TWI626412B - Kitchen waste recycling vacuum drying system and method thereof - Google Patents

Abstract

本發明公開了一種廚餘回收真空乾燥系統及其方法，其主要具有一廚餘進料裝置、一真空乾燥機、一抽氣泵與一控制器等，通過控制器自動控制抽氣泵持續對真空乾燥機的一密封桶內抽氣，使密封桶內的乾燥室的壓力維持在533~800Pa，而密封桶的桶壁或內部設有一發熱裝置，將乾燥室內部的溫度控制在30~40℃，在上述條件齊備時，致使水的沸點降到-1~4℃，再由廚餘進料裝置的一螺旋送料單元將一定量廚餘推送落入乾燥室，使定量廚餘所含的水分迅速汽化成蒸汽，並由抽氣泵將蒸汽抽出，藉此以低溫的方式使廚餘形成乾燥的粉粒。

Description

廚餘回收真空乾燥系統及其方法

本發明係關於一種廚餘回收真空乾燥系統及其方法，尤指一種能夠將廚餘在低溫狀態下使水分快速汽化成蒸汽，只留下乾燥廚餘粉粒的真空乾燥系統及其方法。

現今的廚餘回收之後，除了一部分可以再製成飼料之外，另一部分也可以被製成肥料，藉此達到資源回收再利用與環保等目的。廚餘轉化成為飼料或肥料的製程當中，都會將廚餘乾燥化才能夠再利用，然而習知的廚餘乾燥方式，係將絞碎的廚餘投入一大型的馬達驅動的滾筒內，滾筒的筒壁設有多數電熱裝置，利用加熱的高溫使筒內的廚餘乾燥，然而這類高溫乾燥設備及方法有許多缺點：

(一)耗電：要加速廚餘中的水分汽化，達到乾燥的目的，必須加熱到很高的溫度，例如從常溫25℃加熱到70℃以上，其總共要升溫45℃，因此非常耗電。

(二)乾燥時間長：上述滾筒內所投入廚餘通常達數百公斤，必須花許多時間去加熱才能達到乾燥，不能提升乾燥的效率。

(三)空氣污染：廚餘本身已經有酸腐的臭味，加熱過程中促使臭味揮發與擴散的速度及範圍更快更廣，造成工廠周圍空氣污染，另外廚餘的粉塵也會造成環境污染。

本發明之主要目的在提供一種廚餘回收真空乾燥系統及其方法，其通過至少一廚餘進料裝置、一真空乾燥機及一抽氣泵的設計，進而達到節約能源、分次進料確保乾燥及乾燥速度快等目的。

本發明之另一目的在提供一種廚餘回收真空乾燥系統及其方法，其通過一除臭裝置的設計，達到除臭及防止空氣污染之目的。

本發明之又一目的在提供一種廚餘回收真空乾燥系統及其方法，其通過一瀝水構造與一集水容器設計，達到進料乾燥前先瀝除水分的目的。

為了達到上述目的，本發明之廚餘回收真空乾燥系統，用於將連續將廚餘乾燥成粉粒狀，其較佳技術方案包含：一廚餘進料裝置，其具有一盛裝廚餘的廚餘料桶，一位於該廚餘料桶側面或底面的出料口，一設置於該出料口用以將廚餘細分的分料網，及一設置在該廚餘料桶內底部的螺旋送料單元，該螺旋送料單元延伸到該出料口，該螺旋送料單元將該廚餘料桶內的分成定量廚餘推向該出料口；一真空乾燥機，其具有一密封桶，及一設置在該密封桶的電熱裝置，其中，該密封桶內形成一乾燥室，該電熱裝置對該乾燥室內加熱到一定溫度，上述該出料口連通到該乾燥室上方，該定量廚餘落入該乾燥室內，致該定量廚餘中的水分達到沸點而汽化；以及一抽氣泵，其通過一抽氣管連通到該密封桶的乾燥室，用於抽出該乾燥室內的空氣，降低該定量廚餘中的水分的沸點。

