一种秸秆有机肥及制备方法与流程

2021-01-31 02:01:57|

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本发明涉及有机肥相关技术领域，尤其是指一种秸秆有机肥及制备方法。

背景技术：

目前农业有机废弃物缺少有效处理手段，对环境污染影响较大，例如秸秆焚烧导致空气污染，秸秆打捆后处理能力不足等问题。随着国家相关部门，地方政府的积极推动和大力支持以及国内打捆机的发展，秸秆焚烧现象得到了缓解。但秸秆利用率很低，只有不到20％的秸秆被用于发电、生物燃料、养畜等。其余80％的农作物秸秆焚烧导致空气污染，要么在田间地头堆积腐烂，要么在河道内污染水源。

同时，农业有机废弃物存在着严重的污染现象。当前，中国农业资源环境遭受着外源性污染和内源性污染的双重压力，农业可持续发展遭遇瓶颈。目前农业废弃物处理都是采用掩埋、焚烧、丢弃、直接还田、田头堆沤、工厂化堆肥等方法，发酵慢，温度低，很难杀灭病虫害，没有进行合理的配比，肥效低，处理时间长，场地占用大，露天处理，下雨后污水四流，第二次污染大，易引发环境事件，造成资源浪费。

随着世界贸易一体化进程加快，中国农业产品正在大量走出国门，人们也更加关注食品的安全，健康，绿色。生物肥料的发展为中国提供了市场机遇，能够满足中国有机农产品对有机肥的需求，一方面为农民朋友提供了就业岗位，另一方面农产品种植成本低，售卖价格高，为农民增加的收入。

目前的解决方式是通过农业废弃物无害化处理及肥料化利用技术及设备，有机肥料的制备方法是将农业生产中产生的农作物物秸秆、动物粪便等进行快速无害化处理，达到完全杀灭农业废弃物中的病虫草害，制成功能型有机肥料，但在发酵过程中及发酵完成后，容易产生难闻刺激的味道，散发在空气中，造成空气污染。

技术实现要素：

本发明是为了克服现有技术中秸秆在发酵过程中及发酵完成后，容易产生难闻刺激的味道，散发在空气中的不足，提供了一种臭味不易散发在空气中的秸秆有机肥及制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种秸秆有机肥，按重量百分比计，所用原料包括：秸秆30%~40%、动物粪便30%~40%、动物尿液5%~15%、菌渣5%~15%、锯木粉5%~10%，发酵有益菌0.05%~0.15%、除臭菌0.05%~0.15%、酸碱调节剂1%~2%和果皮凝胶1%~2%，所述酸碱调节剂是茶叶渣、甘蔗渣、鸡蛋壳和贝壳中的一种或多种，所述果皮凝胶由橘皮、橙皮、柠檬皮、芒果皮、苹果皮和西瓜皮中的一种或多种制成。

按重量百分比计，所用原料包括：秸秆30%~40%、动物粪便30%~40%、动物尿液5%~15%、菌渣5%~15%、锯木粉5%~10%，发酵有益菌0.05%~0.15%、除臭菌0.05%~0.15%、酸碱调节剂1%~2%和果皮凝胶1%~2%，酸碱调节剂是茶叶渣、甘蔗渣、鸡蛋壳和贝壳中的一种或多种，果皮凝胶由橘皮、橙皮、柠檬皮、芒果皮、苹果皮和西瓜皮中的一种或多种制成。所选用的配方均为废物，达到了节能减排且生态环保的效果；酸碱调节剂中，甘蔗渣和茶叶属于酸性物质，鸡蛋壳和贝壳属于碱性物质，灵活调节有机肥的酸碱性，便于改善土壤的酸碱性；茶叶渣含有钾元素，能给土壤提供钾肥，鸡蛋壳和贝壳中含有丰富的钙元素；锯木粉、动物尿液和菌渣用于调节碳氮比和水份；果皮凝胶选用橘皮、橙皮、柠檬皮、芒果皮、苹果皮和西瓜皮中的一种或多种制成，是因为这些果皮含有较高的糖分，经过提取容易制成凝胶剂，一方面在不影响有机肥特性的情况下，还可供菌种发酵用，使多维复合酶很快占绝对优势；另一方面将其均匀涂覆于有机肥的表面，形成一层隔膜将臭味包裹在内，达到了臭味不易散发在空气中的目的。

