Sistema automatizado de tratamiento de residuos de alimentos para la degradación de residuos orgánicos

Este equipo integrado de tratamiento de residuos de cocina está equipado con una pantalla táctil Kunlun Tongtai de 10 pulgadas y un sistema de control integrado totalmente inteligente PLC Siemens. Pertenece al equipo de eliminación de recursos distribuidos en el sitio, que puede completar la reducción, el tratamiento inofensivo y la utilización de recursos en la fuente de generación de desechos sin transporte a larga distancia. Adecuado para escenarios comerciales con una capacidad de tratamiento diaria de 500 kg a 5 toneladas, se usa ampliamente en comedores gubernamentales y empresariales, campus, grandes supermercados, parques industriales y comunidades residenciales concentradas, cumpliendo con los requisitos de la política nacional de clasificación de desechos y utilización de recursos de desechos sólidos. El texto completo tiene un total de 2012 palabras.

Estructura general del equipo y configuración del hardware central

ElequipoAdopta una estructura cerrada integrada montada sobre patines y toda la máquina está soldada con placas de acero inoxidable 304 apto para uso alimentario, que es resistente a la corrosión de ácidos orgánicos, manchas de aceite y fácil de limpiar. Toda la máquina está dividida en seis unidades integradas: módulo de pretratamiento, módulo de separación de agua y aceite, módulo de degradación microbiana aeróbica, módulo de desodorización de gases residuales, módulo de descarga de residuos y unidad de control eléctrico inteligente. No requiere soporte de ingeniería civil y puede ponerse en funcionamiento directamente después del suministro de energía y agua.

A diferencia de los simples equipos de trituración y deshidratación disponibles en el mercado, esta máquina cancela el diseño de tubería dividida externa. Todas las tuberías, ventiladores y componentes de intercambio de calor están integrados en el gabinete, con una apariencia ordenada y un área de piso de solo 12-22 ㎡, adecuado para instalación en salas de equipos en interiores y exteriores.

El hardware de control eléctrico central adopta el esquema de control industrial previamente combinado:

• Terminal de interacción hombre-máquina: La pantalla táctil industrial Kunlun Tongtai de 10 pulgadas, con resistencia a las manchas de aceite, resistencia al vapor de agua y capacidad de operación a temperatura amplia de grado industrial, puede funcionar de manera estable en el ambiente húmedo de la cocina trasera de -10 ℃ ~ 60 ℃.
• Núcleo de control lógico: PLC de la serie SMART Siemens S7-200, equipado con una fuente de corriente constante de alto voltaje y alta frecuencia de desarrollo propio de Shengyuan para el suministro de energía de desodorización auxiliar, formando una arquitectura de control de circuito cerrado de lógica completa.

Los componentes de hardware auxiliares incluyen una trituradora de tornillo completamente automática, un deshidratador de extrusión de tornillo de dos etapas, un separador trifásico de agua y aceite, un tanque agitador de aireación a temperatura constante, una unidad de desodorización combinada con fotólisis UV y rociador biológico, un tanque de recolección de aguas residuales condensadas y un módulo de calefacción auxiliar de esterilización a alta temperatura. Todos los componentes actuadores están conectados al bus PLC para realizar la protección de enclavamiento y arranque-parada del vínculo, lo que elimina el atasco del equipo y las fallas por desbordamiento causadas por una mala operación manual.

Lógica de control integrada totalmente inteligente (explicación detallada del sistema de control industrial de soporte)

El equipo adopta un control de programación independiente de lógica completa PLC Siemens, abandonando el control de temporización único tradicional, y está equipado con una lógica de retroalimentación de sensor de circuito cerrado, que es el núcleo del funcionamiento inteligente de toda la máquina.

