一种菌肥生产系统及方法
阅读说明:本技术 一种菌肥生产系统及方法 (Bacterial manure production system and method ) 是由 诸卫平 刘洪� 于 2020-12-23 设计创作,主要内容包括:本发明涉及一种菌肥生产系统及方法,包括:步骤一,打开柜门,将原料A和原料B放入发酵箱内并加入发酵菌种,控制温度调节阀和增湿器,发酵完成后得到发酵液并通过过滤筛过滤发酵液并将过滤后的发酵液放入干燥器中进行干燥,得到发酵滤渣;步骤二,通过第一加料口加入辅料A,通过第一加料口加入辅料A,通过进水管注入纯净水以溶解辅料A和辅料B,溶解完成后得到辅料混合物并利用搅拌器将所述辅料混合物混合均匀;步骤三,获取耕种土壤并打开柜门将其放入所述菌肥生长室,利用搅拌器进行搅拌以使其与辅料混合物混合均匀,得到菌肥;进而能够在提高生物活性的同时保证菌肥成分均匀,有效防止了肥料的过度集中。(The invention relates to a bacterial manure production system and a method, comprising the following steps: step one, opening a cabinet door, putting a raw material A and a raw material B into a fermentation box, adding a fermentation strain, controlling a temperature regulating valve and a humidifier, obtaining fermentation liquor after fermentation is finished, filtering the fermentation liquor through a filter sieve, and putting the filtered fermentation liquor into a dryer for drying to obtain fermentation filter residues; adding the auxiliary material A through a first feeding port, adding the auxiliary material A through the first feeding port, injecting purified water through a water inlet pipe to dissolve the auxiliary material A and the auxiliary material B to obtain an auxiliary material mixture after the dissolution is finished, and uniformly mixing the auxiliary material mixture by using a stirrer; step three, obtaining the cultivation soil, opening a cabinet door, putting the cultivation soil into the bacterial manure growth chamber, and stirring by using a stirrer to uniformly mix the cultivation soil with an auxiliary material mixture to obtain bacterial manure; and further, the biological activity can be improved, the components of the bacterial manure are uniform, and the excessive concentration of the fertilizer is effectively prevented.)
技术领域
本发明生物有机肥料的制备技术领域,尤其涉及一种菌肥生产系统及方法。
背景技术
菌肥,亦称生物肥、生物肥料、细菌肥料或接种剂等。菌肥,形象说来就是"菌+肥",因为菌肥一方面含有"有机质、氮、磷、钾"等作物生长所必需的营养成分,同时产品中还含有大量的有益微生物菌,有益微生物菌在土壤中繁殖,起到改良土壤、防治病害等功能,是一种富含有机质、无机养分及有益微生物为主的功能性肥料。除提供作物生长所需的营养外,还具有改良土壤、提升地力,营造作物正常生长的土壤微生态环境,促进作为根系健康生长,减少土传性病害的发生。生物菌肥是二十一世纪新型肥料中的主力品种,是一种含有活体微生物的特定肥料,是基于生物学与植物学、植物营养学的原理,在肥料中加入生物有益菌种和植物营养组分中微量元素等组成,已成为肥料中一个重要的品种。生物菌肥在提高养分转化利用率,维护土壤和植物健康,增产增效、减肥增效、提质增效,保证农业可持续生产能力和绿色发展等方向具有不可替代的作用,是发展绿色农业、生产绿色食品的首先肥料。生物菌肥作为一种含有大量有益微生物的新型活体肥料制品,其具有营养元素全面、可以改善土壤环境、提高农作物养分吸收等诸多优点。因此,生物菌肥可作为传统化肥的优质替代品使用。
