本发明涉及后厨剩余物处理设备，尤其涉及一种后厨剩余物如菜帮菜叶、瓜果皮等含水纤维物的预处理设备及采用该设备进行预处理的方法。

背景技术：

目前，城市集中就餐场所包括办公大楼、宾馆、饭店、学校、机场、医院等地方，每日就餐不但产生大量的剩饭剩菜，还会产生大量后厨剩余物如果皮、菜帮菜叶等，甚至还有不新鲜而无法食用的过时蔬菜和水果，这些物料中含有重量在15-30％的纤维物和高达70-85％的水分，对其处理不及时则容易导致腐败发酵产生恶臭，造成极大的环境污染，严重影响人们生活。

公开号为cn102887733b发明专利中，公开了一种将餐厨垃圾中的剩饭剩菜快速转化有机肥的设备，该设备能够处理蔬菜、肉类、鱼类、虾壳、零食、水果、茶渣谷物在内的人类可食用物，使其快速转化为有机肥并减量80％以上。餐厨垃圾中存在大量的蔬菜加工剩余物，如菜帮、菜叶、茎秆、块茎、果皮等，这些物质的细胞中含有80％以上的水分，如果直接放入上述剩饭剩菜转化有机肥设备中，则在转化过程中因需要使其中大量的水分转化成水蒸气而会大大降低转化效率，并且耗时、耗能。

现有技术，通常通过离心脱水处理装置对这些含水和纤维的蔬菜、水果剩余物料进行离心脱水，这种处理设备仅能脱除蔬菜水果剩余物表面的水分，对于细胞内含有的水分难于去除，因此常规离心脱水处理装置无法去除细胞内水分以便提取干纤维。

此外，后厨剩余物中混有韧性较大的物质如葱叶、冬瓜皮、香蕉皮等，将其直接放入转化有机肥设备，则容易阻塞搅拌装置，使设备过载或损坏搅拌装置。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的问题，提供一种后厨剩余物的预处理设备，该设备能方便彻底地破碎并去除蔬菜、水果等后厨剩余物中的水分以获得较干纤维物，从而使其减量70％以上；此外，还提供一种采用上述设备对后厨剩余物预处理的方法。

为了实现本发明的上述目的，本发明一方面提供以下技术方案：

一种后厨剩余物的预处理设备，用于处理含水纤维物料，具有机架，机架内设有：第一预处理装置，具有分别位于其一端上部的进料口和其另一端下部的出料口，进料口和出料口之间设置对含水纤维物料破碎处理的同时使物料由进料口移向出料口的至少一组破碎输送刀具；对已破碎物料进行脱水处理的第二预处理装置，安置在第一预处理装置下方，一端上部设碎物料进口，碎物料进口位于出料口下方并使出料口插入其中，另一端设端盖和碎物料出口，碎物料进口和碎物料出口之间设对所述已破碎物料进行螺旋挤压的脱水机构。

其中，每组破碎输送刀具包括沿轴向顺次布置且沿周向呈均匀角度分布的至少3个破碎刀。

其中，所述第二预处理装置包括：脱水筒体，其一端设置所述碎物料进口，其另一端设置所述端盖；所述脱水机构安置在所述脱水筒体内，具有旋转轴和安置在旋转轴外表面且沿轴向螺旋延伸的螺旋叶片，旋转轴的两端通过轴承支撑在机架上；脱水调节机构，安置在所述端盖远离碎物料进口的一侧，与端盖配合形成可改变间隙大小的用于挤出物料的碎物料出口。