上述的廚餘回收真空乾燥系統中，該電熱裝置加熱至30~40℃，該抽氣泵對該乾燥室抽氣至該乾燥室內的壓力維持在533~800Pa。

上述的廚餘回收真空乾燥系統中，該電熱裝置設置在該密封桶的桶壁。

上述的廚餘回收真空乾燥系統中，該電熱裝置橫設在該乾燥室內。

上述的廚餘回收真空乾燥系統中，該密封桶設有一可開啟的氣密門，該乾燥室內設有一或一個以上可從該氣密門進出的收集容器。

上述的廚餘回收真空乾燥系統中，該電熱裝置設置在該收集容器的底部。

上述的廚餘回收真空乾燥系統中，該電熱裝置具有一發熱單元，該發熱單元為電熱盤管或薄膜發熱片。

上述的廚餘回收真空乾燥系統中，該螺旋送料單元下方的該廚餘料桶內設有一瀝水網，該廚餘的水分從該瀝水網往下落，該廚餘料桶的底部設有一集水口，該集水口外通過一集水管連接至一集水容器。

上述的廚餘回收真空乾燥系統中，更包含一連通該集水容器的臭氧除臭裝置。

上述的廚餘回收真空乾燥系統中，該螺旋送料單元包含一設置在該廚餘料桶內底部的螺旋送料器，該螺旋送料器延伸到該出料口；及一固定在該廚餘料桶外面並連接於該螺旋送料器的馬達。

上述的廚餘回收真空乾燥系統中，該抽氣管的管路中設有一過濾裝置，該過濾裝置具有可抽換的濾紙。

上述的廚餘回收真空乾燥系統中，更包含一控制器及一壓力控制開關；該控制器連接該抽氣泵、該螺旋送料單元與該電熱裝置；該壓力控制開關設置在該乾燥室與該抽氣泵之間的抽氣管，並連接於該控制器。

上述的廚餘回收真空乾燥系統中，該乾燥室內設有一承載該收集容器的重量感應器，該重量感應器連接於該控制器。

上述的廚餘回收真空乾燥系統中，更包含一連接於該抽氣泵的出風口的除臭裝置，該除臭裝置連接於該控制器，該除臭裝置具有一活性碳過濾除臭單元。

為了達到上述目的，本發明之一種廚餘回收真空乾燥系統之乾燥方法，其包含：(a)抽氣泵抽氣：該控制器產生一抽氣控制信息，該抽氣泵接收該抽氣控制信息後啟動，將該密封桶的乾燥室的空氣抽出，致該乾燥室內的壓力維持在533~800Pa；(b)電熱裝置加熱：該控制器產生一加熱控制信息，該電熱裝置接收該加熱控制信息後啟動，加熱至該乾燥室維持在30~40℃；(c)廚餘進料裝置進料：該控制器產生一進料控制信息，該廚餘進料裝置的螺旋送料單元接收該進料控制信息後啟動，推送該廚餘料桶內的廚餘致該定量廚餘被推送至該出料口，並落入該密封桶的乾燥室內；(d)乾燥室乾燥：該定量廚餘落入該乾燥室時，致其內含的水分瞬間達到該沸點而汽化；(e)廚餘粉粒收集：該定量廚餘乾燥後呈粉粒狀落入該乾燥室底部收集。

上述的廚餘回收真空乾燥系統之乾燥方法中，該廚餘放入該廚餘料桶之前，先絞碎至顆粒尺寸維持在3mm³以下，並投入一定量的酵母菌在絞碎的該廚餘中靜置一段時間，再放入該廚餘料桶。

