一种生物蛆蛋白标准工业化生产装置及其工作方法与流程

本发明涉及生态环保以及生物蛆蛋白加工的技术领域，具体涉及一种生物蛆蛋白标准工业化生产装置及其工作方法。

背景技术：

我国在明朝就把苍蝇蛆入药"五谷子"。在上世纪80年代就兴起养苍蝇热潮，因成本高、效率低、投资大，处理不当造成周边环境的破坏和增大传染疾病风险而终止。

另外，我国不同省份的不少农民都在养殖苍蝇，并将蝇蛆用作禽畜、水生动物的蛋白饲料，养殖废料用作有机肥料，这种自产自销的小农养殖户模式虽然给农民带来了一定的好处，但也暴露了不少问题，主要表现在生产成本高，效率低，蝇蛆养殖和利用技术难以提升，蝇蛆的加工利用不充分，养殖废物的不适当处理给养殖场周边环境造成破坏，同时也存在着苍蝇扩散到养殖场以外，而增大传染疾病风险，尤其重要的是，由于生产规模小，资金和技术不集中，管理水平低，很难得到足够质和量的蝇蛆满足饲料厂大量安全生产饲料的需要，这不仅不利于蝇蛆蛋白在畜牧业中的应用，也限制了蝇蛆深层次开发利用。特别是成本过高，许多工作还没走出实验室。

技术实现要素：

本发明的主要目的是提供一种提高粪便处理效率，并且对粪便处理得到生物蛆蛋白的生物蛆蛋白标准工业化生产装置及其工作方法。

为了完成上述目的，本发明提供了一种生物蛆蛋白标准工业化生产装置，其包括依次连接的储粪罐、脱水机、粪料转移单元、产蛆单元、搅拌机和发酵塔。

本发明的有益效果为：粪便经过存储和脱水后，在产蛆单元上繁殖形成大量的活蛆，活蛆可以作为生物蛆蛋白使用；同时，残留的粪便物可以发酵转化为饲料或者肥料。

一个优选的方案是，储粪罐具有第一罐体、入料单元和绞龙结构，入料单元的入粪料口设置在罐体的中部区域，绞龙结构具有左侧绞龙段和右侧绞龙段，左侧绞龙段和右侧绞龙的驱动力方向相反；

脱水机具有抽粪管和干料出口，抽粪管的一端设置在储粪罐的第一罐体内，脱水机用于对粪料进行脱水处理；抽粪管内设置有切割刀片，切割刀片与切割电机连接，且脱水机还通过回料管与抽粪管连接。

粪料转移单元具有容纳桶，容纳桶设置在干料出口位置，容纳桶具有进口端和出口端，出口端具有送料通道，送料通道内具有旋转件，旋转件具有拨动板和第一转轴；

产蛆单元具有网式箱体，在网式箱体内设置有支架，支架在竖直方向上设置多层的层板结构，层板结构包括传送带和挡板，挡板设置在传送带周围，且挡板的下端与传送带之间有间隔；蛆体收集槽设置在层板结构的下方位置，传送带的一侧设置有刮刀；容纳桶可移动地设置在支架的轨道上，且容纳桶具有翻转结构，翻转结构包括包括支撑体和主体部，主体部与支撑体铰接，且通过限定结构对主体部与支撑体之间的铰接关系进行限制；

多个驱动结构，驱动结构包括电机和传动组件，传动组件与传送带连接，且传动组件可分离地与第一转轴连接。

一个优选的方案是，传动组件包括电机、输出轴、第一主动齿轮和第二主动齿轮，输出轴与传送带的驱动辊连接，第二主动齿轮与第一从动齿轮连接，第一从动齿轮通过第二转轴与第一转轴连接。

一个优选的方案是，支架上还设置有营养液供应组件，营养液供应组件包括营养液存储罐、固定架和多个喂养瓶体，喂养瓶体之间通过管道连接，喂养瓶体的一端具有出口部，出口部设置有网状出口端。