作为优选，原料包括：秸秆35%、动物粪便35%、动物尿液10%、菌渣10%、锯木粉6.8%，发酵有益菌0.1%、除臭菌0.1%、酸碱调节剂1.5%和果皮凝胶1.5%。秸秆和动物粪便作为主要原料，含有机质较高的锯木粉除了可以吸附一定的臭味外，调节水份的效果极佳，按比例加入锯木粉、动物尿液和菌渣来调节碳氮比和水份，可以缩短发酵时间，同时可以让水份快速控制在60%左右，水份过高或过低均不利于发酵，水份过少，发酵慢；水份过多会导致通气差、升温慢；水份合适与否的判断方法：可用手紧抓一把物料，指缝见水印但不滴水，落地即散为宜。

本发明还提供了一种秸秆有机肥的制备方法，包括以下步骤：

步骤一，对果皮进行漂洗，去除芳香物质、色素、酸类和盐类等成分，然后将果皮和鸡蛋壳粉碎成0.5mm~1mm粗细的小颗粒备用，用蒸汽将果皮加热至90℃~93℃；

步骤二，将粉碎的果皮倒入抽取锅内，加入果皮和鸡蛋壳总重量3.5倍的水溶液，加亚硫酸调节ph值至1.9~2.5，然后通入蒸汽，边搅拌边加热至96℃，保持50~55分钟，即可抽出大部分的果胶；

步骤三，将果胶装入真空浓缩锅内进行浓缩，然后将浓缩后的果胶与鸡蛋壳进行搅拌，混合均匀后形成凝胶备用；

步骤四，先将动物粪便、菌渣和酸碱调节剂粉碎备用，然后将秸秆通过环保处理装置剪切成长度为1~2cm的颗粒，最后按比例往环保处理装置内同时加入动物粪便、动物尿液、菌渣和锯木粉进行搅拌混合，将碳氮比和水份调节至合适的比例；

步骤五，然后在混合搅拌时加入发酵有益菌种和除臭菌，测定混合物料的ph值后，加入合适的酸碱调节剂调节混合物料的ph值，使得混合物料能够将土壤的ph值调节至6.5~7.5之间；

步骤六，关闭环保处理装置10~15天对物料进行发酵处理，在此期间，当温度升至60℃时对物料进行翻堆；

步骤七，发酵完成后对物料进行检测，通过环保处理装置挤压形成有机肥颗粒，然后将凝胶涂覆于有机肥颗粒的表面，晾干后包装入库。

在步骤一中，对果皮进行漂洗，去除芳香物质、色素、酸类和盐类等成分，目的是为了避免这些成分影响果胶的品质和凝胶力；蒸汽将果皮加热至90℃~93℃是为了破坏果胶，避免果胶水解降低凝胶力。

由于鸡蛋壳内含有丰富的钙，便于果胶与钙离子结合形成凝胶，有利于提高凝胶力。

果皮经过提取形成可逆的低酯果胶，然后与鸡蛋壳混合搅拌均匀形成凝胶涂覆于有机肥表面，晾干后，经脱液干燥后形成干胶，有利于将颗粒状的有机肥包裹的更结实，同时当有机肥施于土壤中，吸收土壤中的水分后凝胶又能恢复原状，便于有机肥发挥作用。

物料在环保处理装置内进行发酵，并通过环保处理装置的挤压形成颗粒状的有机肥，同时将凝胶均匀涂覆于有机肥的表面，形成一层隔膜将臭味包裹在内，从而使得臭味不易散发在空气中，具有生态环保的效果。