本發明廚餘回收真空乾燥系統及其方法，能夠達到以下功效：

(一)節約能源：為使廚餘中的水分汽化，本發明不採用常溫常壓狀態電加熱到例如100℃的方式，通過真空乾燥方式使水分的沸點降到4℃以下，因此能夠節省更多的電能。

(二)防止空氣污染：習知的加熱乾燥法，加速廚餘的臭味四處飄散，嚴重污染工廠四周的空氣；本發明採用低溫真空乾燥方法，能夠抑制臭味，防止空氣污染。

(三)進料前先瀝除水分：通過螺旋送料單元下方的瀝水網與連接一集水容器的設計，能在螺旋送料單元翻動廚餘時，使其中的水分先被擠壓與瀝出，更有利於完成其後的乾燥程序。

(四)分次進料確保乾燥：通過控制，使廚餘每次定量分匹落入乾燥室，因此有利於廚餘的水分汽化，使其餘的部分充分乾燥。

(五)乾燥速度快：本發明將該乾燥室的空氣抽出成533~800Pa，並加熱使乾燥室維持在30~40℃，水的沸點只在-1~4℃，落入乾燥室的廚餘的水分就能快速汽化成蒸汽，蒸汽同時被抽氣泵抽出，留下乾燥的廚餘粉粒，可回收作為肥料使用。

(六)除臭：通過除臭裝置及其活性碳過濾除臭單元的設計，能將臭味濾除，維護作業廠區的空氣品質。

茲依附圖實施例將本發明之結構特徵及其他之作用、目的詳細說明如下：

參閱圖1所示，本發明一種廚餘回收真空乾燥系統，係用於連續將廚餘乾燥成粉粒狀，使粉粒狀廚餘能夠再製成為飼料或肥料，其較佳的具體實施例主要包含一廚餘進料裝置10、一真空乾燥機20及一抽氣泵30，其中：

該廚餘進料裝置10具有一用於盛裝廚餘100的廚餘料桶11，該廚餘料桶11可為上端開口的桶子，一位於該廚餘料桶11側面或底面的出料口12，一設置於該出料口12用以將廚餘細分的分料網16，一設置在該廚餘料桶11內底部的螺旋送料單元13，該螺旋送料單元13並延伸到(出)該出料口12，使該螺旋送料單元13能夠將該廚餘料桶11內的廚餘100分批成定量廚餘101推向該出料口12，再利用分料網15將定量廚餘101細分成小團狀。

該真空乾燥機20主要具有一密封桶21，及一設置在該密封桶21的電熱裝置22；其中，該密封桶21的桶壁需能承受62kg/cm²的壓力，較佳的實施為一圓筒，該密封桶21內形成一乾燥室211，使上述該廚餘料桶11的出料口12通過一管體14連通到該乾燥室211的上方，使得被該螺旋送料單元13推送到出料口12的定量廚餘101分批落入該乾燥室211；而該電熱裝置22能夠對該乾燥室211內加熱至一定的溫度，使落入乾燥室211的定量廚餘101的水分快速達到其沸點。

該抽氣泵30係一種用於抽吸空氣的泵浦，其進氣口通過一抽氣管40連通到該密封桶21的乾燥室211，如此用於抽出該乾燥室211內的空氣，使該乾燥室211內的壓力下降，因而水的沸點也下降，讓落入該乾燥室211的定量廚餘101的水分快速達到沸點而汽化成蒸汽，蒸汽同時被抽氣泵30吸走，達到迅速乾燥廚餘101的作用。其中，該抽氣管40的管路中設有一過濾裝置41，該過濾裝置41具有可抽換的濾紙，如此能對抽取的空氣進行過濾，防止粉粒進入抽氣泵30，維護抽氣泵30的使用壽命。