目前,已经有一些菌肥生产系统及方法,但是不能在提高生物活性的同时保证菌肥成分均匀以防止肥料的过度集中。
发明内容
为此,本发明提供一种菌肥生产系统及方法,可以有效解决现有技术中的技术问题。
为实现上述目的,本发明提供一种菌肥生产系统及方法,包括:
步骤一,打开柜门,将原料A和原料B放入发酵箱内并加入发酵菌种,控制温度调节阀和增湿器使发酵温度维持在30-50℃,发酵湿度维持在40-70%,发酵完成后得到发酵液并通过过滤筛过滤发酵液并将过滤后的发酵液放入干燥器中进行干燥,得到发酵滤渣;
步骤二,通过第一加料口往菌肥生长室内加入辅料A,通过第一加料口往菌肥生长室内加入辅料A,通过进水管往所述菌肥生长室内注入纯净水以溶解辅料A和辅料B,溶解完成后得到辅料混合物并利用搅拌器将所述辅料混合物混合均匀;
步骤三,获取耕种土壤并打开柜门将其放入所述菌肥生长室,利用搅拌器进行搅拌以使其与所述辅料混合物混合均匀,混合均匀后将所述发酵滤渣加入其中并控制第二增湿器使湿度保持在30-80%,得到菌肥;
其中,所述中控模块与所述菌肥生长系统通过无线连接,所述中控模块用以控制所述步骤二的反应过程,其内设置有矩阵;
在步骤二利用搅拌器将所述辅料混合物混合均匀的过程中,利用干湿度检测器实时检测所述辅料混合物的湿度,并将测得的辅料混合物湿度与预设辅料混合物湿度进行比较,若中控模块判定比较结果符合第一预设条件,则说明辅料混合物符合标准,无需再加入辅料A和/或辅料B;
若所述中控模块判定比较结果不符合第一预设条件,所述中控模块计算辅料混合物湿度差值并将其与预设辅料混合物湿度差值矩阵△α0中的参数进行比较,根据比较结果确定仅加入辅料A或仅辅料B或同时加入辅料A和辅料B;
根据比较结果,若所述中控模块确定仅加入辅料A,所述中控模块控制温度测量仪测量所述辅料混合物的温度并将测得的温度与预设辅料混合物温度矩阵H0中的参数进行比较,若所述中控模块判定比较结果符合第二预设条件,所述中控模块控制第一加料口加入辅料A;若所述中控模块判定比较结果不符合第二预设条件,所述中控模块计算辅料混合物温度差值并将其与预设辅料混合物温度差值区间矩阵△H0中的参数进行匹配,根据匹配结果确定搅拌器的搅拌速度和搅拌时间以使辅料混合物的温度升高至所述第二预设条件范围内;
根据比较结果,若所述中控模块确定仅加入辅料B,所述中控模块控制密度测量仪测量所述辅料混合物的密度并将测得的辅料混合物密度与预设辅料混合物密度进行比较,若所述中控模块判定比较结果符合第三预设条件,则说明所述辅料混合物的密度符合标准,无需加入辅料B;若所述中控模块判定比较结果不符合第三预设条件,所述中控模块根据密度差值系数计算辅料混合物密度差值并将其与预设辅料混合物密度差值区间矩阵△ρ0中的参数进行匹配,所述中控模块根据匹配结果结合加料系数确定加入辅料B的量;
根据比较结果,若所述中控模块确定同时加入辅料A和辅料B,所述中控模块获取此时搅拌器的搅拌速度并将其与预设搅拌速度矩阵V0中的参数进行比较,若所述中控模块判定比较结果符合第四预设条件,所述中控模块控制搅拌器调节阀对搅拌器的搅拌速度进行调节;若所述中控模块判定比较结果不符合第四预设条件,所述中控模块控制搅拌器调节阀对搅拌器的搅拌速度进行调节,调节完成后,所述中控模块控制营养成分检测装置和酵母菌检测试剂分别对所述辅料混合物的营养成分含量和酵母菌含量进行检测,根据检测结果确定加入辅料A和辅料B的量;
所述中控模块设置有预设辅料混合物湿度差值矩阵△α0(△α1,△α2),其中,△α1表示预设辅料混合物湿度第一差值,△α2表示预设辅料混合物湿度第二差值,△α1<△α2;
所述中控模块还设置有预设辅料混合物湿度α0;
所述干湿度检测器测得的辅料混合物湿度为α;
在步骤二利用搅拌器将所述辅料混合物混合均匀的过程中,所述中控模块将α与α0进行比较:
若α≥α0,所述中控模块判定比较结果符合第一预设条件,说明辅料混合物符合标准,无需再加入辅料A和/或辅料B;
若α<α0,所述中控模块判定比较结果不符合第一预设条件并计算辅料混合物湿度差值△α,△α=α0-α,并将△α与预设辅料混合物湿度差值矩阵△α0中的参数进行比较,
若△α<△α1,所述中控模块确定仅加入辅料A;
若△α1≤△α<△α1,所述中控模块确定仅加入辅料B;
若△α≥△α2,所述中控模块确定同时加入辅料A和辅料B。
进一步地,所述中控模块还设置有预设辅料混合物温度矩阵H0(H1,H2,H3,H4),其中,H1表示第一预设辅料混合物温度,H2表示第二预设辅料混合物温度,H3表示第三预设辅料混合物温度,H4表示第四预设辅料混合物温度,H1<H2<H3<H4;
