一种稻秸发酵罐

技术领域

本发明涉及生物发酵技术领域，具体为一种稻秸发酵罐。

背景技术

稻秸燃烧会污染周边的空气环境，还对人体健康存在很大隐患，同时由于燃烧时颗粒较多，弥漫在空气中，影响空气可见度，增加了城市交通事故的发生，目前对稻秸的处理方式众多，其中以稻秸厌氧消化反应过程最为平和、稳定、耗能最低、无污染、生态和经济效益最佳。

由于稻秸的发酵水解需要微生物作用，这些水解微生物多时附着性微生物，附着性微生物首先会吸收消化液中可溶性营养提供本身的生长繁殖，然后会依靠胞外聚合物等粘性物质在悬浮的秸秆表面形成一层生物膜，当水环境中形成的键能能抵御水解作用时，微生物逐渐繁殖，生物膜就会逐渐增后，当生物膜增厚一定程度，通透性就会降低，膜内微生物自溶，罐体底部的微生物因缺乏营养物产生气泡漂浮到结壳层底部，发酵罐内部的沼气开始聚集在结壳层底部，导致浮渣逐渐上浮，在反应液液面积累、脱水干化形成结壳，这种结壳层的形成不仅会使得发酵罐内部的沼气无法通过结壳层进入储气室，增加结壳层的浮力，甚至会使得浮渣堵塞出料口，造成发酵罐爆炸，同时使得上浮原料不能与发酵液充分接触，使得分解不彻底，造成物质残留量大，造成资源浪费。

发明内容

针对背景技术中提出的现有稻秸发酵罐在使用过程中存在的不足，本发明提供了一种稻秸发酵罐，具备连通结壳层上下的沼气流通、降低结壳层底部浮力、避免发酵罐爆炸、增加上浮原料与发酵液的接触面积、减少稻秸资源的浪费的优点，解决了上述背景技术中提出由于附着性微生物结膜造成结壳层形成带来的关于结壳层浮力过大堵塞出料使得发酵罐爆炸以及上浮原料不能充分分解带来的资源浪费的问题。

本发明提供如下技术方案：一种稻秸发酵罐，包括发酵罐体，所述发酵罐体的内部安装有搅拌杆，所述发酵罐体的内腔顶部固定安装有导气罩，所述搅拌杆的位于导气罩内部的位置固定安装扇叶，所述扇叶的下方设置有导杆，所述导杆固定安装在搅拌杆的外侧，所述导杆的外侧活动套接有第一浮块，所述第一浮块的外侧固定安装有连接杆，所述连接杆的底部与第一浮块的底部平齐，所述连接杆的远离搅拌杆圆心的外端上表面固定安装有破壳杆。

优选的，所述导气罩的内部中空底部开口，所述导气罩侧壁的形状为半球形且边角圆润，所述导气罩的顶部开设有气孔，所述气孔连通到气室内部，所述气室开设在发酵罐体的侧壁内部，且气室从发酵罐体的顶部一直开设到接近发酵罐体的底部处，所述扇叶的背风面朝向发酵罐体的内腔底部，所述扇叶的迎风面朝向发酵罐体的内腔顶部。

优选的，所述破壳杆由长方体以及四棱锥组成，所述长方体固体安装在连接杆上表面，所述四棱锥为四根三棱锥汇聚顶部组成，且四棱锥的侧边朝向连接杆的转动方向。

优选的，所述发酵罐体的内部侧壁活动套接有喷气装置，所述喷气装置的底部固定安装有伸缩管，所述伸缩管的另一端与气室的底部出口之间固定安装，所述喷气装置包括第二浮块，所述第二浮块的远离圆心的外侧与发酵罐体的内部侧壁之间活动套接，所述第二浮块的内部开设有连接孔，所述连接孔的一端连通伸缩管，所述第二浮块的靠近圆心的内侧固定安装有环形块，所述环形块的内部开设有环形的气腔，所述连接孔的另一侧连通到气腔内部，所述气腔的另一侧开设有与外界联通的喷气孔，所述喷气孔的形状为圆台体，所述喷气孔开口较大的一端连通气腔的另一侧，所述喷气孔沿着气腔的周向以及轴向均布。

优选的，所述导杆为环形圆柱体，所述导杆的内部与搅拌杆的外侧壁固定安装，所述导杆的外侧开设有槽道，所述槽道的形状为十字型，所述槽道沿着导杆的轴线开设，且槽道与导杆的上下端有发1-2CM的距离，所述槽道共设有六组，六组所述槽道沿着导杆的圆心周向均布，所述第一浮块为环形圆柱体，且第一浮块为可漂浮材质，所述第一浮块的内侧设有与槽道相匹配的滑块，所述第一浮块的外侧固定安装有六块连接杆，六块所述连接杆沿着第一浮块的圆心周向均布。