再參閱圖1所示，上述電熱裝置22主要具有一發熱單元221，該發熱單元221可為電熱盤管或薄膜發熱片。又，上述該電熱裝置22可以設置在該密封桶21的外桶壁或內桶壁，該電熱裝置22朝向該乾燥室211內產生加熱作用，使該乾燥室211的溫度維持在水的沸點以上，如此能使落入的定量廚餘101的水分被快速加熱至沸點，進而使定量廚餘101的水分汽化。或參閱圖2所示，上述該電熱裝置22也可以橫設在該乾燥室211內，同樣使該乾燥室211的溫度維持在水的沸點以上，因此能使落入的定量廚餘101的水分被快速加熱至沸點，使定量廚餘101的水分汽化。為了使上述的乾燥室211的定量廚餘101達到沸點產生汽化作用，其較佳的實施例係設定該電熱裝置22加熱至30~40℃，而該抽氣泵30對該乾燥室211抽氣，使該乾燥室211內的壓力維持在533~800Pa，因此該廚餘101中的水分的沸點約在-1~4℃，只要定量廚餘101一落入該乾燥室211，就能致使水分快速汽化成蒸汽，達到乾燥廚餘的作用。

再參閱圖1所示，上述該真空乾燥機20的密封桶21一側面可再設有一可開啟的氣密門23，該乾燥室211內底部設有一可從該氣密門23進出的收集容器24，用於收集乾燥的廚餘顆粒。或參閱圖3所示，可在該乾燥室211內分層設有多數個可抽取的淺碟狀的收集容器24，用於收集乾燥的廚餘顆粒，而上述該電熱裝置22可以設置在該收集容器24的底部，對於落到收集容器24上的廚餘進行加熱。

再參閱圖1所示，上述該螺旋送料單元13包含一設置在該廚餘料桶11內底部的螺旋送料器131，該螺旋送料器131延伸到該出料口12，及一固定在該廚餘料桶11外面並連接於該螺旋送料器131的馬達132。該螺旋送料單元13下方的該廚餘料桶11內設有一瀝水網50，使該廚餘100在被推送的過程中，其內含的水分及油汁等從該瀝水網50往下落，又該廚餘料桶11的底部設有一集水口15，該集水口15外通過一集水管61連接至一集水容器60，用於收集廚餘100中過多的水分與油汁；又，該集水容器60可連通一臭氧除臭裝置62，利用臭氧除臭裝置62對該集水容器60內進行除臭。

再參閱圖1所示，本發明較佳的實施例更包含一控制器70及一壓力控制開關80及一除臭裝置90；其中，該控制器70分別連接於上訴該抽氣泵30、該螺旋送料單元13的馬達132與該電熱裝置22，用於控制協調控制各該裝置的啟動、運作速率與停止等；該壓力控制開關80設置在該乾燥室211與該抽氣泵30之間的抽氣管40管路中，並連接於上述該控制器70，該壓力控制開關80可選用有數據顯示型的，能夠顯示該乾燥室211的壓力。而該除臭裝置更90包含一連接於抽氣泵30的出風口，該除臭裝置90具有一活性碳過濾除臭單元91，用以過濾抽氣泵30所排出的空氣。再者，本發明該乾燥室211內可設有一承載上述該收集容器24的重量感應器25，該重量感應器25連接於上述該控制器70，當該收集容器24收集達一定重量的乾燥廚餘時，即傳遞訊息至控制器70，自動控制停機並通知操作人員更換空的收集容器24。

再參閱圖4所示，根據上述的廚餘回收真空乾燥系統設計，本發明並提出一種廚餘回收真空乾燥系統之乾燥方法，其步驟包含：

(a)抽氣泵抽氣：當上述系統開始運作時，由該控制器70產生一抽氣控制信息，使該抽氣泵30接收該抽氣控制信息後啟動運轉，將該密封桶21的乾燥室211的空氣抽出，達到該乾燥室211內的壓力維持在533~800Pa，其具體的壓力值視使用當時而定，而抽出的空氣經過上述該除臭裝置90除臭之後，再排放到外界空間；

(b)電熱裝置加熱：該控制器70並產生一加熱控制信息，使該電熱裝置22接收該加熱控制信息後啟動，加熱至該乾燥室211內維持在30~40℃，具體的溫度係依照壓力值去調配，當壓力愈低時加熱的溫度也可降低；

