Sistema automatizado de tratamento de resíduos alimentares para degradação de resíduos orgânicos

Este equipamento integrado de tratamento de resíduos de cozinha está equipado com uma tela sensível ao toque Kunlun Tongtai de 10 polegadas e um sistema de controle integrado totalmente inteligente Siemens PLC. Pertence a equipamentos distribuídos de eliminação de recursos no local, que podem completar a redução, o tratamento inofensivo e a utilização de recursos na fonte de geração de resíduos sem transporte de longa distância. Adequado para cenários comerciais com capacidade de tratamento diário de 500kg a 5 toneladas, é amplamente utilizado em cantinas governamentais e empresariais, campi, grandes supermercados, parques industriais e comunidades residenciais concentradas, atendendo aos requisitos da política interna de classificação de resíduos e utilização de recursos de resíduos sólidos. O texto completo totaliza 2.012 palavras.

Estrutura geral do equipamento e configuração principal do hardware

Oequipamentoadota uma estrutura montada em skid integrada e fechada, e toda a máquina é soldada com placas de aço inoxidável 304 de qualidade alimentar, que são resistentes à corrosão por ácidos orgânicos, manchas de óleo e fáceis de limpar. Toda a máquina é dividida em seis unidades integradas: módulo de pré-tratamento, módulo de separação óleo-água, módulo de degradação microbiana aeróbica, módulo de desodorização de gases residuais, módulo de descarga de resíduos e unidade de controle elétrico inteligente. Não requer apoio de engenharia civil e pode ser colocado em uso diretamente após o fornecimento de energia e água.

Diferente dos equipamentos simples de britagem e desidratação do mercado, esta máquina cancela o projeto de tubulação dividida externa. Todas as tubulações, ventiladores e componentes de troca de calor são construídos no gabinete, com uma aparência elegante e uma área útil de apenas 12-22 ㎡, adequada para instalação em salas de equipamentos internas e externas.

O hardware de controle elétrico central adota o esquema de controle industrial previamente combinado:

• Terminal de interação homem-máquina: A tela de toque industrial Kunlun Tongtai de 10 polegadas, com resistência a manchas de óleo, resistência ao vapor de água e capacidade de operação em ampla temperatura de nível industrial, pode operar de forma estável no ambiente úmido da cozinha traseira de -10 ℃ ~ 60 ℃.
• Núcleo de controle lógico: PLC da série Siemens S7-200 SMART, equipado com fonte de corrente constante de alta tensão e alta frequência desenvolvida pela Shengyuan para fonte de alimentação auxiliar de desodorização, formando uma arquitetura de controle de circuito fechado lógico completo.

Os componentes de hardware auxiliares incluem triturador de parafuso totalmente automático, desidratador de extrusão de parafuso de dois estágios, separador trifásico de óleo-água, tanque de agitação de aeração a temperatura constante, unidade de desodorização combinada de fotólise UV + spray biológico, tanque de coleta de águas residuais condensadas e módulo de aquecimento auxiliar de esterilização em alta temperatura. Todos os componentes de atuação são conectados ao barramento PLC para realizar a ligação start-stop e proteção de intertravamento, eliminando o travamento do equipamento e falhas de transbordamento causadas por operação incorreta manual.

Lógica de controle integrado totalmente inteligente (explicação detalhada do sistema de controle industrial de suporte)

O equipamento adota controle de programação independente de lógica completa Siemens PLC, abandonando o tradicional controle de tempo único, e é equipado com lógica de feedback de sensor de circuito fechado, que é o núcleo da operação inteligente de toda a máquina.

O sistema é construído com cinco tipos de sensores para teor de umidade do material, temperatura da câmara, concentração de oxigênio, concentração de gases residuais e corrente do equipamento, que coletam parâmetros operacionais em tempo real e os transmitem de volta para a tela sensível ao toque Kunlun Tongtai. Os operadores não precisam de conhecimento profissional de controle industrial e podem concluir a modificação de parâmetros, mudança de modo e visualização de dados apenas através da tela sensível ao toque. A interface da tela é dividida em cinco seções: depuração manual, operação automática, alarme de falha, registro de dados e comunicação remota, que pode exibir peso de alimentação, taxa de desidratação, temperatura de fermentação na câmara, concentração de emissão de amônia e sulfeto de hidrogênio e consumo cumulativo de energia do equipamento em tempo real.

A principal vantagem da tecnologia de controle lógico completo se reflete no ajuste adaptativo:

• O sistema ajusta automaticamente a velocidade de britagem e a pressão de desidratação da extrusão de acordo com o teor de umidade da alimentação.
• Aciona e para automaticamente o ventilador de aeração de acordo com a concentração de oxigênio na câmara, evitando odor anaeróbico causado pela deficiência de oxigênio na fermentação aeróbica.
• Ele se conecta à fonte de corrente constante de alta tensão e alta frequência Shengyuan de acordo com a concentração de gases residuais para ajustar a potência de saída de alta tensão da fotólise UV. Ele opera em baixa potência para gases residuais de baixa concentração para economizar 30% de eletricidade e opera em potência máxima para degradar o odor de gases residuais de alta concentração.

