CN113510960B - 一种餐厨垃圾资源化利用生物处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种餐厨垃圾资源化利用生物处理方法，该方法采用一种造粒设备，造粒设备包括：造粒箱、挤压机构、清理机构、辊面监测组件以及控制器。挤压机构包括挤压电机以及两个挤压辊。两个挤压辊的相切处位于造粒箱的入料口的下方。每个清理机构与其中一个挤压辊相对应并用于对该挤压辊的辊面进行清理。清理机构包括安装板、毛刷以及伸缩件。毛刷固定在安装板上，安装板设置在造粒箱内，并能通过移动以使毛刷接触或脱离挤压辊的辊面。伸缩件固定在造粒箱上，并用于驱使安装板移动。本发明能够实现对挤压辊表面进行适时清洁，去除挤压辊表面的残留余料，既提高了挤压颗粒的成品率，又能避免挤压辊受到长时间的摩擦从而降低造粒效果。
Description
技术领域
本发明涉及餐厨垃圾处理技术领域，特别是涉及一种餐厨垃圾资源化利用生物处理方法。
背景技术
餐厨垃圾是居民在生活消费过程中形成的一种生活废物，所含有各种有机物质在夏天极易腐蚀；目前国内餐厨垃圾的处理方法主要有化学处理法、生物处理法。化学处理法利用化学反应，通过添加化学物质将餐厨垃圾中的有机物质分解，然后掩埋处理。这种方法的优点是简单、高效，缺点是餐厨垃圾中大量有用物质被浪费掉，而且很容易造成二次污染。生物处理法是把餐厨垃圾通过一些处理工序转变为可供农业以及养殖业使用的肥料或饲料。这种方法符合减量化、无害化、资源化利用的方针。
目前使用生物处理法将餐厨垃圾转变为鱼饲料的过程中，需要将餐厨垃圾进行造粒，以得到颗粒状的鱼饲料。对辊式挤压造粒是一种常见的造粒手段，其利用对干物料的挤压使物料靠分子间的作用力相互吸引并形成颗粒，其中，上述分子间的作用力包括范德华力、吸附力、晶桥及内嵌连接等。现有的对辊挤压造粒过程中，粉末物料容易粘接在挤压辊的辊面以及造粒凹槽或凹坑(造粒窝)内，进而影响后续造粒的效率以及品质。
发明内容
基于此，有必要针对现有对辊式造粒技术中，由于粉末物料容易粘接在挤压辊的辊面以及造粒凹槽内，进而影响后续造粒效率以及造粒品质的技术问题，本发明提供一种餐厨垃圾资源化利用生物处理方法。
一种餐厨垃圾资源化利用生物处理方法，该生物处理方法包括如下步骤：
S1、对餐厨垃圾进行卸料、分选，得到待处理的物料。
S2、破碎待处理的物料，并对破碎后的产物进行挤压脱水。
S3、对挤压脱水后的产物进行微生物处理，并对微生物处理后的产物进行干燥。
S4、对干燥后的产物进行磨粉。
S5、对磨粉后的产物进行造粒。
其中，步骤S5中采用一种造粒设备对磨粉后的产物进行造粒。造粒设备包括：造粒箱、挤压机构、清理机构、辊面监测组件以及控制器。造粒箱的顶部开设有入料口。
挤压机构包括挤压电机，以及相互匹配的两个挤压辊。挤压电机安装在造粒箱上，并用于驱动挤压辊转动。挤压辊转动安装在造粒箱内部。两个挤压辊的轴向相互平行设置，且两端对齐。两个挤压辊的相切处位于入料口的下方。
清理机构的数量与挤压辊的数量匹配。每个清理机构与其中一个挤压辊相对应并用于对该挤压辊的辊面进行清理。每个清理机构包括安装板、毛刷，以及伸缩件。毛刷固定在安装板上，且毛刷的延伸方向与挤压辊的轴向相互平行。毛刷沿着延伸方向的长度不小于挤压辊的轴向长度。安装板设置在造粒箱内，并能通过移动以使毛刷接触或脱离挤压辊的辊面。伸缩件固定在造粒箱上，并用于驱使安装板移动。
辊面监测组件的数量与挤压辊的数量匹配。每个辊面监测组件与其中一个挤压辊相对应并用于对挤压辊的辊面进行监测。每个辊面监测组件包括图像采集模块、图像处理模块，以及数据传输模块。图像采集模块安装在造粒箱的内壁上，并用于实时采集在一个预设辊面区域内相应的辊面图像。图像处理模块用于对辊面图像进行预处理，并分别提取每个辊面图像的颜色特征、纹理特征以及亮度特征。图像处理模块还用于将颜色特征、纹理特征、亮度特征进行加权融合，以形成融合特征。图像处理模块通过融合特征获取辊面图像中的物料区域图像，并计算物料区域SA在所采集辊面区域SB中的占比O，计算公式为O＝SA/SB。数据传输模块用于发送占比O。
控制器包括接收模块、判断模块以及反馈模块。接收模块用于接收辊面监测组件发送的占比O。占比O包括分别与两个挤压辊相对应的占比一O1和占比二O2。判断模块用于分别判断占比一O1以及占比二O2是否大于一个预设比例，当任意一个占比O大于一个预设比例时，反馈模块控制相应的清理机构进入清洁模式以对挤压辊进行清洁。
