一种盐碱地土壤微生物改良剂的制备系统的制作方法

[0001]
本实用新型涉及盐碱地改良技术领域，特别是涉及一种盐碱地土壤微生物改良剂的制备系统。


背景技术：

[0002]
目前，中药制品使用广泛，中药厂制备药液后，残余的中药药渣直接掩埋或者焚烧，造成了不小的浪费。而我国西北地区以及沿海地区，有着大量的盐碱地，由于土壤中缺乏有机物，农作物不宜种植，造成了大量土地荒废。现在科学界探索将中药药渣进行回收利用，通过微生物发酵制成盐碱地土壤改良剂，用于改良盐碱地土壤。可以说，利用微生物对中药药渣发酵制得的盐碱地土壤微生物改良剂在治理盐碱地时有着广阔的应用前景，现在缺乏专门用于盐碱地土壤微生物改良剂的制备系统，由于改良剂的制备过程中，对中药药渣含水量有着严苛的要求，通常在15-25％区间内，现有设备难以通过压滤，定量获取该含水量的中药药渣；同时发酵过程中由于发酵周期长，发酵中外界环境温度的变化也会对发酵罐内发酵物产生不良影响，难以保证发酵温度恒定在一个可控区间内。


技术实现要素：

[0003]
为此，有必要提供一种盐碱地土壤微生物改良剂的制备系统，来实现压滤过程中含水量可控，以及在发酵过程中提供长周期、稳定的发酵环境，本实用新型提供如下技术方案：
[0004]
一种盐碱地土壤微生物改良剂的制备系统，包括压滤子系统、发酵子系统以及烘干子系统，所述压滤子系统包含压滤装置主体、压力支撑台、液压泵、伸缩轴、压力柄、集液箱、第一电磁阀、收集计量筒；所述压滤装置主体的上方可拆卸安装有液压泵，液压泵的输出轴通过伸缩轴固定连接压力柄，启动液压泵使得伸缩轴以及压力柄向下方运动，将放置于压力支撑台上的中药药渣底物进行挤压；所述压滤装置主体内底部固定设置有压力支撑台以及集液箱；其中压力支撑台从上至下依次设置有金属过滤网、支撑柄、弹性细纱网以及回转平台，支撑柄上开设有贯穿的过滤孔，将压榨后的中药药渣残液导入汇聚至压力支撑台下方的集液箱中；集液箱的底部开设有出液口，出液口贯穿压滤装置主体的底部，并通过管道连接第一电磁阀，第一电磁阀的另一端通过管道连接收集计量筒，第一电磁阀用于控制管道内中药药渣残液流速；
[0005]
所述压滤装置主体包含有第一罐体、第一盖体、第一支撑座、第一销轴、观察窗；其中，第一罐体与第一盖体通过第一销轴铰接，通过第一盖体开合，方便对中药药渣底物进行投取；第一支撑座固定在第一罐体的下方，用以支撑整个压滤装置主体；观察窗设置在第一罐体上，用以观察中药药渣底物的压榨情况；
[0006]
所述支撑柄以及回转平台均采用铸铁材质，可抵抗压力变形；所述液压泵采用伺服液压泵，可调节输出不同载荷；所述收集计量筒放置在电子称重台上，电子称重台用以读取收集计量筒内的中药药渣残液；所述中药药渣底物外包覆有一层纱网，便于投放以及取
出；所述观察窗贴合有玻璃镜片，防止压榨过程中药渣残液飞溅出第一罐体外。
[0007]
进一步的，所述发酵子系统包含发酵装置主体、电机、搅拌轴、搅拌辊、第一控制单元、第一显示器、第一外接电源、冷水站、热水站、第二电磁阀、第三电磁阀、接通管、回收站、轴承以及温度传感器；发酵装置主体上端可拆卸连接有电机，电机输出轴固定连接搅拌轴，搅拌轴贯穿发酵装置主体的第二盖体，并通过轴承与第二盖体连接，搅拌轴与搅拌辊固定连接，启动电机使得搅拌轴以及搅拌辊旋转，用于对混合了中药药渣底物、微生物菌剂以及蔗糖水的复合发酵物进行搅拌；搅拌辊上固定安装有温度传感器，用于测量复合发酵物发酵时内部温度；温度传感器的线束电性连接在第一控制单元上，将采集的温度信息传至第一控制单元内；第一外接电源连接第一控制单元以及第一显示器，用于给第一控制单元以及第一显示器供电；第一控制单元分别电性连接第二电磁阀、第三电磁阀，第二电磁阀两端通过管道分别连接热水站以及接通管输入端，第三电磁阀两端通过管道分别连接冷水站以及接通管输入端，接通管的输出端通过管道连接发酵装置主体上的进水口；发酵装置主体内壁上设有水管槽，水管嵌设固定于水管槽内，水管在水管槽上盘绕后，两端分别连接进水口以及出水口；发酵装置主体上的出水口通过管道连接回收站；第一控制单元还电性连接于第一显示器，用于将温度传感器采集到的复合发酵物内部温度显示于第一显示器。
[0008]
