DE202020105270U1

DE202020105270U1 - Maschine zur Schnellkompostierung von Küchenabfällen

Info

Publication number: DE202020105270U1
Application number: DE202020105270.5U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: FIEDLER, MATTHIAS, DE; FIEDLER, VOLKHARD, PROF. DR., DE
Priority date: 2020-09-14
Filing date: 2020-09-14
Publication date: 2020-09-21
Anticipated expiration: 2030-09-15
Also published as: DE102021101277A1

Abstract

Maschine zum Schnellkompostieren von pflanzlichen Küchenabfällen und Speiseresten, dadurch gekennzeichnet, dass die zu kompostierenden Bestandteile in einem in die Maschine integrierten Cutter 1 zerkleinert werden, über eine Wegesteuerung 2 in die horizontal angeordnete, zylinderförmige Reaktionskammer 5 gelangen und nach Beendigung der Kompostierung durch eine sich im unteren Zylinderquadranten befindende, schwenkbare Klappe 7 in einen Entnahmekasten 29 ausgestoßen werden.

Description

Anwendungsbereich
Die erfindungsgemäße Maschine dient der schnellen Umwandlung von pflanzlichen Abfällen und Speiseresten in Humus. Sie ist vorgesehen für Haushalte, kleine Verarbeiter von Nahrungsmitteln.
Bisheriger Umgang mit den Abfällen
Die meisten Haushalte und kleinen Betriebe übergeben die Abfälle in speziellen Tonnen der kommunalen gebührenpflichtigen Entsorgung. Die enthaltenen Nährstoffe sind für den Haushalt, bzw. Betrieb verloren.
Unter dem Namen Bokashi ist ein Verfahren zur Behandlung von Küchenabfällen bekannt, bei dem es sich um eine Fermentierung mit Milchsäurebakterien handelt. Das dabei gewonnene flüssige Extrakt enthält Mineralstoffe. In verdünnter Form wird es zur Düngung verwendet. Die Abfälle behalten dabei ihr ursprüngliches Aussehen und sind für die Verwendung als Dünger nicht geeignet. Mit anderen Worten: das Verfahren gewinnt einen Teil der Nährstoffe zurück. Das Problem der Abfallentsorgung bleibt erhalten.
Geräte speziell zum Kompostieren von Küchenabfällen sind in der Praxis bisher nicht bekannt. Die aus gewerblichen Großanlagen und von Hobbygärtnern bekannte Kompostiertechnik eignet sich nicht für private Haushalte und Kleinbetriebe. Sie dauert zu lang, ist für kleine Mengen nicht geeignet und die entstehenden Gerüche machen sich unangenehm bemerkbar.
Die vorliegende Erfindung gibt eine Maschine und ein Verfahren an, um kleine Mengen in wenigen Wochen in nährstoffreichen Humus zu verwandeln ohne dabei neue Abfälle während der Kompostierphase zwischenlagern zu müssen und bietet eine Lösung zur Vermeidung des Hygiene- und Geruchsproblems an.
Lösung der Aufgabe
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass:

- die zu kompostierenden Abfälle vor dem Einfüllen in die Reaktionskammer zerkleinert werden,
- das Zusammenklumpen der Partikel in der Reaktionskammer durch Rühren unterbunden wird,
- die Umwandlung in Kompost durch Wärmezufuhr beschleunigt wird,
- die Abfallmasse in der Reaktionskammer belüftet wird,
- der Feuchtehaushalt durch Drainage, Verdunstung oder Befeuchtung gesteuert wird.
- die Baugruppen zur Vermeidung des Hygiene-und Geruchsproblems gekapselt werden
- durch Einsatz von zwei Kammern in Tandembauweise in der Maschine.

Im Folgenden wird die in den Zeichnungen dargestellte Ausführung der Erfindung beschrieben.
Es zeigen:

1 eine teilgeschnittene Ansicht der Maschine zum Schnellkompostieren von pflanzlichen Abfällen
2 eine geschnittene Seitenansicht und eine Ansicht von oben auf den Cutter 1
3 eine geschnittene Seitenansicht der Wegesteuerung 2 vom Cutter 1 zu den Reaktionskammern 5
4 einen Querschnitt durch die Wegesteuerung unter dem Cutter einen Querschnitt durch die Wegesteuerung über den Kammereinlässen
5 eine Seitenansicht der Reaktionskammer 5