本发明具备以下有益效果：

1、本发明通过在发酵罐体内部设置第一浮块，在第一浮块上安装有三角杆构成的锥形破壳杆，利用破壳杆的尖锐侧边和顶部对结壳层破碎，在搅拌杆的作用下，对初期不稳定的结壳层进行破坏，降低初期结壳层的键能，使得水解作用抵抗生物膜键能，阻止破壳杆内部的初期结壳层达到稳定状态，同时利用破壳杆在完整的结壳层中部破开了通气孔，增加了破壳层的通透性，避免后期沼气无法通气，降低了发酵罐爆炸事件的发生概率。

2、本发明通过利用扇叶对沼气加压，使得具有一定压力的沼气，能够从气室、伸缩管流动到喷气孔处，利用喷气孔的分布，对破壳杆外侧的已经稳定的破壳层进行全角度破碎，增加了破壳层上表面的浮渣原料与发酵液的接触面积，减少资源浪费。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明导杆俯视结构示意图；

图3为本发明破壳杆结构示意图；

图4为本发明图1中A处结构示意图。

图中：1、发酵罐体；2、搅拌杆；3、导气罩；4、气孔；5、气室；6、扇叶；7、导杆；8、第一浮块；9、连接杆；10、破壳杆；11、喷气装置；111、第二浮块；112、连接孔；113、环形块；114、气腔；115、喷气孔；12、伸缩管。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-4，一种稻秸发酵罐，包括发酵罐体1，发酵罐体1的内部安装有搅拌杆2，搅拌杆2的顶部与发酵罐体1外部的电机联动，搅拌杆2的底部安装有搅拌叶，用于搅拌发酵液以及稻秸原液，使其从下往上流动，发酵罐体1的内腔顶部固定安装有导气罩3，导气罩3的内部中空底部开口，导气罩3侧壁的形状为半球形且边角圆润，具有一定的聚沼气引导沼气往发酵罐体1的顶部流动的效果，导气罩3的顶部开设有气孔4，气孔4连通到气室5内部，气室5开设在发酵罐体1的侧壁内部，且气室5从发酵罐体1的顶部一直开设到接近发酵罐体1的底部处，搅拌杆2的位于导气罩3内部的位置固定安装扇叶6，扇叶6的背风面朝向发酵罐体1的内腔底部，扇叶6的迎风面朝向发酵罐体1的内腔顶部，扇叶6的下方设置有导杆7，导杆7固定安装在搅拌杆2的外侧，导杆7的外侧活动套接有第一浮块8，导杆7上开设有沿着导杆7轴线向的槽口，使得第一浮块8能够沿着导杆7的上下移动，但是在导杆7的周向方向能够跟随着搅拌杆2旋转，第一浮块8的外侧固定安装有连接杆9，连接杆9的底部与第一浮块8的底部平齐，连接杆9形状可以设计成类似鱼的形状，发酵罐体1内部的液体在经过连接杆9表面时，呈流线型，能够极大的减小摩擦阻力，同时在连接杆9的鱼尾侧边处开设与鱼尾端部连通的通孔，破坏连接杆9表面的边界层，来减小压差阻力，来实现连接杆9旋转时的阻力对搅拌杆2以及电机的能耗，连接杆9的远离搅拌杆2圆心的外端上表面固定安装有破壳杆10，破壳杆10由长方体以及四棱锥组成，长方体固体安装在连接杆9上表面，四棱锥为四根三棱锥汇聚顶部组成，且四棱锥的侧边朝向连接杆9的转动方向，内部镂空且侧边正对转动方向的破壳杆10在转动时能够减轻破壳杆10转动时，内部发酵液对破壳杆10表面的阻力，同时尖锐的侧边能够使得破壳杆10更容易破开生物膜层和结壳层，喷气装置11仅能在发酵罐体1的轴线方向上下移动，起到一个固定的效果，避免喷气装置11在发酵罐体1的内部偏移旋转，使得喷气装置11底部安装的伸缩管12位置被拉动，伸缩管12的另一端与气室5的底部出口之间固定安装，伸缩管12可以可上下伸缩的硬管，也可以是不可膨胀能够伸缩的软管，。

