本發明涉及機械技術領域，特別涉及一種攪拌發酵機、系統及方法。

背景技術：

在種植業、林業等發展過程中，通常會產生龐大的有機廢料，如農作物秸稈、樹木枝葉等，這些有機廢料可以經發酵處理而轉化生成有用的有機肥料，以達到變廢為寶、循環利用的效果。

目前，可以將有機廢料經預處理后，投入到發酵設備中以進行發酵處理。其中，發酵設備中的攪拌軸可以對設備內的各反應物進行攪拌混勻，以使其充分接觸。

但是，常見的發酵設備中通常僅設置有一根攪拌軸，攪拌過程中易出現角落積料的情況，攪拌混勻效果不理想。

技術實現要素：

本發明提供了一種攪拌發酵機、系統及方法，能夠提高攪拌發酵機內各反應物的攪拌混勻率。

為了達到上述目的，本發明是通過如下技術方案實現的：

第一方面，本發明提供了一種攪拌發酵機，包括：

罐體、入料口、進風口、進水口、至少兩根攪拌軸；

所述罐體為臥式結構；

所述入料口、所述進風口、所述進水口均設置于所述罐體上；

所述至少兩根攪拌軸沿罐體軸線平行布置于所述罐體中，且每一根攪拌軸上均設置有至少一組攪拌葉片；

所述罐體沿罐體軸線的截面為至少兩個圓形，其中，相鄰的兩個圓形相交，且每一個圓形的圓心分別位于一根攪拌軸的軸線上；

所述入料口，用于將物料輸入至所述罐體中，將發酵用菌種輸入至所述罐體中；

所述進風口，用于將冷空氣輸入至所述罐體中，將經加熱處理得到的熱空氣輸入至所述罐體中；

所述進水口，用于將發酵用水輸入至所述罐體中；

每一根所述攪拌軸，均用于利用外部動力源輸出的轉速和扭矩，帶動該根攪拌軸上的每一組攪拌葉片沿攪拌軸軸線進行周期性轉動，以對所述罐體中存儲的物料混合物進行攪拌混勻，其中，所述物料混合物包括所述物料，和，所述冷空氣、所述熱空氣、所述發酵用菌種、所述發酵用水中的至少一種；

所述罐體，用于存儲所述物料混合物，以及存儲由所述物料經發酵處理而轉變生成的肥料。

進一步地，所述至少兩根攪拌軸，包括：2根攪拌軸；

所述2根攪拌軸沿罐體軸線水平、平行布置于所述罐體中；

所述2根攪拌軸在同一時刻沿攪拌軸軸線轉動的轉動方向相反；

基于與2根攪拌軸軸線所在平面相垂直的、包括有罐體軸線的平面，其中一根攪拌軸上設置的至少一組攪拌葉片與另一根攪拌軸上設置的至少一組攪拌葉片呈鏡像分布；

每一組攪拌葉片均包括2個攪拌葉片，且該2個攪拌葉片位于同一平面；

每一個攪拌葉片均呈“T”型。

進一步地，每一根攪拌軸均重復執行：順時針轉動3min、暫停轉動0.5min、逆時針轉動轉動3min、暫停轉動0.5min的周期性轉動過程。

進一步地，所述至少一組攪拌葉片包括：16組攪拌葉片；

每一根攪拌軸上設置的16組攪拌葉片，均呈螺旋線方式以均勻分布于該根攪拌軸上，且每一個攪拌葉片與攪拌軸軸線夾角均相同，且該夾角角度為64°至90°中的任意一個角度。

