用于处理厨房废物的方法和装置以及厨房废物生成物

申请号 CN201180052275.4 申请日 2011-10-26 公开(公告)号 CN103249500B 公开(公告)日 2016-04-20
申请人 沃罗有限公司; 发明人 杰里米·卡斯卡特;
摘要 描述了处理废物例如来自厨房的食品废物的方法,其中在厨房场所的装置接收废物, 粉碎 所接收的废物以提供粉碎的废物,使粉碎的废物脱 水 以提供脱水的废物,压紧脱水的废物以产生压紧的废物;以及提供经处理的废物以等待收集。
权利要求

1.一种用于处理厨房废物的装置,所述厨房废物包括在厨房场所处的食品废物,所述装置包括:
入口,其用于接收所述厨房废物;
粉碎器,其粉碎所接收的废物以提供粉碎的废物;
设备,其使粉碎的废物脱水以提供脱水粉碎的废物;
压紧器,其压紧脱水粉碎的废物,以提供压紧的脱水粉碎的废物;以及出口,其提供经处理的废物以准备好收集,
所述装置还包括在所述压紧器的出口处的,所述阀在打开位置和关闭位置之间可移动,所述打开位置用于允许压紧的脱水粉碎的废物通过且所述关闭位置用于清洗循环;以及
控制系统,以便开始清洗循环,使清洗液体穿过所述压紧器、脱水设备和粉碎器中的一个或多个,并通过出口排泄孔排出用过的清洗流体
还包括传感器,以感测待处理的废物的存在,从而能够在不再探测到所述装置中存在废物时开始清洗循环。
2.如权利要求1所述的装置,还包括:
提供干燥剂以与压紧的废物混合的设备,以及混合器,所述混合器混合压紧的废物与干燥剂使得在使用中所述经处理的废物作为粘结的废物颗粒被提供。
3.如权利要求2所述的装置,还包括容纳所述干燥剂的储料器,和上料机构,所述上料机构用于从所述储料器分配所述干燥剂以用于输送从而与压紧的废物混合。
4.如权利要求2所述的装置,其中所述混合器包括容纳至少一个可旋转叶片构件的混合室。
5.如权利要求1、2、3或4所述的装置,其中所述入口具有在关闭位置和打开位置之间可移动的盖,且所述入口与具有出口的储料器连通,该储料器出口通过机构与所述粉碎器连通,且其中所述门机构和所述盖互,使得只有当所述盖在所述关闭位置时所述门机构才打开来将食品废物供应到所述粉碎器,并使得只有当所述门机构关闭时所述盖可打开以允许用户将食品废物添加到具有出口的所述储料器。
6.如权利要求1到4中任一项所述的装置,其中所述粉碎器包括限定间隙的至少一对相反地旋转的从动刀或叶片承载轴,废物被迫穿过所述间隙。
7.如权利要求1到4中任一项所述的装置,其中所述粉碎器包括接收室以将废物输送到所述脱水设备,所述接收室具有用于搅拌和/或引导所述废物的搅拌构件。
8.如权利要求7所述的装置,其中所述搅拌构件被成形为将废物推到所述脱水设备中。
9.如权利要求1到4中任一项所述的装置,其中所述脱水设备包括具有壳体的阿基米德螺杆,所述壳体具有用于使水出来的孔。
10.如权利要求1到4中任一项所述的装置,其中所述压紧器包括具有螺杆螺纹和芯部的阿基米德螺杆,且其中设置以下中的至少一项:所述芯部在直径上从所述阿基米德螺杆的入口向所述阿基米德螺杆的出口增加;以及所述阿基米德螺杆的螺距从所述阿基米德螺杆的所述入口向所述阿基米德螺杆的所述出口减小。
11.如权利要求10所述的装置,其中所述压紧器具有围绕所述螺杆的壳体,所述壳体包括被布置以打开从而允许清洗的铰接外壳
12.如权利要求1到4中任一项所述的装置,其中所述脱水设备和所述压紧器包括具有被布置在芯部上的螺杆螺纹的阿基米德螺杆,所述芯部彼此耦合或者是整体或一体的。
13.如权利要求1到4中任一项所述的装置,其中所述压紧器包括压紧器输送器,所述压紧器输送器配置成抵着所述压紧器输送器的壳体压紧废物,使得当所述废物沿着所述压紧器输送器被输送时,所述废物形成越来越薄的压紧或压实的废物材料的环。
14.如权利要求1到4中任一项所述的装置,其中所述压紧器包括具有芯部或轴的螺旋压紧器输送器,所述芯部或轴在废物被所述螺旋压紧器输送器输送的方向上向外扩展,使得当废物沿着所述螺旋压紧器输送器被输送时,所述废物抵着所述螺旋压紧器输送器的壳体变得越来越被压紧或压实。
15.如权利要求13所述的装置,其中压释放间隙或空间在所述压紧器输送器之后。
16.如权利要求1到4中任一项所述的装置,其中所述脱水设备和所述压紧器包括在清洗循环期间以相反的方向可驱动的螺旋输送器。

说明书全文

用于处理厨房废物的方法和装置以及厨房废物生成物

技术领域

[0001] 本发明涉及用于处理废物特别是例如在家用厨房中或在工业或商用厨房或饭店中的食品废物的方法和装置。这样的食品废物可以是煮好的或未煮的食物,并且可以是例如来自煮好的餐食的残留物、留在盘子上的食物或来自食物准备的废物。

背景技术

[0002] 厨房废物的收集和处置引起了日益增多的问题。这样的废物通常周期性由本地垃圾服务收集并通过焚化或填埋来处置。
[0003] 已经有了用于处理收集的废物的各种提议。作为例子,US5,302,331描述了各种收集的废物材料——包括吃剩的食品——使用包括可旋转卷筒和在卷筒内旋转的叶片的锤式粉碎机来被粉碎的过程。粉末状垃圾然后从卷筒移除并传送到混合容器,其中它通过添加而被调成浆。通过添加生物固定剂例如石灰、薄浆、木材油灰、粘合剂石膏或波特兰水泥例如石灰、波特兰水泥和沙子的混合物来抑制细菌生长。浆状混合物可被在模子中铸造以设置为