作为优选，环保处理装置包括箱体和工作平台，箱体内设有搅拌装置和剪切装置，搅拌装置位于箱体的底部，剪切装置位于箱体的顶部，箱体的顶部设有与剪切装置位置相对应的进料斗，进料斗位于箱体的外部，进料斗内设有电动阀一，工作平台上设有震动电机，震动电机的输出端与箱体底部的中心连接，箱体的底部设有若干根均匀分布的弹簧一和出料口，弹簧一位于震动电机的侧面，箱体通过弹簧一与工作平台弹性连接，出料口位于箱体的侧面，出料口内设有电动阀二，箱体的侧面设有与出料口相对应的刀切组件，刀切组件与箱体滑动连接。打开电动阀一，将秸秆从进料斗慢慢送入箱体内，箱体内的剪切装置将秸秆剪切成长度为1~2cm的颗粒，然后将其他准备好的物料从进料斗混入箱体内；震动电机产生震动的同时搅拌装置对物料进行搅拌，使得物料混合更均匀；与此同时加入发酵有益菌种和除臭菌，搅拌均匀后，测定物料的ph值，根据土壤所需调节的酸碱度，加入合适的酸碱调节剂进行调节，从而改善土壤的酸碱度；关闭电动阀一，进行10~15天的发酵处理，在此期间，当温度升至60℃时对物料进行翻堆；进行检测，由于箱体内部因发酵产生高温，使得箱体内部的压力增大，打开电动阀二，经发酵后的有机肥通过出料口挤压出料，并通过刀切组件匀速切割形成颗粒，将凝胶涂覆于有机肥颗粒的表面，最后包装入库。

作为优选，剪切装置包括两片剪刀片、拉块、推块和电缸，箱体的顶部设有转轴一，其中一片剪刀片通过转轴一与另一片剪刀片铰接，剪刀片的一端位于转轴一的一侧且与进料斗的位置相对应，剪刀片的另一端位于转轴一的另一侧且位于拉块与推块之间，其中一片剪刀片上设有弹簧二，其中一片剪刀片通过弹簧二与另一片剪刀片弹性连接，转轴一位于进料斗和弹簧二之间，转轴一的中心与进料斗中心的最短连接线是两片剪刀片所形成夹角的角平分线，拉块与推块相互平行，拉块的一端靠近进料斗，拉块的另一端远离进料斗，拉块远离进料斗的一端设有齿条，齿条与拉块相互垂直，齿条的一端与拉块固定连接，齿条的另一端与箱体的内侧壁弹性连接，推块上设有矩形滑孔，推块通过矩形滑孔与齿条滑动连接，矩形滑孔的侧面设有凹槽，凹槽内设有转轴二，转轴二上设有弹簧钢片，弹簧钢片呈螺旋状，转轴二通过弹簧钢片连接有与齿条相啮合的齿轮一，齿轮一的中心位置处设有通孔，转轴二和弹簧钢片均位于通孔内，弹簧钢片的一端与转轴二固定连接，弹簧钢片的另一端与通孔的侧壁固定连接，推块与箱体的顶部滑动连接，电缸安装于箱体的顶部，电缸位于齿条的侧面，电缸的输出端与推块固定连接，拉块与其中一片剪刀片的端部相接触，推块与另一片剪刀片的端部相接触。剪切装置对秸秆进行剪切时，启动电缸，电缸带动推块匀速来回移动，推块上移时，齿轮一逆时针旋转带动齿条下移，齿条带动拉块下移，弹簧二被压缩，使得两片剪刀片与进料斗位置相对应的一端相互靠拢，相反，推块下移时，拉块上移，弹簧二慢慢恢复原位，使得两片剪刀片与进料斗位置相对应的一端相互分离，如此匀速往复运动，实现对秸秆的剪切，设计合理简单。

作为优选，箱体内的底部设有倾斜面，倾斜面的一端靠近出料口，倾斜面的另一端远离出料口，倾斜面远离出料口一端的高度高于倾斜面靠近出料口一端的高度。这样设计便于箱体内经发酵后的有机肥从出料口出料。