El sistema está construido con cinco tipos de sensores para el contenido de humedad del material, la temperatura de la cámara, la concentración de oxígeno, la concentración de gases residuales y la corriente del equipo, que recopilan parámetros operativos en tiempo real y los transmiten a la pantalla táctil Kunlun Tongtai. Los operadores no necesitan conocimientos profesionales de control industrial y pueden completar la modificación de parámetros, el cambio de modo y la visualización de datos solo a través de la pantalla táctil. La interfaz de la pantalla está dividida en cinco secciones: depuración manual, operación automática, alarma de falla, libro de datos y comunicación remota, que puede mostrar el peso de la alimentación, la tasa de deshidratación, la temperatura de fermentación en la cámara, la concentración de emisiones de amoníaco y sulfuro de hidrógeno y el consumo de energía acumulativo del equipo en tiempo real.

La principal ventaja de la tecnología de control lógico total se refleja en el ajuste adaptativo:

• El sistema ajusta automáticamente la velocidad de trituración y la presión de deshidratación de extrusión según el contenido de humedad del alimento.
• Arranca y detiene automáticamente el ventilador de aireación según la concentración de oxígeno en la cámara, evitando el olor anaeróbico causado por la deficiencia de oxígeno en la fermentación aeróbica.
• Se vincula con la fuente de corriente constante de alto voltaje y alta frecuencia de Shengyuan de acuerdo con la concentración de gas residual para ajustar la potencia de salida de alto voltaje de la fotólisis UV. Funciona a baja potencia para gases residuales de baja concentración para ahorrar un 30% de electricidad y funciona a máxima potencia para degradar el olor del gas residual de alta concentración.

Al mismo tiempo, el sistema está configurado con una lógica de bloqueo de seguridad de varios niveles: la trituradora no puede arrancar cuando la cámara de alimentación no está cerrada; la cámara de deshidratación se invierte automáticamente para eliminar el bloqueo cuando se sobrecarga; el enfriamiento por aspersión se inicia automáticamente cuando la temperatura en la cámara es demasiado alta; toda la máquina se ve obligada a apagarse cuando falla el ventilador de gas residual, para evitar posibles riesgos de seguridad a nivel del programa.

Además, el equipo admite la expansión IoT del puerto serie 485, que se puede conectar a la plataforma de saneamiento inteligente de la fábrica para realizar un arranque y parada remotos, alarmas SMS anormales y exportación automática de informes de tratamiento mensuales.

Indicadores estandarizados de flujo de procesos y tratamiento

Toda la máquina adopta un proceso de circuito cerrado completamente automático de "alimentación - trituración y eliminación de impurezas - separación de aceite y agua - reducción de la deshidratación - fermentación microbiana aeróbica - tratamiento de aguas residuales y gases residuales - descarga de residuos". Todo el proceso se cierra sin exposición y el ciclo de tratamiento de un solo lote se realiza en 24 horas.

1. alimentación cerrada: Manualmente o mediante una cinta transportadora, coloque los desechos de cocina, incluidos los desechos grandes, en la tolva de alimentación cerrada. La tolva se cierra automáticamente al detectar materiales para bloquear el desbordamiento de olores.
2. Trituración y eliminación de impurezas.: La trituradora de tornillo tritura la mezcla de frutas, verduras, carne y huesos en partículas de menos de 5 mm y elimina residuos no degradables como plástico y tela.
3. Separación trifásica de aceite y agua.: El material se separa en aceite usado, aguas residuales orgánicas y residuos sólidos mediante tecnología de separación centrífuga. El aceite usado se recolecta por separado y puede ser reciclado por unidades calificadas para producir biodiesel, logrando así la utilización del recurso petróleo.
4. Deshidratación por extrusión: Reduzca el contenido de humedad del residuo sólido del 80% al 85% a menos del 45%, y el volumen del material se reduce directamente en más del 70%.
5. Fermentación aeróbica a temperatura constante.: Agregue cepas microbianas compuestas especiales resistentes a altas temperaturas. El PLC controla con precisión la temperatura en la cámara a 65-75 ℃. Con aireación y agitación intermitentes, los microorganismos descomponen rápidamente materias orgánicas como el almidón, las proteínas y las grasas, y matan patógenos como la salmonella y los huevos de áscaris para completar una esterilización inofensiva.
6. Tratamiento terminal: El gas residual generado por la fermentación se degrada mediante fotólisis UV de alto voltaje y alta frecuencia y pulverización biológica, eliminando más del 98% del amoníaco y el sulfuro de hidrógeno y cumpliendo con el estándar de emisión a baja altitud. Las aguas residuales separadas se descargan en el tanque de pretratamiento de aguas residuales de la fábrica y luego se descargan en la red de tuberías después de cumplir con el estándar de admisión de la red de tuberías municipal.

