加发酵菌，调节pH充分混匀后再通过物料输送机A输入槽式密闭发酵装置中。
进一步的，所述有机物料烘干粉碎制备装置依次包括烘干筒、冷却筒、粉碎机、分筛机、和/或包装机，所述各个装置之间通过传送带相连接。有机物料输送到烘干筒后，采用燃气热风燃烧机烘干至含水量在30以下；烘干后的有机物料进入冷却筒冷却；有机物料冷却后粉碎；有机物料粉碎后分筛出30目以上细度的有机物料定量包装储存或送入造粒机进行造粒，从而实现固态有机肥料循环再利用，例如作为有机-无机复混肥料以及颗粒有机肥料使用。
进一步的，所述有机物料的配比预混装置还包括破碎机A，用于将有机物料粉碎后再送至实验室检测养分、水分、PH值。
进一步的，槽式密闭发酵装置的发酵槽结构为砖混条形结构，一端砖混封闭，另一端为进料口，进料口两边槽壁各开有一条门安装槽，高度与槽壁高度一致，采用密封板从安装槽内插入用以封闭进料口，密封板内测设有1-1.5cm宽的夹层，上开有多个通气孔A，发酵槽宽度为2-5m,长度为30-50m,墙体高度1.7-2m,通过有机物料的配比预混装置将混配好的有机物料采用物料输送机A传输至进料口从而送入发酵槽内。
进一步的，在发酵槽内部槽壁和底部开设有至少一条相通的U形通气槽，所述U形通气槽每条间隔40-60cm，主通气道与各条U形通气槽相连通。相连形成U型通气槽与槽底部中央宽6-10cm主通气道连接，主通气道两端与由于有进气通道，发酵过程中由主通气道两端送气通过U型通气槽从底部和四周通气(包括发酵槽两端，即封闭门通气夹层以及另一端和槽壁一样的通气槽)，送入的空气均匀穿透槽内发酵料，各条U形通气槽与主通气道相连通，进一步增加发酵槽内气流流通、增强换气。铺料之前，调整好主通气槽两端进气位置，进气口(进气通道)应在料面内50cm，以防止送入的气从无料空位溢出。铺料高度1.5-2.0米，进料口端留履带式翻料机运行空间不铺料。待发酵料铺好后，在每条U型通气槽中间自上而下打孔，孔距为50cm，孔径为1-1.5cm。
进一步的，在发酵槽内部上表面位置处固定有温度感应器A，在发酵槽底端进气通道位置处设有温度感应器B，在发酵槽内部还安装有加热/制冷器。
进一步的，在所述U形通气槽槽口表面密封有密封条，密封条上开有通气孔B。所述U形通气槽与主通气道连通，槽口表面增设密封条，有效帮助气流从主通气道贯穿发酵槽进入，再经由U形通气槽贯穿整个发酵槽。
进一步的，在发酵槽内壁上、中、下位置处都安装有温度感应器C，发酵槽上表面开口位置处两边槽壁顶部安装有轨道，用于履带式翻料机运行，温度感应器C用于监控发酵过程中的料温变化，翻料机用于翻料。例如在发酵槽上(料面下25cm)、中(料中间层)、下(底部上25cm)部位以及外(离槽壁25cm)、中(槽宽正中)安装多组温度感应器。
进一步的，所述履带式翻料机出料端还与破碎机B相连接，用于每次翻料时将大块有机物料输送至破碎机B中破碎再将物料返回至发酵槽内。
进一步的，发酵结束后，将履带式翻料机出料端与物料输送机B连接，发酵好后的物料经由所述翻料机输送至物料输送机B，再传输至有机物料烘干粉碎制备装置进行加工处理。
进一步的，进气通道A、进气通道B上均连接有通气管，通气管一端连接有鼓风机，另一端与主通气槽连通。
进一步的，所述在发酵槽体侧壁上开的槽壁通气道高度低于槽壁顶端40-50cm。
进一步的，所述密闭棚为铝合金密闭棚或塑料密闭棚。采用的塑料材质为10-12丝厚聚丙烯或聚乙烯。该材质的塑料密闭棚，建撤方便，成本低廉。
进一步的，在密闭棚外部设有抽气装置，抽气装置通过抽气管伸入所述密闭棚内，抽气装置连通有废气净化装置，抽气管与抽气装置连通的通道内安装有废气检测装置。
进一步的，该系统还包括控制面板，温度感应器A、温度感应器B、加热/制冷器均与控制面板信号传输，温度感应器A和温度感应器B用于检测发酵槽内部温度，将温度参数发送给控制面板，控制面板根据温度低于/高于预设的阈值结果，将启动/停止信号发送给加热/制冷器；