储粪罐包括浮标、第一温度计和第一压力检测器，浮标用于检测第一罐体内的物料高度，温度计用于检测第一罐体内的物料温度，第一压力检测器用于检测第一罐体内的压力；第一罐体内还设置有碳纤维加热层；

一个优选的方案是，生物蛆蛋白标准工业化生产装置还包括粪水沉淀罐，粪水沉淀罐具有第二罐体、入水管、出水管和第二支架，第二罐体设置在第二支架上，入水管与脱水机连接，且第二罐体内还设置有第二压力检测器和第二温度计。

一个优选的方案是，网式箱体上设置有喷雾管道；上料装置内设置有上料绞龙；搅拌机包括机体，机体内设置有搅拌爪，搅拌爪与驱动电机连接。发酵塔具有塔体，塔体内设置有提升轨道和料斗体。

本发明提供的生物蛆蛋白工业化生产方法，其包括下面的步骤：

s1：把粪便物进行发酵，得到沼气和剩余粪便物；

s2：把剩余粪便物进行脱水处理，得到脱水后的粪便物并回收粪便水；

s3：把脱水后的粪便物转移至多层养蛆层板结构上；

s4：在养蛆层板结构周围提供网式封闭结构，使得苍蝇在层板结构上产卵、繁殖，向苍蝇提供营养液；

s5：在层板结构上繁殖的蛆逐渐向上爬动，翻越挡板后掉落在下方设置的蛆体收集槽内；

s6：把层板结构上残留的蛆粪、粪便物和残留蛆体转移至发酵塔进行发酵形成饲料。

一个优选的方案是，其包括下面的步骤：在s1中，通过碳纤维加热层加热，使得第一罐体内物料的温度在35℃以上；干料出口排出的物料的水分含量在60％以下；通过水流的方式把挡板上的活蛆冲入蛆体收集槽内。

