[发明专利]一种秸秆碎末废弃物资源化利用成套装备及基质化方法

说明书

技术领域

本发明涉及秸秆废弃物资源化利用工程领域，尤其是适合园艺秸秆碎末基质资源化利用生产，属于农业机械技术领域。

背景技术

随着设施园艺的日益发展，每年都会产生大量的以茄果类和瓜类藤茎为主体的秸秆与残茬，这些秸秆残茬绝大部分都因为无法处理而随意丢弃于棚头、路边、河沟等处，造成河道堵塞、河水变黑、臭气四溢，严重污染农村生态环境。而且受根结线虫、真菌、细菌和病毒等侵染的蔬菜、秸秆残体二次传播，致使温室大棚病虫害发生更加严重。因此，产后园艺秸秆等废弃物的合理处理和资源化利用是设施园艺清洁高效生产中的重要内容。

园艺秸秆尤其是藤茎类高秆秸秆特别难于粉碎、分解和吸收处理，目前园艺秸秆专用加工作业机械化和集成化程度低，劳动强度大；而园艺植物秸秆的就地加工利用技术，尤其是通过堆制发酵达到基质肥料化的工艺研究基本上是空白。因此，迫切需要研究园艺秸秆就地资源化利用技术，开发适合藤茎类高秆及高水分秸秆的基质肥料化加工装备，改善加工环境，降低劳动强度，提高加工效率，降低生产成本，促进设施园艺清洁高效生产和可持续发展。

目前国内外学者致力于秸秆的发酵处理的理论和应用研究由来已久，取得了一批具有现实指导意义的研究成果，国内代表性有：1996年崔维等发明的动态连续发酵仓（ZL96211870.2），为了调节仓体内物料的水分和仓体内的湿度，出料装置上设有喷水或其他液体的喷头；2002年徐振渠等发明的差动板式高温堆肥发酵仓装置(ZL02266818.7)，其优点在于由多个发酵仓级联构成，对发酵对象的粒径要求不高；2011年秦新政等发明的适用于农作物秸秆发酵与基质处理中的装置（CN202116541U），采用在密闭降解罐上方增设臭氧发生器，从而缩短了秸秆氨化时间。国外代表性有：2003年Peter Lüth（德国）等发明了一种一种针对大容量的固体发酵罐，并提出了发酵生产工艺方法（US6620614B1）；1998年Shrikumar Suryanaryan(印度)等发明了一种固态发酵设备的改进装置，它能实现所有的微生物培养操作（灭菌、接种、培养、提取和提取的后续处理）（US6197573B1）；1998年Quang A.Nguyen发明了一种针对木质素酶解预处理和发酵的反应塔装置，此反应塔能实现物料的混合；

现有秸秆资源化利用专用设备缺乏，采用一般食品、饲料的发酵生产设备大多不能实现自动定量配料、温湿度和氧气含量调整，使得其发酵环境条件和过程得不到有效控制；而搅拌设备大多由于菌丝缠绕，搅拌不均匀，将造成各部分发酵不均匀，造成发酵时间长，生产率低等缺点。秸秆废弃物资源化利用急需一种能够实现定量配料、搅拌、发酵、装袋等一体化、成套化专用装备及基质化生产工艺。

发明内容

本发明针对目前秸秆废弃物资源化利用生产设备和工艺不足的问题，提供了一种集定量配料、搅拌、发酵、装袋一体化的秸秆碎末废弃物资源化利用成套装备及基质化生产工艺。

本发明的秸秆碎末废弃物资源化利用成套装备，采用的技术方案是：包括检测控制系统、料仓、上料机、工作仓、辅助加料机、加湿部件、加氧部件和出料装袋机等。检测控制系统对各部件工作参数状态检测与工作过程控制，各部件位置关系是：料仓位于上料机上方，上料机界于料仓和工作仓之间，将料仓出料口与工作仓主加料口连接起来，工作仓为立式，上方除了设置有主加料口外，还设置有辅助加料口、加湿口、搅拌控制电机和出气口，通过辅助加料口与辅助加料机连接，通过加湿口与加湿部件连接，搅拌控制电机驱动工作仓内搅拌装置搅拌工作，在工作仓下方设置进气口、残液排出口和出料口，通过工作仓下方进气口和加氧部件的进气阀门连接，通过工作仓上方出气口与加氧部件气压检测装置连接，残液排出口与残液漏斗连接，通过出料口与出料装袋机连接。

本发明的检测控制系统包括：硬件、检测部件和控制部件。其中硬件由工业控制微机、数据采集卡和可编程逻辑控制器（PLC）构成主控制器，检测部件包括工作仓称重传感器及其变换器、料仓料位检测传感器、工作仓内气体温度检测传感器、湿度检测传感器、氨气浓度检测传感器、氧气浓度检测传感器、物料温度检测传感器、水分检测传感器、含氧浓度检测传感器和电导检测传感器；控制部件包括气压振动式破拱控制器、上料机伺服电机及其驱动器、工作仓内物料搅拌伺服电机及其驱动器、工作仓进气阀门及其控制装置、辅助加料机螺旋轴伺服电机及其驱动器、加湿部件喷水雾的计量泵控制装置、出料装袋机螺旋轴伺服电机及其驱动器；