Probados por una agencia de protección ambiental de terceros, los indicadores de tratamiento básicos del equipo cumplen con losEspecificación Técnica para el Tratamiento de Residuos de Cocina:

• Tasa general de reducción de material ≥ 92%, tasa de producción de residuos ≤ 8%.
• La emisión de gases residuales cumple con el estándar Clase II deNorma de emisión de contaminantes odoríferos.
• La madurez de la materia orgánica del residuo alcanza el Grado Ⅲ o superior, que puede usarse directamente como fertilizante base para jardín y acondicionador del suelo sin desechos sólidos secundarios.

Diseño de protección de seguridad y reducción de ruido ambiental

Con el objetivo de abordar los tres principales problemas ambientales: alta humedad, olor y ruido en las cocinas traseras, el equipo está optimizado con reducción integral de ruido, desodorización y diseño anticorrosión.

Prevención y control de olores.Adopta un esquema dual de sellado de fuente + degradación del terminal. Todas las cámaras de transferencia de material están selladas con presión negativa de gel de sílice y la cámara mantiene un estado de presión micronegativa para evitar que el olor se filtre a través de los espacios. Equipado con un sistema de generación de alto voltaje totalmente inteligente y de alta frecuencia desarrollado por Shengyuan, descompone las moléculas de gas residual mediante ionización de alto voltaje, compensando el defecto de baja eficiencia de degradación del aerosol biológico tradicional a baja temperatura y garantizando un efecto de desodorización estable en bajas temperaturas y clima lluvioso.

Reducción de ruido: La trituradora y los ventiladores están equipados con bases de absorción de impactos y tuberías silenciadoras. El ruido de funcionamiento de toda la máquina es ≤ 58 dB, que es inferior al límite de ruido de 60 dB de las plantas industriales y no interferirá con las oficinas y las áreas habitables circundantes.

Protección de seguridadestá dotado de tres capas de protección mecánica, eléctrica y contra incendios:

• Extremo mecánico: Equipado con un dispositivo de parada de emergencia por inducción del cuerpo humano, que corta automáticamente el suministro de energía cuando el personal ingresa al área de alimentación por error.
• Extremo eléctrico: Siemens PLC tiene protección integrada contra fugas, sobrecarga y pérdida de fase, y la pantalla Kunlun Tongtai muestra códigos de falla eléctrica en tiempo real.
• Protección contra incendios: La cámara está equipada con un dispositivo de aerosol de extinción de incendios con sensor de temperatura para hacer frente al riesgo de incendio anormal causado por la fermentación a alta temperatura.

Toda la máquina ha pasado el grado de protección IP54 a prueba de agua y polvo, se adapta a las duras condiciones de trabajo del lavado del piso de la cocina y al vapor de agua difuso, y evita cortocircuitos y problemas de corrosión de las placas.

Costo de operación y mantenimiento y beneficios económicos de la aplicación

En comparación con el transporte tradicional y el modo de vertedero, el tratamiento inteligente in situ tiene importantes ventajas económicas.

Los costos de operación y mantenimiento incluyen principalmente tres conceptos: consumibles de tensión, agua y electricidad, y mano de obra:

• Las cepas microbianas son efectivas durante 6 meses después de una sola adición, con un costo de consumibles diario extremadamente bajo.
• Basándose en la lógica de ahorro de energía adaptativa del PLC, el modelo de 500 kg solo consume 22 kWh de electricidad por día, mucho menos que los equipos no estándar de la misma especificación.
• El parto sólo requiere una alimentación por día y una eliminación de residuos por semana. Una persona puede gestionar de 2 a 3 equipos al mismo tiempo y no se necesita personal de operación y mantenimiento a tiempo completo.