附图说明

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。

图1是本发明的生物蛆蛋白标准工业化生产装置实施例的结构示意图。

图2是本发明的生物蛆蛋白标准工业化生产装置实施例的示意图。

图3是本发明的生物蛆蛋白标准工业化生产装置实施例的储粪罐结构示意图。

图4是本发明的生物蛆蛋白标准工业化生产装置实施例的粪料转移单元与传送带连接第一状态示意图。

图5是本发明的生物蛆蛋白标准工业化生产装置实施例的粪料转移单元与传送带连接第二状态示意图。

图6是本发明的生物蛆蛋白标准工业化生产装置实施例的粪料转移单元与轨道连接示意图。

图7是本发明的生物蛆蛋白标准工业化生产装置实施例的驱动结构的示意图。

图8是本发明的生物蛆蛋白标准工业化生产装置实施例的网式箱体的示意图。

图9是本发明的生物蛆蛋白标准工业化生产装置实施例的营养液供应组件的第一状态的示意图。

图10是本发明的生物蛆蛋白标准工业化生产装置实施例的营养液供应组件的第二状态的示意图。

图11是本发明的生物蛆蛋白标准工业化生产装置实施例的营养液供应组件的喂养瓶体的第一状态示意图。

图12是本发明的生物蛆蛋白标准工业化生产装置实施例的营养液供应组件的喂养瓶体的第二状态示意图。

图13是本发明的生物蛆蛋白标准工业化生产装置实施例的营养液供应组件的多个喂养瓶体连接的示意图。

图14是本发明的生物蛆蛋白标准工业化生产装置实施例的传送带、蛆粪料斗和搅拌机连接的示意图。

图15是本发明的生物蛆蛋白标准工业化生产装置实施例的粪料转移单元、滑轮组件与轨道连接示意图。

附图标记说明

10、储粪罐；11、第一罐体；12、入料单元；13、绞龙结构；15、入粪料口；16、浮标；17、第一温度计；18、第一压力检测器；19、碳纤维加热层；20、脱水机；21、抽粪管；22、干料出口；23、蛆体收集槽；25、切割刀片；26、回料管；30、粪料转移单元；31、容纳桶；32、滚轮；33、进口端；34、出口端；35、送料通道；36、拨动板；37、第一转轴；39、间隔距离；40、产蛆单元；41、网式箱体；42、支架；43、层板结构；44、传送带；45、挡板；47、营养液管道；48、营养液存储罐；49、第四绞龙结构；51、蛆粪料斗；60、发酵塔；65、上料装置；66、上料绞龙；70、驱动结构；71、电机；75、输出轴；76、第一主动齿轮；77、第二主动齿轮；78、第一从动齿轮；79、第二转轴；80、搅拌机；81、机体内；82、搅拌爪；83、驱动电机；84、第三塔体；90、粪水沉淀罐；91、第二罐体；92、入水管；93、出水管；94、第二支架；95、第二压力检测器；96、第二温度计；98、提升轨道；99、料斗体；131、左侧绞龙段；132、右侧绞龙段；247、刮刀；137、照明装置；148、集装网箱。

具体实施方式

下面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。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

第一实施例：

如图1和图2所示，本实施例的生物蛆蛋白标准工业化生产装置，其包括依次连接的储粪罐10、脱水机20、粪料转移单元30、产蛆单元40、搅拌机50和生物饲料发酵塔60。

本实施例的生物蛆蛋白工业化生产方法，其包括下面的步骤：

s1：把粪便物进行发酵，得到沼气和剩余粪便物。具体地，先把粪便回收后加入到储粪罐10内，粪便在储粪罐10内进行发酵后产生沼气；

s2：把剩余粪便物进行脱水处理，得到脱水后的粪便物并回收粪便水，具体地，把剩余粪便物导入到脱水机20内进行脱水处理，得到水分含量较低的粪便物，优选水分含量控制在60％以下，把这些粪便物排出至转移单元30；

s3：把粪便物转移至产蛆单元40上，向苍蝇提供营养液，苍蝇进行产卵，形成活蛆；

s4：活蛆和蛆粪分离，蛆粪转移至搅拌机50内，并且加入原粮、菌种或者其它配料，把这些物料进行搅拌均匀，这些物料的配比和选取采用现有技术的方案，本发明不多做阐述，把这些搅拌均匀后的物料转移至生物发酵塔60进行发酵，得到生物饲料或者肥料。

第二实施例：

在第一实施例的基础，本实施例做出了进一步的优化改进，具体方案如下。

结合图3所示，储粪罐10具有第一罐体11、入料单元12、绞龙结构13、浮标16、第一温度计17和第一压力检测器18。并且，第一罐体11内还设置有碳纤维加热层19，碳纤维加热层19能够对第一罐体11内的粪便物进行加热，使得温度控制在35℃左右，这样能够加快沼气的产生速率，碳纤维加热的方式方便、节能且温度容易控制。

入料单元12的入粪料口15设置在罐体11的中部区域，把罐体11的容纳空间在竖直方向上分割为等分的上部区域、中部区域和下部区域。绞龙结构13设置在罐体11下部区域的两侧位置。具体地，绞龙结构13具有左侧绞龙段131和右侧绞龙段132，左侧绞龙段131和右侧绞龙段132的驱动力方向相反。左侧绞龙段131和右侧绞龙段132通过电机驱动旋转，而其旋转时，会带动粪便物向左侧绞龙段131和右侧绞龙段132之间的夹持位置a推动物料，这样能够防止在第一罐体11的下部沉淀堆积过多的固体物料，使得粪便物在第一罐体11内更加均一地分布，也有利于把粪便物排入到脱水机中。浮标16用于检测第一罐体11内的物料高度，温度计17用于检测第一罐体11内的物料温度，第一压力检测器18用于检测第一罐体11内的压力。

脱水机20具有抽粪管21、干料出口22和切割刀片25，抽粪管21的一端设置在储粪罐10的第一罐体11内，切割刀片25设置在抽粪管21内，脱水机20用于对粪料进行脱水处理。切割刀片25与切割电机连接。且脱水机20还通过回料管26与抽粪管21连接。切割电机驱动切割刀片25旋转，使得物料较大的固体被切割为细小的物料，防止对于抽粪管21的堵塞，在给予一定的负压条件时，抽粪管21会吸取第一罐体11的粪便物进入到脱水机20内进行脱水处理，脱水处理的方式较多，例如采用离心、过滤的脱水方式。在脱水机20内完成脱水动作后，得到的干粪便物由干料出口22排出，而粪水则排入至粪水沉淀罐90。

