厨余垃圾转化肥处理机的设计与研究

吕春赟,何欢欢,王 秀,张 瑶,王丽君,王小保,呼格吉乐（湖州师范学院 理学院物理实验教学示范中心,浙江 湖州 313000）



厨余垃圾转化肥处理机的设计与研究

吕春赟,何欢欢,王 秀,张 瑶,王丽君,王小保,呼格吉乐
（湖州师范学院 理学院物理实验教学示范中心,浙江 湖州 313000）

摘 要：基于对普通厨余垃圾处理机结构的深入研究，研制出了“厨余垃圾转化肥处理机”模型。此款厨余垃圾转化肥处理机能够更好地解决现实生活厨余垃圾的实际处理问题，可以为人们的生活提供方便。本文详细介绍了此款厨余垃圾转化肥处理机的设计与制作。

关键词：厨余垃圾；化肥；模型；自动；使用说明

1 引言

餐厨垃圾是家庭日常生活中产生的最为普遍的废弃物，其主要成分包括淀粉类食物、植物纤维、动物蛋白和脂肪类等有机物，具有含水率高，油脂、盐份含量高，易腐烂发臭，不利于普通垃圾车运输等特点，已经成为城市环卫工作的一大难题，处理不当会对环境造成极大的危害。

若在小区能通过恰当的处理方法，将富含有机物餐厨垃圾转变为肥料，既能变废为宝，又能减轻城市环卫工作的压力，不失为合理而可行的解决方案，具有积极的现实意义。本作品的设计目的是提供一种将小区内各个家庭中将富含有机物餐厨垃圾收集之后转变为肥料的工具，我们再将这些化肥用于小区的绿化。

2 功能简介

我们所设计的是一款全新的小区适用型厨房弃用垃圾处理器，它可以实现城市小区内各个家庭厨房的废弃蔬菜叶等垃圾的回收再利用，考虑到处理器的成本和使用频率，我们设计的是专门为小区型所用的。我们的厨余垃圾转化肥处理机分为两层，上层通过使用交流电动机驱动搅动刀片，将粉碎腔内的食物垃圾粉碎，并排入下层的发酵腔，利用微生物发酵原理，通过控温系统，提供适宜的温度，使厨余垃圾碎片转化为化肥，并可利用控温系统，将化肥中的水分烘干，如此，化肥即可直接使用，也可贮存。

3 “厨余垃圾转化肥处理机”的主要结构

1—外壳；2—投料孔；3—电动机；4—搅拌片；5—加热片；6—控温开关；7—粉碎腔；8—取料框图1 “厨余垃圾转化肥处理机”的实用模型图

4 “厨余垃圾转化肥处理机”的物理原理

（1）粉碎系统。利用大扭力交流电动机带动搅拌片，使其高速旋转，且粉碎腔恰好包围住搅拌片，使厨余垃圾在粉碎腔中能无间隙地不断被旋转和切割。

在不锈钢的粉碎腔外围钻有大小适宜的小孔，其作为厨余垃圾搅碎大小的标准，只有小于小孔面积的厨余垃圾才能进入发酵系统，成为化肥的原材料。

本作品利用了高速原理，使电机的高速旋转增大搅拌片的使用威力，提高工作效率；利用了筛选输送原理，将粉碎后的食物残渣通过筛选后，从小孔掉落到发酵腔里。

（2）发酵系统。利用加热片通电后，在取料框下传递热量，并通过调节控温系统，使发酵腔达到适宜厨余垃圾发酵的温度。

厨余垃圾中的微生物通过氧化运动，将厨余垃圾中的有机物分解转化为化肥，并且可利用发酵腔中的热量，将转化的化肥中多余的水分蒸发，从而使化肥能长期保存。

5 “厨余垃圾转化肥处理机”的制作方法

（1）购买一个可拆卸的铝盒，长305mm，宽280mm，高125mm。取下侧面的一块铝板，在距顶端30mm处切割一个长80mm，宽60mm的小孔，作为投料孔。

（2）粉碎系统：截取一段固定搅拌片与电机的不锈钢圆环，使搅拌片能稳定随电机高速旋转，并将电机固定在铝盒上；截取一块长950mm，宽100mm的不锈钢片，并在其上用钻孔机钻满直径为8mm的小圆孔，其作为之后厨余垃圾搅碎大小的标准；将不锈钢片弯曲成能恰好环绕搅拌片的圆环，并在其周围焊接四个小金属片，用螺丝钉将不锈钢片固定在铝盒上，形成粉碎腔。

（3）发酵系统：截取一块长400mm，宽100mm的不锈钢片，将其折压成抽屉式，置于取料框中，可便捷抽取；在底部铝板上固定一块加热片，将抽屉式的不锈钢片置于其上；按照线路连接，将加热片的导线与控温开关连接，固定在铝盒上。

（4）按照线路连接，将电机的导线与控温开关导线并联后于总开关相连接。

6 相关拓展

随着现代化生活中自动化、人性化水平的不断提高，人们也不断追求更加绿化和便捷的生活方式，尽管在现今市场上出现了一些家庭适用型的处理器，但是在经济上、功能上，便捷度和成本上存在着一些不足与缺陷，所以一般家庭不会选择自己买一个单独的处理器等。如今我们针对现在生活中所遇到的问题，我们提出小区适用的项目，目的在于便捷我们的生活，解决我们生活中的不便。而且，对于处理器的外观，我们可以设计成教美观的装饰小房放置在小区中，这样处理器不仅仅是一种工具也是一种装饰品，成为小区花园上的一道风景线。

在如今的时代，国家一直在坚持实施可持续发展战略。我们的设计正是响应此政策，实现废弃厨房垃圾的再利用——我们将厨房的菜叶等垃圾进行处理，最后生产出可以作为小区花园或者家庭盆栽适用的生物化肥。

参考文献：

［1］黄华梁,彭文生编.机械设计基础［M］.高等教育出版社,2001.

［2］杨芳,春主编.电机传动［M］.高等教育出版社,1995.

项目：浙江省新苗人才计划大学生科技创新项目 2015R427007。

指导老师：呼格吉乐

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

作者简介：吕春赟（1994-），女，浙江南浔人，学生。