Ao mesmo tempo, o sistema é configurado com lógica de intertravamento de segurança multinível: o britador está proibido de iniciar quando a câmara de alimentação não estiver fechada; a câmara de desidratação inverte automaticamente para remover o bloqueio quando sobrecarregada; o resfriamento por spray é iniciado automaticamente quando a temperatura na câmara está muito alta; toda a máquina é forçada a desligar quando o ventilador de gases residuais falha, de modo a evitar riscos potenciais à segurança no nível do programa.

Além disso, o equipamento suporta expansão de IoT de porta serial 485, que pode ser conectada à plataforma de saneamento inteligente da fábrica para realizar partida-parada remota, alarme SMS anormal e exportação automática de relatórios mensais de tratamento.

Indicadores Padronizados de Fluxo de Processo e Tratamento

Toda a máquina adota um processo de circuito fechado totalmente automático de "alimentação - trituração e remoção de impurezas - separação óleo-água - redução da desidratação - fermentação microbiana aeróbica - tratamento de gases residuais e águas residuais - descarga de resíduos". Todo o processo é fechado sem exposição, e o ciclo de tratamento em lote único ocorre em 24 horas.

1. Alimentação fechada: Manualmente ou através de uma correia transportadora, coloque os resíduos de cozinha separados de grandes detritos no funil de alimentação fechado. A tremonha fecha automaticamente ao detectar materiais para bloquear o transbordamento de odores.
2. Trituração e remoção de impurezas: O triturador de parafuso esmaga a mistura de frutas, vegetais, carne e ossos em partículas abaixo de 5 mm e remove detritos não degradáveis, como plástico e tecido.
3. Separação trifásica óleo-água: O material é separado em óleo usado, esgoto orgânico e resíduo sólido por tecnologia de separação centrífuga. O óleo residual é coletado separadamente e pode ser reciclado por unidades qualificadas para produzir biodiesel, realizando a utilização dos recursos petrolíferos.
4. Desidratação por extrusão: Reduza o teor de umidade dos resíduos sólidos de 80%-85% para menos de 45%, e o volume do material será reduzido diretamente em mais de 70%.
5. Fermentação aeróbica em temperatura constante: Adicione cepas microbianas compostas especiais resistentes a altas temperaturas. O PLC controla com precisão a temperatura na câmara entre 65-75°C. Com aeração e agitação intermitentes, os microorganismos decompõem rapidamente matérias orgânicas como amido, proteína e gordura, e matam patógenos como salmonela e ovos de ascaris para completar a esterilização inofensiva.
6. Tratamento terminal: O gás residual gerado pela fermentação é degradado por fotólise UV de alta frequência e pulverização biológica, removendo mais de 98% de amônia e sulfeto de hidrogênio e atendendo ao padrão de emissão em baixa altitude. As águas residuais separadas são descarregadas no tanque de pré-tratamento de esgoto da fábrica e, em seguida, descarregadas na rede de tubulação após atender ao padrão de admissão da rede de tubulação municipal.

Testados por uma agência de proteção ambiental terceirizada, os principais indicadores de tratamento do equipamento estão em conformidade com osEspecificação Técnica para Tratamento de Resíduos de Cozinha:

• Taxa geral de redução de material ≥ 92%, taxa de produção de resíduos ≤ 8%.
• A emissão de gases residuais atende ao padrão Classe II dePadrão de emissão para poluentes odores.
• A maturidade da matéria orgânica do resíduo atinge o Grau Ⅲ ou superior, que pode ser usado diretamente como fertilizante de base de jardim e condicionador de solo sem resíduos sólidos secundários.

Projeto de redução de ruído ambiental e proteção de segurança

Visando os três principais pontos problemáticos ambientais: alta umidade, odor e ruído nas cozinhas traseiras, o equipamento é otimizado com redução de ruído geral, desodorização e design anticorrosivo.

Prevenção e controle de odoresadota um esquema duplo de vedação da fonte + degradação do terminal. Todas as câmaras de transferência de material são vedadas com pressão negativa de sílica gel e a câmara mantém um estado de pressão micronegativa para evitar que o odor vaze pelas aberturas. Equipado com um sistema de geração de alta tensão totalmente inteligente e de alta frequência desenvolvido pela Shengyuan, ele quebra moléculas de gases residuais por meio de ionização de alta tensão, compensando o defeito de baixa eficiência de degradação do spray biológico tradicional em baixa temperatura e garantindo efeito de desodorização estável em baixa temperatura e tempo chuvoso.

Redução de ruído: O britador e os ventiladores são todos equipados com bases de absorção de choque e tubulações silenciadoras. O ruído operacional de toda a máquina é ≤ 58 dB, que é inferior ao limite de ruído de 60 dB das plantas industriais, e não interfere nos escritórios e áreas de estar ao redor.

