Automatisiertes Lebensmittelabfallbehandlungssystem für den Abbau organischer Abfälle

Diese integrierte Küchenabfallbehandlungsanlage ist mit einem 10-Zoll-Touchscreen von Kunlun Tongtai und einem vollintelligenten integrierten Steuerungssystem von Siemens PLC ausgestattet. Es gehört zu den verteilten Vor-Ort-Ressourcenentsorgungsgeräten, die eine Reduzierung, harmlose Behandlung und Ressourcennutzung an der Quelle der Abfallerzeugung ohne langen Transport ermöglichen können. Es eignet sich für kommerzielle Szenarien mit einer täglichen Behandlungskapazität von 500 kg bis 5 Tonnen und wird häufig in Regierungs- und Unternehmenskantinen, auf dem Campus, in großen Supermärkten, Industrieparks und konzentrierten Wohngemeinschaften eingesetzt. Der Volltext umfasst insgesamt 2012 Wörter.

Gesamtausrüstungsstruktur und Kernhardwarekonfiguration

DerAusrüstungverfügt über eine geschlossene, integrierte, auf Kufen montierte Struktur und die gesamte Maschine ist mit Platten aus lebensmittelechtem Edelstahl 304 verschweißt, was beständig gegen Korrosion durch organische Säuren und Ölflecken ist und leicht zu reinigen ist. Die gesamte Maschine ist in sechs integrierte Einheiten unterteilt: Vorbehandlungsmodul, Öl-Wasser-Trennmodul, aerobes mikrobielles Abbaumodul, Abgasdesodorierungsmodul, Rückstandsentladungsmodul und intelligente elektrische Steuereinheit. Es erfordert keine Tiefbaumaßnahmen und kann direkt nach der Strom- und Wasserversorgung in Betrieb genommen werden.

Im Gegensatz zu einfachen Zerkleinerungs- und Entwässerungsgeräten auf dem Markt verzichtet diese Maschine auf das externe Split-Pipeline-Design. Alle Rohrleitungen, Ventilatoren und Wärmetauscherkomponenten sind im Schrank untergebracht, mit einem gepflegten Erscheinungsbild und einer Grundfläche von nur 12–22 ㎡, geeignet für die Installation im Innen- und Außenbereich von Geräteräumen.

Die zentrale elektrische Steuerungshardware übernimmt das zuvor angepasste industrielle Steuerungsschema:

• Terminal zur Mensch-Maschine-Interaktion: Der 10-Zoll-Industrie-Touchscreen von Kunlun Tongtai mit Ölfleckenbeständigkeit, Wasserdampfbeständigkeit und Betriebsfähigkeit bei breiten Temperaturbereichen in Industriequalität kann in der feuchten Küchenumgebung von -10℃ bis 60℃ stabil betrieben werden.
• Logiksteuerkern: Siemens S7-200 SMART-Serie SPS, ausgestattet mit einer von Shengyuan selbst entwickelten Hochfrequenz-Hochspannungs-Konstantstromquelle für die Hilfs-Desodorierungsstromversorgung, die eine vollständige Logik-Regelarchitektur bildet.

Zu den zusätzlichen Hardwarekomponenten gehören ein vollautomatischer Schneckenbrecher, ein zweistufiger Schneckenextrusions-Dehydrator, ein dreiphasiger Öl-Wasser-Abscheider, ein Belüftungsrührtank mit konstanter Temperatur, eine kombinierte Desodorierungseinheit aus UV-Photolyse und biologischem Spray, ein Sammeltank für kondensiertes Abwasser und ein Hilfsheizmodul für die Hochtemperatursterilisation. Alle Betätigungskomponenten sind mit dem SPS-Bus verbunden, um einen Start-Stopp- und Verriegelungsschutz für die Verbindung zu gewährleisten und Geräteblockaden und Überlauffehler aufgrund manueller Fehlbedienung zu vermeiden.

Vollständig intelligente integrierte Steuerungslogik (Detaillierte Erläuterung des unterstützenden industriellen Steuerungssystems)

Das Gerät übernimmt die volllogikunabhängige Programmiersteuerung von Siemens PLC, verzichtet auf die herkömmliche Einzelzeitsteuerung und ist mit einer Sensorrückkopplungslogik mit geschlossenem Regelkreis ausgestattet, die den Kern des intelligenten Betriebs der gesamten Maschine darstellt.