其中，所述脱水调节机构具有调节螺柱和套装在调节螺柱上的调节螺套。

其中，调节螺套包括螺套头部和螺套本体，螺套本体通过螺纹连接套装在调节螺柱的外部，调节螺柱的一端抵靠在机架上。

其中，螺套头部的外壁呈圆锥形，端盖的内壁呈圆锥形并套螺套头部外部，二者相互相配合形成间隙作为所述碎物料出口。

其中，所述端盖的内壁的锥度小于所述螺套头部的外壁的锥度，使得所述碎物料出口的内壁和所述螺套头部的外壁之间形成的所述间隙沿轴向逐渐缩小。

其中，通过旋转调节螺柱调节螺套头部伸入所述端盖的深度，从而调节所述间隙的大小。

其中，所述脱水筒体相对水平面呈倾斜状。

此外，本发明还提供一种采用如上所述的预处理设备对后厨剩余物预处理的方法，其采用如下步骤依次进行处理：

使含水纤维物料由所述第一预处理装置的所述进料口进入第一预处理装置，经至少一组破碎输送刀具，在对其破碎的同时将其推送至所述出料口；

经破碎的含水纤维物料，由第二预处理装置的所述碎物料进口进入第二预处理装置，经所述脱水机构进行螺旋挤压而得以脱水处理后，由碎物料出口排出。

本发明的有益效果体现在以下方面：

1、本发明首先通过第一预处理装置对含水纤维物料进行破碎，被破碎后的含水纤维物料再经过第一预处理装置的物料出口直接进入第二预处理装置进行脱水，实现对含水纤维物料的依次破碎、脱水处理，第一预处理装置与第二预处理装置上下依次布置使得设备结构紧凑，且由第一预处理装置破碎后的物料依靠自重顺利进入第二预处理装置进行脱水，使得整个破碎、脱水过程自动完成，不但能够更有效地进行后厨剩余物的脱水，而且大大降低了劳动强度，提高了工作效率；

2、本发明的第二预处理装置在输送含水纤维物料的过程中同时对含水纤维物料进行挤压脱水，脱水效率高；

3、本发明的第二预处理装置设置脱水调节机构，可根据需要随时调节碎物料出口的大小，从而随时调节对含水纤维物料的脱水率；

4、本发明的后厨剩余物的预处理设备，通过上下布置的第一预处理装置和第二预处理装置，首先破碎混合有韧性较大的大葱叶、洋葱叶、香蕉皮、冬瓜皮、西瓜皮等物质的蔬菜水果后厨剩余物，然后彻底脱除经破碎的蔬菜水果剩余物中70％以上的水分以获得较干纤维物，因此能通过结构紧凑的设备来完成包含物较复杂的后厨剩余物的预处理，预处理能力强且脱水效果好，不但大大提高了后续转化有机肥的效率并显著降低了能耗，还避免因后厨剩余物中过长纤维物堵塞搅拌装置而导致的设备维修成本高的问题，设备可广泛用于集中就餐场所的后厨剩余物的就地处理，避免环境污染。

附图说明

图1是本发明后厨剩余物预处理设备的结构示意图；

图2是本发明后厨剩余物预处理设备采用的一种第一预处理装置的正视剖视图；

图3是图2所示第一预处理装置的右侧剖视图；

图4是本发明后厨剩余物预处理设备的第二预处理装置的结构示意图。

附图标记说明：1-机架；11-推送口；12-导板；110-干料槽；100-集液槽；2-破碎输送筒体；21-进料口；22-出料口；3-破碎输送机构；31-轴承；32-转轴；33-破碎刀；332-刀体；4-第一驱动机构；41-皮带轮；42-电机；5-脱水筒体；6-接料筒；61-碎物料进口；62-碎物料出口；7-脱水调节机构；71-调节螺套；72-调节螺柱；711-螺套头部；712-螺套本体；8-脱水机构；81-轴承；82-旋转轴；83-螺旋叶片；84-端盖；9-第二驱动机构。

具体实施方式

如图1所示，为本发明实施例提供的后厨剩余物预处理设备的结构示意图，该后厨剩余物的预处理设备用于处理含水纤维物料，具有机架1，机架1内设有：第一预处理装置，具有分别位于其一端上部的进料口21和其另一端下部的出料口22，进料口21和出料口22之间设置对含水纤维物料破碎处理的同时使破碎的物料由进料口移向出料口的至少一组破碎输送刀具；对已破碎的物料进行脱水处理的第二预处理装置，安置在第一预处理装置下方，一端上部设碎物料进口61，碎物料进口61位于出料口22下方并使出料口插入其中，另一端设端盖84和碎物料出口62，碎物料进口61和碎物料出口62之间设对已破碎物料进行螺旋挤压的脱水机构8。具体的，本发明的后厨剩余物的预处理设备具有机架1，在机架1内上、下安置了含水纤维物料的第一预处理装置和第二预处理装置。其中，含水纤维物料为后厨剩余物，如混合有韧性较大的大葱叶、洋葱叶、香蕉皮、冬瓜皮、西瓜皮等物质的蔬菜水果后厨剩余物。