進一步地，所述罐體為單層罐；

每一組攪拌葉片的回轉直徑均為φ950mm；

所述罐體的軸向長度為3.7m，容積為5m³，最大處理重量為2t；

所述罐體的加工材料為16Mn板，加工方式為卷制加工，且罐體內表面經防腐處理。

進一步地，每一根攪拌軸均為外徑為φ120mm、內徑為φ51mm的空心軸；

所述空心軸的加工材料包括：Q235、45鋼、27SiMn中的任意一種；

所述空心軸的兩個軸端分別與一個支座相連，以利用雙頭支座支撐空心軸，且所述空心軸與任一支座間的軸承為調心滾子軸承。

進一步地，每一根攪拌軸均為空心軸，且所述空心軸在扭轉作用下的切應力均滿足公式一；

所述公式一包括：

其中，τ_max為切應力，M_t為輸出至每一根空心軸的最大扭矩，d為空心軸的內徑，D為空心軸的外徑，[τ]為標準閾值。

進一步地，該攪拌發酵機還包括：設置于所述罐體底部外表面的溫控板，以及用于覆蓋所述溫控板的保溫層；

所述溫控板，用于將內部加熱板通電時產生的熱量，通過間接換熱以加熱所述物料混合物；

所述保溫層中均勻填充有保溫玻璃棉，且填充厚度不小于40mm。

第二方面，本發明提供了一種攪拌發酵系統，包括：

如上述任一所述的攪拌發酵機、進料系統、熱風機、供水設備、動力源；

所述進料系統，用于向所述攪拌發酵機提供物料，向所述攪拌發酵機提供發酵用菌種；

所述熱風機，用于向所述攪拌發酵機提供冷空氣，以及對所述冷空氣進行加熱處理以得到熱空氣，并向所述攪拌發酵機提供所述熱空氣；

所述供水設備，用于向所述攪拌發酵機提供發酵用水；

所述動力源，用于向所述攪拌發酵機輸出轉速和扭矩。

進一步地，所述熱風機包括：鼓風機和加熱器；

所述加熱器中設置有螺旋狀的電熱絲；

所述鼓風機，用于將冷空氣吹送到所述加熱器中；

所述加熱器，用于處于未通電狀態時，將所述冷空氣吹送至所述攪拌發酵機中；處于通電狀態時，使所述冷空氣經所述電熱絲的內外側均勻通過，以使所述電熱絲通電時產生的熱量與所述冷空氣進行熱交換，得到經加熱處理的熱空氣，并將該熱空氣吹送至所述攪拌發酵機中。

進一步地，所述動力源包括：集成有電機和減速器的一體式電減機、聯軸器；

所述一體式電減機，用于向所述攪拌發酵機輸出轉速和扭矩；

所述聯軸器，用于緩沖所述攪拌發酵機中的每一根攪拌軸所受到的沖擊載荷；

所述一體式電減機輸出的扭矩滿足公式二；

所述公式二包括：

其中，T為對應于單根攪拌軸的一體式電減機中電機輸出的扭矩，P為一體式電減機中電機的功率，η為機械效率，k為一體式電減機中減速器的速比，D為與一體式電減機中減速器相連的大皮帶輪的直徑，d為與一體式電減機中減速器相連的小皮帶輪的直徑，v為一體式電減機中電機輸出的轉速，n為攪拌發酵機罐體的物料最大處理重量，T₀為處理單位重量的物料所需的扭矩，m為攪拌發酵機罐體內攪拌軸的根數。

第三方面，本發明提供了一種利用上述任一所述的攪拌發酵機進行攪拌發酵的方法，包括：

將冷空氣輸入至罐體中；

將物料輸入至所述罐體中；

在物料輸入完成時，停止輸入冷空氣，并將經加熱處理得到的熱空氣輸入至所述罐體中，以及通過所述罐體中每一根攪拌軸的周期性轉動，以對物料進行高溫攪拌殺毒處理；

在高溫攪拌殺毒處理完成時，停止輸入熱空氣，并將冷空氣輸入至所述罐體中，以及通過所述罐體中每一根攪拌軸的周期性轉動，以對物料進行降溫攪拌處理；

當檢測到所述罐體中物料的溫度達到預先設置的發酵要求時，將發酵用菌種輸入至所述罐體中；

將發酵用水輸入至所述罐體中，以使所述罐體中物料的濕度達到所述發酵要求，以及通過所述罐體中每一根攪拌軸的周期性轉動，以對物料和發酵用菌種進行攪拌發酵處理，將物料轉變生成肥料。

進一步地，所述發酵要求包括：發酵溫度范圍為18～50℃，發酵濕度范圍為30～40％，發酵持續時長為1h；

所述高溫攪拌殺毒處理的殺毒要求包括：殺毒溫度范圍為90～150℃，殺毒持續時長為1h。

進一步地，每一根攪拌軸均為空心軸，且所述空心軸在扭轉作用下的切應力均滿足公式一；

所述公式一包括：

其中，τ_max為切應力，M_t為輸出至每一根空心軸的最大扭矩，d為空心軸的內徑，D為空心軸的外徑，[τ]為標準閾值。

本發明提供了一種攪拌發酵機、系統及方法，該攪拌發酵機包括罐體、入料口、進風口、進水口和至少兩根攪拌軸；罐體為臥式結構；入料口、進風口、進水口均設置于罐體上；各攪拌軸均沿罐體軸線平行布置于罐體中，且各攪拌軸上均設置有至少一組攪拌葉片；罐體沿罐體軸線的截面為至少兩個圓形，且相鄰的兩個圓形相交、每一個圓形的圓心分別位于一根攪拌軸的軸線上。利用外部動力源輸出的轉速和扭矩，可以使各攪拌軸周期性轉動，以對罐體中的物料混合物進行攪拌混勻，以使物料經發酵處理而轉變生成肥料。基于至少兩根攪拌軸的混合攪拌作用，可以避免或緩解角落積料情況。因此，本發明能夠提高攪拌發酵機內各反應物的攪拌混勻率。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發明一實施例提供的一種攪拌發酵機的結構示意圖；

