一种有机肥料粉碎搅拌发酵工艺

1.本发明涉及有机肥发酵领域，具体的说是一种有机肥料粉碎搅拌发酵工艺。


背景技术：

2.有机肥俗称农家肥，凡是以有机物作为肥料的都可称之为有机肥，例如秸秆、落叶、人畜粪、以及河泥等；有机肥的使用在中国已经有了几千年的历史，在有机肥的制作中，需要将原料进行一定时间的发酵，发酵可以使有机肥矿质化和腐殖化，将有机质转化为植物容易吸收的物质，并且还能消除对农作物有害的物质。
3.现有的有机肥发酵工艺需要先通过有机肥粉碎机进行粉碎，粉碎机会将有机肥粉碎成细小的颗粒，随后粉碎过后的有机肥经过过滤筛继续过滤后，细小颗粒进入发酵釜进行发酵，而较为粗大的颗粒则会停留在过滤板之上；在有机肥发酵过程中会根据装置内的温度传感器的检测结果反馈给控制系统，随后通过温度大小或时间间隔对肥堆进行搅拌翻堆；在进行翻堆搅拌的同时还需要进行换气，增加装置内部的新鲜空气，新鲜空气可以避免有害微生物的滋生，随后再经过一段时间后便完成了发酵工作。
4.上述方法虽然可以一定程度上实现有机肥的发酵工作，但是还存在以下几点问题：
5.1.过滤有机肥的滤网容易发生堵塞，并且滤网上的大块有机肥颗粒需要人工清理，然后再重新进行粉碎，最后才能达到合适的颗粒大小；这样设计十分不便捷，降低了生产效率，并且有机肥料自身容易携带对人体有害的细菌，工人直接接触容易造成伤害。
6.2.传统的有机肥料发酵工艺的肥料堆只能铺设薄薄的一层，通常不会超过30厘米，如果肥料堆铺设的得过厚，那么只能完成最表面肥料的换气工作，对于有机肥料堆内部深处肥料无法进行换气工作，进而影响发酵时长和发酵效果；然而肥料堆铺设得薄则会增大肥料堆的面积，进而提高生产成本。
7.3.部分有机肥料发酵工艺无法测量测出肥料堆内部的温度情况，而是只能测量外表面的温度；而有深入式温度计的有机肥料发酵工艺往往需要人工翻堆，无法实现自动翻堆工作。
8.鉴于此，为了克服上述技术问题，本发明设计了一种有机肥料粉碎搅拌发酵工艺，解决了上述技术问题。


技术实现要素：

9.本发明所要解决的技术问题是：有机肥过滤网容易产生堆积进而发生堵塞，以及滤网上的大块有机肥颗粒需要人工进行清理，操作不便捷，并且有机肥颗粒的清理工作还容易对工人造成伤害。
10.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
11.本发明提供的一种有机肥料粉碎搅拌发酵工艺包括以下步骤：
12.s1：粉碎，将有机肥料倒入有机肥处理釜后，有机肥处理釜会对有机肥料进行粉
碎；
13.s2：过滤，随后对粉碎完的有机肥料进行过滤，细小的有机肥料颗粒进入下一步，粗大的有机肥料颗粒重回s1；
14.s3：堆积发酵，对细小的有机肥料颗粒进行堆积存储发酵；
15.s4：翻堆透气，堆积存储发酵48小时内对有机肥料进行翻堆通风处理，当有机肥料堆温低于50℃或者高于65℃时对有机肥料进行翻堆通风处理；
16.s5：完成，45天后将发酵完成的有机肥料从有机肥处理釜中倒出；
17.s1-s5的步骤均在有机肥处理釜中进行处理。
18.所述有机肥处理釜包括机架、控制系统、上罐体、下罐体、粉碎过滤组件和上传动组件；
19.优选的，所述机架上固定安装下罐体，所述下罐体上固定安装上罐体，所述上罐体和下罐体内部空间相通；所述上罐体用于粉碎有机肥，所述下罐体用于搅拌发酵有机肥，所述上传动组件用于驱动粉碎过滤组件运动；