Die Maschine gemäß 1 besteht aus den Baugruppen Cutter 1 Wegesteuerung 2, den beiden Reaktionskammern 5 mit Auslässen 7 und der Maschinensteuerung, die hier nicht dargestellt ist. Die Kammern haben spiegelbildlich identische Ausstattungen. In der in 1 rechts dargestellten Reaktionskammer 5 sind die Ausstattungen im Einzelnen nicht mehr aufgeführt. Die folgenden Beschreibungen beziehen sich auf beide Kammern, auch wenn nur von einer Kammer die Rede ist.
Kernstück des Cutters 1 in 2 ist eine in einem Gehäuse 13 angeordnete Messerwalze 14, die oberhalb des Gehäuses in einem Lager 19 gelagert und von einem Elektromotor 18 angetrieben ist. Das Gehäuse umschließt die Messerwalze auf 180 Grad des Umfangs mit geringem Abstand. Auf den verbleibenden 180 Grad Umfang schließt ein rechteckförmiger Kanal dicht an. Auf der Oberseite des Kanals befindet sich eine Öffnung 15 mit Verschlussklappe, die hier nicht dargestellt ist. Hier werden die Abfälle eingefüllt und mit einem Formschuh 16 gegen die unten offene Messerwalze gedrückt. Die gebogenen Messer sind an einer vollflächigen Scheibe oben und an einer Lochscheibe unten so befestigt, dass die zerkleinerten Abfallstücke ins Innere der Messerwalze befördert werden und von dort unmittelbar in den Hohlraum 24 des Schiebers 3 der Wegesteuerung 2 fallen.
Die Wegesteuerung 3 und 4 besteht aus einem zwischen dem Cutter Auslass 17 und den Einlässen 4 der Reaktionskammern 5 angeordneten quaderförmigen Körper 23 und einem darin verschiebbaren Schieber 3. Der Körper 23 ist mit dem Cutter Gehäuse 13 und den Kammereinlässen 4 fest verbunden. Gegenüber dem Cutter Auslass 17 weist der Körper eine Bohrung 25 auf, die den Einlass in die Wegesteuerung 2 freigibt.
Auf der Unterseite der Wegesteuerung gibt es für jede angeschlossene Reaktionskammer eine Auslassbohrung 26.
Der Schieber hat in der Längs- und Quermitte eine durchgehende, senkrechte Bohrung 24, die dazu bestimmt ist, die aus dem Cutter austretenden Abfallpartikel aufzunehmen. Im Cutter-Modus ist die Bohrung 24 unter dem Cutter-Auslas 17 platziert. Zur Weiterleitung des nicht dargestellten, zerkleinerten Abfalls wird der Schieber soweit verschoben bis die Bohrung über dem Einlass 4 einer der beiden Reaktionskammern 5 liegt. Der Inhalt fällt in die Reaktionskammer. Wenn sich die Bohrung 24 unter dem Cutter-Ausgang befindet, verschließen die Endbereiche des Schiebers die Zugänge zu den Reaktionskammern. Für Inspektionszwecke sind auf der Oberseite des quaderförmigen Körpers 23 verschließbare Klappen 37 vorgesehen.
Statt der zuvor beschriebenen Wegesteuerung kann ein Vierkantrohr mit einem Vierkantschieber aus vollem Material mit den entsprechenden Ein-und Auslässen 25 / 26 und der Bohrung 24 im Schieber als Wegesteuerung eingesetzt werden. Anspruch 3 umfasst diese Ausführungsform der Wegesteuerung.
Die Reaktionskammer, 5 ist in Form eines horizontal angeordneten, an den Enden verschlossenen Zylinders ausgebildet. Bezogen auf die waagerechte Mittelebene ist der Zylinder in zwei Halbzylinder 28 unterteilt. Der untere Halbzylinder ist bezüglich seiner senkrechten Mittelebene in zwei Hälften unterteilt, wobei die eine Hälfte 7 mittels des Gelenks 6 um 90 Grad nach oben schwenkbar ist. In geöffnetem Zustand fällt der Kompost teils unter Schwerkraft, teils durch die Drehbewegung des Rührers in den darunter stehenden Entnahmekasten 29.
An der tiefsten Stelle des nicht beweglichen Teils der unteren Schale befindet sich die Entwässerungsrinne 30, deren Ablauf in einen geschlossenen Auffangbehälter 31 mündet. Der Durchmesser der Abflussleitung ist so bemessen, dass die Luft aus dem Auffangbehälter entgegen der Fließrichtung der Flüssigkeit in die Reaktionskammer entweichen kann.
Im Zentrum der Reaktionskammer ist die drehbare Achse 33 des Rührers vorgesehen mit Lagerungen außen an den beiden Seitenwänden der Maschine. Dort ist auch der Drehantrieb angebaut. Die Achse ist eine Hohlwelle mit Bohrungen über die Länge und den Umfang verteilt. Die Belüftung und gegebenenfalls die Zuführung von flüssigen Hilfsmitteln erfolgen durch die Hohlwalze.
An der drehbaren Hohlwelle sind radial abstehende Formteile angebracht, die einerseits die zu kompostierende Masse anheben und wieder abwerfen und andererseits den Zusammenhalt lockern. Auf eine weitergehende Beschreibung der Rührelemente wird verzichtet.
Für die Erwärmung der Kompostmasse bietet die Erfindung zwei Wege an: erstens die elektrische Kontakterwärmung der Außenhaut der Kammer. Zweitens die Durchströmung der Kompostmasse mit erwärmter Luft. Da in diesem Fall mit Luftüberschuss gearbeitet wird, muss die Luft aus der Maschine abgeleitet werden. Dies geschieht durch die Luftaustrittsöffnung 34, eine geschlossene Rohrleitung 35 in einen Wasserbehälter 36. Die Leitung mündet unter dem Wasserspiegel in einen Perlator 37, der die Luft in viele kleine Bläschen aufspaltet, wobei die Luft in dem mit geruchsbindenden Zusätzen versehenen Wasser gereinigt wird.
Die Reaktionskammer 5 und die Wegesteuerung 3 sind mit einer Wärmedämmung umgeben, um einerseits den Energieverbrauch zu senken und andererseits die bei der bakteriellen Umwandlung von Pflanzenresten in Humus entstehende Wärme im Prozess zu behalten.
Maschinensteuerung.
In die Reaktionskammer sind Messinstrumente für Temperatur, Feuchte und den PH-Wert eingebaut. Deren Messwerte werden in die Maschinensteuerung übertragen und dort gespeichert.
Der zeitliche Ablauf der Kompostierung und die Beschaffenheit des entstehenden Humus werden von mehreren Faktoren beeinflusst. Es sind dies der Zerkleinerungsgrad, die Lockerung der Masse, die Durchlüftung, die Feuchte, die Temperatur und der PH-Wert. Die Maschinensteuerung vergleicht die Messwertverläufe mit den als vorteilhaft erkannten Werten und leitet daraus geänderte Einstellwerte für den Prozess ab.