圖2是本發明一實施例提供的另一種攪拌發酵機的結構示意圖；

圖3是本發明一實施例提供的一種攪拌軸及攪拌軸上的攪拌葉片的結構示意圖；

圖4是本發明一實施例提供的一種攪拌葉片的結構示意圖；

圖5是本發明一實施例提供的另一種攪拌軸及攪拌軸上的攪拌葉片的結構示意圖；

圖6是本發明一實施例提供的一種攪拌發酵系統的示意圖；

圖7是本發明一實施例提供的另一種攪拌發酵系統的示意圖；

圖8是本發明一實施例提供的一種利用攪拌發酵機進行攪拌發酵的方法的流程圖。

具體實施方式

為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例，基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

首先，本發明一個實施例提供了一種攪拌發酵機10，包括：

罐體101、入料口102、進風口103、進水口104、至少兩根攪拌軸105；

所述罐體101為臥式結構；

所述入料口102、所述進風口103、所述進水口104均設置于所述罐體101上；

所述至少兩根攪拌軸105沿罐體軸線平行布置于所述罐體101中，且每一根攪拌軸105上均設置有至少一組攪拌葉片1051；

所述罐體101沿罐體軸線的截面為至少兩個圓形，其中，相鄰的兩個圓形相交，且每一個圓形的圓心分別位于一根攪拌軸的軸線上；

所述入料口102，用于將物料輸入至所述罐體101中，將發酵用菌種輸入至所述罐體101中；

所述進風口103，用于將冷空氣輸入至所述罐體101中，將經加熱處理得到的熱空氣輸入至所述罐體101中；

所述進水口104，用于將發酵用水輸入至所述罐體101中；

每一根所述攪拌軸105，均用于利用外部動力源輸出的轉速和扭矩，帶動該根攪拌軸上的每一組攪拌葉片沿攪拌軸軸線進行周期性轉動，以對所述罐體101中存儲的物料混合物進行攪拌混勻，其中，所述物料混合物包括所述物料，和，所述冷空氣、所述熱空氣、所述發酵用菌種、所述發酵用水中的至少一種；

所述罐體101，用于存儲所述物料混合物，以及存儲由所述物料經發酵處理而轉變生成的肥料。

本發明實施例提供了一種攪拌發酵機，包括罐體、入料口、進風口、進水口和至少兩根攪拌軸；罐體為臥式結構；入料口、進風口、進水口均設置于罐體上；各攪拌軸均沿罐體軸線平行布置于罐體中，且各攪拌軸上均設置有至少一組攪拌葉片；罐體沿罐體軸線的截面為至少兩個圓形，且相鄰的兩個圓形相交、每一個圓形的圓心分別位于一根攪拌軸的軸線上。利用外部動力源輸出的轉速和扭矩，可以使各攪拌軸周期性轉動，以對罐體中的物料混合物進行攪拌混勻，以使物料經發酵處理而轉變生成肥料。基于至少兩根攪拌軸的混合攪拌作用，可以避免或緩解角落積料情況。因此，本發明實施例能夠提高攪拌發酵機內各反應物的攪拌混勻率。

詳細地，冷空氣可以為外部環境中存在的常溫空氣。

在本發明一個實施例中，根據具體實際需求，比如根據罐體大小及形狀等因素，為便于攪拌發酵機內的物料混合物能夠快速混合均勻，入料口、進風口、進水口的個數均可以為至少一個。例如，一個總進水管道可以分別向每一個進水口輸送發酵用水，以將發酵用水經各進水口分別輸入至罐體中。

在本發明一個實施例中，攪拌發酵機同樣可以包括出料口，以輸出由物料經發酵處理而轉變生成的肥料。

詳細地，攪拌發酵機中可以包括有至少兩根攪拌軸，且每一根攪拌軸均沿罐體軸線平行布置。其中，該至少兩根攪拌軸的平行布置方式可以為水平布置方式、垂直布置方式及混合布置方式。