其中，第一预处理装置可以采用如图1、图2所示的结构，具有破碎输送筒体2和安置在破碎输送筒体2内的破碎输送机构3，破碎输送筒体2水平安装在机架1上，即破碎输送筒体2的轴线与地面平行，破碎输送筒体2的一端上部设有进料口21，另一端下部设出料口22。在机架1上部设置有推送口11，推送口11与进料口21之间设置有与水平面呈一定倾斜角度的便于送料的导板12，含水纤维物料沿送料的导板12由推送口11送入进料口21，物料沿进料口21进入破碎输送筒体2内，经破碎输送机构3逐渐破碎后，被推送到出料口22，再进入第二预处理装置。

如图1所示，第一预处理装置的破碎输送机构3包括转轴32和沿转轴32套装的至少一组破碎输送刀具。转轴32的两端通过轴承31转动支撑在破碎输送筒体2内，由安装在机架1内的第一驱动机构4带动转动。转轴32上沿轴向和周向交替布置至少一组破碎输送刀具，每组破碎输送刀具包括沿转轴32的轴向顺次布置且沿周向呈均匀角度分布的至少3个破碎刀33，当第一驱动机构4通过皮带轮41带动转轴32转动时，转轴带动这组破碎刀33旋转，将从进料口21接收的含水纤维物料逐渐破碎的同时，将其推送到出料口22。

如图1和2所示，数个破碎刀33沿转轴32顺次套装并固定在其上，并沿转轴32的圆周方向顺序变更安装方向，以便在数个破碎刀旋转时形成使物料可沿螺旋轨迹向前移动的螺旋通道。

如图1和图2所示，用于驱动转轴32旋转的第一驱动机构4包括：分别与转轴32和电机轴连接的一对皮带轮41、将一对皮带轮41传动连接在一起的皮带、驱动一对皮带轮41转动的电机42。电机42旋转时，通过一对皮带轮41带动转轴32旋转，从而带动破碎刀33旋转，以便对含水纤维物料进行破碎。

如图1所示，从进料口21进入破碎输送筒体2内的含水纤维物料，由旋转的破碎刀33不断进行破碎，同时被推送到出料口22。含水纤维物料在进入破碎输送筒体2内以后，为了增加与破碎刀33的接触时间，达到充分破碎且破碎均匀的效果，如图2所示，沿转轴32均匀布置的多组破碎输送刀具中，每组破碎输送刀具包含3-12个破碎刀33，每个破碎刀33具有对称位于转轴32两侧的一对刀体332，使得由每组破碎输送刀具一侧，可以看到6至24个交替布置的刀体332，如图3所示，一组破碎输送刀具含三个破碎刀33，三个破碎刀沿转轴32轴向依次套装在转轴32上并相互错开，使得相邻的破碎刀沿转轴周向呈60°布置，则由端面看到6个呈60度分布的刀体332。这样通过多组的多个破碎刀33依次对物料进行数次切割而使其破碎呈尺寸达到1cm以下的碎料，并同时向前推送物料到出料口22。

如图1、图2所示，进料口21和出料口22分别开设在破碎输送筒体2的两端，含水纤维物料从进料口21进入破碎输送筒体2内时，被所接触的多组的多个破碎刀33进行多次切割而得以破碎，同时在破碎刀的作用下被不断沿轴向向左推送，当到达出料口22已经被充分破碎，这样，破碎的含水纤维物料以便于进入其下方的第二预处理装置进行脱水处理，并且在脱水过程中不会缠绕第二预处理装置而发生阻塞，不会导致第二预处理装置的驱动装置过载而损坏。

