利用高压静电场促进农业废弃物发酵的设备及方法技术

技术编号:25747553 阅读:22 留言:0更新日期:2020-09-25 20:59
一种利用高压静电场促进农业废弃物发酵的设备,发酵罐罐体包括静电场发生装置和发酵控温装置,静电场发生装置包括中心柱,罐体中央部位设置有与其同轴的中心柱;中心柱与罐体之间的腔体构成用于农业废弃物发酵的发酵室;中心柱与外部的控制器连接;罐体与外部地表连接;中心柱和罐体形成作为静电场发生装置中的内外电极,发酵室构成高压静电场;发酵罐的侧壁上下部分别设置有与发酵室连通的上料口、下料口、通风口和人孔;发酵室的内壁上设置有用于监测物料特性传感器组。这种发酵设备能够有效解决农业废弃物发酵速率慢、产品质量低、单纯处理农业废弃物发酵的设备成本高等问题。

【技术实现步骤摘要】
利用高压静电场促进农业废弃物发酵的设备及方法
本专利技术涉及生物堆肥发酵领域,具体地说是一种利用高压静电场促进农业废弃物发酵设备及方法。
技术介绍
随着时代的进步,发酵技术不断地完善和改进,提高物料的利用率显得越来越重要。中国是农业大国,每年都会形成大量的农业废弃物尤其是尾菜的浪费,据估算,全国每年农业废弃物产生量约为2.6亿吨,这些废弃农业废弃物如果不经处理随意堆放,会造成粮食资源的浪费,而且农业废弃物随意丢弃会造成严重的污染,因此将农业废弃物回收通过生物方法进行利用产生肥料成为农业废弃物处理中行之有效的方法。传统发酵堆肥,占地面积大,发酵效率较低且质量不佳。而对于现如今存在的大部分发酵设备,如果直接规模化的应用农业废弃物处理还有较大的缺陷,比如堆肥成本过高或堆肥质量不佳而影响堆肥产品销售,导致其产品质量相对较低且工作效率不高。
技术实现思路
本专利技术是针对
技术介绍
中提及的传统堆肥发酵方法效率低、利用率低的缺陷,一是提供一种带有静电场发生装置和发酵控温装置的发酵设备对农业废弃物进行发酵处理,二是提供了应用这种设备进行农业废弃物发酵的方法。为实现上述专利技术目的,本专利技术采用的技术方案是:一种利用高压静电场促进农业废弃物发酵的设备,包括发酵罐的罐体,该设备用于农业废弃物的发酵处理;包括静电场发生装置和发酵控温装置;静电场发生装置包括中心柱,罐体中央部位设置有与其同轴的中心柱;中心柱与罐体之间的腔体构成用于农业废弃物发酵的发酵室;中心柱为实心金属主体,罐体为金属套,中心柱通过线体与外部的控制器连接;罐体通过线体与外部的地表连接;中心柱和罐体形成作为静电场发生装置中的内外电极,所述的发酵室构成高压静电场;发酵控温装置包括传感器组;发酵罐的侧壁上下部分别设置有与所述发酵室连通的上料口、下料口、通风口和人孔;所述发酵室的内壁上设置有用于监测物料特性传感器组。与现有技术相比,本专利技术所公开的这种农业废弃物发酵设备是在现有发酵设备的基础上增设了静电场发生装置,在农业废弃物发酵处理过程中,其前期先用高压静电场对农业废弃物物料进行高压静电处理,使得农业废弃物的内部结构发生变化,即提高酶的活性,进而提高了后续发酵效率和效果,然后再对高压静电处理后的农业废弃物进行常规堆肥发酵的后期处理,设备结构简单,制作方便,能够有效解决农业废弃物发酵速率慢、产品质量低、单纯处理农业废弃物发酵的设备成本高等问题。作为优选的技术方案,罐体的外部套装有保温层。作为优选的技术方案,中心柱的外表面上设置有用于绝缘的涂覆层。作为优选的技术方案,所述控制器控制高压静电场,包括控制静电场开关、控制静电场操作时间、控制静电场强度。作为优选的技术方案,所述静电场发生装置的输入电压为市电,输出电压为10-100kV。一种利用发酵设备进行农业废弃物发酵的方法,具体步骤如下,S1、收集农业废弃物,将农业废弃物进行粉碎处理;S2、通过上料口将S1处理好的农业废弃物投入发酵室内,进行堆肥发酵处理;发酵处理前期,打开控制器中静电场发生装置的开关,保证发酵室中的物料处于高压静电场中进行静电处理;处理电压为10~100kV;S3、发酵处理后期,关闭静电场发生装置,物料在发酵罐内继续进行堆肥发酵。作为优选的技术方案,发酵处理后期,通过传感器组对物料特性进行实时监测,保证其发酵过程中国,物料含水率保持在50%-60%、氧气浓度保持在8%-16%、温度保持在45℃-65℃。附图说明图1为本专利技术的俯视图。图2为本专利技术的整体结构示意图。图中:保温套1,罐体2,中心柱3,涂覆层4,上料口5,通风口6,传感器组7,下料口8,人孔9,发酵室10。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术能做进一步说明。本专利技术是在农业废弃物发酵过程中,在其发酵设备中增设高压静电场发生装置,在农业废弃物发酵前期,先利用高压静电场对其进行处理,使其自由基含量增加,从而使生物膜透性增加,酶的活性增强。酶活性的增强还与电场处理时诱导酶的合成有关。在高压静电场处理过程中,在电场的作用下引起了蛋白质、糖、脂质等极性分子和离子的定向排列,从而引起含金属离子酶的构象发生变化。高压静电场可以通过改变细胞膜组分排列,产生电穿孔,增加了细胞膜的渗透性或激活转运蛋白质,增加了其对水分、离子等的吸收转运,活化代谢过程中的酶,促进细胞代谢,提高其产酶能力。总的来说,由于高压静电场影响了酶的活性中心,处理时,改变了酶内部的离子结构,进而提高了酶的稳定性,进而影响了酶的活性,最终提高了农业废弃物原料的利用率及堆肥效率。本实施例中,以尾菜作为典型农业废弃物进行详细说明。经过高压静电场进行前期处理的尾菜物料和未经过高压静电场处理的尾菜物料,在其进行后期的常规堆肥发酵处理过程中,无论在发酵周期、发酵产品质量中都具有明显的区别,根据发酵物料初始pH值、发酵温度和接种活菌量的不同,分别进行了产酶活性和发酵时间的比对,具体差别见附表1-3:表1:初始pH值4.7-5.1、发酵温度24-36℃、接种活菌量11-13表2:初始pH值3.0-6.2、发酵温度30-32℃、接种活菌量11-13表3:初始pH值4.7-5.1、发酵温度30-32℃、接种活菌量9-15由此可见,针对不同的发酵环境,增加高压静电场前后的产酶活性和发酵时间都有显著的不同,且明显加电场后效果好。参见附图1-2,本专利技术所公开的这种发酵设备带有高压静电场发生装置,在尾菜发酵过程中,其前期同时用高压静电场进行静电处理,静电处理完之后再进行常规堆肥发酵处理。这种发酵设备包括保温套1、罐体2、中心柱3、涂覆层4、上料口5、通风口6、传感器组7、下料口8、人孔9、发酵室10。该设备包括静电场发生装置和发酵控温装置,由于本专利处理方法采用高压静电场处理,处理过程中会对家畜粪便发酵所需的微生物造成破坏,因此本申请所公开的发酵过程中的静电处理只针对尾菜进行处理,对家畜粪便等不做处理。静电场发生装置主要用于对尾菜发酵过程中对尾菜进行前期处理。罐体中央部位设置有与其同轴的中心柱;中心柱与罐体之间的腔体构成用于尾菜发酵的发酵室;中心柱为实心金属主体,罐体为金属套,中心柱通过线体与外部的控制器连接;罐体通过线体与外部的地表连接;中心柱和罐体形成作为静电场发生装置中的内外电极,所述的发酵室构成高压静电场。作为一个优选的实施例,中心柱采用实心不锈钢柱,罐体采用铝板制成,保温层采用保温效果好、抗冲击能力强的聚苯乙烯泡沫板作为外壁,以达到保温和保护设备的作用。针对物料静电处理产物带电等问题,在中心柱的外表面设置有绝缘的涂覆层,将聚甲醛涂抹在内电极上作为涂覆层,涂覆层的厚度为5-6mm,以解决物料静电处理产物带电的问题。且当场强达到20kV/mm时,才能达到聚甲醛的击穿场强,不会和物料发生化学反应。因此,将直流电场电压选定为20kV。发酵控温装置包括传感器组;发酵罐的侧壁上下部分别设置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用高压静电场促进农业废弃物发酵的设备,包括发酵罐的罐体,其特征在于,该设备用于农业废弃物的发酵处理;包括静电场发生装置和发酵控温装置;/n静电场发生装置包括中心柱,罐体中央部位设置有与其同轴的中心柱;中心柱与罐体之间的腔体构成用于农业废弃物发酵的发酵室;中心柱为实心金属主体,罐体为金属套,中心柱通过线体与外部的控制器连接;罐体通过线体与外部的地表连接;中心柱和罐体形成作为静电场发生装置中的内外电极,所述的发酵室构成高压静电场;/n发酵控温装置包括传感器组;发酵罐的侧壁上下部分别设置有与所述发酵室连通的上料口、下料口、通风口和人孔;所述发酵室的内壁上设置有用于监测物料特性传感器组。/n