作为优选，搅拌装置包括搅拌轴和若干根搅拌杆，若干根搅拌杆均匀分布于搅拌轴上，搅拌杆的一端与搅拌轴固定连接，搅拌杆的另一端与倾斜面相对应且与倾斜面不相接触，箱体的一侧设有电机一，搅拌轴的一端与电机一的输出端固定连接，搅拌轴的另一端与箱体的另一侧转动连接。搅拌箱体内的物料时，启动电机一，电机一带动搅拌轴上的搅拌杆实现均匀搅拌，设计合理简单；搅拌杆的另一端与倾斜面相对应且与倾斜面不相接触，这样设计使得倾斜面上的物料得到更充分的搅拌，提高发酵效率。

作为优选，刀切组件包括切刀和齿杆，切刀的一端靠近出料口，切刀的另一端远离出料口，切刀远离出料口的一端与齿杆的端部固定连接，齿杆的两侧设有滑块，箱体的侧面设有与滑块相匹配的滑槽，滑块位于滑槽内，齿杆通过滑块与滑槽相匹配安装于箱体的侧面，且与箱体滑动连接，齿杆上设有若干个齿柱，若干个齿柱沿齿杆的长度方向均匀分布，且位于滑槽外，箱体的侧面设有电机二，电机二的输出端设有与齿柱相啮合的齿轮二。启动电机二，电机二正转反转交替进行，带动齿轮二转动，齿轮二通过与齿柱啮合带动齿杆移动，从而带动切刀匀速切割，将出料口的物料切割成均匀大小的颗粒状有机肥。

作为优选，切刀与箱体的侧面相接触，切刀的面积大于出料口的面积。这样设计便于切刀将有机肥切割完全。

作为优选，箱体内设有温度传感器和ph传感器，箱体的外侧设有控制面板，震动电机、电机一、电机二、电动阀一、电动阀二、电缸、温度传感器和ph传感器均与控制面板电连接。控制面板便于操作人员控制环保处理装置，对发酵过程进行精准控制，提高发酵质量和发酵效率。

本发明的有益效果是：臭味不易散发在空气中，具有生态环保的效果；便于改善土壤的酸碱性；使得农作物得到更好的吸收；提高发酵质量和发酵效率。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的右视图；

图3是图1中a-a的剖视图；

图4是图3中a处的放大图；

图5是图2中b处的放大图。

图中：1.箱体，2.工作平台，3.搅拌装置，4.进料斗，5.震动电机，6.弹簧一，7.出料口，8.刀切组件，9.倾斜面，10.搅拌轴，11.搅拌杆，12.电机一，13.切刀，14.齿杆，15.滑块，16.滑槽，17.齿柱，18.电机二，19.控制面板，20.剪切装置，21.剪刀片，22.拉块，23.推块，24.电缸，25.转轴一，26.弹簧二，27.齿条，28.矩形滑孔，29.凹槽，30.转轴二，31.弹簧钢片，32.通孔。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述。

一种秸秆有机肥，按重量百分比计，所用原料包括：秸秆30%~40%、动物粪便30%~40%、动物尿液5%~15%、菌渣5%~15%、锯木粉5%~10%，发酵有益菌0.05%~0.15%、除臭菌0.05%~0.15%、酸碱调节剂1%~2%和果皮凝胶1%~2%，酸碱调节剂是茶叶渣、甘蔗渣、鸡蛋壳和贝壳中的一种或多种，果皮凝胶由橘皮、橙皮、柠檬皮、芒果皮、苹果皮和西瓜皮中的一种或多种制成。

