发酵箱的制作方法

本公开涉及生物发酵领域，具体地，涉及一种发酵箱。

背景技术：

近年来，随着我国经济水平的增长，人们对生活品质的要求也不断提高，对于有机食品和肉制品的需求也逐渐增大，这使得我国种植业和养殖业得到了迅猛发展，有力保障了粮食和肉蛋奶供给，但是由此所产生的秸秆、畜禽粪便等有机废弃物带来的环境问题却日渐突出，因此如何快速有效地解决这些废料便成了当前的重要课题。目前，处理大型废料用得最多的方式是通过发酵箱促使废料发酵分解，从而减少废料的排放。但是生物发酵需要在温度、湿度、厌氧等适宜环境下才能有效进行，因此，对发酵箱提出了一定要求。现有的发酵箱主要依靠人工对箱体内部发酵情况进行监测和控制，但由于箱体体积较大，废料较多，人工监测困难，无法及时掌握发酵箱内的发酵情况和调控箱体内温度、湿度等参数，同时由于废料体积较大，人工上料、卸料困难，其是大量生产时，难以均匀搅拌使废料得到充分发酵，不能满足人们对于发酵箱的需求。

技术实现要素：

本公开的目的是提供一种发酵箱，该发酵箱可在搅拌过程中同时加热物料，利于提高微生物活性和发酵质量，缩短发酵时间，并且结构简单、操作方便、灵活性好。

为了实现上述目的，本公开提供一种发酵箱，所述发酵箱包括：箱体，所述箱体上设置有用于引进物料的进料门以及用于排出废料的出料门；搅拌机构，所述搅拌机构设置于所述箱体上并用于搅拌所述物料，所述搅拌机构包括进水叶片、转轴以及围绕所述转轴安装的螺带，所述进水叶片为多个并沿着所述螺带间隔地连接在所述转轴和所述螺带之间，所述转轴的两端通过轴承安装于所述箱体上；以及加热机构，所述加热机构包括水加热装置、分别与所述水加热装置相连的供水装置和回水装置，其中，所述进水叶片内形成具有进水口和出水口的循环水路，所述循环水路在所述转轴和所述螺带之间延伸，并且所述进水口与所述供水装置相通，所述出水口与所述回水装置相通。

可选地，所述转轴具有空心段，所述空心段的管壁形成有回水孔，并且所述出水口与该回水口相连，所述空心段与所述回水装置相通。

可选地，所述供水装置包括沿所述转轴延伸的第一进水管，所述进水叶片内具有从转轴朝向所述螺带延伸的空腔，所述空腔内设置有隔板以将该空腔分隔为呈u型的进水腔和出水腔，所述进水腔的侧壁上安装有连通至所述第一进水管的连通管，所述出水腔与所述回水孔相连。

可选地，所述转轴的靠近所述水加热装置的端部形成有通孔和出水孔，所述通孔一端与所述第一进水管相连，另一端与第二进水管相连，所述第二进水管与所述水加热装置相连并设置有第一水泵，所述回水装置包括与所述水加热装置相通的回水管，所述出水孔一端与所述空心段相通，另一端与所述回水管相连。

可选地，所述搅拌机构为两个，且两个搅拌机构的所述转轴平行间隔布置，所述第一进水管和所述回收管分别垂直于所述转轴布置在所述转轴的一侧，并且分别和两个所述转轴上的所述通孔和所述出水孔相连。

可选地，所述水加热装置还包括：温度检测装置，用于检测所述箱体内的当前温度；以及控制器，分别与所述温度检测装置和所述水加热装置相连，用于根据所述箱体内的当前温度控制所述水加热装置是否工作。

可选地，所述箱体内沿所述转轴的周向依次具有动力区、搅拌区和出料区，所述搅拌区设置有驱动装置，所述动力区设置有驱动所述驱动装置的动力装置，所述搅拌区靠近驱动区的一端的顶部设置有可开闭的进料门，侧部安装有将物料提升至所述进料门的斗提上料装置，所述搅拌区靠近所述出料区的一端设置有可开闭的所述出料门，所述出料区具有与该出料门相接的螺旋出料装置，所述水加热装置设置在所述出料区。