[0004] 在收集之后无论执行什么处理,当等待收集时,未处理的废物易于吸引害虫和降解,产生令人不快的气味和潜在地产生健康危险。

发明内容

[0005] 本发明的实施方式提供对于厨房或饭店废物特别是在厨房或饭店的地点现场的食品废物的处理。
[0006] 本发明的实施方式提供在方便由住户或小商业机构例如饭店或旅馆使用的规模上对厨房废物的处理,所以使他们能够处理其自己的废物并去除了贮存未处理的废物用于收集的需要。
[0007] 本发明的实施方式提供了处理厨房或食品废物的方法,该方法包括使用装置来处理在废物被产生的场所处的废物,所述装置粉碎所接收的废物以提供粉碎的废物、使粉碎的废物脱水以提供脱水的废物、压紧脱水粉碎的废物并提供包括海绵状颗粒材料的经处理的废物用于贮存、收集或其它处置。
[0008] 可选地,该方法还包括该装置混合压紧的废物与粉末以在提供经处理的废物之前抑制细菌感染。
[0009] 在实施方式中,该方法还包括从多个场所收集经处理的废物并处置所收集的经处理的废物。
[0010] 处置可包括将经处理的废物输送到处理设备。作为另一可能性,经处理的废物可被输送到废物处理地点用于处理,例如作为填埋。
[0011] 本发明的实施方式提供用于处理厨房废物以便以废物颗粒的形式稳定等待收集的废物的方法,其包括粉碎废物以提供粉碎的废物,使粉碎的废物脱水以提供脱水的废物,压紧脱水的废物以产生压紧的废物,并混合压紧的废物与粉末例如粘结性粉末以形成废物颗粒。
[0012] 本发明的实施方式提供经处理的废物生成物,该生成物包括以碎屑状、颗粒或海绵颗粒形式的粉碎的、脱水的且压紧的厨房废物,所述厨房废物例如食品废物。
[0013] 本发明的实施方式提供稳定的、无腐烂的、本质上无气味的且对有害生物例如老鼠无吸引或是有害生物例如老鼠不可食用的经处理的废物。因此,经处理的废物不需要被频繁地收集。因此,废物收集可在频率上降低到任何期望的水平,例如每四个星期一次。
[0014] 本发明的实施方式提供用于接收包括食品废物的家庭或公共餐饮行业厨房废物并将其转换成干燥的、抗腐烂的颗粒形式的装置。颗粒产品是稳定、干燥和容易贮存的以等待由收集机构收集和随后处置。
[0015] 本发明的实施方式提供用于处理厨房废物的装置,所述厨房废物包括在厨房场所处的食品废物,该装置包括用于接收所述厨房废物的入口、粉碎所接收的废物以提供粉碎的废物的粉碎器、使粉碎的废物脱水以提供脱水粉碎的废物的脱水设备、压紧脱水粉碎的废物的压紧器、以及提供经处理的废物以准备好收集的出口。
[0016] 本发明的实施方式提供用于对包括食品废物的厨房废物进行批处理的装置,该装置包括用于接收食品废物的入口、粉碎所接收的废物以提供粉碎的废物的粉碎器或粉碎设备、使粉碎的废物脱水以提供脱水的废物的脱水器或脱水设备、以及压紧脱水的废物以产生压紧的废物的压紧器。可选地,可提供输送设备以输送将通过混合器与压紧的废物混合以形成废物颗粒的粉末。
[0017] 废物入口可与具有出口的储料器(hopper)连通,出口通过机构与粉碎器连通。入口可具有在关闭位置和打开位置之间可移动的盖,且门机构和盖可互,使得只有当盖在关闭位置时门机构才打开来释放食品废物以从门机构穿过而到达粉碎器,并使得只有当门机构关闭时盖才可打开以允许用户将食品废物添加到储料器。
[0018] 粉碎器可包括至少一对可相反地旋转的从动刀或叶片承载轴,其限定废物被迫穿过的间隙(nip)。刀的剁/切动作的效果可以是将废物在其最大尺寸上减小到不大于4mm、优选地不大于2mm的颗粒。
[0019] 在实施方式中,提供接收室以接收粉碎的废物并将粉碎的废物输送到脱水器。接收室可具有用于搅拌粉碎的废物并将废物移置到脱水器中的从动搅拌构件。
[0020] 从动搅拌构件可被成形为推动粉碎的废物以进入脱水器或脱水设备。作为例子,从动搅拌构件可具有叶片,叶片具有相对于水平线倾斜的弦,每个叶片的前缘在其后缘之上。
[0021] 脱水器可包括在螺杆壳体中的阿基米德螺杆(Archimedean screw),螺杆壳体具有在上游位置处的粉碎的废物的入口和在下游位置处的脱水的废物的出口、以及沿着壳体的长度在入口和出口之间允许水从其出来的口或孔。该螺杆的螺距、外直径和芯部直径(core diameter)可以每个是恒定的,使得废物实质上此时不被压紧。可选地,螺距可逐渐减小或芯部的直径可逐渐增加以强加较大的压紧度,但是这个阶段的主要目的是脱水而不是压紧。
[0022] 压紧器可包括具有成螺旋形地布置在芯部之上的螺杆螺纹的阿基米德螺杆,芯部具有从螺杆的入口端向出口端增加——在一个实例中逐渐扩大——的直径。作为另一可能性或此外,阿基米德螺杆可具有从入口端向出口端减小的螺杆螺距,但是减小螺杆螺距可能减小螺杆输送材料的能力。在压紧过程期间施加的压力和在压紧过程期间通过摩擦产生的热帮助干燥正被处理的材料,并可有助于通过杀死细菌来给废物消毒。如果需要,可提供热源以帮助干燥。
[0023] 压紧器可具有壳体,其包括两个铰接的外壳以提供用于通过清洗流体清洗的通路,且也许还允许减轻由不注意地穿过机器的这个部分的不可压紧的物体引起的过大压力。