所述中控模块还设置有预设辅料A加量矩阵Ma0(Ma1,Ma2,Ma3,Ma4),其中,Ma1表示预设辅料A第一加量,Ma2表示预设辅料A第二加量,Ma3表示预设辅料A第三加量,Ma4表示预设辅料A第四加量;
所述中控模块还设置有预设辅料混合物温度差值区间矩阵△H0(△H1,△H2,△H3,△H4),其中,△H1表示预设辅料混合物温度第一差值区间,△H2表示预设辅料混合物温度第二差值区间,△H3表示预设辅料混合物温度第三差值区间,△H4表示预设辅料混合物温度第四差值区间,所述各区间数值范围不重叠;
所述中控模块还设置有预设搅拌速度矩阵V0(V1,V2,V3,V4),其中,V1表示预设第一搅拌速度,V2表示预设第二搅拌速度,V3表示预设第三搅拌速度,V4表示预设第四搅拌速度;
所述中控模块还设置有预设搅拌时间矩阵T0(T1,T2,T3,T4),其中,T1表示预设第一搅拌时间,T2表示预设第二搅拌时间,T3表示预设第三搅拌时间,T4表示预设第四搅拌时间;
当所述中控模块确定仅加入辅料A时,所述中控模块控制温度测量仪测量所述辅料混合物的温度并将测得的温度H与预设辅料混合物温度矩阵H0中的参数进行比较:
若H≥H1,所述中控模块判定比较结果符合第二预设条件并进一步将H与矩阵H0中的参数进行进一步比较,若H1≤H<H2,所述中控模块控制第一加料口加入Ma1量的辅料A;若H2≤H<H3,所述中控模块控制第一加料口加入Ma2量的辅料A;若H3≤H<H4,所述中控模块控制第一加料口加入Ma3量的辅料A;若H≥H4,所述中控模块控制第一加料口加入Ma4量的辅料A;
若H<H1,所述中控模块判定比较结果不符合第二预设条件并计算辅料混合物温度差值△H以将其与预设辅料混合物温度差值区间矩阵△H0中的参数进行匹配,
若△H在△Hi范围内,所述中控模块控制搅拌器调节阀以使搅拌速度为Vi,搅拌时间为Ti,i=1,2,3,4;
所述辅料混合物温度差值△H的计算方式如下:
△H=(H1-H)×γ;
其中,γ表示温度差值系数。
进一步地,所述中控模块还设置有预设辅料混合物密度差值区间矩阵△ρ0(△ρ1,△ρ2,△ρ3,△ρ4),其中,△ρ1表示预设辅料混合物密度第一差值区间,△ρ2表示预设辅料混合物密度第二差值区间,△ρ3表示预设辅料混合物密度第三差值区间,△ρ4表示预设辅料混合物密度第四差值区间,所述各区间数值范围不重叠;
所述中控模块还设置有预设辅料B加量矩阵Mb0(Mb1,Mb2,Mb3,Mb4),其中,Mb1表示预设辅料B第一加量,Mb2表示预设辅料B第二加量,Mb3表示预设辅料B第三加量,Mb4表示预设辅料B第四加量,Mbi=Mai×β,Mai表示预设辅料A加量矩阵Ma0的参数,β表示加料系数;
所述中控模块还设置有预设辅料混合物密度ρ0;
当所述中控模块确定仅加入辅料B时,所述中控模块控制密度测量仪测量所述辅料混合物的密度并将测得的辅料混合物密度ρ与预设辅料混合物密度ρ0进行比较:
若ρ≥ρ0,所述中控模块判定比较结果符合第三预设条件,说明所述辅料混合物的密度符合标准,无需加入辅料B;
若ρ<ρ0,所述中控模块判定比较结果不符合第三预设条件并根据密度差值系数δ计算辅料混合物密度差值△ρ,△ρ=(ρ0-ρ)×δ,并将△ρ与预设辅料混合物密度差值区间矩阵△ρ0中的参数进行匹配,
若△ρ在△ρi范围内,所述中控模块控制第二加料口加入Mbi量的辅料B,i=1,2,3,4;
所述密度差值系数δ的计算公式如下:
其中,ε表示辅料混合物密度差值参数。
进一步地,所述中控模块还设置有预设搅拌速度调节量矩阵△V0(△V1,△V2,△V3,△V4),其中,△V1表示预设搅拌速度第一调节量,△V2表示预设搅拌速度第二调节量,△V3表示预设搅拌速度第三调节量,△V4表示预设搅拌速度第四调节量;
所述中控模块还设置有预设营养成分含量差值区间矩阵△N0(△N1,△N2,△N3,△N4),其中,△N1表示预设营养成分含量第一差值区间,△N2表示预设营养成分含量第二差值区间,△N3表示预设营养成分含量第三差值区间,△N4表示预设营养成分含量第四差值区间,所述个差值区间数值范围不重叠;
所述中控模块还设置有预设营养成分含量N0;
所述预设搅拌速度矩阵V0中的参数满足V1<V2<V3<V4;
当所述中控模块确定同时加入辅料A和辅料B时,所述中控模块获取此时搅拌器的搅拌速度Vs并将其与预设搅拌速度矩阵V0中的参数进行比较:
若Vs≤V4,所述中控模块判定比较结果符合第四预设条件并将Vs与矩阵V0中的参数进行进一步比较,若Vs≤V1,所述中控模块控制搅拌器调节阀调大△V1量的搅拌速度;若V1<Vs≤V2,所述中控模块控制搅拌器调节阀调大△V2量的搅拌速度;若V2<Vs≤V3,所述中控模块控制搅拌器调节阀调大△V3量的搅拌速度;若V3<Vs≤V4,所述中控模块控制搅拌器调节阀调大△V4量的搅拌速度;
若Vs>V4,所述中控模块判定比较结果不符合第四预设条件,所述中控模块控制搅拌器调节阀调小△V1+△V2量的搅拌速度,调节完成后,所述中控模块控制营养成分检测装置对所述辅料混合物的营养成分含量进行检测并将测得的营养成分含量N与预设营养成分含量N0进行比较:
