本發(fā)明涉及生物質(zhì)再利用，具體為煙稈資源肥料化開發(fā)的一種立式高溫?zé)煻挵l(fā)酵設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、煙草廢棄物（煙稈）資源高效利用是實(shí)現(xiàn)煙草行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的重要組成部分，我國每年產(chǎn)生約600萬噸的煙草廢物物，主要包括煙稈、煙梗等原料，其中煙稈木質(zhì)化程度比較高，生物質(zhì)空間結(jié)構(gòu)致密復(fù)雜，所形成的生物質(zhì)抗降解屏障制約其腐殖化，即使粉碎成2～5cm的顆粒，自然降解轉(zhuǎn)化成腐殖質(zhì)也需要8～12個(gè)月，這為煙稈資源循環(huán)化利用帶來諸多技術(shù)難題。因而絕大部分都是作為廢棄物被丟棄或焚燒，不僅造成了資源巨大的浪費(fèi)，也污染煙區(qū)的土壤生態(tài)環(huán)境，更重要的是增加煙區(qū)次年煙草種植微生物病蟲害的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。因此，如何開發(fā)利用好煙草廢棄物資源，成為煙草可持續(xù)化發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急。

2、隨著農(nóng)作物秸稈肥料化再利用技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)煙稈的好氧堆漚發(fā)酵處理已經(jīng)成為煙稈綠色利用的主要方式，使得煙稈發(fā)酵后產(chǎn)物作為有機(jī)肥料還田以改善大田土壤環(huán)境和質(zhì)量。但是現(xiàn)有技術(shù)中的好氧堆漚發(fā)酵技術(shù)存在如下缺點(diǎn)：1）主發(fā)酵溫度一般低于70℃，不能消除煙稈中的病原微生物，增加了次年煙草種植病蟲害風(fēng)險(xiǎn)；2）由于物料密集度較高導(dǎo)致常規(guī)的通風(fēng)供氧效果較差，即通入的空氣或氧氣很難有效均勻輸送到物料內(nèi)部，導(dǎo)致發(fā)酵效果差、效率低，同時(shí)單純的攪拌+通氣，也無法保證底層物料的供氧效果，導(dǎo)致整體降解的周期太長(zhǎng)，通常數(shù)月之久，不利于煙稈生物有機(jī)肥的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展；3）攪拌罐內(nèi)的物料密度較大，物料攪拌較為困難，且對(duì)攪拌電機(jī)的性能要求較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種立式高溫?zé)煻挵l(fā)酵設(shè)備，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在現(xiàn)有的發(fā)酵罐結(jié)構(gòu)上進(jìn)行結(jié)構(gòu)創(chuàng)新，有效實(shí)現(xiàn)了高溫條件下物料的攪拌，大幅度提高物料與通入空氣的接觸效果，進(jìn)而提高發(fā)酵效率和發(fā)酵效果。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種立式高溫?zé)煻挵l(fā)酵設(shè)備，包括頂部設(shè)有進(jìn)料口、底部設(shè)有出料口的發(fā)酵罐，所述發(fā)酵罐頂部還設(shè)有電機(jī)，與發(fā)酵罐同軸設(shè)置的中空傳動(dòng)桿，其頂部貫穿發(fā)酵罐頂部固設(shè)的氣盒后與電機(jī)的輸出端傳動(dòng)連接，傳動(dòng)桿通過桿體上預(yù)設(shè)的進(jìn)氣孔與氣盒連接；

4、所述傳動(dòng)桿位于發(fā)酵罐內(nèi)的桿體上螺旋盤繞設(shè)有呈中空結(jié)構(gòu)的螺旋板，螺旋板的中空部與傳動(dòng)桿連通且螺旋板的外緣面開設(shè)有排氣孔。

5、優(yōu)選的，所述螺旋板外部還設(shè)有導(dǎo)流筒，其導(dǎo)流筒、螺旋板和傳動(dòng)桿組成底部進(jìn)料、頂部排料的導(dǎo)流通道。

6、優(yōu)選的，所述氣盒通過三通管與外界的蒸汽源和空氣源連接。

7、優(yōu)選的，所述發(fā)酵罐的內(nèi)壁周向等間距設(shè)有數(shù)條用于對(duì)物料導(dǎo)向的凸筋，所述凸筋呈弧線狀。

8、優(yōu)選的，所述傳動(dòng)桿于導(dǎo)流筒上方固設(shè)有數(shù)根周向等間距排列且徑向延伸的排氣管，排氣管與傳動(dòng)桿連通。