例如，若攪拌發酵機中有4根攪拌軸，則該4根攪拌軸的軸線平行且位于同一水平平面，或該4根攪拌軸的軸線平行且位于同一垂直平面，或該4根攪拌軸的軸線平行，但同一水平平面上僅包括2根攪拌軸軸線、同一垂直平面上僅包括2根攪拌軸軸線。

以上述混合布置方式為例，如圖1所示，可以為一種攪拌發酵機的橫截面結構示意圖。可以看出，該攪拌發酵機中有4根攪拌軸，且該4根攪拌軸的平行布置方式為混合布置方式。

在圖1中，C₀點位于罐體軸線上，且C₁點、C₂點、C₃點、C₄點分別位于4根攪拌軸的軸線上。分別經過C₁點、C₂點、C₃點、C₄點的直線，可以為每一根攪拌軸上設置的一組或多組攪拌葉片。圖1中虛線所示圓形可以為每一組攪拌葉片的邊緣轉動軌跡。

與單根攪拌軸相比，4根攪拌軸對應的角落區域比例相對減小，且各攪拌軸攪拌區域間的重疊率提高，便于對罐體內的物料混合物進行充分混勻攪拌，可以避免或緩解角落積料情況。

具體地，考慮到攪拌發酵機的單位時間物料處理量、攪拌發酵機制造工藝難度、攪拌發酵機維修問題等因素，優選地，攪拌發酵機中可以包括2根攪拌軸，且該2根攪拌軸沿罐體軸線水平、平行布置。

因此，在本發明一個實施例中，請參考圖2，提供了另一種攪拌發酵機的橫截面結構示意圖，其中，所述至少兩根攪拌軸105，包括：2根攪拌軸105；

所述2根攪拌軸105沿罐體軸線水平、平行布置于所述罐體101中；

所述2根攪拌軸105在同一時刻沿攪拌軸軸線轉動的轉動方向相反；

基于與2根攪拌軸軸線所在平面相垂直的、包括有罐體軸線的平面，其中一根攪拌軸上設置的至少一組攪拌葉片與另一根攪拌軸上設置的至少一組攪拌葉片呈鏡像分布；

每一組攪拌葉片1051均包括2個攪拌葉片，且該2個攪拌葉片位于同一平面；

每一個攪拌葉片均呈“T”型。

詳細地，與2根攪拌軸在同一時刻的轉動方向相同相比，兩者轉動方向相反時，可以存在同一處物料混合物同時受到兩個相反方向驅動力的情況，這一情況可以更有益于罐體內物料混合物的混勻，提高發酵效果，提高熱傳遞效率，以及實現整個罐體內所有區域的攪拌全覆蓋。

在圖2中，C₀點位于罐體軸線上，且C₁點、C₂點分別位于2根攪拌軸的軸線上。每一組攪拌葉片的邊緣攪拌軌跡，即圖中虛線所示圓形，且其直徑可以為D。兩根攪拌軸軸線間的間距可以為L。

詳細地，對于本發明實施例中所述的呈鏡像分布，在本發明一個實施例中，請參考圖3，提供了一種攪拌軸及攪拌軸上的攪拌葉片的結構示意圖。

在圖3中，所示虛線可以為罐體軸線，2個攪拌軸的軸線間距為L。在每一根攪拌軸上，示出有多條與攪拌軸軸線相垂直的短直線，且各短直線在攪拌軸上均勻分布，任意相鄰2個短直線間的間隔均可以相等。其中，在每一個短直線與攪拌軸軸線相交位置處，均可以設置一組攪拌葉片(圖中未全部示出)，且同一根攪拌軸上各組攪拌葉片的設置方向相同。

詳細地，每一組攪拌葉片均包括2個攪拌葉片，且該2個攪拌葉片位于同一平面上。每一組攪拌葉片所在平面與攪拌軸軸線可以不垂直，例如，在圖3中，每一組攪拌葉片所在平面與攪拌軸軸線間的夾角均可以為64°，或稱為116°。

在圖3中，基于包括有所示虛線的、垂直于紙面的這一平面，這2根攪拌軸上的攪拌葉片呈鏡面分布。同時，由于2根攪拌軸在同一時刻的轉動方向相反，這一設計方式有益于提高攪拌發酵機內物料混合物的混勻程度。

詳細地，基于圖3中箭頭A所示角度，攪拌葉片可以呈“T”型。例如，在本發明一個實施例中，請參考圖4，提供了一種攪拌葉片的結構示意圖。在圖4中，兩條虛線的相交點可以為攪拌軸軸心。每一個攪拌葉片均為軸對稱圖形。