可选地，所述发酵箱还具有喷淋装置，所述喷淋装置包括依次相连的第二水泵、管道和喷头，所述第二水泵设置在所述箱体上，所述管道和所述喷头设置于所述搅拌装置上，所述箱体底部形成有多个过滤口，且箱体底部设有和多个所述过滤口相连的回收箱，所述回收箱和所述管道可选择地连通。

可选地，所述搅拌机构还包括支撑叶片，所述支撑叶片分别所述转轴和所述螺带相连，并沿所述转轴间隔布置。

可选地，所述发酵箱还具有抽风机和不锈钢骨架，所述箱体设置在所述不锈钢骨架，所述抽风机的管口设置在所述箱体的上方。

通过上述技术方案，使得本公开的发酵箱可在搅拌过程中同时加热物料，利于提高微生物活性和发酵质量，缩短发酵时间，并且结构简单、操作方便、灵活性好，特别适用于如玉米、小麦、水稻等秸秆类物料的发酵。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是本公开实施例所述的发酵箱的俯视图；

图2是本公开实施例所述的发酵箱的侧视图；

图3是本公开实施例所述的发酵箱的搅拌机构的主视图；

图4是本公开实施例所述的发酵箱的搅拌机构的侧视图；

图5是图3中转轴a部分的剖视图；

图6是本公开实施例所述的发酵箱的进水叶片的主视图；

图7是本公开实施例所述的发酵箱的进水叶片的底部视图。

附图标记说明

1箱体11进料门

111斗提上料装置12出料门

121螺旋出料装置13动力区

14搅拌区15出料区

16驱动装置17动力装置

18过滤口19回收箱

2搅拌机构21进水叶片

211进水口212出水口

213进水腔214出水腔

215连通管22转轴

221空心段222回水孔

223通孔224出水孔

23螺带24轴承

25支撑叶片3加热机构

31水加热装置311温度检测装置

312控制器32供水装置

321第一水泵322第一进水管

323回水管324第二进水管

33回水装置4喷淋装置

41第二水泵42管道

43喷头5抽风机

6骨架

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是指发酵箱在正常使用下处于使用状态下的上和下，具体可参考图2的图面方向，“内、外”是指相应部件轮廓的内和外。

本公开提供了一种发酵箱，如图1至图7所示，该发酵箱包括：箱体1，箱体1上设置有用于引进物料的进料门以及用于排出废料的出料门12；搅拌机构2，搅拌机构2设置于箱体1上并用于搅拌物料，搅拌机构2包括进水叶片21、转轴22以及围绕转轴22安装的螺带23，进水叶片21为多个并沿着螺带23间隔地连接在转轴22和螺带23之间，转轴22的两端通过轴承24安装于箱体1上；以及加热机构3，包括水加热装置31、分别与水加热装置31相连的供水装置32和回水装置33，其中，进水叶片21内形成具有进水口211和出水口212的循环水路，循环水路在转轴22和螺带23之间延伸，并且进水口211与供水装置32相通，出水口212与回水装置33相通。即，进水叶片21在支撑螺带23、搅拌物料的作用的同时还能够加热所接触的物料，提升了物料的加热效率。