在其中一个实施例中，当任意一个占比O小于预设比例时，反馈模式控制相应的清理机构进入待机模式。清洁模式为毛刷与相对应的挤压辊的辊面之间相互接触。待机模式为毛刷与相对应的挤压辊的辊面之间脱离。
在其中一个实施例中，造粒设备还包括距离传感组件。距离传感组件的数量与清理机构的数量相匹配。每组距离传感组件安装在其中一个安装板上，并用于检测该安装板与相对应的挤压辊之间的实时距离。控制器还用于根据实时距离控制伸缩件伸缩。
在其中一个实施例中，控制器控制清理机构进行清洁的控制方法包括：
(1)获取实时距离；还获取当清理机构进入清洁模式时，安装板与相对应的挤压辊之间的一个预设距离；
(2)判断清理机构是否需要进入清洁模式，是则执行步骤；
(3)计算预设距离与实时距离之间的差值，并根据差值查询一个差值-伸缩量对照表，得到与差值对应的伸缩量；
(4)控制伸缩件根据伸缩量进行伸缩。
在其中一个实施例中，挤压辊的轴向长度与入料口的延伸长度相互匹配。每个挤压辊上开设有若干个半球窝。两个挤压辊上的多个半球窝之间一一对应。通过旋转两个挤压辊能使多个一一对应的半球窝形成多个球形的挤压空间。
在其中一个实施例中，造粒设备还包括：入料机构。入料机构设置在造粒箱的顶部。入料机构包括入料斗以及匀料组件。入料斗的内部与入料口连通。匀料组件设置在入料口的上方。匀料组件包括匀料杆、多个拨料爪，以及驱动电机。驱动电机设置在入料斗上。匀料杆的一端与驱动电机的输出轴固定连接。多个拨料爪沿着匀料杆的周向等距固定在匀料杆上，并满足在匀料杆旋转且其中一个拨料爪伸在入料口内时，与该拨料爪相邻的两个拨料爪能够与入料斗内壁恰好接触并形成一个阻隔区。
在其中一个实施例中，造粒设备还包括：收集箱一、收集箱二，以及导料板。收集箱一位于挤压机构物料落点的下方。造粒箱的两侧分别开设有开口一。导料板设置有两个，均设置在造粒箱内。每个导料板的一端为接料端，另一端为出料端。每个导料板的接料端用于接收由其中一个清理机构清理时所产生的余料。每个导料板的出料端倾斜向下并延伸出开口一。收集箱二设置有两个，且分别固定在造粒箱外部的两侧。两个收集箱二分别位于两个导料板的出料端的物料落点下方并用于收集余料。
在其中一个实施例中，造粒设备还包括筛网、振动电机、收集箱三，以及收集箱四。筛网安装在造粒箱内，其位于挤压机构以及清理机构的下方。造粒箱的一端开设有开口二。筛网的一端伸出开口二。振动电机安装在筛网上，并用于通过振动使位于筛网上的物料单向移动至筛网伸出开口二的一端。收集箱三设置在造粒箱内，且位于通过筛网的筛孔的物料落点下方。收集箱四设置在造粒箱外部的一侧，且位于筛网伸出开口二一端的物料落点下方。
在其中一个实施例中，造粒箱的内壁分别固定连接有至少四个支撑块。每个支撑块上均固定有减震弹簧。筛网的底部与多个减震弹簧固定。
在其中一个实施例中，造粒箱内壁的两侧分别对称开设有两个滑槽。每个安装板的两端分别与其中两个滑槽滑动连接。每个伸缩件的伸长端穿过造粒箱并与对应的安装板固定连接。
有益效果：
1、本发明的生物处理方法所采用的造粒设备通过设置清理机构，毛刷在与转动的挤压辊接触时可以刮除挤压辊的辊面以及造粒凹槽内残留的余料，从而可对挤压辊的辊面以及造粒凹槽进行有效的清理，进而提高后续造粒的效率以及造粒品质。通过设置辊面监测组件可以实时计算出所采集辊面区域中的物料区域占比，从而可以判断出当前挤压辊是否需要清理，进而实现对挤压辊的适时清理，既可以避免挤压辊上残留余料在积累到一定量后对后续挤压颗粒的品质造成影响，又可以避免毛刷长时间对挤压辊进行清洁所导致的挤压辊磨损，还能减少挤压颗粒中夹杂的辊皮屑，进一步提升了对辊式挤压造粒机的造粒质量。
2、该造粒设备的挤压辊的轴向长度与入料口的延伸长度相互匹配，通过让未被挤压的粉末物料沿着长条形的入料口进入造粒箱，能够使粉末物料沿着挤压辊的轴向遍布在两个挤压辊之间，从而在一定程度上避免粉末沿挤压辊轴向分布不均的现象，进而减少长时间使用后挤压辊的局部发生形变的程度。
3、该造粒设备通过设置控制器判断清理机构是否需要进行清洁，然后通过计算实时距离与预设距离的差值，可以实现毛刷在进入清洁模式时能够较为精确的停留在与挤压辊接触的状态，从而对挤压辊的辊面进行清洁。在挤压辊不需要清洁时，毛刷可以远离对应的挤压辊，二者之间互不接触，减少相互之间的影响。
4、该造粒设备通过设置入料机构，在匀料杆旋转且其中一个拨料爪伸在入料口内时，与该拨料爪相邻的两个拨料爪能够与入料斗内壁相连并形成一个阻隔区，阻隔区内的粉末物料不会轻易掉进入料口。因此在匀料杆带动多个拨料爪转动杆时，堆积在入料斗内部的其余粉末物料未经拨动不会掉进入料口，从而实现了均匀下料，有效控制了进入挤压机构的粉末物料的定量以及均与分布，进而提高了挤压机构的挤压品质。