在本發明實施例中，罐體內物料混合物的混勻程度與攪拌軸及攪拌葉片的設計方式密切相關，例如各攪拌軸上的攪拌葉片數目，攪拌葉片在攪拌軸上的分布方式等。

因此，在本發明一個實施例中，請參考圖5，所述至少一組攪拌葉片1051包括：16組攪拌葉片；

每一根攪拌軸105上設置的16組攪拌葉片，均呈螺旋線方式以均勻分布于該根攪拌軸上，且每一個攪拌葉片與攪拌軸軸線夾角均相同，且該夾角角度為64°至90°中的任意一個角度。

在圖5(a)中，兩條稀虛線可以分別表示兩根攪拌軸的攪拌軸軸線，并且在每一根密虛線與其相交處設置一組攪拌葉片。任意相臨兩根密虛線間的距離均相等。每一組攪拌葉片與攪拌軸軸線間的夾角為α。每一組攪拌葉片的邊緣攪拌軌跡的最大直徑為D，兩根攪拌軸的軸線間長度為L。優選地，L略大于D。

由于每一根攪拌軸上的16組攪拌葉片可以呈螺旋線方式分布，故基于同一視角，所看到的任意相鄰兩組攪拌葉片的總長度看似不等，但實則相等，可以均等于D/sinα。

為了綜合考慮攪拌葉片的攪拌涉及區域、攪拌混勻程度、攪拌軸長度、攪拌葉片數量等，α的取值不易過小，優選地，可以使α＝64°～90°。

詳細地，圖5(b)可以是圖5(a)的左視圖。圖5(b)中，β₁＝90°，β₂＝β₃＝45°。各點劃線可以為每一個攪拌葉片的軸線，例如，各攪拌葉片可以為上述“T”型攪拌葉片，故點劃線可以為該類型攪拌葉片的對稱軸軸線。

在本發明實施例中，根據不同的實際需求，基于同一實現原理，各組攪拌葉片在攪拌軸上同樣可以采用其他分布方式。例如，任意相鄰密虛線間的間距可以不相等，不同組攪拌葉片與攪拌軸軸線間的夾角α可以不相等，且上述β₁可以不等于90°，β₂和β₃可以不等于45°，等等。

詳細地，罐體內物料混合物的混勻程度不僅與罐體內部尺寸、攪拌軸個數、攪拌軸轉動速度、攪拌葉片的個數及形狀等有關，同時還受攪拌軸轉動規律的影響。

因此，在本發明一個實施例中，每一根攪拌軸105均重復執行：順時針轉動3min、暫停轉動0.5min、逆時針轉動轉動3min、暫停轉動0.5min的周期性轉動過程。

當然，根據不同的實際需求，可以對該周期性轉動過程的各設定參數進行靈活設置。

在本發明一個實施例中，所述罐體101為單層罐；

每一組攪拌葉片的回轉直徑均為φ950mm；

所述罐體101的軸向長度為3.7m，容積為5m³，最大處理重量為2t；

所述罐體101的加工材料為16Mn板，加工方式為卷制加工，且罐體101內表面經防腐處理。

詳細地，本實施例中，所用罐體可以為一級罐體。

詳細地，綜合考慮攪拌發酵效果及效率，罐體可以設計為單層罐形式。

詳細地，由于罐體內需要進行發酵反應，存在一定的腐蝕性，通過對罐體內部進行防腐處理，有益于延長罐體壽命。

在本發明一個實施例中，每一根攪拌軸105均為外徑為φ120mm、內徑為φ51mm的空心軸；

所述空心軸的加工材料包括：Q235、45鋼、27SiMn中的任意一種；

所述空心軸的兩個軸端分別與一個支座相連，以利用雙頭支座支撐空心軸，且所述空心軸與任一支座間的軸承為調心滾子軸承。

詳細地，當攪拌軸尺寸較大時，為了盡可能的減少重量，攪拌軸可以為空心軸。對應地，當選用空心軸時，優選地可以采用雙頭支座支撐，且軸承采用調心滾子軸承。

在本發明一個實施例中，每一根攪拌軸105均為空心軸，且所述空心軸在扭轉作用下的切應力均滿足公式(1)；

其中，τ_max為切應力，M_t為輸出至每一根空心軸的最大扭矩，d為空心軸的內徑，D為空心軸的外徑，[τ]為標準閾值。

詳細地，當攪拌軸為空心軸時，考慮到攪拌軸所承受的彎矩相對較小，故需要考慮扭矩校核。

詳細地，其中，W_t為抗扭截面模數。

詳細地，

基于上述任一攪拌發酵機，罐體內物料的加熱方式可以為采用熱空氣加熱方式，熱空氣進入罐體內后可以與物料直接接觸并進行換熱作用。此外，在采用熱空氣加熱的同時，可以采用其他加熱方式進行輔助加熱。例如，可以對罐體進行直接加熱以使罐體溫度升高，當罐體內物料與該高溫罐體相接觸時，同樣可以加熱物料。

