廢紙再生制筒機的設計與應用研究

胡佳威

【摘 要】 針對目前學校、企業、家庭等場所廢紙回收利用率低下的問題，以及傳統廢紙回收裝置龐大，處理廢紙時間長等缺點，該文指出的廢紙再生制筒機通過物理處理方法，采用單缸體結構，將拋棄的廢紙通過分解打漿、殺菌消毒、離心制筒、烘干硬化、增塑防水、廢水循環環節制成多種可降解的日常生活物品替代品，如：可替代塑料垃圾袋的紙質垃圾桶、可替代塑料花盆的紙質花苗載植盆以及紙質筆筒等。。具有投入小、重量輕、體積小、安全性好、操作簡便五大突出優點。

【關鍵詞】 廢紙再生處理 單缸體 可降解紙筒

隨著經濟社會的發展，紙張使用量快速上升，國家發展和改革委員會發布的《造紙工業發展“十二五”規劃》顯示中國紙及紙板的生產和消費量均居世界第一位，預測到2015年的消費總量達7600-8000萬噸。而我國的廢紙回收利用率卻常年低于40%，使得大量的廢紙資源得不到充分利用。對于學校、企業、家庭來說這個數據將更低。因此設計和制造小型、功能增強的廢紙回收再生裝置，是解決上述問題的有效途徑之一。

1 產品總體結構

廢紙再生制筒機，由上下機體組成，上機體包括打漿裝置、烘干系統、電路控制系統、消毒裝置；下機體包括離心裝置、儲水箱、增塑裝置。上機體通過電連接座與下機體連接，使上下機體電路導通。上機體打漿裝置的打漿桿和消毒裝置的臭氧發生器的氣管伸入于下機體的紙筒成型網模內腔；烘干系統的電磁加熱裝置位于紙筒成型網模上方，當紙漿成型后，對紙筒成型網模加熱。下機體的離心裝置包括離心電機、分離缸、離心筒，離心筒內放置紙筒成型網模，離心筒內排出的水經水泵進入到儲水箱內，便于下次利用；增塑裝置對已成型的紙筒內壁進行噴塑，使紙筒達到防水的效果。

2 上機體打漿、消毒、烘干裝置的設計與分析

上機體中設有打漿裝置，打漿裝置的打漿桿下端設有刀片，打漿桿轉動使刀片將放置在紙筒成型網模內的廢紙打碎成漿；臭氧發生器的氣管也伸入在紙筒成型網模內，廢紙在打漿時，臭氧發生器產生的臭氧氣體同時分解漿液中的細菌和微生物，達到除臭和殺菌目的。上機體的下端面設有可活動的電磁加熱器，利用旋轉檔桿，突塊，彈簧裝置使電磁加熱器下移與紙筒成型網模的加熱板接觸，使紙筒成型網模迅速發熱，將吸附在模網表面的紙漿烘干。采用電磁加熱器進行加熱烘干的方法，因電磁加熱器產生的交變磁場的磁力線，穿過與其相接觸的紙筒成型網模的傳熱板，產生交變電流而變成熱能，對直接附貼在模網上的濕紙漿均勻加熱無死角，提高了熱效率。

參數設計：（1）打漿電動機：單相串勵電動機，型號z6331，額定電壓220V，頻率50Hz，功率200W。（2）電磁加熱器：電壓220V，工作頻率20-50KHz，功率（可調）1600W-2100W，工作溫度：零下負10度-50度。（3）臭氧發生器：電壓220V，頻率50Hz，功率8W，臭氧發生量：80mg/h。

3 下機體離心裝置的設計與分析

本產品中的漿液經廢紙打漿而成，得到的懸浮液固體顆粒較大（d>10μm）因此選用過濾式離心機。

離心筒的底部中心與離心電機的轉軸連接，離心筒筒身周壁設有若干圓孔，紙筒成型網模放入離心筒內，紙筒成型網模采用不銹鋼絲制成模架，模架固定模網，模網為50—80目金屬網，由至少三片模網弧形身部和底部組合而成，模網可制成圓柱形或多邊形的筒體狀。下方的離心電機運轉，帶動離心筒旋轉，紙筒成型網模隨著離心筒的轉動而連動自轉，紙筒成型網模利用離心筒旋轉產生的離心力，使懸浮液的液相甩出模網外，而固相顆粒被模網截留，并均勻附貼在模網上形成紙筒，離心筒筒身周壁設有若干圓孔，甩出的水份通過離心筒筒身的圓孔排到分離缸中，分離缸下端設有排水電磁控制閥，將水份自動排出分離缸外的儲水箱中。