进一步的，第一控制单元为plc控制器，用于控制第二电磁阀、第三电磁阀的开启和关闭，通过对温度传感器采集的温度以及发酵温度阈值比较，实现第二电磁阀、第三电磁阀的开启和关闭；具体的，当温度传感器采集到复合发酵物内部温度低于预设发酵温度阈值时，则开启第二电磁阀，热水站的热水通过接通管流入进水口，热水在水管内循环加热，提高第二罐体内温度，热水经循环后从出水口流入回收站，经环境加热后，复合发酵物内部温度恢复到预设发酵温度区间后，第一控制单元控制第二电磁阀关闭；当温度传感器采集到复合发酵物内部温度高于预设发酵温度阈值时，开启第三电磁阀，冷水站的冷水通过接通管流入进水口，冷水在水管内循环吸热，降低第二罐体内温度，冷水经循环后从出水口流入回收站，经环境吸热后，复合发酵物内部温度恢复到预设发酵温度区间后，第一控制单元控制第三电磁阀关闭；所述预设发酵温度区间为30-35℃。
[0009]
进一步的，发酵装置主体包含有第二罐体、第二盖体、第二支撑座、第二销轴、投料口、进水口、出水口、水管、水管槽；其中第二罐体与第二盖体通过第二销轴铰接，通过第二盖体开合，方便对中药药渣底物进行投放；第二支撑座固定在第二罐体的下方，用以支撑整个发酵装置主体；投料口设置在第二罐体上，用于投放微生物菌剂以及蔗糖水；所述投料口可封堵，在投料口投放微生物菌剂以及蔗糖水后，利用封堵塞封堵投料口，保证发酵装置主体封闭。
[0010]
进一步的，烘干子系统包含有烘干装置主体、热风机、第二控制单元、第二外接电源、第二显示器、温度计；烘干装置主体的热风管接口通过通气管道连接热风机输出口；温度计贯穿并固定在第三盖体上；第二控制单元电性连接热风机、温度计以及第二显示器，热风机提供热气流用于对复合发酵物进行烘烤，温度计采集到烘干装置主体烘干温度并传递给第二控制单元，所述第二控制单元为plc控制器，第二控制单元对比温度计采集的温度以及预设烘干温度阈值来调整热风机输出功率；具体的，若采集温度高于预设烘干温度阈值，下调热风机档位降低其输出功率，若采集温度低于预设烘干温度阈值，调高热风机档位提高其输出功率，当复合发酵物烘干温度恢复到预设烘干温度区间内，保持热风机输出功率
不变；第二控制单元还电性连接第二显示器，将烘干装置主体内温度实时显示在第二显示器上；第二外接电源分别连接热风机以及第二控制单元，用于给热风机以及第二控制单元供电。
[0011]
进一步的，烘干装置主体包含有第三罐体、第三盖体、第三支撑座、第三销轴、排气口、热风管接口；第三罐体与第三盖体通过第三销轴铰接，通过第三盖体开合，方便对复合发酵物进行投放和取出；第三支撑座固定在第三罐体的下方，用以支撑整个发酵装置主体。
[0012]
本实用新型的有益效果是：
[0013]
1、压滤子系统的压滤装置主体上设置液压泵、伸缩轴、压力柄，通过液压泵工作对压力柄施加载荷，将中药药渣底物在压力支撑台上进行挤压，压榨出残余的药液后，流入至底部集液箱，进而通过出液口、第一电磁阀流入至收集计量筒中，再通过收集计量筒下方的电子称重台，完成对中药药渣残液的称重，提供了一种含水量可控的压滤装置。
[0014]
2、发酵子系统通过设置冷水站、热水站、第二电磁阀、第三电磁阀、水管、第一控制单元等；当检测到复合发酵物温度低于/高于第一控制单元预设发酵温度区间，第一控制单元控制第二电磁阀/第三电磁阀开启，改变发酵装置主体内的发酵环境温度，从而使得复合发酵物发酵温度稳定在发酵温度区间内，为发酵过程提供了稳定可靠的温度环境。
[0015]
3、烘干子系统通过设置热风机、第二控制单元、第二外接电源、第二显示器、温度计等；利用温度计可以实时测量烘干装置主体内的烘干温度，并通过第二控制单元来控制调节热风机的输出功率，进而改变烘干温度，使得烘干温度在可控区间内。
附图说明
[0016]
图1为本实用新型的制备系统整体框架图；
[0017]
图2为本实用新型的压滤子系统的结构示意图；
[0018]
图3为本实用新型的压滤装置主体结构示意图；
[0019]
图4为本实用新型的压滤装置主体图3中a-a处剖视图；
[0020]
图5为本实用新型的压力支撑台的爆炸视图；
[0021]
图6为本实用新型的发酵子系统结构示意图；
[0022]
图7为本实用新型的发酵子系统控制原理图；
[0023]
图8为本实用新型的发酵装置主体结构示意图；
[0024]
图9为本实用新型的发酵装置主体图8中b-b剖视图；
[0025]