20.所述粉碎过滤组件位于上罐体内部，所述粉碎过滤组件包括过滤桶、左粉碎辊和右粉碎辊；所述上罐体与过滤桶同轴心转动连接，所述过滤桶侧边有若干过滤孔，所述上罐体上侧开设有进料口，所述上罐体下侧开设有出料口；所述左粉碎辊和右粉碎辊水平分布于过滤桶内，所述左粉碎辊和右粉碎辊与上罐体转动连接。
21.优选的，所述过滤桶侧面开设有通料口，所述通料口与进料口形状相同，所述出料口上设置有过滤网，所述出料口正对下罐体顶部的开口。
22.优选的，所述上传动组件包括动力轴、外齿轮、内齿轮、动力齿、传动齿、动力轮、传动轮和一号皮带；所述动力轴与减速电动机的转子同轴心固定连接，所述减速电动机与下罐体固定连接，所述减速电动机与控制系统电连接，所述动力轴与上罐体转动连接，所述动力轴上同轴心固定安装有内齿轮、动力齿、动力轮；
23.所述内齿轮和所述外齿轮位于上罐体内部，所述外齿轮与过滤桶同轴心固定连接，所述内齿轮与外齿轮啮合，二者传动比为200；所述动力齿、传动齿、动力轮、传动轮和一号皮带位于上罐体外部，所述传动齿与右粉碎辊同轴心固定连接，所述动力齿和传动齿啮合，二者传动比为0.0025；所述传动轮与左粉碎辊同轴心固定连接，所述动力轮和传动轮与一号皮带连接，所述动力轮和传动轮传动比为0.0025。
24.优选的，所述下罐体内设置搅拌杆，所述搅拌杆与下罐体底部转动连接，所述搅拌杆侧边排列分布有若干搅拌棒。
25.优选的，所述搅拌棒和搅拌杆内部中空，所述搅拌棒侧面开设有出气孔，所述搅拌杆底部开设有进气口，所述进气口固定连接有鼓风机。
26.优选的，所述有机肥处理釜还包括下传动组件，所述下传动组件包括带轮和二号皮带，所述带轮与搅拌杆下端侧面固定连接，机架上固定安装有减速电机，所述减速电机与控制系统电连接，所述二号皮带与带轮和减速电机转子连接，减速电机转子和带轮传动比为400。
27.优选的，所述下罐体底部开设有出料仓，所述出料仓上滑动安装有出料门。
28.优选的，所述下罐体上侧面固定安装有排气扇，所述排气扇与控制系统电连接。
29.优选的，所述搅拌棒上安装有若干温度传感器，若干所述温度传感器与控制系统
电连接。
30.本发明的有益效果如下：
31.1.本发明的一种有机肥料粉碎搅拌发酵工艺，有机肥料在被粉碎后细小颗粒穿过过滤桶到达下一层，较大颗粒则停留在过滤桶上，随着过滤桶的转动，较大颗粒的有机肥料会重新回到粉碎辊上方进行粉碎。这样的设计可以使有机肥料得到充分的粉碎，并且较大颗粒会自动的重新进行粉碎，避免出现大块有机肥料颗粒堵塞过滤孔的情况；并且避免了工人与有机肥颗粒的直接接触，进而避免了有机肥内的有害物质对工人造成伤害。
32.2.本发明的一种有机肥料粉碎搅拌发酵工艺，经过过滤的有机肥料会堆积在下罐体内进行堆积发酵，48小时内以及安装在搅拌棒上的温度传感器检测到温度低于50℃或者高于65℃并将信号传输给控制系统时，控制系统会驱动减速电机转动，所述减速电机会带动搅拌杆转动，所述搅拌杆的转动可以带动搅拌棒对有机肥料堆进行搅拌，进而提高发酵效率。安装在搅拌棒的温度传感器直接可以检测到有机肥堆内部的温度，这样便可更精准有效的进行翻堆工作了。
33.3.本发明的一种有机肥料粉碎搅拌发酵工艺，鼓风机从外界吸气入进气口，随后外界新鲜空气会随着搅拌棒和搅拌杆内部的中空管道从出气孔流出，由此完成有机肥料堆内部的换气工作。这样设计可以对较厚的有机肥料堆完成内部的换气工作，并且无需增加额外的装置便能实现该效果。