Das System besteht aus fünf Arten von Sensoren für Materialfeuchtigkeitsgehalt, Kammertemperatur, Sauerstoffkonzentration, Abgaskonzentration und Gerätestrom, die Betriebsparameter in Echtzeit erfassen und an den Kunlun Tongtai-Touchscreen zurückübertragen. Bediener benötigen keine professionellen Kenntnisse in der Industriesteuerung und können Parameteränderungen, Modusumschaltungen und Datenanzeigen nur über den Touchscreen durchführen. Die Bildschirmoberfläche ist in fünf Abschnitte unterteilt: manuelles Debuggen, automatischer Betrieb, Fehleralarm, Datenbuch und Fernkommunikation, die das Futtergewicht, die Dehydrierungsrate, die Fermentationstemperatur in der Kammer, die Emissionskonzentration von Ammoniak und Schwefelwasserstoff sowie den kumulierten Energieverbrauch der Ausrüstung in Echtzeit anzeigen können.

Der Hauptvorteil der Volllogik-Steuerungstechnologie spiegelt sich in der adaptiven Anpassung wider:

• Das System passt die Zerkleinerungsgeschwindigkeit und den Extrusions-Dehydratisierungsdruck automatisch an den Feuchtigkeitsgehalt des Futters an.
• Es startet und stoppt das Belüftungsgebläse automatisch entsprechend der Sauerstoffkonzentration in der Kammer und vermeidet so anaerobe Gerüche, die durch Sauerstoffmangel bei der aeroben Fermentation verursacht werden.
• Es verbindet sich mit der Hochfrequenz-Hochspannungs-Konstantstromquelle von Shengyuan entsprechend der Abgaskonzentration, um die Hochspannungs-Ausgangsleistung der UV-Photolyse anzupassen. Bei gering konzentriertem Abgas arbeitet es mit niedriger Leistung, um 30 % Strom zu sparen, und bei hoher Abgaskonzentration arbeitet es mit voller Leistung, um Gerüche zu reduzieren.

Gleichzeitig ist das System mit einer mehrstufigen Sicherheitsverriegelungslogik ausgestattet: Der Brecher darf nicht starten, wenn die Einfüllkammer nicht geschlossen ist; Bei Überlastung schaltet die Entwässerungskammer automatisch um, um Verstopfungen zu beseitigen. die Sprühkühlung wird automatisch gestartet, wenn die Temperatur in der Kammer zu hoch ist; Bei Ausfall des Abgasventilators wird die gesamte Maschine zwangsweise abgeschaltet, um mögliche Sicherheitsrisiken auf Programmebene zu vermeiden.

Darüber hinaus unterstützt das Gerät eine IoT-Erweiterung mit 485 seriellen Ports, die mit der intelligenten Sanitärplattform des Werks verbunden werden kann, um Fern-Start-Stopp, anormale SMS-Alarme und den automatischen Export monatlicher Behandlungsberichte zu realisieren.

Standardisierte Prozessablauf- und Behandlungsindikatoren

Die gesamte Maschine verfügt über einen vollautomatischen Prozess mit geschlossenem Kreislauf aus „Zuführung – Zerkleinerung und Entfernung von Verunreinigungen – Öl-Wasser-Trennung – Reduzierung der Dehydrierung – aerobe mikrobielle Fermentation – Abgas- und Abwasserbehandlung – Rückstandsentladung“. Der gesamte Prozess ist ohne Exposition abgeschlossen und der Behandlungszyklus in einer Charge erfolgt innerhalb von 24 Stunden.

1. Geschlossene Fütterung: Geben Sie Küchenabfälle manuell oder über ein Förderband nach großen Rückständen sortiert in den geschlossenen Einfülltrichter. Der Trichter schließt sich automatisch, wenn Materialien erkannt werden, um ein Überströmen von Gerüchen zu verhindern.
2. Zerkleinerung und Entfernung von Verunreinigungen: Der Schneckenbrecher zerkleinert die Mischung aus Obst, Gemüse, Fleisch und Knochen in Partikel unter 5 mm und entfernt nicht abbaubare Rückstände wie Plastik und Stoff.
3. Dreiphasige Öl-Wasser-Trennung: Das Material wird durch Zentrifugaltrenntechnik in Altöl, organisches Abwasser und feste Rückstände getrennt. Altöl wird separat gesammelt und kann von qualifizierten Einheiten zur Herstellung von Biodiesel recycelt werden, wodurch die Nutzung der Ölressourcen realisiert wird.
4. Extrusionsentwässerung: Reduzieren Sie den Feuchtigkeitsgehalt fester Rückstände von 80–85 % auf unter 45 %, und das Materialvolumen wird direkt um mehr als 70 % reduziert.
5. Aerobe Fermentation bei konstanter Temperatur: Fügen Sie spezielle hochtemperaturbeständige zusammengesetzte Mikrobenstämme hinzu. Die SPS regelt die Temperatur in der Kammer präzise auf 65–75 °C. Durch intermittierendes Belüften und Rühren zersetzen Mikroorganismen schnell organische Stoffe wie Stärke, Eiweiß und Fett und töten Krankheitserreger wie Salmonellen und Ascaris-Eier ab, um eine harmlose Sterilisation zu gewährleisten.
6. Endbehandlung: Das durch die Fermentation erzeugte Abgas wird durch Hochfrequenz-Hochspannungs-UV-Photolyse und biologisches Spray abgebaut, wodurch mehr als 98 % Ammoniak und Schwefelwasserstoff entfernt werden und die Norm für Emissionen in geringer Höhe erfüllt wird. Das abgetrennte Abwasser wird in den werkseigenen Abwasservorbehandlungstank eingeleitet und dann in das Rohrnetz eingeleitet, nachdem die Zulassungsnorm für das kommunale Rohrnetz erfüllt wurde.

