周能軍

摘 要：在人們?nèi)粘Ｉ钪?，不管是家庭做飯還是飯店，廚房都會(huì)產(chǎn)生很多餐廚垃圾，對(duì)于這些餐廚垃圾，應(yīng)該采用合適的技術(shù)和裝備進(jìn)行有效處理，而脫液預(yù)處理技術(shù)和裝備包括在內(nèi)?；诖?，本文首先介紹了本文研究的背景，然后分析了餐廚垃圾脫液預(yù)處理技術(shù)，最后提出了餐廚垃圾綜合處理裝備，以供大家學(xué)習(xí)和參考。

關(guān)鍵詞：餐廚垃圾;脫液預(yù)處理技術(shù);裝備設(shè)計(jì)

在處置餐廚垃圾中餐廚垃圾脫液預(yù)處理發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。研究應(yīng)用螺旋擠壓固-液分離技術(shù)來(lái)脫液處理餐廚垃圾，對(duì)螺旋擠壓中的各個(gè)影響因素對(duì)脫液過(guò)程產(chǎn)生的影響進(jìn)行分析?？偨Y(jié)研究結(jié)果，設(shè)計(jì)出餐廚垃圾綜合處理設(shè)備，而且在樣機(jī)設(shè)備上針對(duì)餐廚垃圾采用螺旋擠壓脫液處理的技術(shù)，比較每種螺旋轉(zhuǎn)速以及物料狀態(tài)影響脫水過(guò)程。結(jié)合實(shí)驗(yàn)最終研究結(jié)果以及具體使用狀況，站在客觀公正的角度，對(duì)設(shè)備的使用效果作出評(píng)價(jià)，以保證評(píng)價(jià)結(jié)果的合理性和科學(xué)性。

1 研究背景

餐廚垃圾，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，是指人們餐后排放出來(lái)的食品類有機(jī)廢棄物，來(lái)源途徑有很多，比如：高校食堂以及企事業(yè)單位等等。結(jié)合國(guó)家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)表明，2019年城市生活垃圾清運(yùn)量已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)21萬(wàn)噸，而在城市生活垃圾中餐廚垃圾占據(jù)的比例相當(dāng)高。餐廚垃圾往往有很多特征，主要包括以下幾點(diǎn)：第一，富含生物質(zhì)，約18%，可以資源化利用。第二，富含水分，很有可能出現(xiàn)腐敗變臭的情況。第三，富含脂類以及鹽類，直接影響資源化產(chǎn)品質(zhì)量。要想防止浪費(fèi)大量的資源以及污染環(huán)境，需要科學(xué)處理餐廚垃圾。

2 餐廚垃圾脫液預(yù)處理技術(shù)

之前很多人已經(jīng)深入探究固-液分離領(lǐng)域，在裝置研究和開(kāi)發(fā)中應(yīng)用獲得的研究成果，所以出現(xiàn)各種型號(hào)的固-液分離裝備。具有代表性的裝備通常包括帶式壓濾機(jī)，還有廂式壓濾機(jī)等等。相對(duì)于其他固-液分離裝備而言，由于螺旋擠壓脫水裝置具有很多特點(diǎn)，比如：連續(xù)操作、經(jīng)濟(jì)性高以及脫水效果顯著等等，適用于餐廚垃圾脫液預(yù)處理。

2.1螺旋擠壓固-液分離技術(shù)

就螺旋擠壓脫液裝置來(lái)講，通常是由很多部件組成，主要包括脫水螺旋，還有濾筒等等[1]。在進(jìn)料口位置注入物料，在電機(jī)的作用下脫水螺旋進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，而且向前面輸送固-液混合物，形成一種擠壓力，利用壓力擠出和收集濾液，在機(jī)頭位置將固體成分?jǐn)D出來(lái)，以確保擠壓脫液整個(gè)過(guò)程得以真正實(shí)現(xiàn)。

2.2分析對(duì)固-液分離過(guò)程造成影響的因素

在螺旋擠壓脫液中很多因素容易對(duì)脫液過(guò)程的進(jìn)行造成影響，具體如下：

（1）螺旋結(jié)構(gòu)

就螺旋擠壓脫液裝置來(lái)講，最主要的部件是螺旋，螺旋結(jié)構(gòu)容易對(duì)固-液混合和的分離水平產(chǎn)生影響。普遍使用的螺旋結(jié)構(gòu)有很多，比如：等徑螺旋，還有變徑螺旋等等。在工程具體應(yīng)用中要想獲得明顯的脫液效果，應(yīng)該廣泛應(yīng)用兩種螺旋結(jié)構(gòu)，一種是變徑螺旋，另一種是間斷螺旋。首先，就變徑螺旋來(lái)講。由于其自身有壓縮比，在螺旋輸送方向上機(jī)筒和螺旋組成的流道界面不斷縮小，利用縮減流道體積而實(shí)現(xiàn)建壓的目標(biāo)，以推動(dòng)固-液混合物的擠壓脫液。其次，就間斷螺旋來(lái)講，其特征主要是螺旋并非連續(xù)，而是間斷的，內(nèi)部物料受到的推動(dòng)力符合規(guī)定數(shù)值后，才可以推到接下來(lái)的間斷位置，就算是在旋轉(zhuǎn)速度很快的情況下，也可以明顯減少固-液混合物中的含水率。

（2）螺旋轉(zhuǎn)速

對(duì)于螺旋擠壓脫液而言，螺旋轉(zhuǎn)速是關(guān)鍵的操作參數(shù)，轉(zhuǎn)速大小對(duì)固-液混合物多個(gè)方面都有影響，比如：處置產(chǎn)量，還有分離效果等等[2]。轉(zhuǎn)速的加快盡管能夠增加處理產(chǎn)量，然而也容易造成固-液混合物在機(jī)筒中不會(huì)停留很長(zhǎng)的時(shí)間，對(duì)液體滲流是非常不利的。