34.4.本发明的一种有机肥料粉碎搅拌发酵工艺，将有机肥料倒入有机肥处理釜的进料口，有机肥料会在进料口进行存储，当过滤桶旋转至通料口对齐进料口时，有机肥料穿过进料口后从过滤桶的通料口进入过滤桶。这样设计的好处在于可以控制有机肥料每次进入上罐体的量，避免出现出现过多有机肥料进入上罐体导致左粉碎辊和右粉碎辊发生堵塞现象。
附图说明
35.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
36.图1是本发明的工艺流程图；
37.图2是本发明的有机肥处理釜立体结构示意图；
38.图3是本发明的上罐体局部剖视图；
39.图4是本发明的下罐体局部剖视图；
40.图5是本发明的上罐体左视图；
41.图6是本发明的上罐体侧面剖视图；
42.图7是本发明的下罐体仰视图；
43.图8是本发明的搅拌杆结构示意图。
44.图中：机架1、上罐体2、进料口21、出料口22、下罐体3、粉碎过滤组件4、过滤桶41、通料口411、左粉碎辊42、右粉碎辊43、上传动组件5、动力轴51、外齿轮52、内齿轮53、动力齿54、传动齿55、动力轮56、传动轮57、一号皮带58、搅拌杆6、搅拌棒61、出气孔611、进气口62、
下传动组件7、带轮71、二号皮带72、出料仓8、出料门81、排气扇9。
具体实施方式
45.为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
46.本发明提供了有机肥料粉碎搅拌发酵工艺，如图1所示，包括以下步骤：
47.s1：粉碎，将有机肥料倒入有机肥处理釜后，有机肥处理釜会对有机肥料进行粉碎；
48.s2：过滤，随后对粉碎完的有机肥料进行过滤，细小的有机肥料颗粒进入下一步，粗大的有机肥料颗粒重回s1；
49.s3：堆积发酵，对细小的有机肥料颗粒进行堆积存储发酵；
50.s4：翻堆透气，堆积存储发酵48小时内对有机肥料进行翻堆通风处理，当有机肥料堆温低于50℃或者高于65℃时对有机肥料进行翻堆通风处理；
51.s5：完成，45天后将发酵完成的有机肥料从有机肥处理釜中倒出；
52.s1-s5的步骤均在有机肥处理釜中进行处理。将全部发酵处理步骤所需的设备浓缩在一个装置中，可以节省工人转移肥料时间，减少设备占地的空间，同时也能降低有机肥料发酵处理的成本。
53.有机肥料的发酵过程中，温度是影响肥堆发酵的重要因素；在有机肥料发酵的前期，肥堆容易出现发酵升温缓慢甚至不升温的情况，这是由于通风不畅出现缺氧的环境，使得有机肥料堆内部的氧气含量不足，分解细菌繁殖速率偏慢，这样的环境还会导致有害的厌氧细菌滋生，因此我们需要及时搅拌通风，避免出现厌氧环境；
54.在有机肥料发酵的中期，由于氧气含量的减少导致反应速度减慢，进而导致温度下降，因此需要进行翻堆保证氧气含量充足，通过翻堆使肥堆温度高于50℃，这样做不仅可以使有机物分解细菌加速有机物的分解，并且高温也能帮助杀死有害的微生物；
55.在有机肥料发酵的后期，容易因肥堆过大导致内部温度过大，进而导致杀死分解细菌，以及有机物的碳化和氨化，为了避免出现这种已经进行翻堆通风散热，通过翻堆使肥堆温度低于65℃，避免分解细菌被杀死，以及有机物出现碳化和氨化。