[0024] 在实施方式中,脱水器包括在螺杆壳体中运转的脱水阿基米德螺杆,其具有在圆柱形芯部周围的螺杆螺纹,压紧器包括具有在芯部周围的螺杆螺纹的压紧阿基米德螺杆,其中这两个芯部彼此纵向地连接或是单一或整体的。
[0025] 在实施方式中,装置包括容纳剂以帮助干燥正被处理的材料的储料器和用于从储料器分配干燥剂用于与压紧的废物混合的上料机构。
[0026] 剂将通常是粉末或细颗粒材料,并且可以是从健康和安全以及环境立场可接受的任何材料,即,适合于在装置内处理并便于干燥正被处理的废物材料以产生颗粒或微粒处理的输出的材料,所述颗粒或微粒处理的输出可被贮存用于多个星期的等待收集。
[0027] 在实例中,剂可以是或包括诸如石灰或水泥的材料,其当与正被处理的材料混合时可根据正被处理的材料的水分含量引起放热反应,产生可帮助干燥正被处理的材料的热。可使用任何适当形式的水泥。
[0028] 剂可包括或包含帮助混合过程的研磨剂,并可帮助产生颗粒或微粒处理的废物输出。研磨剂的例子是相对硬的、化学上相对惰性的微粒材料,例如碎、碎石和/或沙子。
[0029] 剂可包括或包含结合剂以帮助产生颗粒或微粒处理的废物输出。
[0030] 在实例中,剂可包括水泥例如波特兰水泥、生石灰和细碎的二氧化硅或水凝灰浆混合物中的至少一种。
[0031] 在实例中,剂可以是可包括二氧化硅(其可以是结晶二氧化硅,例如碎石)、熟石灰(CaOH2)和酸盐(例如,白石)的水凝灰浆混合物,可选地具有某种聚合物胶乳例如丁苯胶乳。
[0032] 在实例中,剂按重量%可以是或可包括碎石英60%、熟石灰30%、SBR胶乳5%和白云石5%。
[0033] 作为另一可能性,剂可包含水泥,在一个实例中是波特兰水泥。它还可包含生石灰。它还可包括细混凝料,例如细砂、适当地细的石英砂。
[0034] 一种适当的基于波特兰水泥的粘结性粉末是玻璃块灰浆(GBM)。一般GBM按照重量%包含50-65%的结晶二氧化硅、20-32%的波特兰水泥、0-5%的胶乳聚合物、0-5%的白云石(或其它碳酸钙、碳酸镁或其混合物)和0-1%的洗涤剂,例如磺酸钠。胶乳聚合物适当地是醋酸乙烯酯、SBR(苯乙烯-丁二烯)或丙烯酸酯。
[0035] 可在废物材料的处理中在适当的阶段添加杀菌剂。干燥剂可以可选地包括可作为干燥粉末被添加的、例如添加有干燥剂或作为干燥剂的一部分被添加的杀菌剂,或包括可被添加到原始废物或在添加到干燥剂之前在另一阶段添加的液体杀菌剂。硫酸(或其它铜盐)是将被用作干燥粉末或较不优选地在溶液中的优选杀菌剂。其它可能的杀菌剂包括木材防腐剂
[0036] 在干燥剂被使用的场合,于是在实施方式中目的是使脱水器输出具有适合于待使用的干燥剂的量的水含量的材料,使得适当地干燥的颗粒将在过程结束时产生。
[0037] 混合器可包括包含至少一个可旋转叶片构件的混合室。
[0038] 装置可包括执行清洗循环的功能,其响应于清洗循环的开始而使清洗液体经过脱水器、压紧器和粉碎器中的一个或多个,并使用过的清洗流体经由出口排放口排出。
[0039] 脱水器和压紧器可包括可在清洗循环期间在相反方向上运转的螺旋输送器。
[0040] 装置可包括一个或多个传感器以当在废物被处理之后不再被探测到在装置中存在废物时实现清洗循环的自动开始。
[0041] 可设置在压紧器的出口和混合器之间,该阀在打开位置和关闭位置之间可移动,在打开位置,出口与混合室连通,而在关闭位置,出口与混合室隔离开。混合室与废物所采取的路径的上游部分的隔离使那些部分能够被冲洗,同时混合器保持干燥。附图说明
[0042] 现在将作为例子参考附图描述本发明的实施方式,其中:
[0043] 图1示出体现本发明的装置的功能方框图
[0044] 图2示出说明体现本发明的过程的流程图
[0045] 图3示出体现本发明的装置的一个例子的功能图;
[0046] 图4示出体现本发明的装置的接收室的例子的透视图;
[0047] 图5示出体现本发明的装置的压紧器的螺旋输送器的护罩在打开位置的透视图;
[0048] 图6示出进入体现本发明的装置的混合室的材料的样本的照片;
[0049] 图7示出由体现本发明的装置输出的经处理的废物的样本的照片;以及[0050] 图8示出由体现本发明的装置输出的经处理的废物的样本的照片,其中干燥剂从处理中省略。

具体实施方式

[0051] 现在参考附图,图1示出体现本发明的装置的例子的功能方框图。
[0052] 该装置具有适合于放置在家用、工业或商用厨房内的尺寸。在装置被设计成处理家庭食品废物的场合下,则它可以是300mm(毫米)宽和500mm深,并设计成安装在通常的厨房操作面下。作为另一可能性,装置可具有类似于洗碗机洗衣机的尺寸(例如,具有500mm x500mm或600mm x600mm覆盖区)。当装置用在工业或商业环境中时,则它可以更大。
[0053] 如图1所示,装置具有壳体10,壳体10具有废物入口120以允许用户向安装在壳体内的废物接收器140装填厨房废物,特别是食品废物例如残余的煮过或未煮的食物、保留在盘子上的煮过或未煮的食物以及在食物准备期间产生的食物碎片或皮。
[0054] 废物接收器140被耦合成向粉碎器200供应所接收的废物以产生粉碎的废物。粉碎器200被耦合成向脱水器500供应粉碎的废物。脱水器500被耦合成将脱水的废物材料输出到压紧器501,压紧器501被提供来压紧脱水粉碎的废物并供应压紧脱水粉碎的废物。压紧脱水粉碎的废物可直接供应到装置的出口920。