5、该造粒设备通过设置收集箱一、收集箱二以及导料板，由于清理机构能对挤压辊的辊面进行适时的清洁，而辊面表面的残留余料一经毛刷的清洁，从辊面脱离并下落，而本实施例通过增设导料板，用于承接这些落下来的余料，从而将这些余料从造粒箱内经由开口一导入至收集箱二。而由于这些余料在整个挤压过程以及清理过程中的生化性质并不会发生明显变化，可以及时地收集这些余料并对其进行回收再利用，从而避免造成浪费，进一步符合资源化的方针。
6、该造粒设备通过设置筛网、振动电机、收集箱三以及收集箱四，从挤压机构以及清理机构排出物料中，一部分是挤压成的颗粒物料，这些颗粒物料可经过后续进一步精选、包装，最终成为成品鱼饲料。而另一部分则是清理机构清理出的余料，以及挤压机构未挤压成形的粉末，而在这些余料落在筛网上时，经过振动电机的振动，筛网上形成一个定向的振动波，一些大块的余料由于不具有球形颗粒的稳定性，直接被振成小块，连同其他粉末一起从筛网上的筛孔落入收集箱三。而保留在筛网上方的颗粒物料，由于大于预设的筛网孔径，则一直存留在筛网之上并逐渐移动至开口二，最终落入收集箱四。因此可对挤压机构以及清理机构导出的物料进行一个初步筛分，可以过滤掉大部分粉末以及余料等不符合要求的物质，从而提高了良品率，节省了后续的精筛分所耗费时间成本。
附图说明
图1为本发明实施例1的餐厨垃圾资源化利用生物处理方法所采用的造粒设备的模块示意图；
图2为图1中的基于餐厨垃圾生物处理的鱼饲料生产用造粒设备的立体结构示意图；
图3为图2中的造粒箱内部结构的立体结构示意图；
图4为图2中的造粒设备的主视剖面结构示意图；
图5为本发明实施例2的餐厨垃圾资源化利用生物处理方法所采用的造粒设备的立体结构示意图；
图6为图5中的造粒设备的主视剖面结构示意图；
图7为图6中的A处放大示意图；
图8为本发明实施例3的餐厨垃圾资源化利用生物处理方法所采用的造粒设备的立体结构示意图；
图9为图8中的造粒设备的主视剖面结构示意图；
图10为本发明实施例4的餐厨垃圾资源化利用生物处理方法所采用的造粒设备的立体结构示意图；
图11为图10中的造粒设备的主视剖面结构示意图。
主要元件符号说明
1、造粒箱；101、入料口；102、滑槽；103、开口一；104、开口二；2、挤压机构；21、挤压电机；22、挤压辊；221、半球窝；3、清理机构；31、安装板；32、毛刷；33、伸缩件；4、辊面监测组件；41、图像采集模块；42、图像处理模块；43、数据传输模块；5、控制器；51、接收模块；52、判断模块；53、反馈模块；6、入料机构；61、入料斗；62、匀料组件；621、匀料杆；622、拨料爪；623、驱动电机；8、收集箱一；9、收集箱二；10、导料板；11、筛网；12、振动电机；13、收集箱三；14、收集箱四；15、支撑块；16、减震弹簧；17、距离传感组件。
以上主要元件符号说明结合附图及具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
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。
需要说明的是，当组件被称为“安装于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“固定于”另一个组件，它可以是直接固定在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
实施例1
本实施例提供一种餐厨垃圾资源化利用生物处理方法，该生物处理方法包括如下步骤：
S1、对餐厨垃圾进行卸料、分选，得到待处理的物料。
S2、破碎待处理的物料，并对破碎后的产物进行挤压脱水。
S3、对挤压脱水后的产物进行微生物处理，并对微生物处理后的产物进行干燥。
S4、对干燥后的产物进行磨粉。
S5、对磨粉后的产物进行造粒。
其中，步骤S5中采用一种造粒设备对磨粉后的产物进行造粒。
请参阅图1、图2所示，该造粒设备包括：造粒箱1、挤压机构2、清理机构3、辊面监测组件4以及控制器5。
造粒箱1的顶部开设有入料口101。本实施例中，入料口101的形状设置为长条形。