结合图4至图6所示，粪料转移单元30具有容纳桶31，容纳桶31设置在干料出口22位置，且容纳桶31的下部设置有滚轮32。容纳桶31具有进口端33和出口端34，出口端34具有送料通道35，送料通道35内具有旋转件，旋转件具有拨动板36和第一转轴37。容纳桶31的底板为斜置底板315，斜置底板315的设置有助于把容纳桶31内的物料快速排出。容纳桶31可移动地设置在支架42的轨道421上，容纳桶31具有翻转功能，容纳桶31包括支撑体311和主体部312，主体部312与支撑体311铰接，支撑体311可移动地设置在轨道421上，且通过限定结构对主体部312与支撑体311之间的铰接关系进行限制。干料出口22排出的粪便由进口端33进入到容纳桶31内，干料出口22排出的物料的水分含量在60％以下，当第一转轴37旋转时会带动拨动板36旋转，从而使得容纳桶31内的物料逐渐拨动至传送带44上，传送带44也处于旋转状态，从而在传送带44上形成一层层的粪便物。另外，传送带44在竖直方向上具有多层，容纳桶31通过沿着轨道421移动，从而移动至任一个传送带44的一侧，然后把这些粪便物排出至指定的传送带44上。另外，当限定结构对铰接关系进行限制的时候，即处于如图4和图6所示的状态，此时，通过拨动板36的持续旋转而把容纳桶31内的物料持续移送至传送带44上。这里的支架42上设置了多个层的传送带44，当需要对不同高度的传送带进行物料转移的时候，则需要驱动容纳桶31沿着轨道421移动，具体地，可以通过电机驱动丝杆的方式而带动容纳桶31移动，或者通过电机驱动齿轮和链条的方式，使得链条带动容纳桶31在竖直方向移动。另外，当需要把传送带44上的物料反向转移至容纳桶31内的时候，则先解除限制结构，使得容纳桶31进行旋转，达到如图5所示的状态，使得出口端34向上并形成进料口部，传送带44在电机的驱动下反向转动，并且通过刮刀247把传送带44上的物料再刮入容纳桶31内。

限制结构的类型有多种方式，例如通过紧固件对铰接位置限制，当解除紧固件的限定作用后，则可解除限定作用。结合图15所示，通过一个定滑轮组55形成限制结构，定滑轮组55的移动绳体56的一端与容纳桶31连接，当移动绳体55延长后，定滑轮组55对于容纳桶31的位置限定作用消失，从而使得容纳桶31的主体部即可绕着铰接位置进行旋转。

结合图7所示，本实施例具有多个驱动结构70，驱动结构70包括电机71和传动组件，传动组件与传送带44连接，且传动组件可分离地与第一转轴37连接。优选地，传动组件包括输出轴75、第一主动齿轮76和第二主动齿轮77，输出轴75与传送带44的驱动辊147连接，第二主动齿轮77与第一从动齿轮78连接，第一从动齿轮78通过第二转轴79与第一转轴37连接。每一个驱动结构70与一个传送带44匹配。当电机71工作时，会通过输出轴75带动传送带44转动，同时，第二转轴79能够带动第一转轴37运动，从而使得拨动板36带动容纳桶31内粪便逐渐排出至传送带44上，由此实现了传送带44和拨动板36的协同联动作用。另外一种方案中，通过电机驱动传送带44的辊体旋转运动，并且辊体通过链条或者皮带而与第一转轴37连接，这样通过一个电机的驱动，也能够实现拨动板36和传送带44的联动。