參數設計：為了使得廢紙再生制筒機能最大限度的節約電量，其電機功率較工業上的電機功率有較大幅度的減小，又為了使得制作出的紙筒的硬度滿足一定的要求，同時滿足輕巧細致的特點，本裝置采用以下參數：

離心電動機：電容運轉異步電動機，電容1.2nF/400V，轉速1150r/min。功率80W，電壓220V，頻率50Hz，工作時間30s。

根據：

Fc----物料產生的離心壓力（N）

ρ-----物料密度 （kg/m3）

ω-----電機的角頻率（Hz）

r------物料環外徑（m）

r1-----物料環內徑（m）

ρ=0.6×10kg/m3，r=0.1m，r1=0.07m

Fc=1/2×0.6×10kg/m×2π×1150/60×（0.12-0.072）m=1.397×103N

I=F×t=1.397×103N×30s=4.191×106N/s

由此可見力對時間的積累量達到了4.191×106N/s，使得紙漿與水能夠很好的分離，充分達到離心的效果。

4 線路設計

上下機體通過連接線使得內部線路連通，通過上機體上的開關控制整個裝置的供電。結構合理，操作簡便。電路的設計：采用220V交流電源作為線路的輸入電壓，利用薄膜開關作為線路開關。本作品電路產用串并聯結合的混合電路。各部分功能由總開關控制，相互獨立，互不影響。控制系統的設計：當廢紙再生制筒機開始工作時，控制系統進行初始化，查詢各個部件的工作時間，然后開始一系列的工作。各部分功能通過編寫打漿程序、臭氧消毒程序、離心程序、增塑烘干程序實現，利用控制原理實現反饋調節，使得各部件有條不紊的工作。

5 結語

廢紙再生制筒機能夠使學校、企業、家庭等分散場所的廢紙得以循環利用，不僅可以提高人們廢紙回收的意識，而且增強人們節能減排的社會使命感，為大力建設“美麗中國”做出貢獻，同時也帶動了該領域人才的成長，讓更多的人加入到節能減排的隊伍中。

參考文獻

[1]歐洲廢紙委員會發表新的廢紙回收宣言.國際造紙，2011（6）：67.

[2]王磊，馬龍，吳漢舟，等.廢紙回收利用現狀及策略探析.中國市場，2010，14（36）：19-21.

[3]秦工，李昭.基于金屬薄板的電磁加熱理論模型的研究.江漢大學學報（自然科學報），2006，34（1）：20-22.endprint

【摘 要】 針對目前學校、企業、家庭等場所廢紙回收利用率低下的問題，以及傳統廢紙回收裝置龐大，處理廢紙時間長等缺點，該文指出的廢紙再生制筒機通過物理處理方法，采用單缸體結構，將拋棄的廢紙通過分解打漿、殺菌消毒、離心制筒、烘干硬化、增塑防水、廢水循環環節制成多種可降解的日常生活物品替代品，如：可替代塑料垃圾袋的紙質垃圾桶、可替代塑料花盆的紙質花苗載植盆以及紙質筆筒等。。具有投入小、重量輕、體積小、安全性好、操作簡便五大突出優點。

【關鍵詞】 廢紙再生處理 單缸體 可降解紙筒

隨著經濟社會的發展，紙張使用量快速上升，國家發展和改革委員會發布的《造紙工業發展“十二五”規劃》顯示中國紙及紙板的生產和消費量均居世界第一位，預測到2015年的消費總量達7600-8000萬噸。而我國的廢紙回收利用率卻常年低于40%，使得大量的廢紙資源得不到充分利用。對于學校、企業、家庭來說這個數據將更低。因此設計和制造小型、功能增強的廢紙回收再生裝置，是解決上述問題的有效途徑之一。

