CN112830822A - 一种餐厨有机垃圾制肥机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种餐厨有机垃圾制肥机，包括安装架和架设于安装架上方的箱体，所述箱体底部为弧形，还包括搅拌系统、加热系统、排风净化系统、进出料系统以及控制系统，本发明提供的餐厨有机垃圾制肥机设计合理，结构紧凑，占地面积小，可以直接安装在厨房里，通过加热使得餐厨垃圾软化，无需破碎，因此不会因破碎而产生噪音污染，同时也节省了设备所占空间；无需设置脱水装置，不会产生污水带来后续处理难题，如油水分离或环境污染；微生物发酵彻底，功耗低，产物无公害，其中产生的气体能够通过排风系统达到排放标准，产生的固体颗粒能够作为肥料二次利用，真正达到绿色环保处理，同时集成化、自动化程度高，应用前景广阔。

Description

一种餐厨有机垃圾制肥机

技术领域

本发明涉及垃圾处理技术领域，具体涉及一种餐厨有机垃圾制肥机。

背景技术

餐厨有机垃圾(以下简称餐厨垃圾)是指家庭、学校、机关公共食堂以及餐饮行业产生的食物残余、食品加工废料等餐饮垃圾和用餐后废弃的厨余垃圾的统称。它是城市生活垃圾的主要组成部分，约占20％-30％，也是最难处理的垃圾。餐厨垃圾成分复杂，以蛋白质、淀粉、纤维素和脂肪为主。餐厨垃圾具有含水率高、有机质丰富、含盐量高、氮磷钾等营养元素丰富、极易被微生物利用等特点，若处理不当，极容易造成环境污染。

由于城市土地资源有限以及国家对有毒物质的排放要求越来越高，传统城市生活垃圾集中处理方法(如填埋、焚烧等)并不能使易腐烂的餐厨有机垃圾得到有效的处理，传统方法存在降解速率较低、分类收集难、运输和处理成本较高，极易造成二次污染等问题。因此，对餐厨垃圾从源头上进行及时、快速地减量化、无害化、资源化处理，将成为餐厨垃圾处理重要的发展方向之一。

现有的餐厨有机垃圾制肥机占地面积大、操作难，无法直接安装在厨房内，并且结构复杂，处理流程通常为“破碎-脱水-分解-烘干”，需要专人操作，存在噪音大、能耗高、发酵不彻底等问题，在处理过程中还会产生污水和水油混合物，而水油混合物经过油水分离提炼成为地沟油，由于监管难度大很可能流向餐桌，带来健康隐患。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种占地面积小、发酵彻底、能耗低且产出有机堆肥的餐厨有机垃圾制肥机，对餐厨垃圾从源头上进行及时、快速、无害化、减量化、资源化处理。

一种餐厨有机垃圾制肥机，包括安装架和架设于安装架上方的箱体，所述箱体底部为弧形，还包括搅拌系统、加热系统、排风净化系统、进出料系统以及控制系统，其中：

所述搅拌系统用于将微生物与餐厨有机垃圾混合均匀，包括搅拌轴、搅拌臂、搅拌爪以及驱动装置，所述搅拌轴水平设于箱体内，所述搅拌臂间隔设于搅拌轴上，所述搅拌爪设于搅拌臂的端部，所述驱动装置用于驱动搅拌轴按照既定周期旋转；

所述加热系统包括加热装置和温度传感器，所述加热装置设于箱体底部，用于对箱体加热，所述温度传感器设于箱体与加热装置之间；

所述排风净化系统包括进风口、出风口、盒体、连接管、净化箱和风机，所述进风口设于箱体上方的一侧，所述出风口设于箱体上方的另一侧，所述盒体设于箱体外侧部，并且罩设在出风口外，所述盒体内角落处设置有湿度传感器，所述连接管的一端与盒体连通，另一端与净化箱的入口连通，所述净化箱内设置有紫外线灯、臭氧发生器以及活性炭过滤器，所述净化箱的出口连接有负压风机；