Die wichtigsten Behandlungsindikatoren der Geräte wurden von einer unabhängigen Umweltschutzbehörde getestet und entsprechen den AnforderungenTechnische Spezifikation für die Behandlung von Küchenabfällen:

• Gesamtmaterialreduktionsrate ≥ 92 %, Rückstandsausstoßrate ≤ 8 %.
• Die Abgasemission entspricht der Klasse II-NormEmissionsstandard für Geruchsschadstoffe.
• Der Reifegrad der organischen Substanz des Rückstands erreicht den Grad Ⅲ oder höher und kann direkt als Gartengrunddünger und Bodenverbesserer ohne sekundären festen Abfall verwendet werden.

Umgebungslärmreduzierung und Sicherheitsschutzdesign

Die Ausrüstung ist auf die drei größten Umweltprobleme hoher Luftfeuchtigkeit, Geruch und Lärm in Hinterküchen ausgerichtet und durch umfassende Geräuschreduzierung, Desodorierung und Korrosionsschutzdesign optimiert.

Geruchsprävention und -kontrolleverwendet ein duales Schema aus Quellversiegelung und Enddegradation. Alle Materialtransferkammern sind mit Silikagel-Unterdruck abgedichtet und die Kammer hält einen Mikrounterdruckzustand aufrecht, um zu verhindern, dass Gerüche durch Lücken eindringen. Ausgestattet mit dem von Shengyuan selbst entwickelten hochfrequenten, vollintelligenten Hochspannungserzeugungssystem spaltet es Abgasmoleküle durch Hochspannungsionisierung, gleicht den Mangel der geringen Abbaueffizienz herkömmlicher biologischer Sprays bei niedrigen Temperaturen aus und sorgt für einen stabilen Desodorierungseffekt bei niedrigen Temperaturen und Regenwetter.

Lärmreduzierung: Der Brecher und die Ventilatoren sind alle mit dämpfenden Stoßdämpfungsbasen und schalldämpfenden Rohrleitungen ausgestattet. Das Betriebsgeräusch der gesamten Maschine beträgt ≤ 58 dB, was unter der 60-dB-Lärmgrenze von Industrieanlagen liegt und die umliegenden Büro- und Wohnbereiche nicht beeinträchtigt.

Sicherheitsschutzist mit drei Schichten mechanischem, elektrischem und Brandschutz ausgestattet:

• Mechanisches Ende: Ausgestattet mit einem Not-Aus-Gerät mit Induktion des menschlichen Körpers, das die Stromversorgung automatisch unterbricht, wenn Personal versehentlich den Futterbereich betritt.
• Elektrisches Ende: Die Siemens-SPS verfügt über einen integrierten Leck-, Überlast- und Phasenausfallschutz, und auf dem Kunlun Tongtai-Bildschirm werden elektrische Fehlercodes in Echtzeit angezeigt.
• Brandschutz: Die Kammer ist mit einem temperaturempfindlichen Feuerlösch-Aerosolgerät ausgestattet, um der Gefahr anormaler Brände durch Hochtemperaturgärung entgegenzuwirken.

Die gesamte Maschine hat die Wasser- und Staubschutzklasse IP54 erfüllt, passt sich den rauen Arbeitsbedingungen beim Waschen von Küchenböden und der Verbreitung von Wasserdampf an und vermeidet Kurzschlüsse und Plattenkorrosionsprobleme.

Betriebs- und Wartungskosten und wirtschaftliche Vorteile der Anwendung

Im Vergleich zum herkömmlichen Abtransport und zur Deponierung bietet die intelligente Behandlung vor Ort erhebliche wirtschaftliche Vorteile.

Die Betriebs- und Wartungskosten umfassen hauptsächlich drei Posten: Stammverbrauchsmaterialien, Wasser und Strom sowie Arbeit:

• Mikrobenstämme sind nach einmaliger Zugabe 6 Monate lang wirksam, und das bei äußerst geringen täglichen Verbrauchskosten.
• Dank der adaptiven SPS-Stromsparlogik verbraucht das 500-kg-Modell nur 22 kWh Strom pro Tag, weit weniger als nicht standardmäßige Geräte derselben Spezifikation.
• Die Wehen erfordern nur eine Fütterung pro Tag und eine Entfernung von Rückständen pro Woche. Eine Person kann 2-3 Gerätesätze gleichzeitig verwalten und es ist kein Vollzeit-Betriebs- und Wartungspersonal erforderlich.