若N≥N0,所述中控模块判定比较结果符合第五预设条件,说明所述辅料混合物的营养成分含量符合标准,无需加入辅料A和辅料B;
若N<N0,所述中控模块计算营养成分差值△N,△N=N0-N,并将其与预设营养成分含量差值区间矩阵△N0中的参数进行匹配,
若△N在△Ni范围内,所述中控模块控制第一加料口加入a×Mai量的辅料A和b×Mbi量的辅料B,i=1,2,3,4,其中,Mai表示预设辅料A加量矩阵Ma中的参数,Mbi表示预设辅料B加量矩阵Mb0中的参数,a表示营养成分含量第一差值系数,b表示营养成分含量第二差值系数,其计算公式如下:
进一步地,所述中控模块还设置有预设酵母菌含量矩阵J0(J1,J2,J3,J4),其中,J1表示预设酵母菌第一含量,J2表示预设酵母菌第二含量,J3表示预设酵母菌第三含量,J4表示预设酵母菌第四含量;
调节完成后,所述中控模块还控制酵母菌检测试剂所述辅料混合物的酵母菌含量进行检测并将测得的酵母菌含量J与预设酵母菌含量矩阵J0中的参数进行比较:
若J=Ji,所述中控模块控制第一加料口加入c×Mai量的辅料A和d×Mbi量的辅料B,i=1,2,3,4,其中,c表示酵母菌含量第一差值系数,c表示酵母菌含量第一差值系数,d表示酵母菌含量第一差值系数,其计算公式如下:
其中,β表示加料系数。
一种菌肥生产系统,包括:发酵箱和菌肥生长室,所述发酵箱和所述菌肥生长室均设置在菌肥生产系统内,所述发酵箱用以进行发酵,所述菌肥生长室用以培育辅料混合物;
所述菌肥生长室包括第一加料口、第二加料口、搅拌器、进水管和干湿度检测器,所述第一加料口和所述第二加料口均设置在所述菌肥生长室的上端,所述搅拌器设置在所述菌肥生长室的内部并延伸至上端,其上设置有搅拌器调节阀,所述进水管设置在所述菌肥生长室的侧面上端,所述干湿度检测器设置在所述菌肥生长室的内部,所述第一加料口用以加入辅料A,所述第二加料口用以加入辅料B,所述搅拌器用以将辅料混合物混合均匀,所述搅拌器调节阀用以调节所述搅拌器的搅拌速度和搅拌时间,所述进水管用以注入纯净水,所述干湿度检测器用以实时检测辅料混合物的湿度;
进一步地,所述发酵箱包括温度调节阀和增湿器,所述温度调节阀和所述增湿器均设置在所述发酵箱的上端,所述温度调节阀用以调节所述发酵箱内的温度,所述增湿器用以调节所述发酵箱内的湿度。
进一步地,所述菌肥生长室还包括温度测量仪、密度测量仪、营养成分检测装置和酵母菌检测试剂,所述温度测量仪、所述密度测量仪、所述营养成分检测装置和所述酵母菌检测试剂均设置在所述菌肥生长室内,所述温度测量仪用以测量辅料混合物的温度,所述密度测量仪用以测量辅料混合物的密度,所述营养成分检测装置用以检测辅料混合物的营养成分含量,所述酵母菌检测试剂用以检测辅料混合物的酵母菌含量。
进一步地,还包括柜门,所述柜门设置在所述菌肥生产系统上,用以开启/关闭所述菌肥生产系统。
进一步地,还包括过滤筛和干燥器,所述过滤筛分别与所述发酵箱和所述干燥器连接,所述过滤筛用以过滤发酵液,所述干燥器用以将过滤后的发酵液进行干燥。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于第一加料口往菌肥生长室内加入辅料A,第一加料口往菌肥生长室内加入辅料A,进水管往菌肥生长室内注入纯净水以溶解辅料A和辅料B,溶解完成后得到辅料混合物并利用搅拌器将辅料混合物混合均匀,在这个过程中,利用干湿度检测器实时检测辅料混合物的湿度,并将测得的辅料混合物湿度与预设辅料混合物湿度进行比较,若中控模块判定比较结果符合第一预设条件,则说明辅料混合物符合标准,无需再加入辅料A和/或辅料B;若中控模块判定比较结果不符合第一预设条件,中控模块计算辅料混合物湿度差值并将其与预设辅料混合物湿度差值矩阵△α0中的参数进行比较,根据比较结果确定仅加入辅料A或仅辅料B或同时加入辅料A和辅料B。从而能够通过将辅料混合物湿度与预设辅料混合物湿度进行比较以确定辅料混合物是否符合标准,通过将辅料混合物湿度差值与预设辅料混合物湿度差值矩阵△α0中的参数进行比较以确定辅料混合物不符合标准时的如何进行调节,进而能够在提高生物活性的同时保证菌肥成分均匀,有效防止了肥料的过度集中。
进一步地,发酵箱将原料A和原料B以及发酵菌种进行发酵以得到发酵滤渣,第一加料口41加入辅料A,第二加料口加入辅料B,进水口注入纯净水以溶解辅料A和辅料B,溶解后的辅料A和辅料B利用搅拌器混合均匀,并在混合的过程中利用干湿度检测器实时检测辅料混合物的湿度,并通过第一加料口加入辅料A和/或第二加料口加入辅料B以对辅料混合物的湿度进行调节,从而能够有效提高生物活性,进而能够提高生物活性的同时保证菌肥成分均匀,有效防止了肥料的过度集中。
附图说明
图1为本发明菌肥生产系统的剖视图;
图2为本发明菌肥生产系统的结构示意图;
图3为本发明菌肥生产方法的流程示意图;
图中标记说明:10、柜门;100、菌肥生产系统;1、发酵箱;11、温度调节阀;12、增湿器;2、过滤筛;3、干燥器;4、菌肥生长室;41、第一加料口;42、第二加料口;43、搅拌器;431、搅拌器调节阀;44、进水管;451、干湿度检测器;452、温度测量仪;453、密度测量仪;454、营养成分检测装置;455、酵母菌检测试剂。