结合图8至图9所示，产蛆单元40具有网式箱体41，在网式箱体41内设置有支架42。如图9-13所示，支架42上还设置有营养液供应组件，营养液供应组件包括营养液存储罐48、固定架481和多个喂养瓶体482，喂养瓶体482之间通过管道483连接，喂养瓶体482的一端具有出口部484，出口部484设置有网状出口端485。另外，在固定架481的一端设置有旋转把手486。当需要对喂养瓶体482进行液体补充的时候，保持喂养瓶体482处于如图9和图11所示的状态，此时，通过营养液存储罐48向喂养瓶体482供应营养液，并且喂养瓶体482之间通过管道483的设置而实现营养液的流通，从而使得每一个喂养瓶体482均充满了营养液。旋转把手486旋转180°，达到如图10和图12的状态，此时，出口部484位于下端，网状出口端485上具有多个密集排布的针孔状出口，由于受到表面张力和大气压的存在，喂养瓶体482内的营养液不会直接向下流出，而在网状出口端485上可以供苍蝇进行进食，并且逐渐向出口端485供应营养液，保持了液体的新鲜性，避免了在槽体一次性加入营养液容易发生污染的问题。另外，还可以在网状出口端485上罩上一个纱布，营养液分布弥散在纱布上，也可以作为苍蝇的进食用。支架42在竖直方向上设置多层的层板结构43，层板结构43包括传送带44和挡板45，挡板45设置在传送带44周围，挡板45与传送带44之间具有间隔距离39。蛆体收集槽23设置在层板结构43的下方位置。另外，网式箱体41上设置有喷雾管道136，并且设置了照明装置137。其工作过程为：在网式箱体41内，网式箱体41具有透气性，但是网孔的直径较小，苍蝇只能在网式箱体41的容纳空间内活动而无法飞出。通过营养液管道47上的开口，可以供苍蝇吸取食物，在营养液存储罐48内存储有大量营养液体，其与营养液管道47形成连通器结构，当营养液管道47的液位下降后，营养液存储罐48自动向营养液管道47内补充液体，这样不会污染营养液存储罐48内的液体。

苍蝇在传送带44的粪便层上产卵，粪便上逐渐繁殖形成很多活蛆，这些活蛆的数量会逐渐增多，其可以通过间隔距离39而掉落在下面的蛆体收集槽23内，而还有一部分活蛆则翻越挡板45掉落在下面的蛆体收集槽23内。另外，还设置有冲洗结构，向蛆体收集槽23内供应水流，从而把槽内的活蛆冲入到集装网箱148内，这些单独分离出来的活蛆可以作为生产蛆蛋白的物质，例如通过发酵塔形成生物蛆蛋白饲料。

另一种实施方式中，结合图14所示，传送带44的一侧设置有刮刀247，在层板结构43的下方还设置有蛆粪料斗51，蛆粪料斗51设置在传送带44的一侧，蛆粪料斗51用于承接传送带44上的蛆粪，蛆粪料斗51内设置有第四绞龙结构49，第四绞龙结构49用于把蛆粪料斗51的粪料移动至上料装置65的位置，上料装置65内具有上料绞龙66，上料装置65的上端与搅拌机80连接。当活蛆的繁殖达到一定时间之后，传送带44上的粪便就需要被清理掉，此时，反向转动电机71，使得传送带44反向转动，刮刀247对于传送带44上的粪便和蛆粪进行刮动，使得这些物料进入到下面放置的蛆粪料斗51内，从而完成对于这些粪料的收集，这些粪料由第四绞龙结构49和上料绞龙66协同工作，从而使得粪料移送至搅拌机80内。搅拌机80包括机体81，机体81内设置有搅拌爪82，搅拌爪82与驱动电机83连接。另外，蛆粪料斗51也可以是上述容纳桶31的一部分，这样就能够把容纳桶31回收到的传送带44上的蛆粪直接通过绞龙转移至搅拌机内。

粪水沉淀罐90具有第二罐体91、入水管92、出水管93和第二支架94，第二罐体91设置在第二支架94上，入水管92与脱水机20连接，且第二罐体91内还设置有第二压力检测器95和第二温度计96。对于由脱水机20排出的粪便水，则由入水管92流入到第二罐体91内，在第二罐体91进行过滤和发酵，把水分排出，剩余的固体形成沼气，从而对于固体物进行进一步的利用。