通过在转轴22上安装螺带23，可以使得在搅拌机构2在搅拌物料时，由螺带23推动物料前后移动，并带动着物料一起旋转，使得物料充分均匀的混合，避免物料在一处堆积过多和混合不均匀而降低发酵品质，有效保障了发酵的质量和效率。在本示例性实施方式中，由于转轴22承载了较大的转矩，在与螺带23相连时，为了保证连接强度，优选地选择了焊接的连接方式使其连接成一个整体，这样避免了采用螺钉螺母等连接方式对螺带23和转轴22的结构造成破坏，而导致螺带23和转轴22连接处脆弱而折断。如图3至图6所示，进水叶片21分别与转轴22和螺带23相连，有效提高了螺带23与转轴22的连接强度。同时，由于进水叶片21具有分别与供水装置32和回水装置33相通的进水口211和回水口212，即形成了一个循环水路，热水通过进水叶片21时，热量通过进水叶片21传递给箱体1内的物料，使得温度上升提高微生物的活性，利于快速发酵，而在回水时，可通过循环水路将冷却水排出到回水装置33，避免水的留滞，从而保证了发酵的有效进行。该循环水路可以是u型，也可以是s形、t型等各种形状，本公开对此不做限制。其中，水加热装置31用于在检测到箱体1内温度较低时工作，加热水并通过供水装置32将该热水传递到进水叶片21而实现对箱体1内物料的加热，而在检测到箱体1内温度较高时，加热机构3不工作，物料在发酵过程中产生的热量即可保证正常发酵，因此该发酵箱具有一定的灵活性，在本示例性实施方式中，选用锅炉作为水加热装置31，其中，水加热装置31可以是如炉灶等人工水加热装置31，也可以是如电热水器、太阳能热水器、风能热水器等自动水加热装置31，本公开对此不做限制。

通过上述技术方案，在发酵箱内设置有具有循环水路的进水叶片21的搅拌机构2，通过水加热装置31，使得该搅拌机构2在搅拌过程中同时加热物料，有利于提高微生物活性，提高发酵质量，缩短发酵时间，并且结构简单、操作方便、灵活性好，特别适用于如玉米、小麦、水稻等秸秆类物料的发酵。

具体地，如图3至图5所示，在本示例性实施方式中，供水装置32包括沿转轴22延伸的第一进水管322，进水叶片21内具有从转轴22朝向螺带23延伸的空腔，空腔内设置有隔板以将该空腔分隔为呈u型的进水腔213和出水腔214，其中隔板从转轴22朝向螺带23延伸并与接近螺带23的空腔内部间隔设置，即进水腔213和出水腔214在靠近螺带23的位置连通为u型水路。这样可以增加水路在进水叶片21上的长度，增加换热效率。其中，进水腔213的侧壁上可以安装有连通至第一进水管322的连通管215，这样，进水腔213与连通管215相通，热水通过连通管215进入进水叶片21的进水腔213，再流到出水腔214。其中，转轴22具有空心段221，该空心段221与回水装置33相通。这样的设计，一方面可以减轻搅拌机构2的重量，另一方面，有利于在空心段221的管壁形成有回水孔222，从而在安装进水叶片21时，使得进水叶片21的出水口212与转轴22的回水孔222相连，冷却水回水时，在重力和压力的双重作用下，冷却水从进水叶片21的出水腔214流过转轴22的回水孔222进入到转轴22的空心段221，并通过该空心段221流到回水装置33，从而实现冷却水的回收。

其中，进水叶片21的出水口212与转轴22上的回水孔222一一对应设置，即进水叶片21的数量与回水孔222的数量一致，具体地，在本示例性实施方式中，转轴22的靠近水加热装置31的端部形成有通孔223和出水孔224，通孔223一端与第一进水管322相连，另一端与第二进水管324相连，第二进水管324与水加热装置31相连并设置有第一水泵321，回水装置33包括与水加热装置31相通的回水管323，出水孔224一端与空心段221相通，另一端与回水管323相连。在转轴22的端部形成通孔223和出水孔224，可以避免管路设置在转轴22其它部位，在转动过程中被拉扯压扁以及断裂，影响循环水路的正常工作。在其它实施方式中，也可以是在转轴22的空心段221分别形成与进水叶片21的进水口211和出水口212相适应的第一进水孔和第一回水孔，供水装置32和回水装置33均安装在转轴22的空心段221中，供水装置32分别与第一进水孔相连，回水装置33与第一回水孔相连，进水叶片21的进水口211与第一进水孔相连，出水口212与第一回水孔相连，使得热水通过供水装置32进水叶片21的进水腔213，再从进水叶片21的出水腔214流向回水装置33，从而形成循环水路以提高箱体1内物料的温度，本公开对此不做限制。