具体实施方式
为了使本发明的目的和优点更加清楚明白,下面结合实施例对本发明作进一步描述;应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,并不用于限定本发明。
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是,这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理,并非在限制本发明的保护范围。
需要说明的是,在本发明的描述中,术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系,这仅仅是为了便于描述,而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
此外,还需要说明的是,在本发明的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言,可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1、图2和图3所示,图1为本发明菌肥生产系统的剖视图,图2为本发明菌肥生产系统的结构示意图,图3为本发明菌肥生产方法的流程示意图。本发明提供一种菌肥生产系统及方法,包括:
步骤一,打开柜门10,将原料A和原料B放入发酵箱1内并加入发酵菌种,控制温度调节阀11和增湿器12使发酵温度维持在30-50℃,发酵湿度维持在40-70%,发酵完成后得到发酵液并通过过滤筛2过滤发酵液并将过滤后的发酵液放入干燥器3中进行干燥,得到发酵滤渣;
步骤二,通过第一加料口41往菌肥生长室4内加入辅料A,通过第一加料口41往菌肥生长室4内加入辅料A,通过进水管44往所述菌肥生长室4内注入纯净水以溶解辅料A和辅料B,溶解完成后得到辅料混合物并利用搅拌器43将所述辅料混合物混合均匀,在这个过程中,利用干湿度检测器451实时检测所述辅料混合物的湿度,并将测得的辅料混合物湿度与预设辅料混合物湿度进行比较,若中控模块判定比较结果符合第一预设条件,则说明辅料混合物符合标准,无需再加入辅料A和/或辅料B;
若所述中控模块判定比较结果不符合第一预设条件,所述中控模块计算辅料混合物湿度差值并将其与预设辅料混合物湿度差值矩阵△α0中的参数进行比较,根据比较结果确定仅加入辅料A或仅辅料B或同时加入辅料A和辅料B;
根据比较结果,若所述中控模块确定仅加入辅料A,所述中控模块控制温度测量仪452测量所述辅料混合物的温度并将测得的温度与预设辅料混合物温度矩阵H0中的参数进行比较,若所述中控模块判定比较结果符合第二预设条件,所述中控模块控制第一加料口41加入辅料A;若所述中控模块判定比较结果不符合第二预设条件,所述中控模块计算辅料混合物温度差值并将其与预设辅料混合物温度差值区间矩阵△H0中的参数进行匹配,根据匹配结果确定搅拌器43的搅拌速度和搅拌时间以使辅料混合物的温度升高至所述第二预设条件范围内;
根据比较结果,若所述中控模块确定仅加入辅料B,所述中控模块控制密度测量仪453测量所述辅料混合物的密度并将测得的辅料混合物密度与预设辅料混合物密度进行比较,若所述中控模块判定比较结果符合第三预设条件,则说明所述辅料混合物的密度符合标准,无需加入辅料B;若所述中控模块判定比较结果不符合第三预设条件,所述中控模块根据密度差值系数计算辅料混合物密度差值并将其与预设辅料混合物密度差值区间矩阵△ρ0中的参数进行匹配,所述中控模块根据匹配结果结合加料系数确定加入辅料B的量;
根据比较结果,若所述中控模块确定同时加入辅料A和辅料B,所述中控模块获取此时搅拌器43的搅拌速度并将其与预设搅拌速度矩阵V0中的参数进行比较,若所述中控模块判定比较结果符合第四预设条件,所述中控模块控制搅拌器调节阀431对搅拌器43的搅拌速度进行调节;若所述中控模块判定比较结果不符合第四预设条件,所述中控模块控制搅拌器调节阀431对搅拌器43的搅拌速度进行调节,调节完成后,所述中控模块控制营养成分检测装置454和酵母菌检测试剂455分别对所述辅料混合物的营养成分含量和酵母菌含量进行检测,根据检测结果确定加入辅料A和辅料B的量;
步骤三,获取耕种土壤并打开柜门10将其放入所述菌肥生长室4,利用搅拌器43进行搅拌以使其与所述辅料混合物混合均匀,混合均匀后将所述发酵滤渣加入其中并控制第二增湿器12使湿度保持在30-80%,得到菌肥;
其中,所述中控模块与所述菌肥生长系统通过无线连接,所述中控模块用以控制所述步骤二的反应过程,其内设置有矩阵;
本发明所述实施例中,所述原料A为农畜业废弃物,包括秸秆腐熟剂和畜禽粪便;所述原料B为生活垃圾,包括有机餐余垃圾;所述发酵菌种包括放线菌、固氮菌、硅酸盐菌、枯草芽孢杆菌、多粘类芽孢杆菌和木霉菌;所述辅料A是菌肥所需的营养成分,包括氮、磷、钾和有机质;所述辅料B是有益微生物菌群,包括光合菌类、乳酸菌类和酵母菌类;所述耕种土壤选取腐殖质含量大于30%且总矿物养料含量大于10%的耕种土壤;