[0055] 装置具有粉末接收器801,其被耦合成从粉末入口800接收干燥剂,通常粉末,并向混合器880供应干燥剂,混合器880被提供来在输出之前混合压紧脱水粉碎的废物与粉末。干燥剂的目的是增大干燥度和因此增加最终产生的经处理的废品的寿命,使它能够被贮存用于收集。
[0056] 当然将认识到,图1仅用来表示所提供的功能,且图1所示的功能部件实际上不需要必须是分离的部件。作为例子,脱水器和压紧器可由同一部件提供。
[0057] 在如图2所示的操作中,用户将食品废物(如上所述)放置在废物接收器140中(S1)。废物可暂时贮存在那里,同时另外的废物不时地被添加。用户也向粉末接收器801装填干燥剂。
[0058] 当装置由用户启动时,食品废物从废物接收器140供应到粉碎器200,且粉碎器被驱动以将食品废物剁、切和碾成具有与面包屑的尺寸和稠度相似的尺寸和稠度的微粒或颗粒(S2)。粉碎器可包括一个或多个切削叶片。
[0059] 粉碎的废物传递到脱水器500,其中粉碎的废物在输送到压紧器501(S4)之前被脱水和稍微压紧(S3)。脱水器500可设计成使得例如根据原始水含量,废物的重量的50-70%作为液态水被移除。压紧器可设计成将废物置于高压下,例如在5MPa–35MPa的范围内或更高例如400MPa,并可使它受到摩擦加热,导致温度升高,温度升高可以是例如
7-10摄氏度,这取决于正被处理的食品废物。废物可被加热(例如通过与热水源的热交换)。
在实例中,脱水器和压紧器可由螺旋输送器的相应区段提供,其中至少在高压区段中,例如连续地朝着其后端,即在废物被输送的方向上使芯部的直径增加和/或使输送器螺杆的螺距减小,以便在废物由螺旋输送器运输时压紧废物。
[0060] 粉碎的、脱水的和压紧的废物现在可具有糊状稠度和按照重量一般为大约30%、优选地25%的水含量。
[0061] 在提供的场合下,剂将通常是粉末或细颗粒材料,并且可以是从健康和安全以及环境立场可接受的任何材料,其适合于在装置内处理并便于干燥正被处理的废物材料,以产生颗粒或微粒处理的输出物,所述颗粒或微粒处理的输出物可例如被贮存用于多个星期的等待收集。
[0062] 在粉末被供应的场合,来自粉末接收器801的粉末和从压紧器输出的压紧脱水粉碎的废物由混合器混合(S6)并被供应到输出(S7)。在实例中,粉末可被供应以根据食物类型按照体积百分比提供25-35%的废物与粉末的比。对于家用装置,粉末接收器可容纳大约1Kg(公斤)的干燥剂,其可足以处理平均一星期的家庭食物。混合器还进一步起作用来切削或切碎废物材料。
[0063] 在实例中,剂可以是或包括诸如石灰或水泥的材料,其当与正被处理的废物混合时可根据正被处理的废物的水分含量引起放热反应,产生可帮助干燥正被处理的废物的热。可使用任何适当形式的水泥。
[0064] 剂可包括或包含帮助混合过程的研磨剂,并可帮助产生颗粒或微粒处理的废物输出。研磨剂的例子是相对硬的、在化学上相对惰性的微粒材料,例如碎二氧化硅、碎石和沙子中的至少一个。剂可包括或包含帮助产生颗粒或微粒处理的废物输出的研磨剂。
[0065] 作为例子,粉末可以是性的或基于石灰的粉末,例如粘结性粉末、生石灰、水凝灰浆混合物。水凝灰浆混合物的例子可包括二氧化硅(其可以是结晶二氧化硅,例如碎石)、熟石灰(CaOH2)和钙镁碳酸盐(例如,白云石),可选地有某种聚合物胶乳例如丁苯胶乳。在特定的实例中,水凝灰浆按重量%可包括碎石英60%、熟石灰30%、SBR胶乳5%和白云石5%。
[0066] 在实例中,粘结性粉末可包括波特兰水泥。粘结性粉末还可包含生石灰和细混凝料(例如细砂、适当地细的石英砂)中的一个或两个。
[0067] 一个适当的基于波特兰水泥的粘结性粉末的例子是玻璃块灰浆(GBM)。一般GBM按照重量%包含50-65%的结晶二氧化硅、20-32%的波特兰水泥、0-5%的胶乳聚合物、0-5%的白云石(或其它碳酸钙、碳酸镁或其混合物)和0-1%的洗涤剂,例如萘磺酸钠。胶乳聚合物可以是醋酸乙烯酯、SBR(苯乙烯-丁二烯)或丙烯酸酯。
[0068] 在混合之后,废物和粉末将形成包括在尺寸上是大约1-2mm的微粒的经处理的废物输出,且所述微粒相当干燥且因此形成被提供到出口920的可流动粗粉。在粉末包括水泥和/或生石灰的场合,在粉末和潮湿的食品废物之间的化学反应产生使干燥时间加速的热,随着温度的增加而压实,导致逐渐沉下或变硬(类似于水泥“下降”)以产生可流动粗粉的微粒材料。出口920可包括滑道94,并可将可流动粗粉输送到适当地由纸或其它生物可降解材料制成的袋或其它容器中。对于家庭使用,袋可具有与真空吸尘器袋相似的尺寸。
[0069] 由装置输出的经处理的废物可以被置于一旁用于将来处置,因为它相当无气味的且不受变湿影响。经处理的废物因此可被贮存,而没有等待收集的问题。
[0070] 可在废物材料的处理中的适当阶段添加杀菌剂。剂可以可选地包括杀菌剂,杀菌剂可作为干燥粉末被添加,例如添加有干燥剂或作为干燥剂的一部分被添加,或液体杀菌剂可被添加到原始废物或在添加到干燥剂之前在另一阶段添加。硫酸铜(或其它铜盐)是优选杀菌剂以被用作干燥粉末或较不优选地在溶液中。其它可能的杀菌剂包括木材防腐剂