进水管的分段布置，一方面可以使得不同位置的进水管能够选择不同的材质，如设置在箱体1内的第一进水管322，宜选择耐腐蚀耐高温的材质，而第二进水管324因直接与第一水泵321相连，宜选择耐高温耐高压的材质，以更好地与其工作环境相适应，延长使用寿命，另一方面有利分段排查故障以及更换维护。回水管323一端与出水孔224相连，另一端与水加热装置31相通，可以使得冷却水从空心段221流经回水管323，最终流向水加热装置31，实现水的循环利用，避免资源浪费。在其它可实施的方式中，进水管可以是唯一的进水管，其一端与第一水泵321相连，另一端与连通管215相连，本公开对此不做限制。

由于发酵箱体1积较大，所需搅拌的物料较多，为了使得箱体1内的物料得到充分搅拌，在本示例性实施方式中，如图1所示，在发酵箱箱体1内设置了两个搅拌机构2，且两个搅拌机构2的转轴22平行间隔布置，这样，可以使得两个搅拌机构2在搅拌时均匀搅拌物料，避免在非平行布置的情况下出现的各种异常问题，例如：物料堆积太远超出搅拌机构2的搅拌范围；某一处物料堆积过多搅拌机构2搅动不了物料；搅拌机构2超负荷搅拌物料降低了使用寿命。同时，两个搅拌机构2平行间隔布置还可以使得转轴22的螺带23互相不接触，从而保证搅拌机构2的使用效果，避免因螺带23相互接触后产生折断，影响使用。

由于水在竖直方向上主要受重力作用，为了使得冷却水在回水时快速回到水加热装置31，回水管323垂直于转轴22设置，又因为第二进水管324一端与第一水泵321接触，另一端与通孔223相连，根据两点之间直线最短的原理，也使得第二进水管324垂直于转轴22设置在转轴22的一侧，这样，第二进水管324和回水管323互相平行设置，不仅提高了进水和回水的效率，还使得安装及排查问题方便。在其它实施方式中，搅拌机构2的数量可以是1个、3个、4个等其它数量，搅拌机构2的规格和布置方式也可以根据箱体1的大小、物料的种类以及物料的总量而定，本公开对此不做过多赘述。

在本示例性实施方式中，水加热装置31还包括：温度检测装置311，用于实时检测箱体1内的当前温度；控制器312，分别与温度检测装置311和水加热装置31相连，用于根据箱体1内的当前温度控制水加热装置31是否工作。这样，使得水加热装置31无需人工参与，即可实现自动加热水，具有较高的灵活性。在本示例性实施方式中，温度检测装置311为温度传感器，控制器312为plc可编程控制器，通过线路相连，温度检测传感器将检测到的温度信号传递给plc可编程控制器，plc可编程控制器根据所接收到的温度信号控制水加热装置31工作。例如，可以在plc可编程控制器中预设温度阈值，当温度传感器检测到箱体1温度低于该阈值时，则plc可编程控制器自动控制水加热装置31对水进行加热，从而通过供水装置32和回水装置33调节箱体1内的温度。其中，控制器312可以控制水加热装置31中的加热器是否工作，以通过调节循环水的稳定来调节箱体1内的温度调节，也可以控制供水装置32和回水装置33中阀门的开闭来控制箱体1内有无循环水流到来，从而实现箱体1内温度的调节。

在其它实施方式中，温度检测装置311和控制器312还可以是如手机app这样的集温度检测、智能控制于一体的能实时接收网络数据的软件控制水加热装置31工作，此外，还可以是通过人工手动检测箱体1内物料温度来控制水加热装置31工作，本公开对此不做过多赘述。