56.作为本发明的一种具体实施方式，如图2和图3所示，所述有机肥处理釜包括机架1、上罐体2、下罐体3、粉碎过滤组件4和上传动组件5；
57.所述机架1上固定安装下罐体3，所述下罐体3上固定安装上罐体2，所述上罐体2和下罐体3内部空间相通；所述上罐体2用于粉碎有机肥，所述下罐体3用于搅拌发酵有机肥，粉碎完毕的有机肥料颗粒可以直接从上体中随自身重力掉落入下罐体3；
58.所述粉碎过滤组件4位于上罐体2内部，所述粉碎过滤组件4包括过滤桶41、左粉碎辊42和右粉碎辊43；所述上罐体2与过滤桶41同轴心转动连接，所述过滤桶41侧边有若干过滤孔，所述上罐体2上侧开设有进料口21，所述上罐体2下侧开设有出料口22，有机肥料跟随自身重力从上进料口21进入，从出料口22离开；所述左粉碎辊42和右粉碎辊43水平分布于过滤桶41内，有机肥料会穿过左粉碎辊42和右粉碎辊43之间并落在过滤桶41上，所述左粉碎辊42和右粉碎辊43与上罐体2转动连接。有机肥料在被粉碎后细小颗粒穿过过滤桶41到达下一层，较大颗粒则停留在过滤桶41上，随着过滤桶41的转动，较大颗粒的有机肥料会重
新回到左粉碎辊42和右粉碎辊43上方进行粉碎。
59.所述过滤桶41侧面开设有通料口411，所述通料口411与进料口21形状相同，有机肥料可以穿过进料口21后从通料孔进入过滤桶41内；所述出料口22上设置有过滤网，可以避免出现通料口411正对出料口22时无法进行过滤的情况，所述出料口22正对下罐体3顶部的开口，过滤后的有机肥料可以直接掉落入下罐体3内。
60.工人将有机肥料倒入有机肥处理釜的进料口21，有机肥料会在进料口21进行存储，当过滤桶41旋转至通料口411对齐进料口21时，有机肥料穿过进料口21后从过滤桶41的通料口411进入过滤桶41；这样设计的好处在于可以控制有机肥料每次进入上罐体2的量，避免出现出现过多有机肥料进入上罐体2导致左粉碎辊42和右粉碎辊43发生堵塞现象。
61.有机肥料进入过滤桶41内后会穿过左粉碎辊42和右粉碎辊43之间并进行粉碎，粉碎后的有机肥料会落在过滤桶41上进行过滤；细小颗粒穿过过滤桶41到达下一层，较大颗粒则停留在过滤桶41上，随着过滤桶41的转动，而较大颗粒的有机肥料会重新回到左粉碎辊42和右粉碎辊43上方重新进行粉碎直至可以穿过过滤桶41到达下一层。
62.这样设计的好处在于细小颗粒会通过滤网直接到达下一层，较大颗粒会随着过滤桶41的转动回到左粉碎辊42和右粉碎辊43上方重新进行粉碎至可以穿过过滤桶41到达下一层，这个过程自动进行无需人工操作，避免了工人与有机肥颗粒的直接接触，进而避免了有机肥内的有害物质对工人造成伤害。
63.作为本发明的一种具体实施方式，如图5和图6所示，所述上传动组件5包括动力轴51、外齿轮52、内齿轮53、动力齿54、传动齿55、动力轮56、传动轮57和一号皮带58；所述动力轴51与减速电动机的转子同轴心固定连接，所述减速电动机与下罐体3固定连接，所述减速电动机与控制系统电连接，所述动力轴51与上罐体2转动连接，所述动力轴51上同轴心固定安装有内齿轮53、动力齿54、动力轮56；
64.所述内齿轮53和所述外齿轮52位于上罐体2内部，所述外齿轮52与过滤桶41同轴心固定连接，所述内齿轮53与外齿轮52啮合，二者传动比为200；所述动力齿54、传动齿55、动力轮56、传动轮57和一号皮带58位于上罐体2外部，所述传动齿55与右粉碎辊43同轴心固定连接，所述动力齿54和传动齿55啮合，二者传动比为0.0025；所述传动轮57与左粉碎辊42同轴心固定连接，所述动力轮56和传动轮57与一号皮带58连接，所述动力轮56和传动轮57传动比为0.0025。