请结合图3所示，挤压机构2包括挤压电机21，以及相互匹配的两个挤压辊22。挤压电机21安装在造粒箱1上，并用于驱动挤压辊22转动。挤压电机21可以采用现有的减速电机，在驱动时可以为挤压辊22提供更大的转矩，从而提升挤压效果。在挤压电机21驱动两个挤压辊22转动时，可以采用两个挤压电机21分别对两个挤压辊22进行驱动，也可采用一个电机，然后通过一些传动装置(例如：齿轮组)使得两个挤压辊22同时转动。挤压辊22转动安装在造粒箱1内部。两个挤压辊22的轴向相互平行设置，且两端对齐。两个挤压辊22的相切处位于入料口101的下方。这里需要说明的是，两个挤压辊22的旋转方向相反，并且从挤压辊22的上方看过去，两个挤压辊22的旋转方向是相向的；另外，两个挤压辊22相切处其实是具有一定间隙的，二者各自的转动并不会对彼此造成影响。在本实施例中，挤压辊22的轴向长度与入料口101的延伸长度相互匹配，通过让未被挤压的粉末物料沿着长条形的入料口101进入造粒箱1，能够使粉末物料沿着挤压辊22的轴向遍布在两个挤压辊22之间，从而在一定程度上避免粉末沿挤压辊22轴向分布不均的现象，进而减少长时间使用后挤压辊22的局部发生形变的程度。
在本实施例中，每个挤压辊22上可开设有若干个半球窝221。两个挤压辊22上的多个半球窝221之间一一对应。通过旋转两个挤压辊22能使多个一一对应的半球窝221形成多个球形的挤压空间。粉末物料落在两个挤压辊22之间时，落在相对应的两个球窝之间的粉末，在球形的挤压空间内受到挤压，从而形成球状的颗粒物料。本实施例中挤压辊22上的挤压凹槽设置层半球状，这样挤压出来的物料会是接近球状的物料，而在其他的一些实施例中，也可将挤压凹槽设置成圆柱状，这样挤压处的颗粒会接近圆柱形状，可根据生产需求作出适应性调整。在挤压辊22长时间使用后，两个挤压辊22上的半球窝221可能会出现对位产生偏移的现象，从而导致造粒质量变差，针对此种现象，可采用现有的对位调节装置(图未示)，调节两个挤压辊22之间的周向角度以及两个挤压辊22之间的间距，从而克服上述问题。
请结合图4所示，清理机构3的数量与挤压辊22的数量匹配。每个清理机构3与其中一个挤压辊22相对应并用于对该挤压辊22的辊面进行清理。每个清理机构3包括安装板31、毛刷32，以及伸缩件33。毛刷32固定在安装板31上，且毛刷32的延伸方向与挤压辊22的轴向相互平行。毛刷32沿着延伸方向的长度不小于挤压辊22的轴向长度。安装板31设置在造粒箱1内，并能通过移动以使毛刷32接触或脱离挤压辊22的辊面，在本实施例中，每个造粒箱1内壁的两侧可分别开设有两个滑槽102，每个安装板31的两端可分别与其中两个滑槽102滑动连接。伸缩件33固定在造粒箱1上，并用于驱使安装板31移动。在本实施例中，伸缩件33可选用电动推杆，电动推杆的伸长端可穿过造粒箱1并与对应的安装板31固定连接，从而推动安装安沿滑槽102延伸方向滑动。在其他实施例中，也可将伸缩件33替换为气缸或液压缸，具体采用何种可以根据生产场地的相关设备进行更换。
由于餐厨垃圾制成的鱼饲料，其粉末状原料在进行挤压造粒工序时，挤压辊22上会残留一部分余料，在挤压辊22的辊面上积累到一定程度的余料之后会对后续挤压颗粒的形状、结构强度造成明显的影响，为了避免此种影响，本实施例在造粒箱1内设置辊面监测组件4，以对辊面残留的余料进行检测，并适时控制清理机构3对挤压辊22的辊面进行清洁。
本实施例中，辊面监测组件4的数量与挤压辊22的数量匹配。每个辊面监测组件4与其中一个挤压辊22相对应并用于对挤压辊22的辊面进行监测。每个辊面监测组件4包括图像采集模块41、图像处理模块42，以及数据传输模块43。在本实施例中，辊面监测组件4可采用现有的监控摄像设备。
图像采集模块41安装在造粒箱1的内壁上，并用于实时采集在一个预设辊面区域内相应的辊面图像。在本实施例中，可以通过设置感兴趣区的方式对辊面图像进行处理，在图像采集模块41采集到的图像中，仅保留关于辊面的图像，而避免拍摄到的其它图像(例如造粒箱1内壁)对后续辊面图像处理的影响。
图像处理模块42用于对辊面图像进行预处理，并分别提取每个辊面图像的颜色特征、纹理特征以及亮度特征。在本实施例中，图像处理模块42提取每个辊面图像的颜色特征时，可对辊面图像进行腐蚀、膨胀，并填充空洞，以消除噪声，从而获取辊面图像的颜色直方图，颜色直方图广泛应用于图像处理。本实施例还可以通过将辊面图像转换为灰度图，以求得LBP图谱，从而获取LBP直方图，LBP算子是一种全局特征，可以描述图像的纹理特征。至于亮度特征的提取，可以采用现有的图像识别技术对其进行提取。