因此，在本發明一個實施例中，該攪拌發酵機10還可以包括：設置于所述罐體101底部外表面的溫控板106，以及用于覆蓋所述溫控板106的保溫層107；

所述溫控板106，用于將內部加熱板通電時產生的熱量，通過間接換熱以加熱所述物料混合物；

所述保溫層107中均勻填充有保溫玻璃棉，且填充厚度不小于40mm。

詳細地，罐體材質通常為鋼性，加熱快但散熱也快，通過在溫控板外部覆蓋保溫層，可以有效解決或緩解散熱問題，從而有益于罐體內物料的快速加熱，以及提高能源利用率。

常見地，在本發明一個實施例中，該攪拌發酵機的底部可以設置有底座，以支撐罐體，且罐體外側可以設置樓梯平臺，以便于安檢或維修。

詳細地，攪拌發酵機內進行發酵作用的物料可以為有機廢料，如農作物秸稈、樹木枝葉等。常見的，該物料多為農作物秸稈。在本發明實施例中，所用物料可以為經粉碎后的顆粒狀或粉末狀農作物秸稈。

在本發明一個實施例中，當物料為農作物秸稈時，利用攪拌發酵機將物料發酵為有機肥料的自動化控制過程可以如下所述：

人為啟動開始按鍵→入料口氣動打開→進風口氣動打開，冷空氣經進風口輸入至攪拌發酵機罐體內→破碎后的農作物秸稈經入料口輸入至攪拌發酵機罐體內，且進料過程定時定量→入料結束時入料口氣動關閉→攪拌軸開始進行周期性轉動(正轉3min，然后停止30s，再反轉3min，然后停止30s，如此循環)，同時停止輸入冷空氣，熱空氣經進風口輸入至攪拌發酵機罐體內(加熱溫度達到100℃時停止加熱，保溫1h，控制熱空氣輸入量以使保溫期間罐體內溫度維持在90～150℃之間)→攪拌軸轉動1h后，停止輸入熱空氣，冷空氣經進風口輸入至攪拌發酵機罐體內，同時入料口氣動打開→當罐體內溫度降至50℃時，停止輸入冷空氣，攪拌軸停止轉動，同時報警提醒加菌種→人為添加菌種后手動閉合入料口，報警消除→攪拌軸開始進行周期性轉動，控制冷空氣和熱空氣的輸入量以使罐體內溫度維持在18～50℃之間，同時啟動打開進水口，經進水口輸入發酵用水，并控制發酵用水的輸入量以使罐體內濕度維持在30％～40％→攪拌軸轉動1h后，氣動關閉進風口和進水口→出料口氣動打開，農作物秸稈經發酵處理后生成的有機肥料經出料口輸出，且進料過程定時定量→放料結束時，出料口氣動閉合，攪拌軸停止轉動。

詳細地，農作物秸稈入料期間可以采用負壓入料方式。

詳細地，當罐體內溫度維持在90～150℃之間時，可以對農作物秸稈進行殺毒處理，當罐體內溫度維持在18～50℃之間時，可以對農作物秸稈進行發酵處理。

詳細地，由于入料口、出料口、進風口、進水口均可以定時自動氣動開啟和關閉，故這一實現過程可以通過空壓機得以實現。其中，空壓機可以分別與入料口、出料口、進風口、進水口的控制電路相連。

如圖6所示，本發明實施例提供了一種攪拌發酵系統，包括：

如上述任一所述的攪拌發酵機10、進料系統20、熱風機30、供水設備40、動力源50；

所述進料系統20，用于向所述攪拌發酵機10提供物料，向所述攪拌發酵機10提供發酵用菌種；

所述熱風機30，用于向所述攪拌發酵機10提供冷空氣，以及對所述冷空氣進行加熱處理以得到熱空氣，并向所述攪拌發酵機10提供所述熱空氣；

所述供水設備40，用于向所述攪拌發酵機10提供發酵用水；

所述動力源50，用于向所述攪拌發酵機10輸出轉速和扭矩。

詳細地，在物料攪拌發酵處理過程中，通常先進行高溫殺毒處理，再進行低溫發酵處理。因此，熱風機可以提供冷空氣或熱空氣，以調整攪拌發酵機罐體內溫度，以益于物料攪拌發酵處理的順利進行。