65.控制系统控制减速电动机带动动力轴51转动，从而带动动力轴51上的内齿轮53、动力齿54、动力轮56转动；所述内齿轮53的转动带动外齿轮52转动，所述内齿轮53和外齿轮52转动方向相同且外齿轮52转速是内齿轮53的一半，因此所述过滤桶41转速是减速电动机转速的1/200；所述动力齿54的转动带动传动齿55转动，所述动力齿54和传动齿55转动方向相反且传动齿55转速是动力齿54的400倍，因此所述右粉碎辊43转速是减速电动机转子转速的400倍；所述动力轮56的转动带动传动轮57转动，所述动力轮56和传动轮57转动方向相同且传动轮57转速是动力轮56的400倍，因此所述左粉碎辊42转速是减速电动机转子转速的400倍。
66.减速电动机转速为20转/分钟，因此左粉碎辊42和右粉碎辊43转速为8000转/分钟，而过滤桶41转速为0.1转/分钟，即10分钟转一圈；已知过滤桶直径1米，长2米，其内部体积为0.5π立方米，所用有机肥密度为0.7吨/立方米，为了避免过滤桶41发生堵塞每次至多
装满20％，因此过滤桶41每10分钟可以过滤0.07π吨的有机肥料，粉碎过滤组件4每小时粉碎过滤0.42吨有机肥料。下罐体3直径4米，高3米，其内部体积为12π立方米，为了发酵充分，其内有机肥料最多装满80％，因此最多同时发酵6.72π吨肥料，粉碎过滤组件4需要粉碎加工16小时才能装填足够有机肥料。
67.通过上传动组件5带动实现仅仅通过一台减速电机便能同时带动过滤桶41、左粉碎辊42和右粉碎辊43的转动；由于左粉碎辊42和右粉碎辊43需要打碎有机肥料颗粒，因此必须要有较高的转速，并且为了粉碎齿之间的配合，还需要同速方向转动，所以使用了传动比较大的齿轮组和带轮组进行传动；滤桶41自身重量较大，并且内部存在有机肥料，因此需要较大的扭力并且不需要较大转速，因此设置了一组传动比比较小的内齿轮53和外齿轮52对过滤桶41进行传动。
68.作为本发明的一种具体实施方式，如图3、图7和图8所示，所述下罐体3内设置搅拌杆6，所述搅拌杆6与下罐体3底部转动连接，所述搅拌杆6侧边排列分布有若干搅拌棒61，所述搅拌杆6的转动可以带动搅拌棒61对有机肥料堆进行搅拌，进而提高发酵效率。
69.所述搅拌棒61和搅拌杆6内部中空，所述搅拌棒61侧面开设有出气孔611，所述搅拌杆6底部开设有进气口62，所述进气口62固定连接有鼓风机；鼓风机从外界吸气入进气口62，随后外界新鲜空气会随着搅拌棒61和搅拌杆6内部的中空管道从出气孔611流出，由此完成有机肥料堆内部的换气工作；伸入有机肥料堆内部进行换气不仅可以提高换气效率，并且还可以实现有机肥料堆内的均匀换气；通过搅拌棒61上的出气孔611进行换气无需额外的吹气管道，便能实行有机肥料堆内部的换气工作。
70.所述有机肥处理釜还包括下传动组件7，包括带轮71和二号皮带72，所述带轮71与搅拌杆6下端侧面固定连接，机架1上固定安装有减速电机，所述二号皮带72与带轮71和减速电机转子连接，所述减速电机与控制系统电连接，减速电机转子和带轮71传动比为14。由于减速电机转子和带轮71传动比较大，因此搅拌杆6获得了更大的扭力，更大的扭力可以使搅拌棒61更好地在有机肥料堆里完成搅拌工作。