所述进出料系统包括进料口、进料盖、出料口及出料密封门，所述进料口设于箱体上方，所述进料盖用于控制进料口的开闭，所述出料口设于箱体的正面，所述出料密封门用于控制出料口的开闭；

所述控制系统包括PLC控制器、温度控制器及湿度控制器，所述温度传感器与温度控制器电性连接，所述湿度传感器与湿度控制器电性连接，所述温度控制器、湿度控制器、驱动装置均与PLC控制器电性连接。

优选地，所述驱动装置包括大齿轮、小齿轮、传动链条及减速电机，所述搅拌轴的一端伸出箱体并穿过大齿轮的安装孔与其固定连接，所述搅拌轴的另一端与箱体转动连接，所述减速电机与PLC控制器电性连接，所述减速电机设于箱体外部下方，并且减速电机输出轴穿过小齿轮的安装孔与其固定连接，大齿轮与小齿轮通过传动链条实现传动。

优选地，所述搅拌轴上设置有多个搅拌臂，多个所述搅拌臂呈螺旋分布且等间距的固设在搅拌轴上。

优选地，所述搅拌爪与搅拌臂之间的夹角为45°。

优选地，所述搅拌爪与箱体内侧壁的间距为5-10mm。

优选地，所述加热装置具体为电热毯或导热油加热器，所述加热装置用于向箱体底部传热。

优选地，所述加热系统还包括隔热膜，所述隔热膜用于防止加热装置的热量损失。

优选地，所述进出料系统还包括进料电磁开关、出料电磁开关及电磁开关控制器，所述进料电磁开关与进料盖和电磁开关控制器均为电性连接，所述出料电磁开关与出料密封门和电磁开关控制器均为电性连接，所述电磁开关控制器与PLC控制器电性连接。

优选地，所述搅拌轴的转速为3圈每分钟，分解模式下的转动周期为：正转20min-休息20s-反转20min-休息20s，节能工作模式下的转动周期为：正转2min-休息20min-反转2min-休息20min。

优选地，气体进入所述净化箱后，首先经过紫外线和臭氧处理，然后再经过活性炭处理，最后由负压风机抽出净化箱。

本发明的有益效果体现在：

本发明提供的餐厨有机垃圾制肥机设计合理，结构紧凑，占地面积小，可以直接安装在厨房里，通过加热使得餐厨垃圾软化，无需破碎，因此不会因破碎而产生噪音污染，同时也节省了设备所占空间；无需设置脱水装置，不会产生污水带来后续处理难题，如油水分离或环境污染；微生物发酵彻底，功耗低，产物无公害，其中产生的气体能够通过排风系统达到排放标准，产生的固体颗粒能够作为肥料二次利用，真正达到绿色环保处理，同时集成化、自动化程度高，应用前景广阔。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本发明的实施例提供的餐厨有机垃圾制肥机的正视图；

图2为本发明的实施例提供的餐厨有机垃圾制肥机的右视图(电机未示出)；

图3为本发明的实施例提供的餐厨有机垃圾制肥机的结构示意图；

图4为本发明的实施例提供的餐厨有机垃圾制肥机的净化箱的结构示意图；

图5为本发明的实施例提供的餐厨有机垃圾制肥机的搅拌轴的左视图。

附图中，1-安装架，2-箱体，3-减速电机，31-大齿轮，32-小齿轮，33-传动链条，4-出料口，51-搅拌轴，52-搅拌爪，53-搅拌臂，6-加热装置，71-进风口，72-出风口，73-盒体，74-连接管，75-净化箱，751-入口，752-出口，753-紫外线灯，754-臭氧发生器，755-活性炭过滤器，756-右室，757-下室，758-左室，759-网板，76-风机，8-湿度传感器，9-温度传感器。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

本实施例提供一种餐厨有机垃圾制肥机，如图1至图3所示，包括安装架1和架设于安装架1上方的箱体2，箱体2底部为弧形，可以使得物料在箱体2内得到更加充分的搅拌，不易堆积在角落位置，箱体2材质优选为304不锈钢，还包括搅拌系统、加热系统、排风净化系统、进出料系统以及控制系统，其中：

