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，易腐爛發臭，不利于普通垃圾車運輸等特點，已經成為城市環衛工作的一大難題，處理不當會對環境造成極大的危害。

若在小區能通過恰當的處理方法，將富含有機物餐廚垃圾轉變為肥料，既能變廢為寶，又能減輕城市環衛工作的壓力，不失為合理而可行的解決方案，具有積極的現實意義。本作品的設計目的是提供一種將小區內各個家庭中將富含有機物餐廚垃圾收集之后轉變為肥料的工具，我們再將這些化肥用于小區的綠化。

2 功能簡介

我們所設計的是一款全新的小區適用型廚房棄用垃圾處理器，它可以實現城市小區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，并排入下層的發酵腔，利用微生物發酵原理，通過控溫系統，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，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。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酵系統，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，從小孔掉落到發酵腔里。

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

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，并且可利用發酵腔中的熱量，將轉化的化肥中多余的水分蒸發，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：截取一段固定攪拌片與電機的不銹鋼圓環，使攪拌片能穩定隨電機高速旋轉，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繞攪拌片的圓環，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）發酵系統：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，可便捷抽取；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后于總開關相連接。

6 相關拓展

隨著現代化生活中自動化、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，盡管在現今市場上出現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。如今我們針對現在生活中所遇到的問題，我們提出小區適用的項目，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發展戰略。我們的設計正是響應此政策，實現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。