En términos de comparación de costos, el costo actual de transporte y eliminación de los desechos de cocinas urbanas es generalmente de 280 a 350 yuanes por tonelada, incluidos los costos de transporte, vertederos y tratamiento de protección ambiental. Después de usar esta máquina, los gastos de transporte de ida se pueden eliminar por completo. Al mismo tiempo, el aceite usado y los residuos descompuestos pueden venderse como recursos para generar ingresos a la inversa. Calculado en base al escenario de una cantina con una capacidad de tratamiento diaria de 3 toneladas, puede ahorrar más de 300.000 yuanes en costos de transporte y eliminación cada año, y el ingreso anual de los subproductos basados ​​en recursos es de 40.000 a 60.000 yuanes.

El proceso diario de operación y mantenimiento es extremadamente sencillo. Basándose en la función de autoinspección de la pantalla táctil con un solo clic, el equipo detecta automáticamente el estado de los ventiladores, sensores, fuentes de alimentación de alto voltaje y motores de agitación todos los días al arrancar. En caso de anomalía, aparece la pantalla para indicar el punto de falla y la solución, sin necesidad de desmontar el equipo para su inspección. Solo se requiere una limpieza profunda de toda la máquina, lubricación de rodamientos y calibración de la fuente de corriente constante de alto voltaje cada año, y el tiempo de mantenimiento de rutina no supera las 4 horas, con una pérdida de parada extremadamente baja.

Limitaciones de la aplicación e instrucciones de cumplimiento

EsteequipoSólo trata los residuos orgánicos puros de la cocina. Está prohibido colocar desechos no degradables como huesos grandes, conchas, plástico, vidrio, metal y toallitas húmedas, para evitar el desgaste del cabezal de corte y el bloqueo de las tuberías.

En términos de cumplimiento, el equipo ha obtenido la certificación de producto de protección ambiental, el informe de prueba de emisión de olores y el informe de prueba de seguridad eléctrica. Los residuos de fertilizantes orgánicos producidos cumplen con el estándar de suelo de jardín y no se requiere ninguna calificación para la eliminación de desechos peligrosos. Sólo se puede poner en uso después de completar la solicitud de protección ambiental local.

En comparación con las estaciones de tratamiento de digestión anaeróbica centralizadas a gran escala, esta máquina no requiere ingeniería civil a gran escala ni soporte a prueba de explosiones de biogás. El costo de inversión es solo 1/8 del equipo centralizado, con un período de construcción corto y un umbral de aterrizaje bajo. Es la opción principal para el tratamiento distribuido de residuos de cocina actual.

Resumen

Este equipo de tratamiento de residuos de cocina integra tres tecnologías de soporte de desarrollo propio: proceso mecánico integrado, control inteligente de pantalla táctil Siemens PLC + Kunlun Tongtai y tratamiento de gases residuales de suministro de energía de alto voltaje y alta frecuencia de Shengyuan. Resuelve cuatro puntos importantes de la industria del tratamiento tradicional de residuos de cocina: contaminación del transporte, alto consumo de energía, operación y mantenimiento complejos y olor excesivo.

Realiza reducción de fuentes, esterilización inofensiva y utilización dual de recursos de aceite y agua de desechos de cocina. Al mismo tiempo, al confiar en un control lógico completo de circuito cerrado, garantiza un funcionamiento estable a largo plazo y con pocas fallas del equipo. En el contexto de la clasificación normalizada de desechos domésticos y la política de "doble carbono" de reducción de emisiones de desechos sólidos, este equipo puede ayudar a las unidades gubernamentales y empresariales a completar la evaluación de reducción de emisiones de desechos sólidos y reducir los costos de subcontratación de saneamiento, con beneficios ambientales, económicos y sociales.