本发明用于对含水纤维物料破碎的第一预处理装置的工作过程如下：

如图1所示，启动破碎输送机构，通过电机42使转轴32高速旋转，将含水纤维物料推入设备机架1上部设置的推送口11，物料沿倾斜的导板12移动至进料口21而被送入破碎输送筒体2内，通过在转轴32上沿轴向安置的数组的数个破碎刀33对物料进行依次切割破碎并向进料口22推送，最后由出料口22落入下方的碎物料进口61，由此完成了对含水纤维物料的破碎。

需要说明的是，本发明第一预处理装置中的破碎输送刀具也可以采用现有技术的破碎输送刀具的结构，此外，破碎输送机构也可以采用现有技术的结构。

本发明实施例通过第一预处理装置对含水纤维物料进行破碎处理之后，通过设置于第一预处理装置下方的第二预处理装置对破碎后的含水纤维物料进行脱水。

其中，本实施例的第二预处理装置采用如图1和图4所示的结构，包括：安装在机架1上的脱水筒体5，其一端设置与第一预处理装置的出料口22连通的碎物料进口61，其另一端设置端盖84，为了防止物料的撒落，可以将出料口22插入碎物料进口61内；脱水机构8，安置在脱水筒体5内，对从碎物料进口61进入脱水筒体5内的含水纤维碎物料进行挤压，具有旋转轴82和安置在旋转轴外表面且沿轴向螺旋延伸的螺旋叶片83，旋转轴82的两端通过轴承支撑在机架上；脱水调节机构7，安置在端盖84远离碎物料进口61的一侧，与端盖84配合形成可改变间隙大小的用于挤出物料的碎物料出口62。此外，还包括安装在机架1上的第二驱动机构9，驱动脱水机构8在脱水筒体5内转动。

具体的，本发明实施例第二预处理装置位于第一预处理装置下方，具有脱水筒体5，脱水筒体5的一端具有接料筒6且与接料筒6连接形成连通的一体内腔，另一端具有带开口的筒体端盖84，以便端盖84与脱水调节机构7配合形成呈环形的且可改变间隙大小的碎物料出口62。其中，接料筒6上部设有碎物料进口61，第一预处理装置的出料口22伸入碎物料进口61，使碎物料进口61与出料口22相通，以使接料筒6接收由出料口22落下的含水纤维碎物料。经第一预处理装置破碎的物料通过出料口22和碎物料进口61，落入接料筒6内，随着脱水机构8的转动输送到脱水筒体5内进行挤压脱水后使物料减量70％以上，最后输送至碎物料出口62，沿碎物料出口62落下，由安置在碎物料出口62下方的干料槽110收集。

设计时，如图1所示，脱水筒体5相对水平面呈倾斜设置，使脱水筒体5的邻接接料筒6的一端低于脱水筒体5的用于形成碎物料出口62的另一端，这样从含水纤维碎物料内挤出的水份很顺畅地由脱水筒体5的底部流入其下方安置的集液槽100内，而经脱水的含水纤维碎物料从位于脱水筒体5高处的碎物料出口62排出，得到充分脱水。

如图1所示，集液槽100设置于脱水筒体5的下方，可以收集从含水纤维碎物料中脱出的水份，脱水筒体5的至少下部或整体呈网眼结构，含水纤维碎物料经脱水机构8的螺旋叶片不断挤压出的水分，顺脱水筒体5的网眼流下到集液槽100内而得以收集起来。集液槽100设置有排液口用于排出其内的残液。而如图1所示，干料槽110设置于碎物料出口62的下方，用于收集经脱水的含水纤维碎物料，干料槽110的一侧设置干料出口，以便于倒出经脱水后的干料(即经脱水的含水纤维碎物料)。