1 產品總體結構

廢紙再生制筒機，由上下機體組成，上機體包括打漿裝置、烘干系統、電路控制系統、消毒裝置；下機體包括離心裝置、儲水箱、增塑裝置。上機體通過電連接座與下機體連接，使上下機體電路導通。上機體打漿裝置的打漿桿和消毒裝置的臭氧發生器的氣管伸入于下機體的紙筒成型網模內腔；烘干系統的電磁加熱裝置位于紙筒成型網模上方，當紙漿成型后，對紙筒成型網模加熱。下機體的離心裝置包括離心電機、分離缸、離心筒，離心筒內放置紙筒成型網模，離心筒內排出的水經水泵進入到儲水箱內，便于下次利用；增塑裝置對已成型的紙筒內壁進行噴塑，使紙筒達到防水的效果。

2 上機體打漿、消毒、烘干裝置的設計與分析

上機體中設有打漿裝置，打漿裝置的打漿桿下端設有刀片，打漿桿轉動使刀片將放置在紙筒成型網模內的廢紙打碎成漿；臭氧發生器的氣管也伸入在紙筒成型網模內，廢紙在打漿時，臭氧發生器產生的臭氧氣體同時分解漿液中的細菌和微生物，達到除臭和殺菌目的。上機體的下端面設有可活動的電磁加熱器，利用旋轉檔桿，突塊，彈簧裝置使電磁加熱器下移與紙筒成型網模的加熱板接觸，使紙筒成型網模迅速發熱，將吸附在模網表面的紙漿烘干。采用電磁加熱器進行加熱烘干的方法，因電磁加熱器產生的交變磁場的磁力線，穿過與其相接觸的紙筒成型網模的傳熱板，產生交變電流而變成熱能，對直接附貼在模網上的濕紙漿均勻加熱無死角，提高了熱效率。

參數設計：（1）打漿電動機：單相串勵電動機，型號z6331，額定電壓220V，頻率50Hz，功率200W。（2）電磁加熱器：電壓220V，工作頻率20-50KHz，功率（可調）1600W-2100W，工作溫度：零下負10度-50度。（3）臭氧發生器：電壓220V，頻率50Hz，功率8W，臭氧發生量：80mg/h。

3 下機體離心裝置的設計與分析

本產品中的漿液經廢紙打漿而成，得到的懸浮液固體顆粒較大（d>10μm）因此選用過濾式離心機。

離心筒的底部中心與離心電機的轉軸連接，離心筒筒身周壁設有若干圓孔，紙筒成型網模放入離心筒內，紙筒成型網模采用不銹鋼絲制成模架，模架固定模網，模網為50—80目金屬網，由至少三片模網弧形身部和底部組合而成，模網可制成圓柱形或多邊形的筒體狀。下方的離心電機運轉，帶動離心筒旋轉，紙筒成型網模隨著離心筒的轉動而連動自轉，紙筒成型網模利用離心筒旋轉產生的離心力，使懸浮液的液相甩出模網外，而固相顆粒被模網截留，并均勻附貼在模網上形成紙筒，離心筒筒身周壁設有若干圓孔，甩出的水份通過離心筒筒身的圓孔排到分離缸中，分離缸下端設有排水電磁控制閥，將水份自動排出分離缸外的儲水箱中。

參數設計：為了使得廢紙再生制筒機能最大限度的節約電量，其電機功率較工業上的電機功率有較大幅度的減小，又為了使得制作出的紙筒的硬度滿足一定的要求，同時滿足輕巧細致的特點，本裝置采用以下參數：