图像处理模块42还用于将颜色特征、纹理特征、亮度特征进行加权融合，以形成融合特征。图像处理模块42通过融合特征获取辊面图像中的物料区域图像，并计算物料区域SA在所采集辊面区域SB中的占比O，计算公式为O＝SA/SB。数据传输模块43用于发送占比O。在本实施例中，辊面可由银灰色的金属材质制成，由于辊面上残留的余料的颜色、纹理以及显示出的亮度均与辊面存在差异，而提取到的多个特征对最终的融合特征所起到的权重不同，因此在形成融合特征时需要对多个特征进行加权融合，以提高融合特征形成的准确度，进而提高占比O的计算精度。
控制器5包括接收模块51、判断模块52以及反馈模块53。接收模块51用于接收辊面监测组件4发送的占比O。占比O包括分别与两个挤压辊22相对应的占比一O1和占比二O2。判断模块52用于分别判断占比一O1以及占比二O2是否大于一个预设比例，当任意一个占比O大于一个预设比例时，反馈模块53控制相应的清理机构3进入清洁模式以对挤压辊22进行清洁。在本实施例中，预设比例的大小可以通过经验值确定，可以进行多组对照实验，每组实验中辊面残留的余料量不同，观察不同残留余料量时对挤压出的颗粒的品质所造成的影响，最终确定一个合适值以作为预设比例的参考。
本实施例中，当任意一个占比O小于预设比例时，反馈模式控制相应的清理机构3进入待机模式。清洁模式为毛刷32与相对应的挤压辊22的辊面之间相互接触，在清洁模式中，通过毛刷32与挤压辊22的辊面接触，并且由于是在挤压辊22工作的同时对其进行清洁，毛刷32本身处于相对静止状态，而挤压辊22旋转，因此毛刷32与挤压辊22之间产生相对运动，从而可以刮除辊面上残留的大部分余料。本实施例的毛刷32采用的是软质刷毛，刷毛可以接触到辊面上的半球窝221，且与辊面接触并受到轻度挤压时产生轻微的弯曲。待机模式为毛刷32与相对应的挤压辊22的辊面之间处于脱离状态脱离。
之所以在占比O大于预设比例时才对其进行清洁，是因为毛刷32虽然可以有效地对挤压辊22进行清洁，但由于挤压辊22的辊皮在长时间受到异物摩擦时，易发生磨损，从而可能会导致辊皮变薄，以及挤压出的颗粒中会存在辊皮屑等现象发生。因此本案通过设置辊面监测组件4，既可以避免挤压辊22上残留余料在积累到一定量后对后续挤压颗粒的品质造成影响，又可以避免毛刷32长时间对挤压辊22进行清洁所导致的挤压辊22磨损，还能减少挤压颗粒中夹杂的辊皮屑，进一步提升了对辊式挤压造粒机的造粒质量。
在本实施例中，造粒设备还可包括距离传感组件17。距离传感组件17的数量与清理机构3的数量相匹配。每组距离传感组件17安装在其中一个安装板31上，并用于检测该安装板31与相对应的挤压辊22之间的实时距离。控制器5还用于根据实时距离控制伸缩件33伸缩。本实施例还提供控制器5控制清理机构3进行清洁的控制方法，该方法包括如下步骤：
(1)获取实时距离；还获取当清理机构3进入清洁模式时，安装板31与相对应的挤压辊22之间的一个预设距离；
(2)判断清理机构3是否需要进入清洁模式，是则执行步骤(3)；
(3)计算预设距离与实时距离之间的差值，并根据差值查询一个差值-伸缩量对照表，得到与差值对应的伸缩量；
(4)控制伸缩件33根据伸缩量进行伸缩。
本实施例通过判断清理机构3是否需要进行清洁，然后通过计算实时距离与预设距离的差值，可以实现毛刷32在进入清洁模式时能够较为精确的停留在与挤压辊22接触的状态，从而对挤压辊22的辊面进行清洁。在挤压辊22不需要清洁时，毛刷32远离挤压辊22，二者之间不接触，可以有效避免毛刷32长时间对挤压辊22进行清洁所导致的挤压辊22磨损，还能减少挤压颗粒中夹杂的辊皮屑，进一步提升了对辊式挤压造粒机的造粒质量。
综上所述，相较于传统餐厨垃圾生物处理技术，本实施例提供的基于餐厨垃圾生物处理的鱼饲料生产系统的造粒设备具有如下优点：
1、该设备通过设置清理机构3，毛刷32在与转动的挤压辊22接触时可以刮除挤压辊22的辊面以及造粒凹槽内残留的余料，从而可对挤压辊22的辊面以及造粒凹槽进行有效的清理，进而提高后续造粒的效率以及造粒品质。通过设置辊面监测组件4可以实时计算出所采集辊面区域中的物料区域占比，从而可以判断出当前挤压辊22是否需要清理，进而实现对挤压辊22的适时清理，既可以避免挤压辊22上残留余料在积累到一定量后对后续挤压颗粒的品质造成影响，又可以避免毛刷32长时间对挤压辊22进行清洁所导致的挤压辊22磨损，还能减少挤压颗粒中夹杂的辊皮屑，进一步提升了对辊式挤压造粒机的造粒质量。
2、该设备的挤压辊22的轴向长度与入料口101的延伸长度相互匹配，通过让未被挤压的粉末物料沿着长条形的入料口101进入造粒箱1，能够使粉末物料沿着挤压辊22的轴向遍布在两个挤压辊22之间，从而在一定程度上避免粉末沿挤压辊22轴向分布不均的现象，进而减少长时间使用后挤压辊22的局部发生形变的程度。