Claims

Maschine zum Schnellkompostieren von pflanzlichen Küchenabfällen und Speiseresten, dadurch gekennzeichnet, dass die zu kompostierenden Bestandteile in einem in die Maschine integrierten Cutter 1 zerkleinert werden, über eine Wegesteuerung 2 in die horizontal angeordnete, zylinderförmige Reaktionskammer 5 gelangen und nach Beendigung der Kompostierung durch eine sich im unteren Zylinderquadranten befindende, schwenkbare Klappe 7 in einen Entnahmekasten 29 ausgestoßen werden.
Cutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit der Klappe 15 verschließbarer Kanal 38 bis an die Messerwalze 14 herangeführt ist, die sich im Kanal befindlichen Abfallpartikel mittels des Formschuhs 16 gegen die drehende Messerwalze gedrückt werden und die Abfallstücke aufgrund der gebogenen Form der Messer und deren Anordnung am Messerwalzenumfang ins Innere der hohlen, unten offenen Messerwalze gelangen und von dort unmittelbar in den darunter bereitstehenden zylindrischen Hohlraum 24 der Wegesteuerung fallen.
Wegesteuerung 2 nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich unterhalb des Cutter Ausgangs 17 ein quaderförmiger Körper 23 befindet, dessen Oberseite eine kreisförmige Öffnung 25 aufweist, sich auf dessen Unterseite Öffnungen 26 zu den Einlässen 4 der Reaktionskammern 5 befinden, in dessen waagerechter Bohrung 39 ein Schieber 3 mit rundem Querschnitt verschiebbar angeordnet ist und der senkrecht zu seiner Längsachse eine Kammer in Form einer zylindrischen Bohrung 24 aufweist.
Reaktionskammer nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass sie die Form eines liegenden , an beiden Enden verschlossenen Zylinders aufweist, der Zylinder aus zwei einander zugekehrten Halbzylindern 28 besteht, die untere Halbschale längs geteilt ist und deren eine Hälfte 7 mittels eines Gelenks 6 wegschwenkbar ist.
Reaktionskammer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass an der tiefsten Stelle der unteren, unbeweglichen Halbschale eine Entwässerungsrinne 30 für aus der Biomasse austretende Flüssigkeit vorgesehen ist, und die Rinne mit Gefälle zu einem der beiden Maschinenständer hin verläuft und an ihrem dortigen Auslass die Flüssigkeit durch eine Rohr- oder Schlauchverbindung 32 in ein geschlossenes Gefäß 31 abfließt.
Sammelrinne nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Rinne an der Stelle der geringsten Tiefe einen Anschluss für das Einblasen von Luft in die Reaktionskammer hat.
Reaktionskammer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Außenwand eine regelbare elektrische Heizung vorgesehen ist, die mit einer Isolierschicht abgedeckt ist.
Reaktionskammer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zu kompostierende Masse und die Kammer mittels erwärmter Luft von innen aufgeheizt werden und die abströmende Luft zur Geruchsneutralisierung durch ein Wasserbad 36 mit Perlator 37 geführt wird.
Reaktionskammer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in ihrer Mitte eine drehbare, angetriebene Hohlwalze 33 eingebaut ist mit über die Länge verteilten Bohrungen für die Zuführung von Luft, Feuchte und flüssigen Hilfsmitteln und mit am Umfang befestigten Formteilen zur Vermischung und Auflockerung der Masse.
Reaktionskammer nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass im Innern Messinstrumente für Temperatur, PH-Wert und Feuchte eingebaut sind und deren Signale in die Steuerung der Maschine übertragen werden.
Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Reaktionskammern zu einer Station zusammengefasst sind, die beiden Reaktionskammern den Cutter und die Wegesteuerung gemeinsam benutzen und beide Reaktionskammern im Wechsel wie auch gleichzeitig benutzbar sind.