[0071] 现在将参考图3、4和5描述根据本发明的食品废物处理装置的例子,在图3中示出说明装置的各种功能部件的例子的功能图,它们如何协作以及各种材料如何穿过装置。在本例中,装置设计成接收食品废物并在六个阶段中处理它以作为最终产品产生干燥的颗粒材料。
[0072] 废物接收
[0073] 在本例中,废物入口是以壳体10的用户可操作的门12的形式。门12可例如被铰接或可滑动以用于打开。门12给出到废物接收器的通路,废物接收器在本例中是储料器14。
[0074] 储料器14具有铰接的或可枢转的壁构件22(在图3中只有一个壁构件是可见的),其在关闭位置和打开位置之间可移动,在关闭位置,储料器保留废物,而在打开位置,储料器将废物排出到粉碎器。
[0075] 可枢转侧壁构件20通过耦合到装置的传动机构180(见下文)的任何适当的机构(未示出)——在本例中通过曲柄机构——绕着轴24a可枢转。
[0076] 储料器14的侧壁构件20因此在第一向下关闭位置和第二向下打开位置之间可移动。因此当侧壁构件20在第二向下打开位置时,废品从储料器释放到粉碎器中,而当侧壁构件20在第一向下关闭位置废物时,壁构件压在位于它们之下的食品废物上以便于粉碎。
[0077] 在储料器14打开以将废物排出到粉碎器或粉碎设备中之前,互锁机构(未示出)确保盖或门12被锁住。
[0078] 粉碎设备
[0079] 在本例中,粉碎器或粉碎设备具有在储料器侧壁构件20之下的两个平行的相反地旋转的轴44和46。每个轴44、46承载配置成随着其轴44、46旋转的一排装有叶片的叶轮48。例如,装有叶片的叶轮48可用键锁上用于随着其相应的轴44、46旋转。作为另一可能性,轴44可具有非圆形横截面,例如八边形。这两个轴44和46的叶轮48互相啮合和旋转,以便在轴44和46之间向下抽送废物。每个装有叶片的叶轮48具有刀齿(例如八个),其作为例子可被成形为使得每个齿的远端旋转地位于将齿根一分为二的半径后面,齿的前缘凸状弯曲以用于穿过食品废物的大镰刀切割动作。相反地旋转的轴44和46限定在操作中废物被迫穿过的间隙。刀具的剁/切动作的效果可以是将废物在其最大尺寸上减小到不大于4mm、优选地不大于2mm的颗粒。
[0080] 在本例中,接收室50设置在装有叶片的叶轮48之下以接收粉碎的废物并将粉碎的废物输送到脱水器。接收室可具有用于搅拌粉碎的废物并将废物移置到脱水器中的从动搅拌构件。
[0081] 图4示出接收室50的例子。在图4所示的例子中,接收室可具有圆柱形侧壁52和底板或底壁54。由驱动器180可驱动的可旋转轴62从前到后穿过室50延伸,并在室50的中心轴处操作齿轮箱64以驱动携带一对向外(沿室50的径向,在室50是圆柱形的情况下)延伸的搅拌臂68的向下延伸的轴66,搅拌臂68恰好位于室50的底壁54之上。
[0082] 搅拌臂68可被成形为推动粉碎的废物以进入脱水器。作为例子,从动搅拌构件可具有叶片,叶片具有相对于水平线倾斜的弦,每个叶片的前缘在其后缘之上。
[0083] 脱水器和压紧器
[0084] 接收室50的底壁54具有在其整个宽度上延伸(在图3中从右到左)的半圆柱形凸起56,在其顶部上是开口58(其可以是矩形的)。
[0085] 两段式第一阿基米德螺旋输送器60的向后延伸(向图3的左边)的第一低压段60a在室50之下运转。第一低压段60a包括在圆柱形壳体中运转的螺旋构件,圆柱形壳体具有在其中与矩形开口58配合的顶部开口59。螺旋输送器的第一段的圆柱形壳体(或护罩)600在其下侧上被穿透有孔63以允许水从废物挤压出以使废物脱水。在本例中,孔是2mm孔,但是可使用其它尺寸的孔,只要它们使水而不是废物能够离开。在螺旋输送器的第一段的圆柱形壳体的穿孔区和顶部开口59的右边(在图3中)具有在壳体中的面向下的开口61(其在本例中可以是矩形的)。该开口61用于在清洗操作期间使用并用于在螺杆相反运转时允许输送器中的材料出去,以朝着开口61驱动这样的材料。
[0086] 第一阿基米德螺旋输送器60的这个第一低压段60a的螺距、外直径和芯部直径可以每个是恒定的,使得废物实质上此时不被压紧。然而可选地,螺距可逐渐减小和/或芯部的直径可逐渐增加以施加较大的压紧程度,但是这个段的主要目的是脱水而不是压紧。
[0087] 在室50的后面(图3中的左边),螺旋输送器60的第二段60B被形成为高压区。在螺旋输送机的第一段60A中,螺杆包括在恒定直径芯部上的恒定螺距的螺旋螺纹。在第二段60B中,螺杆包括承载恒定螺距的螺旋形螺杆螺纹的(向后)逐渐扩大的横截面的芯部,以便便于压紧。在家用尺寸的单元中,螺旋输送器的第一段的恒定直径芯部可在长度上例如为120mm,而在螺旋输送器的第二段中,逐渐扩大的芯部可具有250mm的长度。芯部可在其恒定直径部分具有15mm的直径,在第二区段中扩大到30mm。螺杆的总直径可以是35mm。高压区可具有锥度和操作速度,以便产生4,000巴(58,000psi)的压力。在这个段的水分或水含量按照重量可以是25%。