原料包括：秸秆35%、动物粪便35%、动物尿液10%、菌渣10%、锯木粉6.8%，发酵有益菌0.1%、除臭菌0.1%、酸碱调节剂1.5%和果皮凝胶1.5%。

本发明还提供了一种秸秆有机肥的制备方法，包括以下步骤：

步骤三，将果胶装入真空浓缩锅内进行浓缩，然后将浓缩后的果胶与鸡蛋壳进行搅拌，混合均匀后形成凝胶备用；

步骤六，关闭环保处理装置10~15天对物料进行发酵处理，在此期间，当温度升至60℃时对物料进行翻堆；

步骤七，发酵完成后对物料进行检测，通过环保处理装置挤压形成有机肥颗粒，然后将凝胶涂覆于有机肥颗粒的表面，晾干后包装入库。

如图1和图2所述的实施例中，环保处理装置包括箱体1和工作平台2，箱体1内设有搅拌装置3和剪切装置20，搅拌装置3位于箱体的底部，剪切装置20位于箱体的顶部，，箱体1的顶部设有与剪切装置20位置相对应的进料斗4，进料斗4位于箱体1的外部，进料斗4内设有电动阀一，工作平台2上设有震动电机5，震动电机5的输出端与箱体1底部的中心连接，箱体1的底部设有若干根均匀分布的弹簧一6和出料口7，弹簧一6位于震动电机5的侧面，箱体1通过弹簧一6与工作平台2弹性连接，出料口7位于箱体1的侧面，出料口7内设有电动阀二，箱体1的侧面设有与出料口7相对应的刀切组件8，刀切组件8与箱体1滑动连接。

如图1和图3所示，剪切装置20包括两片剪刀片21、拉块22、推块23和电缸24，箱体的顶部设有转轴一25，其中一片剪刀片21通过转轴一25与另一片剪刀片21铰接，剪刀片21的一端位于转轴一25的一侧且与进料斗的位置相对应，剪刀片21的另一端位于转轴一25的另一侧且位于拉块22与推块23之间，其中一片剪刀片21上设有弹簧二26，其中一片剪刀片21通过弹簧二26与另一片剪刀片21弹性连接，转轴一25位于进料斗和弹簧二26之间，转轴一25的中心与进料斗中心的最短连接线是两片剪刀片21所形成夹角的角平分线，拉块22与推块23相互平行，拉块22的一端靠近进料斗，拉块22的另一端远离进料斗，拉块22远离进料斗的一端设有齿条27，齿条27与拉块22相互垂直，齿条27的一端与拉块22固定连接，齿条27的另一端与箱体的内侧壁弹性连接，推块23上设有矩形滑孔28，推块23通过矩形滑孔28与齿条27滑动连接，如图4所示，矩形滑孔28的侧面设有凹槽29，凹槽29内设有转轴二30，转轴二30上设有弹簧钢片31，弹簧钢片31呈螺旋状，转轴二30通过弹簧钢片31连接有与齿条27相啮合的齿轮一，齿轮一的中心位置处设有通孔32，转轴二30和弹簧钢片31均位于通孔32内，弹簧钢片31的一端与转轴二30固定连接，弹簧钢片31的另一端与通孔32的侧壁固定连接，如图1所示，推块23与箱体的顶部滑动连接，如图3所示，电缸24安装于箱体的顶部，电缸24位于齿条27的侧面，电缸24的输出端与推块23固定连接，拉块22与其中一片剪刀片21的端部相接触，推块23与另一片剪刀片21的端部相接触。

如图1所示，箱体1内的底部设有倾斜面9，倾斜面9的一端靠近出料口7，倾斜面9的另一端远离出料口7，倾斜面9远离出料口7一端的高度高于倾斜面9靠近出料口7一端的高度。

如图1所示，搅拌装置3包括搅拌轴10和若干根搅拌杆11，若干根搅拌杆11均匀分布于搅拌轴10上，搅拌杆11的一端与搅拌轴10固定连接，搅拌杆11的另一端与倾斜面9相对应且与倾斜面9不相接触，箱体1的一侧设有电机一12，搅拌轴10的一端与电机一12的输出端固定连接，搅拌轴10的另一端与箱体1的另一侧转动连接。

如图1、图2和图5所示，刀切组件8包括切刀13和齿杆14，切刀13的一端靠近出料口7，切刀13的另一端远离出料口7，切刀13远离出料口7的一端与齿杆14的端部固定连接，如图5所示，齿杆14的两侧设有滑块15，箱体1的侧面设有与滑块15相匹配的滑槽16，滑块15位于滑槽16内，齿杆14通过滑块15与滑槽16相匹配安装于箱体1的侧面，且与箱体1滑动连接，齿杆14上设有若干个齿柱17，若干个齿柱17沿齿杆14的长度方向均匀分布，且位于滑槽16外，箱体1的侧面设有电机二18，电机二18的输出端设有与齿柱17相啮合的齿轮。