3、该设备通过设置控制器5判断清理机构3是否需要进行清洁，然后通过计算实时距离与预设距离的差值，可以实现毛刷32在进入清洁模式时能够较为精确的停留在与挤压辊22接触的状态，从而对挤压辊22的辊面进行清洁。在挤压辊22不需要清洁时，毛刷32远离挤压辊22，二者之间互不接触，减少相互之间的影响。
实施例2
请参阅图5，本实施例提供一种餐厨垃圾资源化利用生物处理方法。本实施例在实施例1的基础上，造粒设备还可包括入料机构6。
请结合图6和图7，入料机构6设置在造粒箱1的顶部。入料机构6包括入料斗61以及匀料组件62。入料斗61的内部与入料口101连通。匀料组件62设置在入料口101的上方。匀料组件62包括匀料杆621、多个拨料爪622，以及驱动电机623。驱动电机623设置在入料斗61上。匀料杆621的一端与驱动电机623的输出轴固定连接。在本实施例中，驱动电机623可采用步进电机，通过控制器5控制驱动电机623的输出端按照一个预设的旋转速度进行旋转。预设的旋转速度越快，下料的效率越高，反之则越低。
多个拨料爪622可沿着匀料杆621的周向等距固定在匀料杆621上，并满足在匀料杆621旋转且其中一个拨料爪622伸在入料口101内时，与该拨料爪622相邻的两个拨料爪622能够与入料斗61内壁恰好接触并形成一个阻隔区。这里需要说明的是，拨料爪622与入料斗61恰好接触时是指二者不发生相对摩擦并且粉末并不会从二者之间落下。
在本实施例中，入料斗61内堆积了待挤压的粉末物料，通过控制驱动电机623以实现匀料杆621按照预设的旋转速度带动多个拨料爪622转动。拨料爪622的截面可呈弯月状，一端呈凹状，另一端呈凸状。因此，每个拨料爪622的凹面在伸进入料口101内之前都会拨动一定量的粉末物料，进而将一定量的粉末物料拨进入料口101，落入挤压机构2。而由于在匀料杆621旋转且其中一个拨料爪622伸在入料口101内时，与该拨料爪622相邻的两个拨料爪622能够与入料斗61内壁恰好接触并形成一个阻隔区，阻隔区内的粉末物料不会轻易掉进入料口101。因此在匀料杆621带动多个拨料爪622转动杆时，堆积在入料斗61内部的其余粉末物料未经拨动不会掉进入料口101，从而实现了均匀下料，有效控制了进入挤压机构2的粉末物料的定量以及均与分布，进而提高了挤压机构2的挤压品质。
实施例3
请参阅图8和图9，本实施例提供一种餐厨垃圾资源化利用生物处理方法。本实施例在实施例1或实施例2的基础上，造粒设备还可包括收集箱一8、收集箱二9，以及导料板10。
收集箱一8位于挤压机构2物料落点的下方，并且收集箱可活动安装在造粒箱1内，从而便于在收集箱储存满时能够将收集箱从造粒箱1内部取出。
造粒箱1的两侧可分别开设有开口一103。导料板10可设置有两个，均设置在造粒箱1内。每个导料板10的一端为接料端，另一端为出料端。每个导料板10的接料端用于接收由其中一个清理机构3清理时所产生的余料。每个导料板10的出料端倾斜向下并延伸出开口一103。收集箱二9设置有两个，且分别固定在造粒箱1外部的两侧。两个收集箱二9分别位于两个导料板10的出料端的物料落点下方并用于收集余料。
在本实施例中，由于清理机构3能对挤压辊22的辊面进行适时的清洁，而辊面表面的残留余料一经毛刷32的清洁，从辊面脱离并下落，而本实施例通过增设导料板10，用于承接这些落下来的余料，从而将这些余料从造粒箱1内经由开口一103导入至收集箱二9。而由于这些余料在整个挤压过程以及清理过程中的生化性质并不会发生明显变化，可以及时地收集这些余料并对其进行回收再利用，从而避免造成浪费，进一步符合资源化的方针。
实施例4
请参阅图10和图11，本实施例提供一种餐厨垃圾资源化利用生物处理方法。本实施例在实施例1或实施例2的基础上，造粒设备还可包括筛网11、振动电机12、收集箱三13，以及收集箱四14。
筛网11安装在造粒箱1内，其位于挤压机构2以及清理机构3的下方。造粒箱1的一端可开设有开口二104。筛网11的一端伸出开口二104。在本实施例中，开口二104的截面高度大于筛网11，这样不仅便于筛网11伸出，还便于筛网11上的物料从开口二104排出造粒箱1。振动电机12安装在筛网11上，并用于通过振动使位于筛网11上的物料单向移动至筛网11伸出开口二104的一端，在本实施例中，振动电机12可设置有两个，这样可以提升振动筛分的效果。。收集箱三13设置在造粒箱1内，且位于通过筛网11的筛孔的物料落点下方。收集箱四14设置在造粒箱1外部的一侧，且位于筛网11伸出开口二104一端的物料落点下方。