图10为本实用新型的发酵装置主体图9上c-c剖视图；
[0026]
图11为本实用新型的发酵装置主体图8中d方向视图；
[0027]
图12为本实用新型的发酵装置主体图8中e处放大图；
[0028]
图13为本实用新型的发酵子系统中搅拌轴、搅拌辊、第一控制单元连接示意图；
[0029]
图14为本实用新型的烘干子系统结构示意图；
[0030]
图15为本实用新型的烘干子系统控制原理图；
[0031]
图16为本实用新型的烘干装置主体结构示意图。
[0032]
附图标记：10-压滤子系统；20-压滤子系统；40-压滤子系统；
[0033]
其中压滤子系统10包含有：11-压滤装置主体；111-第一罐体；112-第一盖体；113-第一支撑座；114-第一销轴；115-观察窗；12-压力支撑台；121-金属过滤网；122-支撑柄；
123-过滤孔；124-弹性细纱网；125-回转平台；13-液压泵；14-伸缩轴；15-压力柄；16-集液箱；161-出液口；17-第一电磁阀；18-收集计量筒；
[0034]
发酵子系统20包含有：21-发酵装置主体；211-第二罐体；212-第二盖体；213-第二支撑座；214-第二销轴；215-投料口；216-进水口；217-出水口；218-水管；219-水管槽；22-电机；23-搅拌轴；24-搅拌辊；25-第一控制单元；26-第一显示器；27-第一外接电源；28-冷水站；29-热水站；30-第二电磁阀；31-第三电磁阀；32-接通管；33-回收站；34-轴承；35-温度传感器；
[0035]
烘干子系统40包含有：41-烘干装置主体；411-第三罐体；412-第三盖体；413-第三支撑座；414-第三销轴；415-排气口；416-热风管接口；42-热风机；43-第二控制单元；44-第二外接电源；45-第二显示器；46-温度计。
具体实施方式
[0036]
为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施方式。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本实用新型的公开内容理解的更加透彻全面。
[0037]
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。本实用新型中所述“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”、“第六”、“第七”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于名称的区分。
[0038]
如图1-16所示：一种盐碱地土壤微生物改良剂的制备系统，包括压滤子系统10、发酵子系统20以及烘干子系统40，所述压滤子系统10包含压滤装置主体11、压力支撑台12、液压泵13、伸缩轴14、压力柄15、集液箱16、第一电磁阀17、收集计量筒18；所述压滤装置主体11的上方可拆卸安装有液压泵13，液压泵13的输出轴通过伸缩轴14固定连接压力柄15，启动液压泵13使得伸缩轴14以及压力柄15向下方运动，将放置于压力支撑台12上的中药药渣底物进行挤压；所述压滤装置主体11内底部固定设置有压力支撑台12以及集液箱16；其中压力支撑台12从上至下依次设置有金属过滤网121、支撑柄122、弹性细纱网124以及回转平台125，支撑柄122上开设有贯穿的过滤孔123，将压榨后的中药药渣残液导入汇聚至压力支撑台下方的集液箱16中；集液箱16的底部开设有出液口161，出液口161贯穿压滤装置主体11的底部，并通过管道连接第一电磁阀17，第一电磁阀17的另一端通过管道连接收集计量筒18，第一电磁阀17用于控制管道内中药药渣残液流速；
[0039]
所述压滤装置主体11包含有第一罐体111、第一盖体112、第一支撑座113、第一销轴114、观察窗115；其中，第一罐体111与第一盖体112通过第一销轴114铰接，通过第一盖体112开合，方便对中药药渣底物进行投取；第一支撑座113固定在第一罐体111的下方，用以支撑整个压滤装置主体11；观察窗115设置在第一罐体111上，用以观察中药药渣底物的压榨情况；
[0040]
所述支撑柄122以及回转平台125均采用铸铁材质，可抵抗压力变形；所述液压泵