(一)搅拌系统

搅拌系统用于将微生物与餐厨有机垃圾混合均匀，包括搅拌轴51、搅拌臂53、搅拌爪52以及驱动装置，搅拌轴51水平设于箱体2内，搅拌臂53间隔设于搅拌轴51上，搅拌爪52设于搅拌臂53的端部，驱动装置用于驱动搅拌轴51按照既定周期旋转；

在本实施例中，如图3所示，驱动装置包括大齿轮31、小齿轮32、传动链条33及减速电机3，搅拌轴51的一端伸出箱体2并穿过大齿轮31的安装孔与其固定连接，搅拌轴51的另一端与箱体2转动连接，减速电机3与PLC控制器电性连接，减速电机3设于箱体2外部下方，并且减速电机3输出轴穿过小齿轮32的安装孔与其固定连接，大齿轮31与小齿轮32通过传动链条33实现传动；需要说明的是，在一些其他实施例中，电机与搅拌轴51也可以采用其他的传动方式，例如皮带轮传动等；

在本实施例中，如图5所示，搅拌轴51上设置有五个搅拌臂53，五个搅拌臂53呈螺旋分布且等间距的固设在搅拌轴51上，相邻搅拌臂53之间形成的夹角均为72°，搅拌爪52与搅拌臂53之间的夹角为45°，这样的设计可以让箱体2内的餐厨有机垃圾在被翻搅的过程中左右移动，达到搅拌均匀、增加摩擦力的目的，有利于餐厨有机垃圾的粉碎，有利于箱体2内部空间的充分利用，同时还便于清理和维护搅拌系统；搅拌爪52与箱体2内侧壁的间距为5-10mm，该间距过小时，搅拌爪52在旋转过程中与箱体2内壁之间会产生较大的摩擦力，长时间运行会对箱体2内壁和搅拌爪52末端造成严重磨损，该间距过大时，箱体2内的物料不能得到充分的搅拌，附着在箱体2内壁上经过长时间加热会形成隔温层，进而影响箱体2内温度提升；搅拌爪52末端两侧圆角处理，这样更能贴近箱体2内壁。

(二)加热系统

加热系统可以软化餐厨有机垃圾使其更加容易粉碎，同时可以加快微生物分解速度，加快餐厨有机垃圾的水分蒸发，并通过排风净化系统排出水蒸气以降低餐厨有机垃圾分解后得到的有机肥的水分含量，进而便于有机肥的清理和运输。

加热系统包括加热装置6和温度传感器9，加热装置6设于箱体2底部，用于对箱体2加热，温度传感器9设于箱体2与加热装置6之间，用于监测加热装置6的加热温度；

在本实施例中，加热装置6具体为两张电热毯，加热装置6通过耐高温双面贴固定于箱体2底部，加热系统还包括隔热膜，隔热膜包裹住电热毯以减小热量散失。需要说明的是，在一些其他的实施例中，也可以采用导热油加热器作为加热装置6。

(三)排风净化系统

排风净化系统一方面可以向外排放水蒸气降低有机肥含水量，另一方面可以把产生的二氧化碳、氨、硫化氢等有害气体净化后安全排放。

排风净化系统包括进风口71、出风口72、盒体73、连接管74、净化箱75和风机76，进风口71设于箱体2上方的一侧，出风口72设于箱体2上方的另一侧，盒体73设于箱体2外侧部，并且罩设在出风口72外，盒体73内角落处设置有湿度传感器8，连接管74的一端与盒体73连通，另一端与净化箱75的入口751连通，净化箱75内设置有紫外线灯753、臭氧发生器754以及活性炭过滤器755，净化箱75的出口752连接有负压风机76；

气体进入净化箱75后，首先经过紫外线和臭氧处理，然后再经过活性炭处理，最后由负压风机76抽出净化箱75；湿度传感器8设于盒体73角落处的目的是防止负压风机76作用下空气快速流动而影响湿度检测的准确性。