71.所述下罐体3上侧面固定安装有排气扇9，所述排气扇9与控制系统电连接，所述排气扇9可以抽走下罐体3内的废气，从而配合搅拌棒61上的出气孔611更好地完成换气工作。
72.所述搅拌棒61上安装有若干温度传感器，若干所述温度传感器与控制系统电连接，所述温度传感器可以检测有机肥料堆内部的温度，当其检测到温度高于50℃并将信号传输给控制系统时，控制系统会启动减速电机，进而驱动搅拌杆6进行搅拌。将温度传感器设置于搅拌棒61上可以直接测出有机肥料堆内部的温度，相比设置于下罐体3上方可以更精准地检测有机肥料堆的温度。
73.经过过滤的有机肥料会堆积在下罐体3内进行堆积发酵，48小时内以及温度传感器检测到温度低于50℃或者高于65℃并将信号传输给控制系统时，控制系统会驱动减速电机转动，所述减速电机会带动搅拌杆6转动，所述搅拌杆6的转动可以带动搅拌棒61对有机肥料堆进行搅拌，进而提高发酵效率。
74.并且当搅拌杆6转动起来时，鼓风机从外界吸气入进气口62，随后外界新鲜空气会随着搅拌棒61和搅拌杆6内部的中空管道从出气孔611流出，由此完成有机肥料堆内部的换气工作；在进行换气的同时控制系统控制排气扇9运作，从而更好地完成换气工作。
75.作为本发明的一种具体实施方式，如图3所示，所述下罐体3底部开设有出料仓8，
所述出料仓8上滑动安装有出料门81。当进行有机肥料发酵时出料门81关闭，不影响有机肥料的发酵工程，当有机肥料发酵完成时，出料门81打开，有机肥料可以根据自身重力直接从下罐体3底部落下，进入出料仓8内，工人可以在出料仓8接住发酵好的有机肥料。这样的设计方便了发酵好的有机肥料的流出，并且又不影响发酵过程。
76.工作过程：工人将有机肥料倒入有机肥处理釜的进料口21，有机肥料会在进料口21进行存储，当过滤桶41旋转至通料口411对齐进料口21时，有机肥料穿过进料口21后从过滤桶41的通料口411进入过滤桶41；
77.有机肥料进入过滤桶41内后会穿过左粉碎辊42和右粉碎辊43之间并进行粉碎，粉碎后的有机肥料会落在过滤桶41上进行过滤；细小颗粒穿过过滤桶41到达下一层，较大颗粒则停留在过滤桶41上，随着过滤桶41的转动，而较大颗粒的有机肥料会重新回到左粉碎辊42和右粉碎辊43上方进行粉碎直至可以穿过过滤桶41到达下一层。
78.经过过滤的有机肥料会堆积在下罐体3内进行堆积发酵，48小时内以及温度传感器检测到温度低于50℃或者高于65℃并将信号传输给控制系统时，控制系统会驱动减速电机转动，所述减速电机会带动搅拌杆6转动，所述搅拌杆6的转动可以带动搅拌棒61对有机肥料堆进行搅拌，进而提高发酵效率。
79.并且当搅拌杆6转动起来时，鼓风机从外界吸气入进气口62，随后外界新鲜空气会随着搅拌棒61和搅拌杆6内部的中空管道从出气孔611流出，由此完成有机肥料堆内部的换气工作；在进行换气的同时控制系统控制排气扇9运作，从而更好地完成换气工作。
80.当进行有机肥料发酵时出料门81关闭，不影响有机肥料的发酵工程，当有机肥料发酵完成时，出料门81打开，有机肥料可以根据自身重力直接从下罐体3底部落下，进入出料仓8内，工人可以在出料仓8接住发酵好的有机肥料。
81.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。