由于熱風機需要在不同時間有控制地提供冷空氣或熱空氣，為達到這一實現方式，因此，在本發明一個實施例中，請參考圖7，所述熱風機30包括：鼓風機301和加熱器302；

所述加熱器302中設置有螺旋狀的電熱絲3021；

所述鼓風機301，用于將冷空氣吹送到所述加熱器302中；

所述加熱器302，用于處于未通電狀態時，將所述冷空氣吹送至所述攪拌發酵機10中；處于通電狀態時，使所述冷空氣經所述電熱絲3021的內外側均勻通過，以使所述電熱絲3021通電時產生的熱量與所述冷空氣進行熱交換，得到經加熱處理的熱空氣，并將該熱空氣吹送至所述攪拌發酵機10中。

詳細地，熱風機的型號可以為HLJT-3380-TX35A-2.2，加熱器的加熱功率可以為35kw，熱風流量可以為504m³/h，鼓風機的風機功率可以為2.2kw，風壓可以為2900Pa，風量可以為1200m³/h。

在本發明一個實施例中，該攪拌發酵系統同樣可以包括一個溫濕度調控裝置，該裝置可以通過傳感器以實時準確的采集攪拌發酵機罐體內的溫度和濕度，并與當前處理階段應達到和維持的理論溫濕度值進行對比換算，以計算出當前應輸入的冷空氣量、熱空氣量及發酵用水量。當然，根據計算出的具體數值，該溫濕度調控裝置可以對熱風機、供水設備進行相應控制。

在本發明一個實施例中，請參考圖7，所述動力源50包括：集成有電機和減速器的一體式電減機501、聯軸器502；

所述一體式電減機501，用于向所述攪拌發酵機10輸出轉速和扭矩；

所述聯軸器502，用于緩沖所述攪拌發酵機10中的每一根攪拌軸所受到的沖擊載荷；

所述一體式電減機501輸出的扭矩滿足公式(2)；

其中，T為對應于單根攪拌軸的一體式電減機中電機輸出的扭矩，P為一體式電減機中電機的功率，η為機械效率，k為一體式電減機中減速器的速比，D為與一體式電減機中減速器相連的大皮帶輪的直徑，d為與一體式電減機中減速器相連的小皮帶輪的直徑，v為一體式電減機中電機輸出的轉速，n為攪拌發酵機罐體的物料最大處理重量，T₀為處理單位重量的物料所需的扭矩，m為攪拌發酵機罐體內攪拌軸的根數。

基于上述公式(2)，在本發明一個實施例中，當攪拌發酵機中存在m根攪拌軸且默認m根攪拌軸完全相同時，一體式電減機中可以有m個電機，且默認該m個電極完全相同，以分別向每一根攪拌軸提供轉速和扭矩。

詳細地，一體式電減機的型號可以為F107，電機型號為132S4，功率為5.5kw，且每一根攪拌軸可以對應于一個電機。此外，該一體式電減機的輸出轉速可以為6.7rpm，輸出扭矩可以為7820Nm，傳動比可以為215.37。

詳細地，可以采用UL14型輪胎聯軸器，有益于緩沖沖擊載荷，使輸出扭矩的傳遞更加穩定、可靠。

詳細地，當攪拌軸由靜止突然開始轉動時，攪拌軸所受到的沖擊力通常較大，長此以往通常會降低攪拌軸壽命，而聯軸器可以緩沖攪拌軸所受到的沖擊載荷，故有益于攪拌軸壽命周期的延長。

如圖8所示，本發明實施例提供了一種利用攪拌發酵機進行攪拌發酵的方法，可以包括以下步驟：

步驟601：將冷空氣輸入至罐體中。

步驟602：將物料輸入至所述罐體中。

步驟603：在物料輸入完成時，停止輸入冷空氣，并將經加熱處理得到的熱空氣輸入至所述罐體中，以及通過所述罐體中每一根攪拌軸的周期性轉動，以對物料進行高溫攪拌殺毒處理。