(c)廚餘進料裝置進料：當上述的壓力與溫度控制完成時，該控制器70再產生一進料控制信息，使該廚餘進料裝置10的螺旋送料單元13接收該進料控制信息後啟動馬達132，致使該螺旋送料器131推送該廚餘料桶11內的廚餘100，使一定量廚餘101被推送至該出料口12，並落入該密封桶21的乾燥室211內；

(d)乾燥室乾燥：因為乾燥室211的壓力降低到533~800Pa，水分的沸點也降低到-1~4℃，因此當上述該定量廚餘101落入該乾燥室211時，能夠致其內含的水分瞬間達到該沸點而汽化成蒸汽，蒸汽並被該抽氣泵30抽走，只留下乾燥的廚餘粉粒；

(e)廚餘粉粒收集：該定量廚餘101乾燥後呈粉粒狀落入該乾燥室211底部的收集容器24收集，等收集到一定量時，再從氣密門23取出。

再者，上述該廚餘100放入該廚餘料桶11之前，必須實施先前絞碎與發酵等作業，其包含使用絞碎機將廚餘100先絞碎至顆粒尺寸維持在3mm³以下，然後再投入一定量的酵母菌在絞碎的該廚餘100中靜置一段時間，等待發酵一段時間(例如一天)，再放入上述該廚餘進料裝置10的廚餘料桶11，以上述的步驟實施乾燥。

綜上所述，本發明廚餘回收真空乾燥系統及其方法，已確具實用性與創作性，其技術手段之運用亦出於新穎無疑，且功效與設計目的誠然符合，已稱合理進步至明。為此，依法提出發明專利申請，惟懇請 鈞局惠予詳審，並賜准專利為禱，至感德便。

100‧‧‧廚餘
101‧‧‧定量廚餘
10‧‧‧廚餘進料裝置
11‧‧‧廚餘料桶
12‧‧‧出料口
13‧‧‧螺旋送料單元
131‧‧‧螺旋送料器
132‧‧‧馬達
14‧‧‧管體
15‧‧‧集水口
16‧‧‧分料網
20‧‧‧真空乾燥機
21‧‧‧密封桶
211‧‧‧乾燥室
22‧‧‧電熱裝置
221‧‧‧發熱單元
23‧‧‧氣密門
24‧‧‧收集容器
25‧‧‧重量感應器
30‧‧‧抽氣泵
40‧‧‧抽氣管
41‧‧‧過濾裝置
50‧‧‧瀝水網
60‧‧‧集水容器
61‧‧‧集水管
62‧‧‧臭氧除臭裝置
70‧‧‧控制器
80‧‧‧壓力控制開關
90‧‧‧除臭裝置
91‧‧‧活性碳過濾除臭單元
(a)‧‧‧抽氣泵抽氣
(b)‧‧‧電熱裝置加熱
(c)‧‧‧廚餘進料裝置進料
(d)‧‧‧乾燥室乾燥
(e)‧‧‧廚餘粉粒收集

圖1為本發明廚餘回收真空乾燥系統較佳實施例之示意圖。 圖2為本發明電熱裝置另一較佳實施例之示意圖。 圖3為本發明乾燥室內設有多層收集容器之示意圖。 圖4為本發明廚餘回收真空乾燥系統之乾燥方法之流程示意圖。

Claims (14)