離心電動機：電容運轉異步電動機，電容1.2nF/400V，轉速1150r/min。功率80W，電壓220V，頻率50Hz，工作時間30s。

根據：

Fc----物料產生的離心壓力（N）

ρ-----物料密度 （kg/m3）

ω-----電機的角頻率（Hz）

r------物料環外徑（m）

r1-----物料環內徑（m）

ρ=0.6×10kg/m3，r=0.1m，r1=0.07m

Fc=1/2×0.6×10kg/m×2π×1150/60×（0.12-0.072）m=1.397×103N

I=F×t=1.397×103N×30s=4.191×106N/s

由此可見力對時間的積累量達到了4.191×106N/s，使得紙漿與水能夠很好的分離，充分達到離心的效果。

4 線路設計

上下機體通過連接線使得內部線路連通，通過上機體上的開關控制整個裝置的供電。結構合理，操作簡便。電路的設計：采用220V交流電源作為線路的輸入電壓，利用薄膜開關作為線路開關。本作品電路產用串并聯結合的混合電路。各部分功能由總開關控制，相互獨立，互不影響。控制系統的設計：當廢紙再生制筒機開始工作時，控制系統進行初始化，查詢各個部件的工作時間，然后開始一系列的工作。各部分功能通過編寫打漿程序、臭氧消毒程序、離心程序、增塑烘干程序實現，利用控制原理實現反饋調節，使得各部件有條不紊的工作。

5 結語

廢紙再生制筒機能夠使學校、企業、家庭等分散場所的廢紙得以循環利用，不僅可以提高人們廢紙回收的意識，而且增強人們節能減排的社會使命感，為大力建設“美麗中國”做出貢獻，同時也帶動了該領域人才的成長，讓更多的人加入到節能減排的隊伍中。

參考文獻

[1]歐洲廢紙委員會發表新的廢紙回收宣言.國際造紙，2011（6）：67.

[2]王磊，馬龍，吳漢舟，等.廢紙回收利用現狀及策略探析.中國市場，2010，14（36）：19-21.

[3]秦工，李昭.基于金屬薄板的電磁加熱理論模型的研究.江漢大學學報（自然科學報），2006，34（1）：20-22.endprint

【摘 要】 針對目前學校、企業、家庭等場所廢紙回收利用率低下的問題，以及傳統廢紙回收裝置龐大，處理廢紙時間長等缺點，該文指出的廢紙再生制筒機通過物理處理方法，采用單缸體結構，將拋棄的廢紙通過分解打漿、殺菌消毒、離心制筒、烘干硬化、增塑防水、廢水循環環節制成多種可降解的日常生活物品替代品，如：可替代塑料垃圾袋的紙質垃圾桶、可替代塑料花盆的紙質花苗載植盆以及紙質筆筒等。。具有投入小、重量輕、體積小、安全性好、操作簡便五大突出優點。

【關鍵詞】 廢紙再生處理 單缸體 可降解紙筒

隨著經濟社會的發展，紙張使用量快速上升，國家發展和改革委員會發布的《造紙工業發展“十二五”規劃》顯示中國紙及紙板的生產和消費量均居世界第一位，預測到2015年的消費總量達7600-8000萬噸。而我國的廢紙回收利用率卻常年低于40%，使得大量的廢紙資源得不到充分利用。對于學校、企業、家庭來說這個數據將更低。因此設計和制造小型、功能增強的廢紙回收再生裝置，是解決上述問題的有效途徑之一。

1 產品總體結構

廢紙再生制筒機，由上下機體組成，上機體包括打漿裝置、烘干系統、電路控制系統、消毒裝置；下機體包括離心裝置、儲水箱、增塑裝置。上機體通過電連接座與下機體連接，使上下機體電路導通。上機體打漿裝置的打漿桿和消毒裝置的臭氧發生器的氣管伸入于下機體的紙筒成型網模內腔；烘干系統的電磁加熱裝置位于紙筒成型網模上方，當紙漿成型后，對紙筒成型網模加熱。下機體的離心裝置包括離心電機、分離缸、離心筒，離心筒內放置紙筒成型網模，離心筒內排出的水經水泵進入到儲水箱內，便于下次利用；增塑裝置對已成型的紙筒內壁進行噴塑，使紙筒達到防水的效果。