所述中控模块设置有预设辅料混合物湿度差值矩阵△α0(△α1,△α2),其中,△α1表示预设辅料混合物湿度第一差值,△α2表示预设辅料混合物湿度第二差值,△α1<△α2;
所述中控模块还设置有预设辅料混合物湿度α0;
所述干湿度检测器451测得的辅料混合物湿度为α;
在步骤二利用搅拌器43将所述辅料混合物混合均匀的过程中,所述中控模块将α与α0进行比较:
若α≥α0,所述中控模块判定比较结果符合第一预设条件,说明辅料混合物符合标准,无需再加入辅料A和/或辅料B;
若α<α0,所述中控模块判定比较结果不符合第一预设条件并计算辅料混合物湿度差值△α,△α=α0-α,并将△α与预设辅料混合物湿度差值矩阵△α0中的参数进行比较,
若△α<△α1,所述中控模块确定仅加入辅料A;
若△α1≤△α<△α1,所述中控模块确定仅加入辅料B;
若△α≥△α2,所述中控模块确定同时加入辅料A和辅料B。
本发明实施例中的第一加料口41往菌肥生长室4内加入辅料A,第一加料口41往菌肥生长室4内加入辅料A,进水管44往菌肥生长室4内注入纯净水以溶解辅料A和辅料B,溶解完成后得到辅料混合物并利用搅拌器43将辅料混合物混合均匀,在这个过程中,利用干湿度检测器451实时检测辅料混合物的湿度,并将测得的辅料混合物湿度与预设辅料混合物湿度进行比较,若中控模块判定比较结果符合第一预设条件,则说明辅料混合物符合标准,无需再加入辅料A和/或辅料B;若中控模块判定比较结果不符合第一预设条件,中控模块计算辅料混合物湿度差值并将其与预设辅料混合物湿度差值矩阵△α0中的参数进行比较,根据比较结果确定仅加入辅料A或仅辅料B或同时加入辅料A和辅料B。从而能够通过将辅料混合物湿度与预设辅料混合物湿度进行比较以确定辅料混合物是否符合标准,通过将辅料混合物湿度差值与预设辅料混合物湿度差值矩阵△α0中的参数进行比较以确定辅料混合物不符合标准时的如何进行调节,进而能够在提高生物活性的同时保证菌肥成分均匀,有效防止了肥料的过度集中。
具体而言,所述中控模块还设置有预设辅料混合物温度矩阵H0(H1,H2,H3,H4),其中,H1表示第一预设辅料混合物温度,H2表示第二预设辅料混合物温度,H3表示第三预设辅料混合物温度,H4表示第四预设辅料混合物温度,H1<H2<H3<H4;
所述中控模块还设置有预设辅料A加量矩阵Ma0(Ma1,Ma2,Ma3,Ma4),其中,Ma1表示预设辅料A第一加量,Ma2表示预设辅料A第二加量,Ma3表示预设辅料A第三加量,Ma4表示预设辅料A第四加量;
所述中控模块还设置有预设辅料混合物温度差值区间矩阵△H0(△H1,△H2,△H3,△H4),其中,△H1表示预设辅料混合物温度第一差值区间,△H2表示预设辅料混合物温度第二差值区间,△H3表示预设辅料混合物温度第三差值区间,△H4表示预设辅料混合物温度第四差值区间,所述各区间数值范围不重叠;
所述中控模块还设置有预设搅拌速度矩阵V0(V1,V2,V3,V4),其中,V1表示预设第一搅拌速度,V2表示预设第二搅拌速度,V3表示预设第三搅拌速度,V4表示预设第四搅拌速度;
所述中控模块还设置有预设搅拌时间矩阵T0(T1,T2,T3,T4),其中,T1表示预设第一搅拌时间,T2表示预设第二搅拌时间,T3表示预设第三搅拌时间,T4表示预设第四搅拌时间;
当所述中控模块确定仅加入辅料A时,所述中控模块控制温度测量仪452测量所述辅料混合物的温度并将测得的温度H与预设辅料混合物温度矩阵H0中的参数进行比较:
若H≥H1,所述中控模块判定比较结果符合第二预设条件并进一步将H与矩阵H0中的参数进行进一步比较,若H1≤H<H2,所述中控模块控制第一加料口41加入Ma1量的辅料A;若H2≤H<H3,所述中控模块控制第一加料口41加入Ma2量的辅料A;若H3≤H<H4,所述中控模块控制第一加料口41加入Ma3量的辅料A;若H≥H4,所述中控模块控制第一加料口41加入Ma4量的辅料A;
若H<H1,所述中控模块判定比较结果不符合第二预设条件并计算辅料混合物温度差值△H以将其与预设辅料混合物温度差值区间矩阵△H0中的参数进行匹配,
若△H在△Hi范围内,所述中控模块控制搅拌器调节阀431以使搅拌速度为Vi,搅拌时间为Ti,i=1,2,3,4;
所述辅料混合物温度差值△H的计算方式如下:
△H=(H1-H)×γ;
其中,γ表示温度差值系数。
本发明实施例中的的中控模块控制温度测量仪452测量所述辅料混合物的温度并将测得的温度与预设辅料混合物温度矩阵H0中的参数进行比较,若中控模块判定比较结果符合第二预设条件,中控模块控制第一加料口41加入辅料A;若中控模块判定比较结果不符合第二预设条件,中控模块计算辅料混合物温度差值并将其与预设辅料混合物温度差值区间矩阵△H0中的参数进行匹配,根据匹配结果确定搅拌器43的搅拌速度和搅拌时间以使辅料混合物的温度升高至第二预设条件范围内,从而能够通过将辅料混合物的温度与预设辅料混合物温度矩阵H0中的参数进行比较以确定加入辅料A的量,通过将辅料混合物温度差值与预设辅料混合物温度差值区间矩阵△H0中的参数进行匹配以确定搅拌器43的搅拌速度和搅拌时间,进而能够在提高生物活性的同时保证菌肥成分均匀,有效防止了肥料的过度集中。
