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摘要
针对目前在好氧发酵实际生产中存在发酵设备不适用、占地面积大、发酵周期长、自动化程度低等问题，通过增大发酵面积、减小物料深度、提高搅拌混合的均匀性、优化发酵周期的方法，设计了卧式圆柱形发酵罐，该设备有效容积为3 m3。根据传热学和热损失模型分析了发酵物料散热机理，进一步优化了罐体外形设计，设计了自动控制系统。根据所选发酵物料黏度高、流动性差、易附着于罐壁等特性设计了宽—窄双螺旋式搅拌器，并对其进行有限元分析和物料搅拌均匀性分析，搅拌轴的最大模拟应力为4.23 MPa,搅拌轴最优转速为7.7 r/min。设备在有机肥厂进行了试验，以混合粪便、玉米秸秆和南瓜茎叶为发酵物料，运行过程中无需人工干预，发酵参数控制精度高，发酵完成后产品有机质含量高达51%,氮磷钾含量为8.8%,pH值为6.8,碳氮比为23,砷含量为11 mg/kg,镉含量为3 mg/kg,汞含量为1.7 mg/kg,铅含量为27 mg/kg,害虫卵死亡率为97%,粒径为9 mm,颜色为黑褐色，符合有机肥产品相关要求，发酵效率相比自然发酵高5～10倍。
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