13采用伺服液压泵，可调节输出不同载荷；所述收集计量筒18放置在电子称重台上，电子称重台用以读取收集计量筒18内的中药药渣残液；所述中药药渣底物外包覆有一层纱网，便于投放以及取出；所述观察窗115贴合有玻璃镜片，防止压榨过程中药渣残液飞溅出第一罐体111外。
[0041]
压滤子系统10的压滤装置主体11通过液压泵13工作对压力柄15施加载荷，将中药药渣底物在压力支撑台12上进行挤压，压榨出残余的药液后，流入至底部集液箱16，进而通过出液口161、第一电磁阀17流入至收集计量筒18中，再通过收集计量筒18下方的电子称重台，完成对中药药渣残液的称重；可以通过读取电子称重台中药药渣残液的质量，利用下述公式一计算即可获知当前中药药渣内含水量(制备中药过程中药材重量损失可忽略)：
[0042]
中药药渣底物残余含水量＝(m1-m0-m2)/m1(公式一)；
[0043]
其中，m0为该中药药渣底物在中药制备之前称量的干药材重量；m1为投入罐体压滤之前，称取中药药渣底物的质量；m2为电子称重台上显示的液体质量。
[0044]
此外，为了达到中药药渣既定含水量的控制，也可通过上述公式计算，计算出电子称重台上所需重量的中药药渣残液。
[0045]
并且由于在中药药渣底物外包覆有一层纱网，可以方便对中药药渣进行投放和取出；另外，还通过在压力支撑台12上设置金属过滤网121以及弹性细纱网124，拦截较大体积的药渣，避免中药药渣堵塞过滤孔123。
[0046]
压滤子系统具体操作：将收集计量筒18放到电子称重台上，并对电子称重台进行归零，打开第一电磁阀17开关，使得收集计量筒18与集液箱16之间的管道通畅；绕第一销轴114旋转打开第一盖体112，投入外部覆盖有纱网的中药药渣底物；闭合第一盖体112后，启动液压泵13，带动伸缩轴14以及压力柄15向下运动，挤压中药药渣底物，中药药渣底物将压榨出药液，顺着过滤孔123进入到集液箱16内，集液箱16内的药液沿管道进入至收集计量筒18，此时，电子称重台显示读数即为药液质量。为了获得既定含水量的残余中药药渣，通过上述公式反推计算出需读取药液质量，当电子称重台读数达到该数值时，关闭液压泵13，即可获得该含水量的中药药渣底物。
[0047]
本实用新型中发酵子系统20包含发酵装置主体21、电机22、搅拌轴23、搅拌辊24、第一控制单元25、第一显示器26、第一外接电源27、冷水站28、热水站29、第二电磁阀30、第三电磁阀31、接通管32、回收站33、轴承34以及温度传感器35；发酵装置主体21上端可拆卸连接有电机22，电机22输出轴固定连接搅拌轴23，搅拌轴23贯穿发酵装置主体21的第二盖体212，并通过轴承34与第二盖体212连接，搅拌轴23与搅拌辊24固定连接，启动电机22使得搅拌轴23以及搅拌辊24旋转，用于对混合了中药药渣底物、微生物菌剂以及蔗糖水的复合发酵物进行搅拌；搅拌辊24上固定安装有温度传感器35，用于测量复合发酵物发酵时内部温度；温度传感器35的线束电性连接在第一控制单元25上，将采集的温度信息传至第一控制单元25内；第一外接电源27连接第一控制单元25以及第一显示器26，用于给第一控制单元25以及第一显示器26供电；第一控制单元25分别电性连接第二电磁阀30、第三电磁阀31，第二电磁阀30两端通过管道分别连接热水站29以及接通管32输入端，第三电磁阀31两端通过管道分别连接冷水站28以及接通管32输入端，接通管32的输出端通过管道连接发酵装置主体21上的进水口216；发酵装置主体21内壁上设有水管槽219，水管218嵌设固定于水管槽219内，水管218在水管槽219上盘绕后，两端分别连接进水口216以及出水口217；发酵装置
主体21上的出水口217通过管道连接回收站33；第一控制单元25还电性连接于第一显示器26，用于将温度传感器35采集到的复合发酵物内部温度显示于第一显示器26。
[0048]