本实施例通过在脱水筒体5内设置脱水机构8对从碎物料进口61进入脱水筒体5内的含水纤维碎物料进行挤压并输送到碎物料出口62。

如图4所示，本实施例的脱水机构8包括：其两端通过轴承81转动安装在机架1上的旋转轴82；安装在旋转轴82上并位于脱水筒体5和接料筒6内的螺旋叶片83。螺旋叶片83沿旋转轴81呈螺旋状延伸，且螺旋叶片83形成的螺旋外径略小于脱水筒体的内径0.5-2cm，以不与脱水筒体内部发生刮蹭为宜。

其中，螺旋叶片82的螺距和/或高度可以向着碎物料出口方向逐渐减小，使得螺旋叶片与中心轴表面和脱水筒体5内表面之间形成空间逐渐缩小，换句话说，使得螺旋叶片的螺距逐渐缩小，和/或螺旋叶片形成的螺旋导槽逐渐由深至浅变化。

如图1所示，脱水机构8在第二驱动机构9的驱动下向着碎物料出口62输送纤维碎物料。第二驱动机构9具有带减速机的电机，其动力输出轴与旋转轴82连接，通过电机的旋转带动旋转轴82旋转，从而使旋转轴82上的多个螺旋叶片83将进入脱水筒体5内的含水纤维碎物料由碎物料进口61朝碎物料出口62方向平稳输送，与此同时对物料逐渐挤压脱水。

本实施例通过在脱水筒体5的端盖84一端设置脱水调节机构7，以通过端盖84和脱水调节机构7形成可改变大小的环形的碎物料出口62，对碎物料形成一定阻力，与螺旋叶片83相互配合逐渐挤干纤维碎物料中的水分，使脱水后的干料由碎物料出口62挤出并落入其下方的干料槽110内。其中，本实施例的脱水调节机构7可以采用如图4所示的结构，具有调节螺套71和调节螺柱72，调节螺套71由外表面呈圆锥形的螺套头部711和螺套本体712构成，螺套本体712的端部通过螺纹连接套装在调节螺柱72的一端外部，调节螺柱72的另一端抵靠在机架1上。螺套头部711的外壁呈圆锥形，端盖84的内壁也呈圆锥形，二者相互配合形成碎物料出口62，且端盖84的锥度小于螺套头部711的锥度，即碎物料出口62为筒体端盖84的内壁与螺套头部711外壁之间形成的沿脱水筒体5轴向由内至外逐渐缩小的间隙，这样物料在一定阻力下由碎物料出口62挤出，阻力大小与螺套头部711和筒体端盖84的内壁之间形成的间隙大小相关，间隙越小，阻力越大，挤出的物料越干。

换句话说，碎物料出口62为扩形喇叭口，螺套头部711的外廓形与该扩形喇叭口适应，通过旋转调节螺柱72调节螺套头部711向左伸入筒体端盖内筒的深度，从而调节缩小筒体端盖84的内壁与螺套头部711的外壁之间的间隙，该间隙越小，则含水纤维碎物料在碎物料出口62的排出速度就越慢，含水量越小，这样源源不断来自碎物料进口61的含水纤维碎物料在脱水机构8的挤压和推送下依次到达碎物料出口62，累积在碎物料出口62而未被排出的含水纤维碎物料不断受到挤压，水份被不断挤出。

本发明的第二预处理装置对经第一预处理装置破碎后的含水纤维物料脱水的工作过程如下：

如图1所示，根据实际需要来调节好螺套头部711的外壁与筒体端盖84内壁之间的间隙，即碎物料出口62的开度，使含水纤维碎物料从碎物料进口61进入脱水筒体，螺旋叶片83在向碎物料出口62输送含水纤维碎物料同时对其逐渐挤压脱水，经脱水的纤维碎物料源源不断被输送到碎物料出口62，并从间隙内挤出，落入下方的干料槽110内。