Im Kostenvergleich belaufen sich die derzeitigen Kosten für den Abtransport und die Entsorgung städtischer Küchenabfälle im Allgemeinen auf 280–350 Yuan pro Tonne, einschließlich Transport-, Deponie- und Umweltschutzkosten. Durch den Einsatz dieser Maschine kann der Hintransportaufwand vollständig entfallen. Gleichzeitig können Altöl und zersetzte Rückstände als Ressourcen verkauft werden, um im Gegenzug Einkommen zu generieren. Berechnet auf dem Szenario einer Kantine mit einer täglichen Behandlungskapazität von 3 Tonnen können jedes Jahr mehr als 300.000 Yuan an Abtransport- und Entsorgungskosten eingespart werden, und das jährliche Einkommen aus ressourcenbasierten Nebenprodukten beträgt 40.000 bis 60.000 Yuan.

Der tägliche Betriebs- und Wartungsprozess ist äußerst einfach. Basierend auf der Ein-Klick-Selbstinspektion des Touchscreens erkennt das Gerät jeden Tag beim Start automatisch den Status von Lüftern, Sensoren, Hochspannungsnetzteilen und Rührmotoren. Im Falle einer Anomalie wird der Bildschirm eingeblendet, um die Fehlerstelle und die Lösung anzuzeigen, ohne dass das Gerät zur Inspektion zerlegt werden muss. Pro Jahr sind nur eine gründliche Reinigung der gesamten Maschine, Lagerschmierung und Hochspannungs-Konstantstromquellenkalibrierung erforderlich, und die routinemäßige Wartungszeit beträgt nicht mehr als 4 Stunden, bei extrem geringem Abschaltverlust.

Anwendungsbeschränkungen und Compliance-Anweisungen

DasAusrüstungBehandelt ausschließlich reinen organischen Küchenabfall. Es ist verboten, nicht abbaubare Ablagerungen wie große Knochen, Muscheln, Plastik, Glas, Metall und Feuchttücher abzulegen, um eine Abnutzung des Schneidkopfes und eine Verstopfung der Rohrleitungen zu vermeiden.

Im Hinblick auf die Konformität verfügt das Gerät über eine Umweltschutzproduktzertifizierung, einen Prüfbericht zur Geruchsemission und einen Prüfbericht zur elektrischen Sicherheit. Die erzeugten organischen Düngerrückstände entsprechen dem Standard von Gartenerde und es ist keine Qualifikation für die Entsorgung gefährlicher Abfälle erforderlich. Es kann erst nach Abschluss der örtlichen Umweltschutzanmeldung in Betrieb genommen werden.

Im Vergleich zu großen zentralisierten anaeroben Vergärungsbehandlungsstationen erfordert diese Maschine keinen großen Tiefbau und keine explosionsgeschützte Unterstützung für Biogas. Die Investitionskosten betragen nur 1/8 der zentralen Ausrüstung, bei kurzer Bauzeit und niedriger Landeschwelle. Es ist die gängige Wahl für die derzeitige dezentrale Behandlung von Küchenabfällen.

Zusammenfassung

Diese Küchenabfallbehandlungsanlage integriert drei selbst entwickelte unterstützende Technologien: einen mechanischen integrierten Prozess, eine intelligente Touchscreen-Steuerung von Siemens PLC + Kunlun Tongtai und eine Shengyuan-Hochfrequenz-Hochspannungs-Stromversorgungs-Abgasbehandlung. Es löst vier Hauptprobleme der Branche bei der herkömmlichen Behandlung von Küchenabfällen: Verkehrsverschmutzung, hoher Energieverbrauch, komplexe Bedienung und Wartung sowie übermäßige Geruchsbelästigung.

Es ermöglicht eine Quellenreduzierung, eine unschädliche Sterilisation und eine doppelte Ressourcennutzung von Öl und Wasser aus Küchenabfällen. Gleichzeitig gewährleistet es durch die Verwendung einer vollständig logischen Regelung mit geschlossenem Regelkreis einen langfristig stabilen und fehlerarmen Betrieb der Ausrüstung. Vor dem Hintergrund der normalisierten Hausmüllklassifizierung und der „Double-Carbon“-Politik zur Reduzierung der Emissionen fester Abfälle kann diese Ausrüstung Regierungs- und Unternehmenseinheiten dabei helfen, die Bewertung der Reduzierung der Emissionen fester Abfälle abzuschließen und die Outsourcing-Kosten für die Abwasserentsorgung zu senken, was ökologische, wirtschaftliche und soziale Vorteile mit sich bringt.