所述温度感应器C、翻料机均与控制面板信号传输，温度感应器C用于监控发酵过程中的料温变化，将温度信号发送至控制面板，控制面板根据接收的温度参数用以控制履带式翻料机翻料时间和次数；
所述抽气装置、废气净化装置、废气检测装置均与控制面板信号传输，废气检测装置将检测结果发送至控制面板，控制面板根据所述检测结果控制抽气装置的启停，抽气装置将抽出的废气经由废气净化装置处理。当废气浓度达到一定值后自动抽气和送气，抽出的废气经过无害化处理装置后再排放，不会对环境造成危害。
综上，本发明采用的技术方案具有的有益效果，本发明解决了目前固态有机物料槽式发酵工业化程度不高、无害标准化程度低、环保性差等的缺陷。
⑴、有机物料有害生物杀灭程度显著提高。通过有机物料发酵过程中底部、四周通气，以及料主通气道，定期通气和抽气，机械翻料等技术措施，有机物料发酵均匀，无死角，有机物料不仅升温均匀，有害微生物孢子萌发快，有害菌丝体和虫卵在高温作用下，被有效杀灭；同时发酵好的有机物料进入烘干系统，在高温、干燥的作用下，进一步杀灭有机物料中的有害生物，显著地提高有机物料的无害化程度。从而改变目前我国有机物料发酵无害化程度低，大量有害生物不断进入土壤中，导致化学农药用量加大的普遍问题。
⑵、发酵废气净化处理排放。通过密闭发酵，发酵过程中产生的废气抽出后净化处理后，再排放，大大地减少发酵废气对周围大气以及人们居住环境的影响，从而改变目前发酵周围环境太差的社会、生态问题。
2、本发明针对目前槽式发酵中工业化自动化程度不高、发酵周期长、场地使用率低、标准化程度低的缺陷。
⑴、针对槽式发酵履带式翻料方式中翻料机是一个方向翻料，发酵槽预留空间较大，发酵槽利用率不高，均匀度低，耗能和人工费较高等缺陷，本发明通过履带式翻料机转向二个方向翻料方式，预留空间较少，大大地提高了发酵槽的利用率，而且是精准地根据物料温度翻料，无效翻料次数减少，减少了翻料能耗；在翻料机出料口增加了破碎机和自动输出装置，每次翻料都把大块的发酵料破碎，有机物料发酵完成后，自动输入传送带进入烘干系统，有效地提升了发酵的均匀度和减少人工用量。
⑵、针对低温期(大气温度在15℃以下)发酵温度升温慢，不仅发酵周期长，而且发酵效果较差缺陷，本发明在发酵系统中增加了低温期补温装置，通过热空气在前期输入，迅速提升料温，可显著缩短发酵周期，提高发酵质量和场地利用率。
⑶、针对有机物发酵料，由于细度关系，不能作为有机无机复混肥或复合微生物肥料造粒(大部分为天然褐煤、液体发酵废弃物为有机原料)，绝大部分仅用于有机肥或生物有机肥粉剂肥料生产，而在我国肥料机播方式区域难于使用粉剂肥料，制约了农业废弃物不能很好地回归土壤，因此，本发明通过对农业废弃物工业化发酵、加工后，可制成细度(细度在30～60目)、水分含量标准化的无害化优质有机原料，为有机无机复混肥、复合微生物肥、有机肥、生物有机肥等肥料造粒生产提供大量的优质有机原料，为有机无机复混肥以及复合微生物肥料的产业化生产和大面积推广应用奠定了坚实的科学基础，促进我国生态、循环农业的发展。
附图说明
图1为本发明固态有机物料密闭发酵加工制备系统整体结构框图；
图2为本发明槽式密闭发酵装置外搭建的密闭棚结构示意图；
图3为本发明槽式密闭发酵装置中发酵槽的结构示意图；
图4为本发明有机物料的配比预混装置的结构示意图；
图5为本发明有机物料烘干粉碎制备装置的结构示意图；
图6为本发明带有粉碎机B的有机物料的配比预混装置的结构示意图；
图7为本发明槽式密闭发酵装置中发酵槽出料口结构示意图；
图8为本发明发酵槽带有U形通气槽的结构示意图；
图9为本发明发酵槽带有温度感应器的结构示意图；
图10为本发明发酵槽带有翻料机的结构示意图；
图11为本发明发酵槽通接有鼓风机的结构示意图；
图12为本发明密闭棚带有抽气装置的结构示意图。