本发明除了提供如上所述的后厨剩余物的预处理设备之外，还提供一种采用如上所述的设备对后厨剩余物预处理的方法，该方法采用如下步骤依次进行处理：

使含水纤维物料由第一预处理装置的进料口进入第一预处理装置，经至少一组破碎输送刀具，在对其破碎的同时将其推送至出料口；

经破碎的含水纤维物料，由第二预处理装置的碎物料进口进入第二预处理装置，经脱水机构进行螺旋挤压而得以脱水处理后，由碎物料出口排出。

具体的，本发明的预处理方法包括如下步骤：

s01、使含水纤维物料由第一预处理装置的进料口进入第一预处理装置，经至少一组破碎输送刀具，在对其破碎的同时将其推送至出料口

首先，启动破碎输送机构，以通过电机42使转轴32高速旋转；

接着，将含水纤维物料推入机架1上部设置的推送口11，使得物料可以沿倾斜的导板12移动至进料口21并被送入到破碎输送筒体2内；

然后，通过在转轴32上沿轴向安置的数组的数个破碎刀33对进入到破碎输送筒体2内的物料进行依次切割破碎并向进料口22方向推送；

最后，推送到出料口22处的被切割破碎后的物料落入位于出料口22下方的碎物料进口61内，由此完成了对含水纤维物料的破碎处理。

s02、经破碎的含水纤维物料，由第二预处理装置的碎物料进口进入第二预处理装置，经脱水机构进行螺旋挤压而得以脱水处理后，由碎物料出口排出。

当被切割破碎后的物料(即含水纤维碎物料)从出料口22落入位于出料口22下方的碎物料进口61内时，含水纤维碎物料即由碎物料进口61进入到脱水筒体内；

通过脱水筒体内的螺旋叶片83向碎物料出口62输送含水纤维碎物料，且在螺旋叶片83输送含水纤维碎物料的同时对其逐渐挤压脱水；

经脱水的纤维碎物料源源不断被输送到碎物料出口62处，并从螺套头部711的外壁与筒体端盖84内壁之间的间隙内挤出；

从间隙内挤出的经脱水的纤维碎物料落入位于碎物料出口62下方的干料槽110内，而从含水纤维碎物料中脱出的水份通过位于脱水筒体5下方的集液槽100收集。

需要说明的是，在推送到出料口22处的含水纤维碎物料未落入碎物料进口61之前，需根据实际需要调节好螺套头部711的外壁与筒体端盖84内壁之间的间隙，即碎物料出口62的开度，该调节过程可以在启动破碎输送机构之前进行。

综上所述，与现有技术相比，本发明后厨剩余物预处理设备及方法具有如下优点：

1、本发明首先通过第一预处理装置对含水纤维物料进行破碎，被破碎后的含水纤维物料再经过第一预处理装置的物料出口直接进入第二预处理装置进行脱水，实现对含水纤维物料的依次破碎、脱水处理，第一预处理装置与第二预处理装置上下依次布置使得设备结构紧凑，且由第一预处理装置破碎后的物料依靠自重顺利进入第二预处理装置进行脱水，使得整个破碎、脱水过程自动完成，不但能够更有效地进行后厨剩余物的脱水，而且大大降低了劳动强度，提高了工作效率；

2、本发明的第二预处理装置在输送含水纤维物料的过程中同时对含水纤维物料进行挤压脱水，脱水效率高；

3、本发明的第二预处理装置设置脱水调节机构，可根据需要随时调节碎物料出口的大小，从而随时调节对含水纤维物料的脱水率；

4、本发明的后厨剩余物的预处理设备，通过上下布置的第一预处理装置和第二预处理装置，首先破碎混合有韧性较大的大葱叶、洋葱叶、香蕉皮、冬瓜皮、西瓜皮等物质的蔬菜水果后厨剩余物，然后彻底脱除经破碎的蔬菜水果剩余物中70％以上的水分以获得较干纤维物，因此能通过结构紧凑的设备来完成包含物较复杂的后厨剩余物的预处理，预处理能力强且脱水效果好，不但大大提高了后续转化有机肥的效率并显著降低了能耗，还避免因后厨剩余物中过长纤维物堵塞搅拌装置而导致的设备维修成本高的问题，设备可广泛用于集中就餐场所的后厨剩余物的就地处理，避免环境污染。

尽管上述对本发明做了详细说明，但本发明不限于此，本技术领域的技术人员可以根据本发明的原理进行修改，因此，凡按照本发明的原理进行的各种修改都应当理解为落入本发明的保护范围。