步驟604：在高溫攪拌殺毒處理完成時，停止輸入熱空氣，并將冷空氣輸入至所述罐體中，以及通過所述罐體中每一根攪拌軸的周期性轉動，以對物料進行降溫攪拌處理。

步驟605：當檢測到所述罐體中物料的溫度達到預先設置的發酵要求時，將發酵用菌種輸入至所述罐體中。

步驟606：將發酵用水輸入至所述罐體中，以使所述罐體中物料的濕度達到所述發酵要求，以及通過所述罐體中每一根攪拌軸的周期性轉動，以對物料和發酵用菌種進行攪拌發酵處理，將物料轉變生成肥料。

詳細地，在輸入物料之前可以預先開啟進風口以輸入冷空氣，冷空氣的存在有益于進料過程中物料均勻分散于罐體內部。

在本發明一個實施例中，所述發酵要求包括：發酵溫度范圍為18～50℃，發酵濕度范圍為30～40％，發酵持續時長為1h；

所述高溫攪拌殺毒處理的殺毒要求包括：殺毒溫度范圍為90～150℃，殺毒持續時長為1h。

詳細地，常見的物料可以為農作物秸稈，且將農作物秸稈執行發酵處理以轉化生成有機肥料之前，通常需要對農作物秸稈執行高溫殺毒處理，以完全殺滅秸稈中的病蟲草害。

在本發明一個實施例中，每一根攪拌軸均為空心軸，且所述空心軸在扭轉作用下的切應力均滿足上述公式(1)。

總體來說，利用本發明提供的攪拌發酵機及攪拌發酵系統，可以對農作物秸稈等有機廢物進行回收利用，以將其制成生物有機肥料，對有機廢物的高效利用及環境保護方面有顯著效果。

綜上所述，本發明的各個實施例至少具有如下有益效果：

1、本發明實施例中，攪拌發酵機包括罐體、入料口、進風口、進水口和至少兩根攪拌軸；罐體為臥式結構；入料口、進風口、進水口均設置于罐體上；各攪拌軸均沿罐體軸線平行布置于罐體中，且各攪拌軸上均設置有至少一組攪拌葉片；罐體沿罐體軸線的截面為至少兩個圓形，且相鄰的兩個圓形相交、每一個圓形的圓心分別位于一根攪拌軸的軸線上。利用外部動力源輸出的轉速和扭矩，可以使各攪拌軸周期性轉動，以對罐體中的物料混合物進行攪拌混勻，以使物料經發酵處理而轉變生成肥料。基于至少兩根攪拌軸的混合攪拌作用，可以避免或緩解角落積料情況。因此，本發明實施例能夠提高攪拌發酵機內各反應物的攪拌混勻率。

2、本發明實施例中，與單根攪拌軸相比，多根攪拌軸對應的角落區域比例相對減小，且各攪拌軸攪拌區域間的重疊率提高，便于對罐體內的物料混合物進行充分混勻攪拌，可以避免或緩解角落積料情況。

3、本發明實施例中，與2根攪拌軸在同一時刻的轉動方向相同相比，兩者轉動方向相反時，可以存在同一處物料混合物同時受到兩個相反方向驅動力的情況，這一情況可以更有益于罐體內物料混合物的混勻，提高發酵效果，提高熱傳遞效率，以及實現整個罐體內所有區域的攪拌全覆蓋。

4、本發明實施例中，由于罐體內需要進行發酵反應，存在一定的腐蝕性，通過對罐體內部進行防腐處理，有益于延長罐體壽命。

5、本發明實施例中，罐體材質通常為鋼性，加熱快但散熱也快，通過在溫控板外部覆蓋保溫層，可以有效解決或緩解散熱問題，從而有益于罐體內物料的快速加熱，以及提高能源利用率。

6、本發明實施例中，利用提供的攪拌發酵機及攪拌發酵系統，可以對農作物秸稈等有機廢物進行回收利用，以將其制成生物有機肥料，對有機廢物的高效利用及環境保護方面有顯著效果。

需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二之類的關系術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關系或者順序。而且，術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個······”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同因素。

本領域普通技術人員可以理解：實現上述方法實施例的全部或部分步驟可以通過程序指令相關的硬件來完成，前述的程序可以存儲在計算機可讀取的存儲介質中，該程序在執行時，執行包括上述方法實施例的步驟；而前述的存儲介質包括：ROM、RAM、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質中。

最后需要說明的是：以上所述僅為本發明的較佳實施例，僅用于說明本發明的技術方案，并非用于限定本發明的保護范圍。凡在本發明的精神和原則之內所做的任何修改、等同替換、改進等，均包含在本發明的保護范圍內。