[0088] 在螺旋输送器的第二段60B中,螺杆包含在护罩70内,护罩70可为了清洗目的而打开。图5示出在打开位置上的护罩70的例子。如图5所示,护罩70由两个中空半圆柱形外壳72、74组成,外壳72、74由相应的臂76支承,相应的臂76被铰接以用于绕着平行于护罩70并在护罩70之上延伸的轴78运动。外壳在第一关闭位置和图5所示的第二位置之间可移动,在第一关闭位置,它们形成围住螺杆的护罩70,在第二位置,螺旋是可接近的,用于清洗。在未示出的中间位置上,在护罩内的压力被释放,且任何截留的固体物品可向下排出,如下面更详细地描述的。
[0089] 铰接的外壳72、74因此提供用于通过清洗流体清洗的通路,并且也可允许减轻由不注意地穿过机器的这个部分的不可压紧的物体引起的过大压力。
[0090] 螺旋输送器的第二段的护罩70本身包含在圆柱形冲洗室170内,清洗流体被送到冲洗室170,如下所述。
[0091] 粉末接收器
[0092] 在本例中,粉末接收器是布置到储料器14的后壁的后部的粉末储料器80。粉末储料器80在其顶部开口处具有用户可打开的门82,其可以在工作中例如被铰接或滑动。粉末滑道84从粉末储料器80的底部向下延伸,粉末滑道84与第二阿基米德螺旋输送器86的护罩中的面向上的开口连通。
[0093] 混合器
[0094] 圆柱形混合室88位于第一螺旋输送器的第二段后面,第二螺旋输送器86经由口90排空到圆柱形混合室88的顶部内,使得来自第一螺旋输送器60的脱水的、粉碎的食品废物和来自储料器80的粉末会合,且通过大直径混合螺杆89混合并输送到混合室的后部。
[0095] 出口
[0096] 混合的废物经由其底部中的口92离开混合室88,并落到锥形滑道94中,混合的废物从锥形滑道94由第四螺旋输送器96向前驱动(向图3中的右边)以经由口部98离开而进入保留在袋托盘100中的袋101,袋托盘100可通过从壳体10的前面滑出而从装置移除。托盘100可具有可帮助干燥过程的导热(例如,金属)底部。
[0097] 清洗
[0098] 在第一螺旋输送器的第一段之下有过滤器托盘102,其在其顶部开口上具有可例如由线或塑料制成的筛网过滤器104。托盘102可从装置的前面滑出用于清洗。
[0099] 规定了清洗循环,其用于穿过装置的遇到湿食品废物的那些部分进行清洗,同时保持装置的使来自储料器80的粉末穿过的部分干燥。因此,装置可在概念上分成“湿部分”和“干部分”。“干部分”是粉末穿过的部分,并包括粉末储料器80、螺旋输送器86、混合室88和从其到收集袋101的路径。“湿部分”包括食品废物的一直到其与粉末混合的整个路径。只有“湿部分”在清洗循环中被清洗。
[0100] 水入口在110处设置到清洗泵112,水从清洗泵112被引导到设置在装置的后部处与混合室88相邻的热水筒体150。电加热器元件152在热水筒体150内延伸。管道使热水筒体与储料器14的侧壁之上的喷雾嘴120连通,并与围绕输送器护罩70的清洗室170连通。清洗室170通过到排水孔170a的管道排出到过滤器104中,排水孔170a在过滤器104之上出来。排水管172从过滤器托盘102向后延伸到排泄砂滤器174,排泄砂滤器174经由排水泵162连接排泄出口176以连接到污水排放系统。因此,在清洗循环中使用的所有水最终经由排水管172排出到排泄过滤器174并由排水泵162逐出。
[0101] 由可旋转轴168操作的旋转球阀166位于在护罩70内的第一螺旋输送器的高压区段60B和混合室88之间。阀作为球阀可操作来防止清洗水向后前进到装置的干燥区段(混合室88)中。
[0102] 提供也具有用户可打开的盖178a的清洗溶液容器178。这将清洗溶液馈送到从热水筒体150离开的热水供给,当该热水供给穿过文氏管148时。
[0103] 控制系统
[0104] 装置的部件由控制驱动系统180的电动机驱动机构驱动。电动机驱动机构在适当时包括耦合成经由皮带传动和齿轮传动布置来驱动各种部件的电动机。为了清楚的利益,这些没有在图3中示出。作为例子,驱动机构可具有带有输出轴的齿轮箱,输出轴驱动刀或叶片承载轴44和46中的第一个,传动通过啮合小齿轮而传递到另一轴46,小齿轮连接这两个轴用于相反的旋转。螺旋输送器60、86、96和混合室螺杆89可通过耦合到电动机的皮带传动来驱动。齿轮箱64经由轴62耦合到驱动电动机。因此,作为例子,内部锯齿状传动皮带(未示出)可将在轴44和46之一的相对端处的链轮连接到在第一螺旋输送器的螺杆构件的前端上的链轮,而另一传动皮带可将来自同一齿轮箱的动力带到混合室88中的混合室螺杆和第四螺旋输送器96。
[0105] 为了简单性,在图3中未示出控制系统的电联结和传感器。提供了用于探测粉末和清洗流体的供应是否存在和托盘100中的袋是否是满的以及各种托盘和门是否被正确地关闭的各种传感器。可提供指示灯来通知用户这些传感器中的一些或全部所报告的状态。用于控制装置的操作的用户输入设备(开关和/或按钮)也没有示出。当然将认识到,耦合到电动机驱动机构的部件的操作的定时由传动比和皮带传动布置控制,以及控制系统布置成确保电动机不操作,除非门关闭且储料器包含足够的材料(废物或粉末,视情况而定)。控制系统还可在(例如通过电动机上的过度负载)探测到螺旋输送器60中的异物或过大的物体(诸如刀件或非常大的骨头)的情况下停止电动机和其它部件的操作。在这样的情况下,控制系统还可设计成自动反转螺旋输送器的操作以逐出不需要的物体或警告用户以使该用户能够启动用户输入设备来反转螺旋输送器的操作。