在本实施例中，如图4所示，净化箱75的内部空间分为左室758、右室756和下室757，左室758内设活性炭过滤器755，左室758上方设置出口752并连接负压风机76，左室758底面通过网板759与下室757隔开，右面通过隔板与右室756隔开，右室756内置臭氧发生器754，右室756上方设置入口751与连接管74连通，底面通过网板759与下室757隔开，下室757侧壁设置有若干个紫外线灯753，气体进入净化箱75后，首先经过紫外线和臭氧处理，然后再经过活性炭过滤器755处理，达到排放标准，最后由负压风机76抽出净化箱75。活性炭过滤器755内置活性炭颗粒，气体经过时是由下至上经过活性炭过滤器755再由负压风机76抽出的，这样设置的好处在于活性炭颗粒不易堵塞气流通道，过滤效果好。

(四)进出料系统

进料是指投放餐厨有机垃圾，出料是指取出分解后的有机肥。

进出料系统包括进料口、进料盖、出料口4及出料密封门，进料口设于箱体2上方，进料盖用于控制进料口的开闭，出料口4设于箱体2的正面，出料密封门用于控制出料口4的开闭。

(五)控制系统

控制系统包括PLC控制器、温度控制器及湿度控制器，温度传感器9与温度控制器电性连接，湿度传感器8与湿度控制器电性连接，温度控制器、湿度控制器、驱动装置以及风机均与PLC控制器电性连接。温度传感器9探测到的温度可以显示在温度控制器的表盘上，利用温度控制器设置预设温度上下10％的加热和断热范围，有利于热量的分散，避免长期处于加热状态导致的电路故障。控制系统还可配备配电箱、电机保护器、电流接触器、变压器、漏电保护器、电流表等。

在本实施例中，进出料系统还包括进料电磁开关、出料电磁开关及电磁开关控制器，进料电磁开关与进料盖和电磁开关控制器均为电性连接，出料电磁开关与出料密封门和电磁开关控制器均为电性连接，电磁开关控制器与PLC控制器电性连接。进料盖打开后，进料电磁开关自动切断减速电机3供电线路使搅拌停止，还可以增设阻力器使得关上进料盖后大约延迟10s后减速电机3再正常运转。出料电磁开关设计功能与进料电磁开关一致。这样的设计提高了操作人员在进料和出料操作时的安全性，起到保护作用。

本实施例的工作原理：

箱体2内提前放入不少于1/4体积的餐厨有机垃圾分解用微生物，该微生物主要成分为用于生产生物有机肥的耐高温好氧包头杆菌。

分解模式时：进料口投入餐厨有机垃圾后，加热装置6的温度为90-120°，箱体2内微生物与餐厨有机垃圾混合物的温度达到60-70°左右时处于最佳分解状态，可通过控制系统可以对温度实现控制，并且减速电机3带动搅拌轴51正转20min-休息20s-反转20min-休息20s，搅拌轴51的转速为3圈每分钟，通过搅拌轴51的旋转，搅拌臂53和搅拌爪52将餐厨有机垃圾和微生物进行均匀混合，微生物将餐厨有机垃圾作为生长原料进行代谢，箱体2内产生的气体和水蒸气通过排风系统无害化处理后排出。当箱体2内的相对湿度连续一个搅拌轴51旋转周期(40分钟40秒)均保持在50％以下时，分解结束，进入节能工作模式。

节能工作模式时：加热装置6的加热周期为加热5min-休息40min，加热温度为50°-60°，箱体2内温度保持为30°左右，搅拌轴51的转动周期为正转2min-休息20min-反转2min-休息20min，可有效节省电能，进入节能工作模式后餐厨垃圾分解基本结束，会得到的物料呈颗粒状，可作为肥料二次利用。

需要说明的是，进入节能工作模式后，如果打开投料口门后关上门，就会再次进入分解模式，以保证若有中途加入的物料，可以分解彻底。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (10)