其中，第一控制单元25为plc控制器，用于控制第二电磁阀30、第三电磁阀31的开启和关闭，通过对温度传感器35采集的温度以及发酵温度阈值比较，实现第二电磁阀30、第三电磁阀31的开启和关闭；具体的，当温度传感器35采集到复合发酵物内部温度低于预设发酵温度阈值时，则开启第二电磁阀30，热水站29的热水通过接通管32流入进水口216，热水在水管218内循环加热，提高第二罐体211内温度，热水经循环后从出水口217流入回收站33，经环境加热后，复合发酵物内部温度恢复到预设发酵温度区间后，第一控制单元25控制第二电磁阀30关闭；当温度传感器35采集到复合发酵物内部温度高于预设发酵温度阈值时，开启第三电磁阀31，冷水站28的冷水通过接通管32流入进水口216，冷水在水管218内循环吸热，降低第二罐体211内温度，冷水经循环后从出水口217流入回收站33，经环境吸热后，复合发酵物内部温度恢复到预设发酵温度区间后，第一控制单元25控制第三电磁阀31关闭；所述预设发酵温度区间为30-35℃。
[0049]
发酵装置主体21包含有第二罐体211、第二盖体212、第二支撑座213、第二销轴214、投料口215、进水口216、出水口217、水管218、水管槽219；其中第二罐体211与第二盖体212通过第二销轴214铰接，通过第二盖体212开合，方便对中药药渣底物进行投放；第二支撑座213固定在第二罐体211的下方，用以支撑整个发酵装置主体21；投料口215设置在第二罐体211上，用于投放微生物菌剂以及蔗糖水；所述投料口215可封堵，在投料口215投放微生物菌剂以及蔗糖水后，利用封堵塞封堵投料口215，保证发酵装置主体21封闭。
[0050]
发酵子系统具体操作：在使用时，工作人员旋转打开第二盖体212，将经过压滤后的中药药渣底物置入第二罐体211内，合上第二盖体212，在投料口215上投入微生物菌剂以及蔗糖水，利用封堵塞封堵投料口215后，启动电机22，电机22带动搅拌轴23以及搅拌辊24旋转，从而搅拌含有中药药渣底物、微生物菌剂以及蔗糖水的复合发酵物，在发酵期间，温度传感器35实时采集复合发酵物内部温度；工作人员可以通过第一显示器26实时观测到复合发酵物内部温度，一个发酵周期结束后，旋转打开第二盖体212，取出复合发酵物，用于后续烘干、粉碎处理。
[0051]
本专利中烘干子系统40包含有烘干装置主体41、热风机42、第二控制单元43、第二外接电源44、第二显示器45、温度计46；烘干装置主体41的热风管接口416通过通气管道连接热风机42输出口；温度计46贯穿并固定在第三盖体412上；第二控制单元43电性连接热风机42、温度计46以及第二显示器45，热风机42提供热气流用于对复合发酵物进行烘烤，温度计46采集到烘干装置主体41烘干温度并传递给第二控制单元43，所述第二控制单元43为plc控制器，第二控制单元43对比温度计46采集的温度以及预设烘干温度阈值来调整热风机42输出功率；具体的，若采集温度高于预设烘干温度阈值，下调热风机42档位降低其输出功率，若采集温度低于预设烘干温度阈值，调高热风机42档位提高其输出功率，当复合发酵物烘干温度恢复到预设烘干温度区间内，保持热风机42输出功率不变；第二控制单元43还电性连接第二显示器45，将烘干装置主体41内温度实时显示在第二显示器45上；第二外接电源44分别连接热风机42以及第二控制单元43，用于给热风机42以及第二控制单元43供电。
[0052]
烘干装置主体41包含有第三罐体411、第三盖体412、第三支撑座413、第三销轴
414、排气口415、热风管接口416；第三罐体411与第三盖体412通过第三销轴414铰接，通过第三盖体412开合，方便对复合发酵物进行投放和取出；第三支撑座413固定在第三罐体411的下方，用以支撑整个发酵装置主体41。
[0053]
发酵子系统具体操作：工作人员旋转打开第三盖体412，将经过复合发酵物置入第三罐体411内，合上第三盖体412，启动热风机42，对烘干装置主体41内的复合发酵物进行烘烤；在烘烤期间，温度计46实时采集烘干装置主体41内部温度；工作人员可以通过第二显示器45实时查看烘烤温度，一个发酵周期结束后，旋转打开第三盖体412，取出固状复合发酵物，粉碎、测试并包装。
[0054]
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0055]
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

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