[0106] 控制系统可以使清洗循环自动地或响应于用户启动控制清洗循环的开始的用户输入设备而被执行。
[0107] 以与洗衣机或洗碗机的方式类似的方式,控制系统可包括机电控制系统或微处理器或计算机控制系统。
[0108] 装置的操作
[0109] 在使用中,装置在控制系统和用户的控制下如下起作用。在第一阶段中,食品废物(如上所述)由用户放置到储料器14中,且储料器门12关闭。废物可按需要暂时贮存在那里,同时另外的废物不时地被添加。粉末(如上所述)被装填到粉末储料器80中,且清洗流体(如上所述)被装填到清洗流体容器178中。
[0110] 当需要时,装置由用户启动。假定所有安全检查被满足,包括感测到食品废物门12关闭,则电动机180驱动储料器侧壁20以枢转到其打开位置,使食品废物落在正在旋转的刀轴44、46上。
[0111] 在该过程的第二阶段中,食品废物由刀轴44、46和它们携带的装有叶片的叶轮48剁、切碎和碾碎,并在尺寸上减小到大约2mm的微粒。甚至相当大的骨头也容易被处理,但如果某个物体例如刀具偶然落下,则这被感测为对主驱动电动机的运动的额外阻力。在这种情况下,电动机的过载触发电动机停止并反转。叶片通过电动机的反转而反转以排出微粒,警告通过声音或可见指示给出且该过程停止。物品可从过滤器托盘102取回,过滤器托盘102在装有叶片的叶轮48的侧面上实现到过滤器104上。
[0112] 粉碎的废物穿过装有叶片的轴44所提供的间隙被向下拖动并落到下面的废物接收室50内,其中搅拌臂68引导废物穿过出口开口58以进入第一螺旋输送器60的第一低压区段。
[0113] 在第三阶段中,废物在第一螺旋输送器60的第一低压区段60A的螺杆和其覆盖护罩之间被向后推,并被脱水且稍微压紧,从废物流出的液体穿过护罩中的孔63以经由过滤器104落到下面的过滤器托盘102中。根据废物的原始水含量,一般,废物的重量的50-70%在这里作为液态水而失去。
[0114] 从那里,废物被向后推到第一螺旋输送器60的第二高压段68B中。如上阐明的,在第二段中,螺旋输送器芯部的横截面面积例如朝着混合室连续地增加(可选地或此外,螺旋输送器的螺距例如朝着混合室连续地减小)。这引起废物的压紧,且作为结果,废物被置于高压下。在这个区段中的压力可等于25MPa–35MPa或更高,例如400MPa(兆帕斯卡)。这个第二高压区段60b可产生热,其可帮助干燥废物。该热也可用于帮助加热清洗流体。
[0115] 围绕输送器的螺杆的外壳72和74当然在这个阶段被关闭,但如果额外的压力积聚在输送器中,例如,如果不可压紧的主体使它进入过程中这么远,则外壳72和74可被迫稍微打开。如果在外壳完全关闭的情况下例如太大而不能穿过这个区段的骨头等的碎片进入输送器的这个部分,则打开外壳比如1mm将通过提供小的额外间隙来允许它穿入混合室88中。
[0116] 当粉碎的废物穿过阀160出现而进入混合室88中时,粉碎的废物现在可具有糊状稠度和按照重量一般为大约30%、按照重量优选地25%的水或水分含量,粉末从储料器80被输送到混合室88中。包含在储料器80中的粉末可以是上面提到的那些中的任一种。作为例子,粉末可以是以下的混合物:波特兰水泥、生石灰和通常作为玻璃块灰浆出售的类型的细二氧化硅,其中可选地添加有杀菌剂例如硫酸铜。废物可在混合过程期间由热水筒体150中的热水加热。
[0117] 粉末和食品废物的混合物被在过程的第五阶段中在混合室88中由混合螺杆89的螺纹切削并混合,并在处于过程的第六阶段之前逐渐被迫向后,在该第六阶段中,被迫向下穿过滑道94,沿着最后一个螺旋输送器96,并进入在袋托盘100中的适当地由纸制成的袋中。此时,废物和粉末将形成在尺寸上大约1-2mm的微粒,其相当干燥且逐渐被设置为变成可流动的粗粉。如果袋在该过程中部分地填充,则满袋传感器(未示出)将使控制系统停止装置的操作并警告用户允许安装更换袋。
[0118] 包含经处理的废物的袋可以被置于一旁用于将来处置,因为它的内容物是相当无气味的且不受变湿影响。经处理的废物因此可被贮存,而没有等待收集的问题。
[0119] 在工作循环结束时,当来自废物储料器12的所有废物被处理时,恰好在收集袋上游缺少另外的废物会由传感器(未示出)例如宽柄开关等感测。
[0120] 在食品废物储料器14具有类似于一大条面包的容量的场合下,则充满的废物储料器一般可在大约60秒内被处理。
[0121] 控制系统可使冲洗循环在工作循环结束之后的设定时间开始。当然,如果更偏好,这个自动特征可被省略且冲洗循环可被手动发起。
[0122] 在冲洗循环中,来自热水罐150的包含来自容器178的夹带清洗流体的水被抽送到储料器14的盖或门12中的喷嘴120,且控制系统使枢转侧壁20打开和关闭几次(例如,三次)以允许它们的下侧被清洗。控制系统保持枢转侧壁20打开以允许清洗叶轮48上的刀片和它们之下的湿食物处理区。
[0123] 控制系统还将使在高压输送器区中的护罩的外壳72、74打开以使水能够被供应以用于在清洗筒体170内清洗。当然将认识到,在清洗循环开始之前,控制系统使阀160(其可以是旋转球阀)关闭以防止水穿过装置的“干部分”。如图3所示,清洗水穿过排水孔170a排出到过滤器104之上的过滤器托盘102内。虽然未在图3中示出,控制系统可使清洗水在由排水泵抽送之前从过滤器托盘102再循环,并接着使清洗水被抽送而穿过“湿部分”以完成清洗循环。