生物饲料发酵塔60具有第三塔体84，第三塔体84上设置有提升轨道98和料斗体99，具体地，提升轨道98可以是链条，电机驱动链条转动，从而带动料斗体99在竖直方向上移动，当把料斗体99移动至第三塔体顶部的开口时，料斗体99进行一定角度的倾斜旋转，即可把物料倾倒至第三塔体84内，在第三塔体84内发酵形成生物饲料。另外，生物饲料发酵塔60的内部具有可升降的反应罐，通过电机104驱动丝杆103升降，从而带动反应罐在竖直方向上的升降。此外，生物肥料发酵塔101内设置有压盖107，通过电机106驱动丝杆105升降，从而带动压盖107在竖直方向上的升降，压盖107向下移动时，可以加快把物料由下部开口排出。

另外，还可以把搅拌机80内的物料转移至生物肥料发酵塔101内，进行生物发酵。对于生物发酵的具体配料、工艺参数等均采用现有技术，这里不再赘述。

此外，本发明的储粪罐10、脱水机20和生物发酵塔60等设备的罐体结构采用分离式拆卸结构，即罐体的顶部和底部均可以和主体部进行拆卸分离，这样便于在运输过程中，进行叠加放置，以节省空间。

在其它的实施方式中，生物蛆蛋白标准工业化装置具有2台存储罐、粪水沉淀罐，6组蝇蛆恒温网箱(层板结构)，2座生物饲料和生物肥料发酵塔，即概况为"262"生物工程项目。该项目标准可以按照自然村养殖大户500头猪或7500只鸡每日2吨粪料(包括其它废弃物)，可产出200公斤活蛆，活蛆10％匹配可产出生物饲料2吨，每日可供应700头猪或1万只鸡的蛆蛋白生物饲料。每日可产出1吨生物蛆粪蛋白肥，年可满足360亩土壤净化改良，并产出高质量的有机动植物农产品供应市场。发酵罐、塔还可以按原标准循环生产，每日吞粪料10吨以上，产活蛆2吨，配制蛆蛋白生物饲料20吨，满足7000头猪或10000只鸡饲料供应，年改良净化土壤3600亩。

本发明带来的有效效益的关键技术与现有技术相比，现有技术摆脱不了小作坊式、大棚温室、水泥池中养蛆、蚊帐中养苍蝇和十几层盒装蛆粪分离装置，成本高效率低，大小各类设备繁多，费钱、费工、费时、脏、乱、差，管理失控，污染环境容易造成新的传染污染源，而本发明的项目显著特点是罐、箱、塔形成一条龙生产线，只要是有臭味的养殖场安装了这套装置周围的臭味立刻消失，立杆见影产出大量沼气能源，由于采用使用了二次配菌种塔发酵，装载料时场内外酒醋味漂香是难免的，再加上集装箱式的蝇蛆笼养装置，匹配传送带池养、中部管道虹吸流食供给、周围适时枯草菌液喷雾净化，网笼中蝇蛆繁殖旺盛而室内无一蝇蛆，无论是上料入密封口，还是从传送带密封出料搅拌上塔，塔周期厌氧发酵都是自动化设备，也可以与电脑相匹配，每日所吞进的粪便迅速变为高挡原料、饲料、肥料等都呈数据化、程序化，使用了该装置后，方圆千亩良田的动植物直接遗传了蛆蛋白抗常见病菌基因，动植物使用蛆蛋白生物料优质优产，化肥抗生素望尘望莫及被掏汰，不但土壤动植物增强了免疫力，该辖区动植物有机农产品成本低、质量好，市场供应紧俏，村民也分享了增强免疫功能的大健康和精准科技致富的红利。

综上，本发明提供的生物蛆蛋白产业链完整地解决了蝇蛆的负面影响，全自动化设备完整地将苍蝇的两巨大功能高质量蛋白质、高强度免疫力发挥出来，再加上罐、塔的生物发酵灭有害菌的功能，是蝇蛆产生蛋白的数万倍核裂变效益也体現出来，该项目可为该区域饲料、肥料、医药、食品等农工商一体化大健康产业发展打下坚实的基础。

显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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。