图中，1、有机物料的配比预混装置；2、槽式密闭发酵装置；3、有机物料烘干粉碎制备装置；4、发酵槽；5、密闭棚；6、主通气通道；7、进气通道A；8、进气通道B；9、槽壁通气道；10、预混机；11、烘干筒；12、冷却筒；13、粉碎机；14、分筛机；15、包装机；16、传送带；17、破碎机A；18、进料口；19、门安装槽；20、密封板；21、夹层；22、通气孔A；23、U形通气槽；24、密封条；25、通气孔B；26、温度感应器A；27、加热/制冷器；28、温度感应器C；29、轨道；30、履带式翻料机；31、破碎机B；32、通气管；33、鼓风机；34、抽气装置；35、抽气管；36、废气净化装置；37、废气检测装置；38、控制面板。
具体实施方式
下面通过具体的实施例对本发明做进一步的详细描述。
实施例一：本发明提供的一种固态有机物料密闭发酵加工制备系统，参照图1所示，包括有机物料的配比预混装置1、槽式密闭发酵装置2、以及有机物料烘干粉碎制备装置3，所述有机物料的配比预混装置将有机物料混合好后通过物料输送机A传输至槽式密闭发酵装置内，经发酵后通过物料输送机B传输至有机物料烘干粉碎制备装置进行加工处理；
参照图2-图3所示，所述槽式密闭发酵装置包括发酵槽4，在发酵槽外部建有密闭棚5，在发酵槽体内部，沿着发酵槽体纵向中心轴贯穿有主通气通道6，主通气通道的两侧分别连通有进气通道A7和进气通道B8，在发酵槽体侧壁上开有槽壁通气道9，槽壁通气道均与进气通道(A和B)、主通气通道连通。
进一步的，参照图4所示，所述有机物料的配比预混装置包括预混机10，将有机物料经实验室检测养分、含水量、pH值，从而确定出不同有机物料的配比，输入预混机中，在预混机中将水分调控在55-65％，添加发酵菌，调节pH充分混匀后再通过物料输送机A输入槽式密闭发酵装置中。
进一步的，参照图5所示，所述有机物料烘干粉碎制备装置依次包括烘干筒11、冷却筒12、粉碎机13、分筛机14、和/或包装机15，所述各个装置之间通过传送带16相连接。发酵好的有机物料由翻料机输送到物料输送机B，物料输送机B可以统一将多个发酵槽的物料送入烘干筒中。
进一步的，参照图6所示，所述有机物料的配比预混装置还包括破碎机A17，用于将有机物料粉碎后再送至实验室检测养分、水分、PH值。
进一步的，发酵槽为砖混条形结构，一端砖混封闭，另一端为进料口18，参照图7所示，进料口两边槽壁各开有一条门安装槽19，高度与槽壁高度一致，采用密封板20从安装槽内插入用以封闭进料口，密封板内测设有1-1.5cm宽的夹层21，夹层上开有通气孔A 22，通过有机物料的配比预混装置将混配好的有机物料采用物料输送机A传输至进料口从而送入发酵槽内。
进一步的，参照图8所示，在发酵槽内部槽壁和底部开设有至少一条相通的U形通气槽23，所述U形通气槽每条间隔40-60cm，主通气道与各条U形通气槽相连通。在所述U形通气槽槽口表面密封有密封条24，密封条上开有通气孔B25。
进一步的，参照图9所示，在发酵槽内部上表面位置处固定有温度感应器A 26，以在发酵槽底端进气通道位置处设有温度感应器B(由于与温度感应器A一样，图中未视出，A和B只不过用以区别分别设置的位置不同)，在发酵槽内部还安装有加热/制冷器27，温度感应器A、温度感应器B、加热/制冷器均与控制面板38信号传输，控制面板可设在密闭棚外，温度感应器A和温度感应器B用于检测发酵槽内部温度，将温度参数发送给控制面板，控制面板根据温度低于/高于预设的阈值结果，将启动/停止信号发送给加热/制冷器；
进一步的，参照图10所示，在发酵槽内壁上、中、下位置处都安装有温度感应器C28，发酵槽上表面开口位置处两边槽壁顶部安装有轨道29，用于履带式翻料机30运行，所述温度感应器C、翻料机均与控制面板信号传输，温度感应器C用于监控发酵过程中的料温变化，将温度信号发送至控制面板，控制面板根据接收的温度参数用以控制履带式翻料机翻料时间和次数。进一步的，所述履带式翻料机出料端还与破碎机B 31相连接，用于每次翻料时将大块有机物料输送至破碎机B中破碎再将物料返回至发酵槽内。履带式翻料机可以采用双向返料方式翻料机由原来的单向翻料改变为双向翻料方式，改变过去单向翻料方式，其发酵槽必须预留较大空槽空间，导致发酵槽空间利用较低，而双向发料方式，发酵槽预留空槽空间较少(若发酵翻料4次，每次预留3m长度空槽空间，单向翻料发酵槽需预留12m长度空槽，而双向翻料只需预留3m空槽，一条发酵槽可增加9m长发酵空间，大大地提高了发酵槽的利用率)；翻料机后面增加了粉碎机后，每次翻料后可把结块的有机物料(特别是有畜禽粉物料)破碎打散，使得有机物料发酵均匀。