造粒箱1的内壁可分别固定连接有至少四个支撑块15。每个支撑块15上均可固定有减震弹簧16。筛网11的底部可与多个减震弹簧16固定。
在本实施例中，从挤压机构2以及清理机构3排出物料中，一部分是挤压成的颗粒物料，这些颗粒物料可经过后续进一步精选、包装，最终成为成品鱼饲料。而另一部分则是清理机构3清理出的余料，以及挤压机构2未挤压成形的粉末，而在这些余料落在筛网11上时，经过振动电机12的振动，筛网11上形成一个定向的振动波，一些大块的余料由于不具有球形颗粒的稳定性，直接被振成小块，连同其他粉末一起从筛网11上的筛孔落入收集箱三13。而保留在筛网11上方的颗粒物料，由于大于预设的筛网11孔径，则一直存留在筛网11之上并逐渐移动至开口二104，最终落入收集箱四14。
因此，本实施例对挤压机构2以及清理机构3导出的物料进行一个初步筛分，可以过滤掉大部分粉末以及余料等不符合要求的物质，从而提高了良品率，节省了后续的精筛分所耗费时间成本。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种餐厨垃圾资源化利用生物处理方法，所述生物处理方法包括如下步骤：
S1、对餐厨垃圾进行卸料、分选，得到待处理的物料；
S2、破碎所述待处理的物料，并对破碎后的产物进行挤压脱水；
S3、对挤压脱水后的产物进行微生物处理，并对微生物处理后的产物进行干燥；
S4、对干燥后的产物进行磨粉；
S5、对磨粉后的产物进行造粒；
其中，步骤S5中采用一种造粒设备对磨粉后的产物进行造粒；其特征在于，所述造粒设备包括：
造粒箱（1），其顶部开设有入料口（101）；
挤压机构（2），其包括挤压电机（21）以及相互匹配的两个挤压辊（22）；挤压电机（21）安装在造粒箱（1）上，并用于驱动挤压辊（22）转动；挤压辊（22）转动安装在造粒箱（1）内部；两个挤压辊（22）的轴向相互平行设置，且两端对齐；两个挤压辊（22）的相切处位于所述入料口（101）的下方；
清理机构（3），其数量与挤压辊（22）的数量匹配；每个清理机构（3）与其中一个挤压辊（22）相对应并用于对该挤压辊（22）的辊面进行清理；每个清理机构（3）包括安装板（31）、毛刷（32），以及伸缩件（33）；毛刷（32）固定在安装板（31）上，且毛刷（32）的延伸方向与挤压辊（22）的轴向相互平行；毛刷（32）沿着延伸方向的长度不小于挤压辊（22）的轴向长度；安装板（31）设置在造粒箱（1）内，并能通过移动以使毛刷（32）接触或脱离挤压辊（22）的辊面；伸缩件（33）固定在造粒箱（1）上，并用于驱使安装板（31）移动；
辊面监测组件（4），其数量与挤压辊（22）的数量匹配；每个辊面监测组件（4）与其中一个挤压辊（22）相对应并用于对所述挤压辊（22）的辊面进行监测；每个辊面监测组件（4）包括图像采集模块（41）、图像处理模块（42），以及数据传输模块（43）；图像采集模块（41）安装在造粒箱（1）的内壁上，并用于实时采集在一个预设辊面区域内相应的辊面图像；所述图像处理模块（42）用于对所述辊面图像进行预处理，并分别提取每个辊面图像的颜色特征、纹理特征以及亮度特征；所述图像处理模块（42）还用于将所述颜色特征、所述纹理特征、所述亮度特征进行加权融合，以形成融合特征；所述图像处理模块（42）通过所述融合特征获取所述辊面图像中的物料区域图像，并计算物料区域S A 在所采集辊面区域S B 中的占比O，计算公式为O=S A /S B ；所述数据传输模块（43）用于发送所述占比O；以及
控制器（5），其包括接收模块（51）、判断模块（52）以及反馈模块（53）；所述接收模块（51）用于接收所述辊面监测组件（4）发送的所述占比O；所述占比O包括分别与两个挤压辊（22）相对应的占比一O1和占比二O2；所述判断模块（52）用于分别判断所述占比一O1以及所述占比二O2是否大于一个预设比例，当任意一个所述占比O大于一个预设比例时，所述反馈模块（53）控制相应的所述清理机构（3）进入清洁模式以对挤压辊（22）进行清洁。
2.根据权利要求1所述的餐厨垃圾资源化利用生物处理方法，其特征在于，当任意一个所述占比O小于所述预设比例时，所述反馈模块（53）控制相应的所述清理机构（3）进入待机模式；所述清洁模式为毛刷（32）与相对应的挤压辊（22）的辊面之间相互接触；所述待机模式为毛刷（32）与相对应的挤压辊（22）的辊面之间脱离。