9、優(yōu)選的，所述傳動(dòng)桿暴露在導(dǎo)流筒外部的底端桿體外壁配設(shè)有第一軸承，第一軸承的外圈體設(shè)有數(shù)根與發(fā)酵罐內(nèi)壁固定連接的第一支撐桿。第一軸承可以對(duì)傳動(dòng)桿進(jìn)行支撐且不會(huì)影響轉(zhuǎn)動(dòng)桿的周轉(zhuǎn)。

10、優(yōu)選的，所述導(dǎo)流筒底部外壁通過數(shù)根第二連接桿與發(fā)酵罐內(nèi)壁固定連接、頂部?jī)?nèi)壁通過數(shù)根第三連接桿與傳動(dòng)桿外壁配設(shè)的第二軸承外圈體連接。第二連接桿旨在對(duì)導(dǎo)流筒進(jìn)行固定，防止導(dǎo)流筒在物料的摩擦力作用下隨著傳動(dòng)桿同步周轉(zhuǎn)。第三連接桿旨在保證導(dǎo)流筒和傳動(dòng)桿的同軸設(shè)置。

11、優(yōu)選的，所述發(fā)酵罐頂部還配設(shè)有二氧化碳檢測(cè)儀、溫濕度傳感器和泄壓閥。其中二氧化碳檢測(cè)儀、溫濕度傳感器均為現(xiàn)有技術(shù)應(yīng)用中較為成熟的部件，其搭配控制終端使用，能夠?qū)Πl(fā)酵罐內(nèi)部二氧化碳濃度、發(fā)酵罐內(nèi)部溫度以及濕度進(jìn)行檢測(cè)，并將檢測(cè)的數(shù)據(jù)反饋給控制終端，工作人員能夠通過控制終端對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取，并根據(jù)數(shù)據(jù)記錄快速好氧發(fā)酵速率周期。

12、優(yōu)選的，所述發(fā)酵罐外壁設(shè)有保溫層。

13、發(fā)明工作過程如下：

14、先通過三通管向發(fā)酵罐內(nèi)部通入高溫蒸汽殺菌消毒，高溫蒸汽通過氣盒-傳動(dòng)桿-排氣管和螺旋板上排氣孔進(jìn)入發(fā)酵罐內(nèi)部，并同時(shí)對(duì)發(fā)酵罐和導(dǎo)流通道的內(nèi)部空間進(jìn)行消毒殺菌。

15、消毒完畢且待發(fā)酵罐內(nèi)部溫度降低至室溫環(huán)境后，將混雜有發(fā)酵菌的物料從進(jìn)料口排入發(fā)酵罐內(nèi)部，同時(shí)封閉發(fā)酵罐進(jìn)行秸稈發(fā)酵作業(yè)：

16、開啟電機(jī)，電機(jī)帶動(dòng)傳動(dòng)桿和螺旋板轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)配合導(dǎo)流筒形成在導(dǎo)流通道內(nèi)部的物料流動(dòng)，即螺旋板將導(dǎo)流筒下方的物料上提進(jìn)入導(dǎo)流筒內(nèi)，并最終從導(dǎo)流筒頂部排出并進(jìn)入發(fā)酵罐內(nèi)頂部，如此使得發(fā)酵罐內(nèi)部的物料形成一個(gè)繞導(dǎo)流通道移動(dòng)的閉環(huán)流動(dòng)模式。如此，不僅實(shí)現(xiàn)了物料的攪拌，同時(shí)電機(jī)僅對(duì)導(dǎo)流筒內(nèi)部空間的這一部分物料做工，大幅度降低電機(jī)的負(fù)荷和能耗。而且導(dǎo)流筒外部的物料還會(huì)在上述移動(dòng)過程中被凸筋所導(dǎo)向，實(shí)現(xiàn)物料的周向和軸向的同步移動(dòng)，提高攪拌效果。

17、相應(yīng)的，還可以在上述攪拌的過程中，通過三通管向發(fā)酵罐內(nèi)部通入空氣，空氣通過氣盒-傳動(dòng)桿-排氣管和螺旋板上排氣孔進(jìn)入發(fā)酵罐內(nèi)部，保證了發(fā)酵罐內(nèi)的氧氣含量以及均勻性，確保好氧發(fā)酵的高效進(jìn)行。