其中，导杆7为环形圆柱体，导杆7的内部与搅拌杆2的外侧壁固定安装，导杆7的外侧开设有槽道，槽道的形状为十字型，槽道沿着导杆7的轴线开设，且槽道与导杆7的上下端有发1-2CM的距离，槽道共设有六组，六组槽道沿着导杆7的圆心周向均布，第一浮块8为环形圆柱体，且第一浮块8为可漂浮材质，第一浮块8的内侧设有与槽道相匹配的滑块，第一浮块8的外侧固定安装有六块连接杆9，六块连接杆9沿着第一浮块8的圆心周向均布，避免导杆7的槽道全开时，由于液面上升太多，导致第一浮块8、连接杆9、破壳杆10滑出槽道，由于破壳杆10的顶部尖锐，避免第一浮块8、连接杆9、破壳杆10脱离后，破壳杆10顶端破坏发酵罐体1的内部顶壁；

发酵罐体内部结壳层成型过程可以分为初期生物膜机加浮料结壳层，该期间的结壳层，中期生物膜增厚，沼气产生带动浮渣上浮，以及后期的结壳层处于稳定状态，所以在刚开始状态下，发酵罐体1内部先生成生物膜以及原料浮渣层，此时的结壳层处于不稳定状态，此时由于液面在上升，浮力会带动第一浮块8上升，在第一浮块8上升的过程中，还会在液面的表面旋转，使得液面上表面的生物膜层以及原料漂浮层被从破壳杆10处分割成两段，使得生物膜层之间的键能不能抵抗水解作用，利用破壳杆10对破壳杆10内侧的结壳层搅拌破碎，在完整的生物膜层上开一个圆形的通口，利用搅拌使得破壳杆10内侧的初步结壳层无法达到稳定状态，使得生物膜上下的沼气之间能够接通，避免结壳层稳定后导致沼气无法通过接结壳层，导致结壳层上升堵塞出料口，减少发酵罐爆炸事件的发生。

其中，喷气装置11包括第二浮块111，第二浮块111的远离圆心的外侧与发酵罐体1的内部侧壁之间活动套接，第二浮块111的内部开设有连接孔112，连接孔112的一端连通伸缩管12，第二浮块111的靠近圆心的内侧固定安装有环形块113，环形块113的内部开设有环形的气腔114，连接孔112的另一侧连通到气腔114内部，气腔114的另一侧开设有与外界联通的喷气孔115，喷气孔115的形状为圆台体，喷气孔115开口较大的一端连通气腔114的另一侧，喷气孔115沿着气腔114的周向以及轴向均布，当整个喷气装置11在第二浮块111的浮力作用下在液面浮力作用下上升时，由于扇叶6的作用，会使得结壳层下方的沼气向发酵罐体1的顶部流动，此时，沼气会通过气孔4处流动到气室5内部，此时结壳层已经处于稳定状态，依靠破壳杆10对结壳层破碎，破壳杆10外侧的结壳层存在破碎不彻底的情况，此时利用气室5内部的沼气，通过伸缩管12引导，沼气会从连接孔112进入气腔114内部，然后在喷气孔115布风，将气腔114内部的风从喷气孔115处喷溅到发酵罐体1内部，对破壳杆10外部的结壳层进行吹动，从结壳层的外侧全角度进行破碎，利用高压的沼气流破碎稳定的结壳外层，以此来增加结壳层上方的原料层与发酵液的接触面积，避免资源浪费。

本发明的使用方法如下：

向发酵罐体1内部投料，打开电机，使得搅拌杆2旋转，带动搅拌叶转动搅拌内部的原料与发酵液，此时在液面处，漂浮的原料以及微生物形成不稳定的结壳层，此时第一浮块8、喷气装置11会在液体浮力作用下漂浮在液面，由于此时没有沼气，喷气装置11不工作，此时第一浮块8在搅拌杆2的带动下旋转，使得破壳杆10开始旋转，破壳杆10利用尖锐的顶部以及侧边破开结壳层，将结壳层分成内环和外环两部分，内环位于破壳杆10以及发酵罐体1圆心所在的区域，外环位于破壳杆10与喷气装置11的内侧壁形成的区域，结壳层的键能降低，降低生物膜层对水解作用的抵御作用，同时破壳杆10、连接杆9、第一浮块8共同作用下对内环中的结壳层进行破碎，内环由于搅拌作用，搅拌杆2结壳层难以稳定，外环结壳层搅拌作用不大，逐渐稳定，此时内部产生沼气，沼气在扇叶6的加压下，从气孔4、气室5、伸缩管12引导下，从连接孔112、气腔114处，最后在喷气孔115处喷溅，对外环的外侧全角度高压破碎，使得结壳层彻底破碎，在破碎结束后，可将沼气导走。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。