发酵箱内物料多时，人工驱动搅拌机构2工作时劳动强度较大，为了减轻工作强度，如图1所示，箱体1内沿转轴22的周向依次具有动力区13、搅拌区14和出料区15，搅拌区14设置有驱动装置16，动力区13设置有控制驱动装置16动作的动力装置17，搅拌区14靠近驱动装置16的一端的顶部设置有可开闭的进料门11，侧部安装有将物料提升至进料门11的斗提上料装置111，搅拌区14靠近出料区15的一端设置有可开闭的出料门12，出料区15具有与该出料门12相接的螺旋出料装置121，水加热装置31设置在出料区15。

在本示例性实施方式中，动力装置17为电动机，由于电动机转速高转矩小，直接驱动搅拌机构2工作容易使得搅拌机构2无法搅动物料，并容易因此损坏电动机，为了避免于此，在搅拌区14设置了驱动装置16，本实施例在电动机和转轴22之间设计有减速器，以将电动机的高转速转为低转速，将小的转矩转为大的转矩，从而使得搅拌机构2在适宜的速度下均匀搅拌物料，从而保证搅拌机构2有效运转。

为保证使得进料卸料方便，在进料门11上设置有用于控制进料门11开闭的第一液压缸，进料门11的进料口处设置有斗提上料装置111，无需人工上料，直接由斗提上料装置111提升物料倾倒在箱体1内，出料门12设置有用于控制所述出料门12开闭的第二液压缸，所述出料门12的出料口设置有螺旋出料装置121，出料时由螺旋出料装置121排出废料，从而降低了劳动强度。在其它实施方式中，可以是用人手动开闭进料门11和出料门12，也可以是由人工上料和卸料，具体可以根据视箱体1的规格和物料的总量来确定，本公开对此不做限制。

由于秸秆类物料含水量比较少，为了促进发酵的有效进行，发酵箱还具有喷淋装置4，喷淋装置4包括依次相连的第二水泵41、管道42和喷头43，第二水泵41设置在箱体1上，管道42和喷头43设置于搅拌装置上，箱体1底部形成有多个过滤口18，且箱体1底部设有和多个过滤口18相连的回收箱19，回收箱19和管道42可选择地连通。这样，在刚开始发酵时，可以通过第二水泵41吸取液体通过喷头43均匀喷洒在物料上，促使物料快速发酵，在发酵过程中产生的液体通过箱体1底部的过滤口18流到回收箱19，该回收箱19的滤液可以回收再利用，比如作为发酵的催化剂通过第二水泵41喷洒到物料中促进物料发酵，这样实现了物质的再循环利用，减少了废污的排放。同时，过滤口18的设计可以使得发酵后的物料干湿分离，有利于后期物料的再加工。在其它实施方式中，也可以是人工手动喷淋物料，本公开对此不做过多赘述。

如图3和图4所示，在本示例性实施方式中，搅拌机构2还包括支撑叶片25，支撑叶片25分别与转轴22和螺带23相连，即在进水叶片21的连接基础上，提高了螺带23的连接强度，支撑叶片25并沿转轴22均匀间隔布置，使得螺带23各部位受力均匀，避免搅拌的物料过重而使螺带23从转轴22上拉裂或拉断，从而保证了搅拌机构2的使用寿命。其中，支撑叶片25可以实心结构，也可以是空心结构。在其它可选的实施方式中，可以是支撑柱、支撑柱等杆件作为支撑叶片25与螺带23相连，也可以是进水叶片21作为支撑叶片25与螺带23相连，本公开对此不做限制。

具体地，如图1和图2所示，在本示例性实施方式中，发酵箱还具有不锈钢骨架6和抽风机5，抽风机5的管口设置在箱体1的上方，这样，可以将箱体1内的氧气抽出，从而形成一个适宜的厌氧环境，有利于物料发酵的有效进行。箱体1设置在不锈钢骨架6上，水加热装置31、第一水泵321、第二水泵41、动力装置17、驱动装置16和抽风机5均分别围绕箱体1固定在不锈钢骨架6上，这样在移动时，可通过固定不锈钢骨架6来带动发酵箱整体移动，避免移动发酵箱后重新安装各零部件，方便发酵箱位置移动及安装。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。