如图1、图2和图5所示，切刀13与箱体1的侧面相接触，切刀13的面积大于出料口7的面积。

如图2所示，箱体1内设有温度传感器和ph传感器，箱体1的外侧设有控制面板19，震动电机5、电机一12、电机二18、电动阀一、电动阀二、温度传感器和ph传感器均与控制面板19电连接。

所选用的配方均为废物，达到了节能减排且生态环保的效果；秸秆和动物粪便作为主要原料，含有机质较高的锯木粉除了可以吸附一定的臭味外，调节水份的效果极佳，按比例加入锯木粉、动物尿液和菌渣来调节碳氮比和水份，可以缩短发酵时间，同时可以让水份快速控制在60%左右，水份过高或过低均不利于发酵，水份过少，发酵慢；水份过多会导致通气差、升温慢；水份合适与否的判断方法：可用手紧抓一把物料，指缝见水印但不滴水，落地即散为宜。酸碱调节剂中，甘蔗渣和茶叶属于酸性物质，鸡蛋壳和贝壳属于碱性物质，灵活调节有机肥的酸碱性，便于改善土壤的酸碱性；茶叶渣含有钾元素，能给土壤提供钾肥，鸡蛋壳和贝壳中含有丰富的钙元素；锯木粉、动物尿液和菌渣用于调节碳氮比和水份；果皮凝胶选用橘皮、橙皮、柠檬皮、芒果皮、苹果皮和西瓜皮中的一种或多种制成，是因为这些果皮含有较高的糖分，经过提取容易制成凝胶剂，一方面在不影响有机肥特性的情况下，还可供菌种发酵用，使多维复合酶很快占绝对优势；另一方面将其均匀涂覆于有机肥的表面，形成一层隔膜将臭味包裹在内，达到了臭味不易散发在空气中的目的。

由于鸡蛋壳内含有丰富的钙，便于果胶与钙离子结合形成凝胶，有利于提高凝胶力。果皮经过提取形成可逆的低酯果胶，然后与鸡蛋壳混合搅拌均匀形成凝胶涂覆于有机肥表面，晾干后，经脱液干燥后形成干胶，有利于将颗粒状的有机肥包裹的更结实，同时当有机肥施于土壤中，吸收土壤中的水分后凝胶又能恢复原状，便于有机肥发挥作用。

通过操作控制面板19，打开电动阀一，将秸秆从进料斗4慢慢送入箱体1内，箱体1内的剪切装置20对秸秆进行剪切时，启动电缸24，电缸24带动推块23匀速来回移动，推块23上移时，齿轮一逆时针旋转带动齿条27下移，齿条27带动拉块22下移，弹簧二26被压缩，使得两片剪刀片21与进料斗4位置相对应的一端相互靠拢，相反，推块23下移时，拉块22上移，弹簧二26慢慢恢复原位，使得两片剪刀片21与进料斗4位置相对应的一端相互分离，如此匀速往复运动将秸秆剪切成长度为1~2cm的颗粒，然后将其他准备好的物料从进料斗4混入箱体1内；震动电机5产生震动的同时启动电机一12，电机一12带动搅拌轴10上的搅拌杆11对物料进行搅拌，使得物料混合更均匀；与此同时，加入发酵有益菌种和除臭菌，搅拌均匀后，测定物料的ph值，根据土壤所需调节的酸碱度，加入合适的酸碱调节剂进行调节，从而改善土壤的酸碱度；关闭电动阀一，进行10~15天的发酵处理，在此期间，当温度升至60℃时对物料进行翻堆；进行检测，由于箱体1内部因发酵产生高温，使得箱体1内部的压力增大，打开电动阀二，经发酵后的有机肥通过出料口7挤压出料，启动电机二18，电机二18正转反转交替进行，带动齿轮二转动，齿轮二通过与齿柱17啮合带动齿杆14移动，从而带动切刀13匀速切割，将出料口7的物料切割成均匀大小的颗粒状有机肥，将凝胶涂覆于有机肥颗粒的表面，最后包装入库。

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