具体而言,所述中控模块还设置有预设辅料混合物密度差值区间矩阵△ρ0(△ρ1,△ρ2,△ρ3,△ρ4),其中,△ρ1表示预设辅料混合物密度第一差值区间,△ρ2表示预设辅料混合物密度第二差值区间,△ρ3表示预设辅料混合物密度第三差值区间,△ρ4表示预设辅料混合物密度第四差值区间,所述各区间数值范围不重叠;
所述中控模块还设置有预设辅料B加量矩阵Mb0(Mb1,Mb2,Mb3,Mb4),其中,Mb1表示预设辅料B第一加量,Mb2表示预设辅料B第二加量,Mb3表示预设辅料B第三加量,Mb4表示预设辅料B第四加量,Mbi=Mai×β,Mai表示预设辅料A加量矩阵Ma0的参数,β表示加料系数;
所述中控模块还设置有预设辅料混合物密度ρ0;
当所述中控模块确定仅加入辅料B时,所述中控模块控制密度测量仪453测量所述辅料混合物的密度并将测得的辅料混合物密度ρ与预设辅料混合物密度ρ0进行比较:
若ρ≥ρ0,所述中控模块判定比较结果符合第三预设条件,说明所述辅料混合物的密度符合标准,无需加入辅料B;
若ρ<ρ0,所述中控模块判定比较结果不符合第三预设条件并根据密度差值系数δ计算辅料混合物密度差值△ρ,△ρ=(ρ0-ρ)×δ,并将△ρ与预设辅料混合物密度差值区间矩阵△ρ0中的参数进行匹配,
若△ρ在△ρi范围内,所述中控模块控制第二加料口42加入Mbi量的辅料B,i=1,2,3,4;
所述密度差值系数δ的计算公式如下:
其中,ε表示辅料混合物密度差值参数。
本发明实施例中的密度测量仪453测量辅料混合物的密度并将测得的辅料混合物密度与预设辅料混合物密度进行比较,若中控模块判定比较结果符合第三预设条件,则说明辅料混合物的密度符合标准,无需加入辅料B;若中控模块判定比较结果不符合第三预设条件,中控模块根据密度差值系数计算辅料混合物密度差值并将其与预设辅料混合物密度差值区间矩阵△ρ0中的参数进行匹配,中控模块根据匹配结果结合加料系数确定加入辅料B的量。从而能够通过将辅料混合物的密度与预设辅料混合物密度进行比较以确定是否需要加入辅料B,通过将辅料混合物密度差值与预设辅料混合物密度差值区间矩阵△ρ0中的参数进行匹配以确定加入辅料B的量,进而能够在提高生物活性的同时保证菌肥成分均匀,有效防止了肥料的过度集中。
具体而言,所述中控模块还设置有预设搅拌速度调节量矩阵△V0(△V1,△V2,△V3,△V4),其中,△V1表示预设搅拌速度第一调节量,△V2表示预设搅拌速度第二调节量,△V3表示预设搅拌速度第三调节量,△V4表示预设搅拌速度第四调节量;
所述中控模块还设置有预设营养成分含量差值区间矩阵△N0(△N1,△N2,△N3,△N4),其中,△N1表示预设营养成分含量第一差值区间,△N2表示预设营养成分含量第二差值区间,△N3表示预设营养成分含量第三差值区间,△N4表示预设营养成分含量第四差值区间,所述个差值区间数值范围不重叠;
所述中控模块还设置有预设营养成分含量N0;
所述预设搅拌速度矩阵V0中的参数满足V1<V2<V3<V4;
当所述中控模块确定同时加入辅料A和辅料B时,所述中控模块获取此时搅拌器43的搅拌速度Vs并将其与预设搅拌速度矩阵V0中的参数进行比较:
若Vs≤V4,所述中控模块判定比较结果符合第四预设条件并将Vs与矩阵V0中的参数进行进一步比较,若Vs≤V1,所述中控模块控制搅拌器调节阀431调大△V1量的搅拌速度;若V1<Vs≤V2,所述中控模块控制搅拌器调节阀431调大△V2量的搅拌速度;若V2<Vs≤V3,所述中控模块控制搅拌器调节阀431调大△V3量的搅拌速度;若V3<Vs≤V4,所述中控模块控制搅拌器调节阀431调大△V4量的搅拌速度;
若Vs>V4,所述中控模块判定比较结果不符合第四预设条件,所述中控模块控制搅拌器调节阀431调小△V1+△V2量的搅拌速度,调节完成后,所述中控模块控制营养成分检测装置454对所述辅料混合物的营养成分含量进行检测并将测得的营养成分含量N与预设营养成分含量N0进行比较:
若N≥N0,所述中控模块判定比较结果符合第五预设条件,说明所述辅料混合物的营养成分含量符合标准,无需加入辅料A和辅料B;
若N<N0,所述中控模块计算营养成分差值△N,△N=N0-N,并将其与预设营养成分含量差值区间矩阵△N0中的参数进行匹配,
若△N在△Ni范围内,所述中控模块控制第一加料口41加入a×Mai量的辅料A和b×Mbi量的辅料B,i=1,2,3,4,其中,Mai表示预设辅料A加量矩阵Ma中的参数,Mbi表示预设辅料B加量矩阵Mb0中的参数,a表示营养成分含量第一差值系数,b表示营养成分含量第二差值系数,其计算公式如下:
本发明实施例中控模块将营养成分检测装置454检测到的营养成分含量与预设营养成分含量进行比较,若中控模块判定比较结果符合第五预设条件,则说明辅料混合物的营养成分含量符合标准,无需加入辅料A和辅料B;若中控模块判定比较结果不符合第五预设条件,中控模块计算营养成分含量差值并将其与预设营养成分含量差值区间矩阵△N0中的参数进行匹配,中控模块根据匹配结果结合营养成分含量第一差值系数和营养成分含量第二差值系数确定加入辅料A和辅料B的量,进而能够在提高生物活性的同时保证菌肥成分均匀,有效防止了肥料的过度集中。