3.根据权利要求2所述的餐厨垃圾资源化利用生物处理方法，其特征在于，所述造粒设备还包括距离传感组件（17）；所述距离传感组件（17）的数量与所述清理机构（3）的数量相匹配；每组距离传感组件（17）安装在其中一个安装板（31）上，并用于检测该安装板（31）与相对应的挤压辊（22）之间的实时距离；所述控制器（5）还用于根据所述实时距离控制伸缩件（33）伸缩。
4.根据权利要求3所述的餐厨垃圾资源化利用生物处理方法，其特征在于，所述控制器（5）控制所述清理机构（3）进行清洁的控制方法包括：
（1）获取所述实时距离；还获取当所述清理机构（3）进入清洁模式时，安装板（31）与相对应的挤压辊（22）之间的一个预设距离；
（2）判断所述清理机构（3）是否需要进入清洁模式，是则执行步骤（3）；
（3）计算所述预设距离与所述实时距离之间的差值，并根据所述差值查询一个差值-伸缩量对照表，得到与所述差值对应的伸缩量；
（4）控制所述伸缩件（33）根据所述伸缩量进行伸缩。
5.根据权利要求1所述的餐厨垃圾资源化利用生物处理方法，其特征在于，挤压辊（22）的轴向长度与所述入料口（101）的延伸长度相互匹配；每个挤压辊（22）上开设有若干个半球窝（221）；两个挤压辊（22）上的多个半球窝（221）之间一一对应；通过旋转两个挤压辊（22）能使多个一一对应的半球窝（221）形成多个球形的挤压空间。
6.根据权利要求1所述的餐厨垃圾资源化利用生物处理方法，其特征在于，所述造粒设备还包括：
入料机构（6），其设置在造粒箱（1）的顶部；所述入料机构（6）包括入料斗（61）以及匀料组件（62）；所述入料斗（61）的内部与所述入料口（101）连通；所述匀料组件（62）设置在所述入料口（101）的上方；所述匀料组件（62）包括匀料杆（621）、多个拨料爪（622），以及驱动电机（623）；驱动电机（623）设置在入料斗（61）上；匀料杆（621）的一端与驱动电机（623）的输出轴固定连接；多个拨料爪（622）沿着匀料杆（621）的周向固定在匀料杆（621）上，并满足在匀料杆（621）旋转且其中一个拨料爪（622）伸在入料口（101）内时，与该拨料爪（622）相邻的两个拨料爪（622）能够与入料斗（61）内壁恰好接触并形成一个阻隔区。
7.根据权利要求1所述的餐厨垃圾资源化利用生物处理方法，其特征在于，所述造粒设备还包括：收集箱一（8）、收集箱二（9），以及导料板（10）；收集箱一（8）位于挤压机构（2）物料落点的下方；造粒箱（1）的两侧分别开设有开口一（103）；导料板（10）设置有两个，均设置在造粒箱（1）内；每个导料板（10）的一端为接料端，另一端为出料端；每个导料板（10）的接料端用于接收由其中一个清理机构（3）清理时所产生的余料；每个导料板（10）的出料端倾斜向下并延伸出开口一（103）；收集箱二（9）设置有两个，且分别固定在造粒箱（1）外部的两侧；两个收集箱二（9）分别位于两个导料板（10）的出料端的物料落点下方并用于收集所述余料。
8.根据权利要求1所述的餐厨垃圾资源化利用生物处理方法，其特征在于，所述造粒设备还包括筛网（11）、振动电机（12）、收集箱三（13），以及收集箱四（14）；筛网（11）安装在造粒箱（1）内，其位于挤压机构（2）以及清理机构（3）的下方；造粒箱（1）的一端开设有开口二（104）；筛网（11）的一端伸出所述开口二（104）；振动电机（12）安装在筛网（11）上，并用于通过振动使位于筛网（11）上的物料单向移动至筛网（11）伸出开口二（104）的一端；收集箱三（13）设置在造粒箱（1）内，且位于通过筛网（11）的筛孔的物料落点下方；收集箱四（14）设置在造粒箱（1）外部的一侧，且位于筛网（11）伸出所述开口二（104）一端的物料落点下方。
9.根据权利要求5所述的餐厨垃圾资源化利用生物处理方法，其特征在于，造粒箱（1）的内壁分别固定连接有至少四个支撑块（15）；每个支撑块（15）上均固定有减震弹簧（16）；筛网（11）的底部与多个减震弹簧（16）固定。
10.根据权利要求1所述的餐厨垃圾资源化利用生物处理方法，其特征在于，造粒箱（1）内壁的两侧分别对称开设有两个滑槽（102）；每个安装板（31）的两端分别与其中两个滑槽（102）滑动连接；每个伸缩件（33）的伸长端穿过造粒箱（1）并与对应的安装板（31）固定连接。
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