【技术特征摘要】
1.一种利用高压静电场促进农业废弃物发酵的设备,包括发酵罐的罐体,其特征在于,该设备用于农业废弃物的发酵处理;包括静电场发生装置和发酵控温装置;
静电场发生装置包括中心柱,罐体中央部位设置有与其同轴的中心柱;中心柱与罐体之间的腔体构成用于农业废弃物发酵的发酵室;中心柱为实心金属主体,罐体为金属套,中心柱通过线体与外部的控制器连接;罐体通过线体与外部的地表连接;中心柱和罐体形成作为静电场发生装置中的内外电极,所述的发酵室构成高压静电场;
发酵控温装置包括传感器组;发酵罐的侧壁上下部分别设置有与所述发酵室连通的上料口、下料口、通风口和人孔;所述发酵室的内壁上设置有用于监测物料特性传感器组。


2.根据权利要求1所述的利用高压静电场促进农业废弃物发酵的设备,其特征在于,罐体的外部套装有保温层。


3.根据权利要求1所述的利用高压静电场促进农业废弃物发酵的设备,其特征在于,中心柱的外表面上设置有用于绝缘的涂覆层。


4.根据权利要求1所述的利用高压静电场促进农业废弃物发酵的设备,其特...

【专利技术属性】
技术研发人员:王冉冉李映秀胡安瑞李永强翟德昂刘鑫李自豪郝心诚陈万响徐静波
申请(专利权)人:山东农业大学
类型:发明
国别省市:山东;37

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