具体而言,所述中控模块还设置有预设酵母菌含量矩阵J0(J1,J2,J3,J4),其中,J1表示预设酵母菌第一含量,J2表示预设酵母菌第二含量,J3表示预设酵母菌第三含量,J4表示预设酵母菌第四含量;
调节完成后,所述中控模块还控制酵母菌检测试剂455所述辅料混合物的酵母菌含量进行检测并将测得的酵母菌含量J与预设酵母菌含量矩阵J0中的参数进行比较:
若J=Ji,所述中控模块控制第一加料口41加入c×Mai量的辅料A和d×Mbi量的辅料B,i=1,2,3,4,其中,c表示酵母菌含量第一差值系数,c表示酵母菌含量第一差值系数,d表示酵母菌含量第一差值系数,其计算公式如下:
其中,β表示加料系数。
本发明实时例中控模块将酵母菌检测试剂455检测到的酵母菌含量与预设酵母菌含量矩阵J0中的参数进行比较,中控模块根据比较结果结合酵母菌含量第一差值系数和酵母菌含量第一差值系数确定加入辅料A和辅料B的量,进而能够在提高生物活性的同时保证菌肥成分均匀,有效防止了肥料的过度集中。
具体而言,一种菌肥生产系统100,包括:
发酵箱1和菌肥生长室4,所述发酵箱1和所述菌肥生长室4均设置在菌肥生产系统100内,所述发酵箱1用以进行发酵,所述菌肥生长室4用以培育辅料混合物;
所述菌肥生长室4包括第一加料口41、第二加料口42、搅拌器43、进水管44和干湿度检测器451,所述第一加料口41和所述第二加料口42均设置在所述菌肥生长室4的上端,所述搅拌器43设置在所述菌肥生长室4的内部并延伸至上端,其上设置有搅拌器调节阀431,所述进水管44设置在所述菌肥生长室4的侧面上端,所述干湿度检测器451设置在所述菌肥生长室4的内部,所述第一加料口41用以加入辅料A,所述第二加料口42用以加入辅料B,所述搅拌器43用以将辅料混合物混合均匀,所述搅拌器调节阀431用以调节所述搅拌器43的搅拌速度和搅拌时间,所述进水管44用以注入纯净水,所述干湿度检测器451用以实时检测辅料混合物的湿度。
本发明实施例中发酵箱1将原料A和原料B以及发酵菌种进行发酵以得到发酵滤渣,第一加料口41加入辅料A,第二加料口42加入辅料B,进水口注入纯净水以溶解辅料A和辅料B,溶解后的辅料A和辅料B利用搅拌器43混合均匀,并在混合的过程中利用干湿度检测器451实时检测辅料混合物的湿度,并通过第一加料口41加入辅料A和/或第二加料口42加入辅料B以对辅料混合物的湿度进行调节,从而能够有效提高生物活性,进而能够提高生物活性的同时保证菌肥成分均匀,有效防止了肥料的过度集中。
具体而言,所述发酵箱1包括温度调节阀11和增湿器12,所述温度调节阀11和所述增湿器12均设置在所述发酵箱1的上端,所述温度调节阀11用以调节所述发酵箱1内的温度,所述增湿器12用以调节所述发酵箱1内的湿度。
本发明实时例通过温度调节阀11对发酵箱1的温度进行调节,增湿器12对发酵箱1的湿度进行调节,进而能够确保原料和发酵菌种均在适宜条件下进行发酵。
具体而言,所述菌肥生长室4还包括温度测量仪452、密度测量仪453、营养成分检测装置454和酵母菌检测试剂455,所述温度测量仪452、所述密度测量仪453、所述营养成分检测装置454和所述酵母菌检测试剂455均设置在所述菌肥生长室4内,所述温度测量仪452用以测量辅料混合物的温度,所述密度测量仪453用以测量辅料混合物的密度,所述营养成分检测装置454用以检测辅料混合物的营养成分含量,所述酵母菌检测试剂455用以检测辅料混合物的酵母菌含量。从而能够实时准确控制辅料混合物的调节过程。
具体而言,还包括柜门10,所述柜门10设置在所述菌肥生产系统100上,用以开启/关闭所述菌肥生产系统100。从而能够确保本发明所述菌肥生产在相对密闭的空间内进行,减少了外界物质的干扰。
具体而言,还包括过滤筛2和干燥器3,所述过滤筛2分别与所述发酵箱1和所述干燥器3连接,所述过滤筛2用以过滤发酵液,所述干燥器3用以将过滤后的发酵液进行干燥。从而能够便于获取发酵滤渣。
至此,已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案,但是,本领域技术人员容易理解的是,本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下,本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换,这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。
以上所述仅为本发明的优选实施例,并不用于限制本发明;对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
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