（3）機(jī)頭出口面積

在擠壓脫液中若只是依賴機(jī)筒以及螺旋對(duì)物料的作用進(jìn)行固-液分離，要求螺旋長(zhǎng)度應(yīng)該相當(dāng)長(zhǎng)，而且壓縮比也相當(dāng)高。對(duì)于該問(wèn)題，利用縮減機(jī)頭出口位置的面積，可以使物料擠出時(shí)有更大的阻力，使機(jī)筒中固-液混合物具有較大的壓力，以獲得良好的固-液分離效果。

3 餐廚垃圾綜合處理裝備

3.1餐廚垃圾綜合處理裝備設(shè)計(jì)

自主設(shè)計(jì)的餐廚垃圾資源化處理裝備，包括很多方面，比如：螺旋擠壓固-液分離裝置，還有混合物發(fā)酵倉(cāng)等等。

3.2餐廚垃圾螺旋擠壓固-液分離實(shí)驗(yàn)研究

餐廚垃圾有著相當(dāng)復(fù)雜的物性，為了可以對(duì)研發(fā)設(shè)備的使用效果進(jìn)行科學(xué)驗(yàn)證，必須要針對(duì)餐廚垃圾資源化處理裝備展開(kāi)實(shí)驗(yàn)研究。

（1）實(shí)驗(yàn)原料

將餐廚垃圾作為實(shí)驗(yàn)物料，來(lái)自于某市美食廣場(chǎng)的晚餐剩餐。在實(shí)驗(yàn)前必須要分類選擇處理雜質(zhì)，包括塑料杯以及紙袋子等等[3]。并且在實(shí)驗(yàn)前必須要認(rèn)真測(cè)量初始物料含水率，為了可以避免測(cè)量結(jié)果存在誤差，在取樣前應(yīng)該使用木棒均勻攪拌處理餐廚垃圾，重復(fù)取樣、烘干以及計(jì)算含水率，用含水率的平均值表示餐廚垃圾初始含水率。

（2）研究轉(zhuǎn)速影響脫水過(guò)程

在螺旋擠壓固-液分離中螺旋轉(zhuǎn)速容易影響兩個(gè)方面，一方面是產(chǎn)量，另一方面是物料的固-液分離過(guò)程。通過(guò)對(duì)螺旋轉(zhuǎn)速進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)，科學(xué)驗(yàn)證餐廚垃圾固-液分離受到轉(zhuǎn)速的影響，各種轉(zhuǎn)速下出料口位置餐廚垃圾都有著不同的含水率。通常，轉(zhuǎn)速與出料口物料含水率呈正比，如果轉(zhuǎn)速很高，那么，出料口物料含水率也很高，反之，如果轉(zhuǎn)速很低，出料口物料含水率也很低，這就不難發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)速可以抑制脫液過(guò)程。其實(shí)，之所以這樣，其根本原因在于隨著轉(zhuǎn)速越來(lái)越高，物料在機(jī)筒中停留時(shí)間越來(lái)越少，相同條件下從濾餅穿過(guò)且滲出的液體量也降低，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是固-液分離效率下降。通過(guò)研究三種狀態(tài)的餐廚垃圾螺旋擠壓脫液過(guò)程，得出餐廚垃圾的狀態(tài)：物料1 的含水率是82.65%，存置狀態(tài)是當(dāng)天處理;物料2 的含水率是82.67%，存置狀態(tài)是存置一天;物料3的含水率是85.2%，存置狀態(tài)是當(dāng)天處理。圖1是三種餐廚垃圾的固-液分離前和分離后的含水率以及減容率的變化圖，從圖中可以發(fā)現(xiàn)，就相同含水率的餐廚垃圾來(lái)講，當(dāng)天處理可以獲得顯著的脫液效果;有些餐廚垃圾含水率很高，盡管可以降低餐廚垃圾，然而出料口物料含水率還是相當(dāng)高的，在脫液下讓餐廚垃圾在自身的重力作用下實(shí)施瀝水處理，這在很大程度上可以保證餐廚垃圾脫液過(guò)程順利進(jìn)行。

結(jié)語(yǔ)：

總而言之，本次研究中可以得出兩個(gè)結(jié)論，一是對(duì)螺旋擠壓過(guò)程的影響因素進(jìn)行分析，設(shè)計(jì)出可以對(duì)餐廚垃圾進(jìn)行處理的裝備，而且做好加工以及調(diào)試;二是實(shí)地將餐廚垃圾當(dāng)做處理對(duì)象，對(duì)脫液過(guò)程受到轉(zhuǎn)速以及餐廚垃圾存置狀態(tài)類的影響進(jìn)行研究，最終的研究結(jié)果顯示，要想確保脫液穩(wěn)定進(jìn)行，不僅轉(zhuǎn)速保持很慢，而且就地處理餐廚垃圾。

參考文獻(xiàn)：

[1]王強(qiáng)，陳志偉，張魏龍，余惠興，汪守成，梁劍光.復(fù)合菌株對(duì)餐廚垃圾發(fā)酵效果及其資源化利用[J].廣東化工，2021，48（10）：165-167.

[2]劉鑫. 熱水抽提預(yù)處理餐廚垃圾及其水解液用于少根根霉和黑曲霉發(fā)酵[D].北京化工大學(xué)，2020.

[3]孫邦雨，張冰.餐廚垃圾脫液預(yù)處理技術(shù)及裝備設(shè)計(jì)[J].再生資源與循環(huán)經(jīng)濟(jì)，2017，10（05）：32-35.

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