1.一种餐厨有机垃圾制肥机，其特征在于：包括安装架和架设于安装架上方的箱体，所述箱体底部为弧形，还包括搅拌系统、加热系统、排风净化系统、进出料系统以及控制系统，其中：

所述搅拌系统用于将微生物与餐厨有机垃圾混合均匀，包括搅拌轴、搅拌臂、搅拌爪以及驱动装置，所述搅拌轴水平设于箱体内，所述搅拌臂间隔设于搅拌轴上，所述搅拌爪设于搅拌臂的端部，所述驱动装置用于驱动搅拌轴按照既定周期旋转；

所述加热系统包括加热装置和温度传感器，所述加热装置设于箱体底部，用于对箱体加热，所述温度传感器设于箱体与加热装置之间；

所述排风净化系统包括进风口、出风口、盒体、连接管、净化箱和风机，所述进风口设于箱体上方的一侧，所述出风口设于箱体上方的另一侧，所述盒体设于箱体外侧部，并且罩设在出风口外，所述盒体内角落处设置有湿度传感器，所述连接管的一端与盒体连通，另一端与净化箱的入口连通，所述净化箱内设置有紫外线灯、臭氧发生器以及活性炭过滤器，所述净化箱的出口连接有负压风机；

所述进出料系统包括进料口、进料盖、出料口及出料密封门，所述进料口设于箱体上方，所述进料盖用于控制进料口的开闭，所述出料口设于箱体的正面，所述出料密封门用于控制出料口的开闭；

所述控制系统包括PLC控制器、温度控制器及湿度控制器，所述温度传感器与温度控制器电性连接，所述湿度传感器与湿度控制器电性连接，所述温度控制器、湿度控制器、驱动装置均与PLC控制器电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种餐厨有机垃圾制肥机，其特征在于：所述驱动装置包括大齿轮、小齿轮、传动链条及减速电机，所述搅拌轴的一端伸出箱体并穿过大齿轮的安装孔与其固定连接，所述搅拌轴的另一端与箱体转动连接，所述减速电机与PLC控制器电性连接，所述减速电机设于箱体外部下方，并且减速电机输出轴穿过小齿轮的安装孔与其固定连接，大齿轮与小齿轮通过传动链条实现传动。

3.根据权利要求2所述的一种餐厨有机垃圾制肥机，其特征在于：所述搅拌轴上设置有多个搅拌臂，多个所述搅拌臂呈螺旋分布且等间距的固设在搅拌轴上。

4.根据权利要求3所述的一种餐厨有机垃圾制肥机，其特征在于：所述搅拌爪与搅拌臂之间的夹角为45°。

5.根据权利要求4所述的一种餐厨有机垃圾制肥机，其特征在于：所述搅拌爪与箱体内侧壁的间距为5-10mm。

6.根据权利要求1所述的一种餐厨有机垃圾制肥机，其特征在于：所述加热装置具体为电热毯或导热油加热器，所述加热装置用于向箱体底部传热。

7.根据权利要求6所述的一种餐厨有机垃圾制肥机，其特征在于：所述加热系统还包括隔热膜，所述隔热膜用于防止加热装置的热量损失。

8.根据权利要求1所述的一种餐厨有机垃圾制肥机，其特征在于：所述进出料系统还包括进料电磁开关、出料电磁开关及电磁开关控制器，所述进料电磁开关与进料盖和电磁开关控制器均为电性连接，所述出料电磁开关与出料密封门和电磁开关控制器均为电性连接，所述电磁开关控制器与PLC控制器电性连接。

9.根据权利要求1所述的一种餐厨有机垃圾制肥机，其特征在于：所述搅拌轴的转速为3圈每分钟，分解模式下的转动周期为：正转20min-休息20s-反转20min-休息20s，节能工作模式下的转动周期为：正转2min-休息20min-反转2min-休息20min。

10.根据权利要求1所述的一种餐厨有机垃圾制肥机，其特征在于：气体进入所述净化箱后，首先经过紫外线和臭氧处理，然后再经过活性炭处理，最后由负压风机抽出净化箱。

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