廚余垃圾轉化肥處理機的設計與研究

呂春赟,何歡歡,王 秀,張 瑤,王麗君,王小保,呼格吉樂（湖州師范學院 理學院物理實驗教學示范中心,浙江 湖州 313000）

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廚余垃圾轉化肥處理機的設計與研究

呂春赟,何歡歡,王 秀,張 瑤,王麗君,王小保,呼格吉樂
（湖州師范學院 理學院物理實驗教學示范中心,浙江 湖州 313000）

摘 要：基于對普通廚余垃圾處理機結構的深入研究，研制出了“廚余垃圾轉化肥處理機”模型。此款廚余垃圾轉化肥處理機能夠更好地解決現(xiàn)實生活廚余垃圾的實際處理問題，可以為人們的生活提供方便。本文詳細介紹了此款廚余垃圾轉化肥處理機的設計與制作。

關鍵詞：廚余垃圾；化肥；模型；自動；使用說明

1 引言

餐廚垃圾是家庭日常生活中產生的最為普遍的廢棄物，其主要成分包括淀粉類食物、植物纖維、動物蛋白和脂肪類等有機物，具有含水率高，油脂、鹽份含量高，易腐爛發(fā)臭，不利于普通垃圾車運輸?shù)忍攸c，已經成為城市環(huán)衛(wèi)工作的一大難題，處理不當會對環(huán)境造成極大的危害。

若在小區(qū)能通過恰當?shù)奶幚矸椒?，將富含有機物餐廚垃圾轉變?yōu)榉柿希饶茏儚U為寶，又能減輕城市環(huán)衛(wèi)工作的壓力，不失為合理而可行的解決方案，具有積極的現(xiàn)實意義。本作品的設計目的是提供一種將小區(qū)內各個家庭中將富含有機物餐廚垃圾收集之后轉變?yōu)榉柿系墓ぞ撸覀冊賹⑦@些化肥用于小區(qū)的綠化。

2 功能簡介

我們所設計的是一款全新的小區(qū)適用型廚房棄用垃圾處理器，它可以實現(xiàn)城市小區(qū)內各個家庭廚房的廢棄蔬菜葉等垃圾的回收再利用，考慮到處理器的成本和使用頻率，我們設計的是專門為小區(qū)型所用的。我們的廚余垃圾轉化肥處理機分為兩層，上層通過使用交流電動機驅動攪動刀片，將粉碎腔內的食物垃圾粉碎，并排入下層的發(fā)酵腔，利用微生物發(fā)酵原理，通過控溫系統(tǒng)，提供適宜的溫度，使廚余垃圾碎片轉化為化肥，并可利用控溫系統(tǒng)，將化肥中的水分烘干，如此，化肥即可直接使用，也可貯存。

3 “廚余垃圾轉化肥處理機”的主要結構

1—外殼；2—投料孔；3—電動機；4—攪拌片；5—加熱片；6—控溫開關；7—粉碎腔；8—取料框圖1 “廚余垃圾轉化肥處理機”的實用模型圖

4 “廚余垃圾轉化肥處理機”的物理原理

（1）粉碎系統(tǒng)。利用大扭力交流電動機帶動攪拌片，使其高速旋轉，且粉碎腔恰好包圍住攪拌片，使廚余垃圾在粉碎腔中能無間隙地不斷被旋轉和切割。

在不銹鋼的粉碎腔外圍鉆有大小適宜的小孔，其作為廚余垃圾攪碎大小的標準，只有小于小孔面積的廚余垃圾才能進入發(fā)酵系統(tǒng)，成為化肥的原材料。

本作品利用了高速原理，使電機的高速旋轉增大攪拌片的使用威力，提高工作效率；利用了篩選輸送原理，將粉碎后的食物殘渣通過篩選后，從小孔掉落到發(fā)酵腔里。

（2）發(fā)酵系統(tǒng)。利用加熱片通電后，在取料框下傳遞熱量，并通過調節(jié)控溫系統(tǒng)，使發(fā)酵腔達到適宜廚余垃圾發(fā)酵的溫度。

廚余垃圾中的微生物通過氧化運動，將廚余垃圾中的有機物分解轉化為化肥，并且可利用發(fā)酵腔中的熱量，將轉化的化肥中多余的水分蒸發(fā)，從而使化肥能長期保存。

5 “廚余垃圾轉化肥處理機”的制作方法

（1）購買一個可拆卸的鋁盒，長305mm，寬280mm，高125mm。取下側面的一塊鋁板，在距頂端30mm處切割一個長80mm，寬60mm的小孔，作為投料孔。

（2）粉碎系統(tǒng)：截取一段固定攪拌片與電機的不銹鋼圓環(huán)，使攪拌片能穩(wěn)定隨電機高速旋轉，并將電機固定在鋁盒上；截取一塊長950mm，寬100mm的不銹鋼片，并在其上用鉆孔機鉆滿直徑為8mm的小圓孔，其作為之后廚余垃圾攪碎大小的標準；將不銹鋼片彎曲成能恰好環(huán)繞攪拌片的圓環(huán)，并在其周圍焊接四個小金屬片，用螺絲釘將不銹鋼片固定在鋁盒上，形成粉碎腔。

（3）發(fā)酵系統(tǒng)：截取一塊長400mm，寬100mm的不銹鋼片，將其折壓成抽屜式，置于取料框中，可便捷抽??；在底部鋁板上固定一塊加熱片，將抽屜式的不銹鋼片置于其上；按照線路連接，將加熱片的導線與控溫開關連接，固定在鋁盒上。

（4）按照線路連接，將電機的導線與控溫開關導線并聯(lián)后于總開關相連接。

6 相關拓展

隨著現(xiàn)代化生活中自動化、人性化水平的不斷提高，人們也不斷追求更加綠化和便捷的生活方式，盡管在現(xiàn)今市場上出現(xiàn)了一些家庭適用型的處理器，但是在經濟上、功能上，便捷度和成本上存在著一些不足與缺陷，所以一般家庭不會選擇自己買一個單獨的處理器等。如今我們針對現(xiàn)在生活中所遇到的問題，我們提出小區(qū)適用的項目，目的在于便捷我們的生活，解決我們生活中的不便。而且，對于處理器的外觀，我們可以設計成教美觀的裝飾小房放置在小區(qū)中，這樣處理器不僅僅是一種工具也是一種裝飾品，成為小區(qū)花園上的一道風景線。

在如今的時代，國家一直在堅持實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。我們的設計正是響應此政策，實現(xiàn)廢棄廚房垃圾的再利用——我們將廚房的菜葉等垃圾進行處理，最后生產出可以作為小區(qū)花園或者家庭盆栽適用的生物化肥。

參考文獻：

［1］黃華梁,彭文生編.機械設計基礎［M］.高等教育出版社,2001.

［2］楊芳,春主編.電機傳動［M］.高等教育出版社,1995.

項目：浙江省新苗人才計劃大學生科技創(chuàng)新項目 2015R427007。

指導老師：呼格吉樂

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.12.028

作者簡介：呂春赟（1994-），女，浙江南潯人，學生。