技術(shù)特征：

1.一種立式高溫?zé)煻挵l(fā)酵設(shè)備，包括頂部設(shè)有進(jìn)料口、底部設(shè)有出料口的發(fā)酵罐，所述發(fā)酵罐頂部還設(shè)有電機(jī)，其特征在于，與發(fā)酵罐同軸設(shè)置的中空傳動(dòng)桿，其頂部貫穿發(fā)酵罐頂部固設(shè)的氣盒后與電機(jī)的輸出端傳動(dòng)連接，傳動(dòng)桿通過桿體上預(yù)設(shè)的進(jìn)氣孔與氣盒連接；

2.如權(quán)利要求1所述的立式高溫?zé)煻挵l(fā)酵設(shè)備，其特征在于，所述螺旋板外部還設(shè)有導(dǎo)流筒，其導(dǎo)流筒、螺旋板和傳動(dòng)桿組成底部進(jìn)料、頂部排料的導(dǎo)流通道。

3.如權(quán)利要求1所述的立式高溫?zé)煻挵l(fā)酵設(shè)備，其特征在于，所述氣盒通過三通管與外界的蒸汽源和空氣源連接。

4.如權(quán)利要求1所述的立式高溫?zé)煻挵l(fā)酵設(shè)備，其特征在于，所述發(fā)酵罐的內(nèi)壁周向等間距設(shè)有數(shù)條用于對(duì)物料導(dǎo)向的凸筋，所述凸筋呈弧線狀。

5.如權(quán)利要求1所述的立式高溫?zé)煻挵l(fā)酵設(shè)備，其特征在于，所述傳動(dòng)桿于導(dǎo)流筒上方固設(shè)有數(shù)根周向等間距排列且徑向延伸的排氣管，排氣管與傳動(dòng)桿連通。

6.如權(quán)利要求5所述的立式高溫?zé)煻挵l(fā)酵設(shè)備，其特征在于，所述傳動(dòng)桿暴露在導(dǎo)流筒外部的底端桿體外壁配設(shè)有第一軸承，第一軸承的外圈體設(shè)有數(shù)根與發(fā)酵罐內(nèi)壁固定連接的第一支撐桿。

7.如權(quán)利要求1所述的立式高溫?zé)煻挵l(fā)酵設(shè)備，其特征在于，所述導(dǎo)流筒底部外壁通過數(shù)根第二連接桿與發(fā)酵罐內(nèi)壁固定連接、頂部?jī)?nèi)壁通過數(shù)根第三連接桿與傳動(dòng)桿外壁配設(shè)的第二軸承外圈體連接。

8.如權(quán)利要求1所述的立式高溫?zé)煻挵l(fā)酵設(shè)備，其特征在于，所述發(fā)酵罐頂部還配設(shè)有二氧化碳檢測(cè)儀、溫濕度傳感器和泄壓閥。

9.如權(quán)利要求1所述的立式高溫?zé)煻挵l(fā)酵設(shè)備，其特征在于，所述發(fā)酵罐外壁設(shè)有保溫層。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種立式高溫?zé)煻挵l(fā)酵設(shè)備，包括頂部設(shè)有進(jìn)料口、底部設(shè)有出料口的發(fā)酵罐，所述發(fā)酵罐頂部還設(shè)有電機(jī)，與發(fā)酵罐同軸設(shè)置的中空傳動(dòng)桿，其頂部貫穿發(fā)酵罐頂部固設(shè)的氣盒后與電機(jī)的輸出端傳動(dòng)連接，傳動(dòng)桿通過桿體上預(yù)設(shè)的進(jìn)氣孔與氣盒連接，所述傳動(dòng)桿位于發(fā)酵罐內(nèi)的桿體上螺旋盤繞設(shè)有呈中空結(jié)構(gòu)的螺旋板，螺旋板的中空部與傳動(dòng)桿連通且螺旋板的外緣面開設(shè)有排氣孔。本發(fā)明在現(xiàn)有的發(fā)酵罐結(jié)構(gòu)上進(jìn)行結(jié)構(gòu)創(chuàng)新，有效實(shí)現(xiàn)了高溫條件下物料的攪拌，大幅度提高物料與通入空氣的接觸效果，進(jìn)而提高發(fā)酵效率和發(fā)酵效果。

技術(shù)研發(fā)人員：閆伸,赫英宇,姚和閂,任天寶,黃宗偉,王鵬,王龍飛,李沛巖
受保護(hù)的技術(shù)使用者：河南農(nóng)業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6