进一步的，发酵结束后，将履带式翻料机出料端与物料输送机B连接，发酵好后的物料经由所述翻料机输送至物料输送机B，再传输至有机物料烘干粉碎制备装置进行加工处理。
进一步的，参照图11所示，进气通道A、进气通道B上均连接有通气管32，通气管一端连接有鼓风机33，另一端与主通气槽连通。通气管可以采用现有技术任意一种形式连接，例如进气通道与通气管连接后，通过法兰固定，或者进气通道内设置卡口，通气管外设置卡扣然后进行卡合。
进一步的，所述在发酵槽体侧壁上开的槽壁通气道高度低于槽壁顶端40-50cm。
进一步的，所述密闭棚为铝合金密闭棚或塑料密闭棚。
优选的，所述塑料密闭棚采用的塑料材质为10-12丝厚聚丙烯或聚乙烯。
进一步的，参照图12所示，在密闭棚外部设有抽气装置34，抽气装置通过抽气管35伸入所述密闭棚内，抽气装置连通有废气净化装置36，抽气管与抽气装置连通的通道内安装有废气检测装置37(为了能够看到废气检测装置，本图实际上采用了剖视处理)。所述抽气装置、废气净化装置、废气检测装置均与控制面板信号传输，废气检测装置将检测结果发送至控制面板，控制面板根据所述检测结果控制抽气装置的启停，抽气装置将抽出的废气经由废气净化装置处理。
现有技术中采用槽式发酵、垛式发酵比较多，现有技术中槽式发酵方式中发酵采用开放式，大部分未建有通气装置，或者槽底仅有几根通气管，也不能准确地确定翻料时间和次数；垛式发酵基本都是开放式发酵，物料的废气、发酵中产生的废气严重污染环境。
采用上述本发明的技术方案，正是解决了现有技术固态有机物料槽式发酵工业化程度不高、无害标准化程度低、环保性差等的缺陷。
⑴.有机物料有害生物杀灭程度显著提高。通过有机物料发酵过程中底部、四周通气，以及料中央通气孔，定期通气和抽气，机械翻料等技术措施，有机物料发酵均匀，无死角，有机物料不仅升温均匀，有害微生物孢子萌发快，有害菌丝体和虫卵在高温作用下，被有效杀灭；同时发酵好的有机物料进入烘干系统，在高温、干燥的作用下，进一步杀灭有机物料中的有害生物，显著地提高有机物料的无害化程度。从而改变目前我国有机物料发酵无害化程度低，大量有害生物不断进入土壤中，导致化学农药用量加大的普遍问题。
⑵、发酵废气净化处理排放。通过密闭发酵，发酵过程中产生的废气抽出后净化处理后，再排放，大大地减少发酵废气对周围大气以及人们居住环境的影响，从而改变目前发酵周围环境太差的社会、生态问题。
因此，固态有机物料槽式密闭无害化工业发酵及其标准化加工制备体系的创建，不仅为有机无机复混肥、复合微生物肥、有机肥、生物有机肥的生产提供大量的无害化、标准化优质有机原料；而且有机物料发酵过程中产生的废气经过无害化处理达到环保要求后排放，这将对我国循环、生态农业的可持续性发展具有重要的生产和社会效益。
本发明中所述的两个机器的连接，涉及到物料处理的，都可以采用传送带或人工将物料转运。本发明中控制面板可以采用市售的SPM型号，所有的温度感应器可以采用市售的OHR-M22型号，优选的双向履带式翻料机可采用AVITWQ型号，抽气装置可采用市售的AP-01P型号，废气净化装置可采用市售的HH-222型号，废气检测装置可采用市售的CN-LMJHB205-1型号，这些电子器件信号传输采用的均是机器自带的传输，或也可以根据实际生产中的需要，由本领域技术人员根据想要实现的目的采用现有技术任意一种编程语言得到即可，此处为现有技术，故不在此过多阐述，本发明重点保护整个固态有机物料密闭发酵加工制备系统中的结构。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