1. 一種廚餘回收真空乾燥系統，用於將連續將廚餘乾燥成粉粒狀，其包含：一廚餘進料裝置，其具有一盛裝廚餘的廚餘料桶，一位於該廚餘料桶側面或底面的出料口，一設置於該出料口用以將廚餘細分的分料網，該分料網將一定量廚餘細分成小團狀，及一設置在該廚餘料桶內底部的螺旋送料單元，該螺旋送料單元延伸到該出料口，該螺旋送料單元將該廚餘料桶內的分成定量廚餘推向該出料口，該螺旋送料單元下方的該廚餘料桶內設有一瀝水網，該廚餘的水分從該瀝水網往下落，該廚餘料桶的底部設有一集水口，該集水口外通過一集水管連接至一集水容器；一真空乾燥機，其具有一密封桶，及一設置在該密封桶的電熱裝置，其中，該密封桶內形成一乾燥室，該電熱裝置對該乾燥室內加熱到攝氏30℃~40℃，上述該出料口連通到該乾燥室上方，該定量廚餘落入該乾燥室內，致該定量廚餘中的水分達到沸點而汽化；以及一抽氣泵，其通過一抽氣管連通到該密封桶的乾燥室，用於抽出該乾燥室內的空氣，致該乾燥室內的壓力維持在533~800Pa，降低該定量廚餘中的水分的沸點。
2. 如請求項1所述的廚餘回收真空乾燥系統，其中該電熱裝置設置在該密封桶的桶壁。
3. 如請求項1所述的廚餘回收真空乾燥系統，其中該電熱裝置橫設在該乾燥室內。
4. 如請求項1所述的廚餘回收真空乾燥系統，其中該密封桶設 有一可開啟的氣密門，該乾燥室內設有一或一個以上可從該氣密門進出的收集容器。
5. 如請求項4所述的廚餘回收真空乾燥系統，其中該電熱裝置設置在該收集容器的底部。
6. 如請求項2、3或5所述的廚餘回收真空乾燥系統，其中該電熱裝置具有一發熱單元，該發熱單元為電熱盤管或薄膜發熱片。
7. 如請求項1所述的廚餘回收真空乾燥系統，更包含一連通該集水容器的臭氧除臭裝置。
8. 如請求項1所述的廚餘回收真空乾燥系統，其中該螺旋送料單元包含一設置在該廚餘料桶內底部的螺旋送料器，該螺旋送料器延伸到該出料口；及一固定在該廚餘料桶外面並連接於該螺旋送料器的馬達。
9. 如請求項1所述的廚餘回收真空乾燥系統，其中該抽氣管的管路中設有一過濾裝置，該過濾裝置具有可抽換的濾紙。
10. 如請求項1至5中任一項所述的廚餘回收真空乾燥系統，更包含一控制器及一壓力控制開關；該控制器連接該抽氣泵、該螺旋送料單元與該電熱裝置；該壓力控制開關設置在該乾燥室與該抽氣泵之間的抽氣管，並連接於該控制器。
11. 如請求項10所述的廚餘回收真空乾燥系統，其中該乾燥室內設有一承載該收集容器的重量感應器，該重量感應器連接於該控制器。
12. 如請求項10所述的廚餘回收真空乾燥系統，更包含一連接於該抽氣泵的出風口的除臭裝置，該除臭裝置連接於該控 制器，該除臭裝置具有一活性碳過濾除臭單元。
13. 一種如請求項10所述的廚餘回收真空乾燥系統之乾燥方法，其包含：(a)抽氣泵抽氣：該控制器產生一抽氣控制信息，該抽氣泵接收該抽氣控制信息後啟動，將該密封桶的乾燥室的空氣抽出，致該乾燥室內的壓力維持在533~800Pa；(b)電熱裝置加熱：該控制器產生一加熱控制信息，該電熱裝置接收該加熱控制信息後啟動，加熱至該乾燥室維持在30~40℃；(c)廚餘進料裝置進料：該控制器產生一進料控制信息，該廚餘進料裝置的螺旋送料單元接收該進料控制信息後啟動，推送該廚餘料桶內的廚餘致該定量廚餘被推送至該出料口，並落入該密封桶的乾燥室內；(d)乾燥室乾燥：該定量廚餘落入該乾燥室時，致其內含的水分瞬間達到該沸點而汽化；(e)廚餘粉粒收集：該定量廚餘乾燥後呈粉粒狀落入該乾燥室底部收集。
14. 如請求項13所述的廚餘回收真空乾燥系統之乾燥方法，其中該廚餘放入該廚餘料桶之前，先絞碎至顆粒尺寸維持在3mm³以下，並投入一定量的酵母菌在絞碎的該廚餘中靜置一段時間，再放入該廚餘料桶。