[0124] 控制系统确保用户可操作的盖在清洗过程中被锁住,但在清洗过程结束时被释放且确保阀160打开,使得装置接着准备再次使用。整个清洗循环可仅持续大约1分钟40秒。
[0125] 所述装置适合于以与洗衣机或洗碗机相同的方式安装在常规家用或商用厨房中。它能够接收和处理不仅食品废物,还有基本上可能通常留在盘子上的任何东西,包括轻食品包装例如酸奶罐和食物的不能吃的部分例如水果皮和核。而且,它能够接收和处理家禽骨架和来自切成块的关节的骨头。虽然装置将成功地接收材料例如纸板包装或塑料包装并使其通过,但这不是合乎需要的,因为这样的非生物可降解材料能够被有用地再循环。而且,虽然它们将穿过装置,但它们将不会内在地包含足够的水来与上面描述的粉末正确地起反应。
[0126] 螺旋输送器中的一个或多个可由其它运输机构例如活塞布置代替,且在适当的场合,脱水和压紧可通过其它手段例如离心布置实现。可使用提供相同或相似功能的其它形式的阀、储料器和关闭机构。在上面描述的例子中,储料器14具有枢转侧壁,可使用用于使废物能够从满的储料器排出到相反地旋转的刀片上的其它适当的机构,例如滑动门布置。此外,部件的相对位置和方位不需要必须如上所述。袋101也可用另一形式的收集机构代替。
[0127] 实例
[0128] 体现本发明的装置用于处理以例如具有土豆和蔬菜以及咖喱鸡的羔羊肉主餐的形式的食品废物。图6、7和8b示出经处理的废物,其中废物是羔羊肉主餐,且食品废物与粉末的比例按照如上所述的废物与粉末体积比计算是25比35%,其中粉末是如上所述的基于波特兰水泥的粉末。图6示出说明压紧器的输出(在上面的实例中是螺旋输送器的第二阶段),即,混合室88的输入的照片,而图7示出说明被供应到袋101的经处理的输出的照片。由压紧器输出的废物具有类似于凝固的粥的稠度,而装置的实际输出是具有与如下产生的稠度相似的稠度的干颗粒材料:通过混合面粉、脂肪和糖以产生酥皮水果点心的装饰配料而产生的稠度,或在制造酥皮糕点期间在混合面粉和脂肪之后在添加水之前产生的稠度。一般,最后处理的废物具有平均大约2mm的微粒尺寸。最后处理的废品的颜色取决于“原料”(废物和粉末)的颜色,但最后产生的废物是无气味且可被贮存在厨房地点处4到6个星期或更长而甚至在夏天也不需要冷冻或冷却的干颗粒材料。实际上,在微生物感染开始之前大约四个月的存放时间被实现。
[0129] 如上所述,干燥剂包括粉末。可能将被认为是颗粒材料或颗粒且本身可能很少倾向于或不倾向于结块的或具有比可能对粉末是常见的尺寸稍微更大的微粒尺寸的干燥剂,也可以是具有可能性的,且应被认为落在如本文使用的粉末的定义内,要求是粉末帮助干燥粉碎的、脱水的和压紧的废物以及也许还有其混合和研磨。
[0130] 粉末添加到粉碎的、脱水的和压紧的废物明显帮助上面提到的干燥和存放时间的实现。在这样的存放时间是不需要的场合下,则粉末可被省略。图8示出说明当粉末被省略时被供应到袋101的经处理的输出的照片。从图7和8的比较中很明显,粉末的省略导致经处理的废品,其具有明显更大的微粒尺寸,比酥皮水果点心的装饰配料看起来更像海绵状格兰诺拉麦片,这可能部分地因为引起结块的较高水分含量而产生。
[0131] 在实施方式中,如图3所示,螺旋输送器60的第二段60B具有芯部或轴,其具有在废物被输送(即,朝着图3中的混合室88)的方向上增加的横截面面积。当废物朝着混合室88行进时,在废物的输送方向上芯部或轴的这个向外扩展使废物被抵着第二段60B的壳体的内表面压紧或压实。这产生具有在输送方向上减小的材料圈或环的厚度(在横向于废物的输送方向的方向上)的废物材料环或圈,当废物材料变得越来越被抵着第二段60B的壳体的内表面压紧或压实时。因此,当废物沿着螺旋输送器的第二段60B行进时,它被压紧或压实成越来越薄的材料圈。
[0132] 这个压实或压紧导致废物圈或环在高压第二段60B的端部处于非常高的压力下。在上面给出的实例中,这个压力为大约4000巴(58,000psi)。图6示出从第二段60B挤出的废物环或圈的例子。当废物环或圈从第二段60B挤出时,在压力上有突然的下降,这被发现能杀死废物中存在的大部分细菌。压力上的这个突然下降可通过在第二段60B的端部处的小(大约几毫米)间隙来实现。此外或作为另一可能性,压力可由混合室的混合器叶片89释放。
[0133] 在实施方式中,装置是可放置在厨房工作表面之下或位于厨房或其它房间中的方便位置处的独立装置。
[0134] 在本说明书中,除非另外明确指示,词汇“或”在当所陈述的条件中的任一个或两个满足时返回真值的操作符的意义上被使用,与需要条件中的仅仅一个被满足的操作符“异或”相反。词汇“包括”在“具有”和/或“包含”的意义上被使用,而不是必须意味着“由…组成”。上面告知的所有在先教导特此通过引用被并入。在本文任何在先公布的文件的告知应被认为是其教导是在提交日前在澳大利亚或其它地方的公知常识的承认或表示。
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