Proteção de segurançaé definido com três camadas de proteção mecânica, elétrica e contra incêndio:

• Fim mecânico: Equipado com dispositivo de parada de emergência por indução do corpo humano, que corta automaticamente a fonte de alimentação quando o pessoal entra na área de alimentação por engano.
• Extremidade elétrica: O Siemens PLC possui proteção integrada contra vazamento, sobrecarga e perda de fase, e a tela Kunlun Tongtai exibe códigos de falha elétrica em tempo real.
• Proteção contra incêndio: A câmara está equipada com um dispositivo de extinção de incêndio em aerossol com sensor de temperatura para lidar com o risco de incêndio anormal causado pela fermentação em alta temperatura.

Toda a máquina passou pelo grau de proteção IP54 à prova d'água e à prova de poeira, adapta-se às duras condições de trabalho de lavagem do piso da cozinha traseira e vapor de água difuso e evita problemas de curto-circuito e corrosão da placa.

Custo de operação e manutenção e benefícios econômicos da aplicação

Comparado com o modo tradicional de transporte de ida e aterro, o tratamento inteligente no local tem vantagens econômicas significativas.

Os custos de operação e manutenção incluem principalmente três itens: consumíveis de tensão, água e eletricidade e mão de obra:

• As cepas microbianas são eficazes por 6 meses após uma única adição, com custo diário de consumo extremamente baixo.
• Baseando-se na lógica adaptativa de economia de energia do PLC, o modelo de 500 kg consome apenas 22 kWh de eletricidade por dia, muito menos do que equipamentos não padronizados da mesma especificação.
• O trabalho de parto requer apenas uma alimentação por dia e uma remoção de resíduos por semana. Uma pessoa pode gerenciar 2 a 3 conjuntos de equipamentos ao mesmo tempo, e não é necessário pessoal de operação e manutenção em tempo integral.

Em termos de comparação de custos, o custo atual de transporte externo e descarte de resíduos de cozinha urbana é geralmente de 280-350 yuans por tonelada, incluindo custos de transporte, aterro e tratamento de proteção ambiental. Depois de usar esta máquina, as despesas de transporte externo podem ser completamente eliminadas. Ao mesmo tempo, o óleo usado e os resíduos decompostos podem ser vendidos como recursos para gerar rendimentos inversos. Calculado com base no cenário de uma cantina com capacidade de tratamento diário de 3 toneladas, pode economizar mais de 300.000 yuans em transporte externo e custos de descarte todos os anos, e a receita anual de subprodutos baseados em recursos é de 40.000 a 60.000 yuans.

O processo diário de operação e manutenção é extremamente simples. Contando com a função de autoinspeção com um clique da tela sensível ao toque, o equipamento detecta automaticamente o status de ventiladores, sensores, fontes de alimentação de alta tensão e motores de agitação todos os dias durante a inicialização. Em caso de anormalidade, a tela aparece para avisar o ponto de falha e solução, não sendo necessário desmontar o equipamento para inspeção. Apenas uma limpeza profunda de toda a máquina, lubrificação de rolamentos e calibração de fonte de corrente constante de alta tensão são necessárias todos os anos, e o tempo de manutenção de rotina não é superior a 4 horas, com perdas de desligamento extremamente baixas.

Limitações de aplicativos e instruções de conformidade

Esseequipamentotrata apenas resíduos orgânicos puros de cozinha. É proibido colocar detritos não degradáveis, como ossos grandes, conchas, plástico, vidro, metal e lenços umedecidos, para evitar desgaste da cabeça do cortador e bloqueio da tubulação.

Em termos de conformidade, o equipamento obteve certificação de produto de proteção ambiental, relatório de teste de emissão de odores e relatório de teste de segurança elétrica. O resíduo de fertilizante orgânico produzido atende aos padrões de solo de jardim e nenhuma qualificação para descarte de resíduos perigosos é necessária. Ele só pode ser colocado em uso após o preenchimento do protocolo de proteção ambiental local.

Em comparação com estações de tratamento de digestão anaeróbica centralizada em grande escala, esta máquina não requer engenharia civil em grande escala e suporte à prova de explosão de biogás. O custo de investimento é de apenas 1/8 do equipamento centralizado, com curto período de construção e baixo limiar de pouso. É a escolha principal para o atual tratamento distribuído de resíduos de cozinha.

Resumo

Este equipamento de tratamento de resíduos de cozinha integra três tecnologias de suporte autodesenvolvidas: processo mecânico integrado, controle inteligente de tela sensível ao toque Siemens PLC + Kunlun Tongtai e tratamento de gases residuais de fonte de alimentação de alta tensão e alta frequência Shengyuan. Ele resolve quatro principais problemas da indústria no tratamento de resíduos de cozinha tradicional: poluição do transporte, alto consumo de energia, operação e manutenção complexas e odor excessivo.

Ele realiza redução de fontes, esterilização inofensiva e utilização dupla de recursos de óleo e água de resíduos de cozinha. Ao mesmo tempo, contando com o controle lógico completo de malha fechada, garante uma operação estável e com baixo nível de falhas a longo prazo do equipamento. No contexto da classificação normalizada de resíduos domésticos e da política de "duplo carbono" de redução de emissões de resíduos sólidos, este equipamento pode ajudar unidades governamentais e empresariais a concluir a avaliação de redução de emissões de resíduos sólidos e reduzir os custos de terceirização de saneamento, com benefícios ambientais, económicos e sociais.