2 上機體打漿、消毒、烘干裝置的設計與分析

上機體中設有打漿裝置，打漿裝置的打漿桿下端設有刀片，打漿桿轉動使刀片將放置在紙筒成型網模內的廢紙打碎成漿；臭氧發生器的氣管也伸入在紙筒成型網模內，廢紙在打漿時，臭氧發生器產生的臭氧氣體同時分解漿液中的細菌和微生物，達到除臭和殺菌目的。上機體的下端面設有可活動的電磁加熱器，利用旋轉檔桿，突塊，彈簧裝置使電磁加熱器下移與紙筒成型網模的加熱板接觸，使紙筒成型網模迅速發熱，將吸附在模網表面的紙漿烘干。采用電磁加熱器進行加熱烘干的方法，因電磁加熱器產生的交變磁場的磁力線，穿過與其相接觸的紙筒成型網模的傳熱板，產生交變電流而變成熱能，對直接附貼在模網上的濕紙漿均勻加熱無死角，提高了熱效率。

參數設計：（1）打漿電動機：單相串勵電動機，型號z6331，額定電壓220V，頻率50Hz，功率200W。（2）電磁加熱器：電壓220V，工作頻率20-50KHz，功率（可調）1600W-2100W，工作溫度：零下負10度-50度。（3）臭氧發生器：電壓220V，頻率50Hz，功率8W，臭氧發生量：80mg/h。

3 下機體離心裝置的設計與分析

本產品中的漿液經廢紙打漿而成，得到的懸浮液固體顆粒較大（d>10μm）因此選用過濾式離心機。

離心筒的底部中心與離心電機的轉軸連接，離心筒筒身周壁設有若干圓孔，紙筒成型網模放入離心筒內，紙筒成型網模采用不銹鋼絲制成模架，模架固定模網，模網為50—80目金屬網，由至少三片模網弧形身部和底部組合而成，模網可制成圓柱形或多邊形的筒體狀。下方的離心電機運轉，帶動離心筒旋轉，紙筒成型網模隨著離心筒的轉動而連動自轉，紙筒成型網模利用離心筒旋轉產生的離心力，使懸浮液的液相甩出模網外，而固相顆粒被模網截留，并均勻附貼在模網上形成紙筒，離心筒筒身周壁設有若干圓孔，甩出的水份通過離心筒筒身的圓孔排到分離缸中，分離缸下端設有排水電磁控制閥，將水份自動排出分離缸外的儲水箱中。

參數設計：為了使得廢紙再生制筒機能最大限度的節約電量，其電機功率較工業上的電機功率有較大幅度的減小，又為了使得制作出的紙筒的硬度滿足一定的要求，同時滿足輕巧細致的特點，本裝置采用以下參數：

離心電動機：電容運轉異步電動機，電容1.2nF/400V，轉速1150r/min。功率80W，電壓220V，頻率50Hz，工作時間30s。

根據：

Fc----物料產生的離心壓力（N）

ρ-----物料密度 （kg/m3）

ω-----電機的角頻率（Hz）

r------物料環外徑（m）

r1-----物料環內徑（m）

ρ=0.6×10kg/m3，r=0.1m，r1=0.07m

Fc=1/2×0.6×10kg/m×2π×1150/60×（0.12-0.072）m=1.397×103N

I=F×t=1.397×103N×30s=4.191×106N/s

由此可見力對時間的積累量達到了4.191×106N/s，使得紙漿與水能夠很好的分離，充分達到離心的效果。

4 線路設計

上下機體通過連接線使得內部線路連通，通過上機體上的開關控制整個裝置的供電。結構合理，操作簡便。電路的設計：采用220V交流電源作為線路的輸入電壓，利用薄膜開關作為線路開關。本作品電路產用串并聯結合的混合電路。各部分功能由總開關控制，相互獨立，互不影響。控制系統的設計：當廢紙再生制筒機開始工作時，控制系統進行初始化，查詢各個部件的工作時間，然后開始一系列的工作。各部分功能通過編寫打漿程序、臭氧消毒程序、離心程序、增塑烘干程序實現，利用控制原理實現反饋調節，使得各部件有條不紊的工作。

5 結語

廢紙再生制筒機能夠使學校、企業、家庭等分散場所的廢紙得以循環利用，不僅可以提高人們廢紙回收的意識，而且增強人們節能減排的社會使命感，為大力建設“美麗中國”做出貢獻，同時也帶動了該領域人才的成長，讓更多的人加入到節能減排的隊伍中。

參考文獻

[1]歐洲廢紙委員會發表新的廢紙回收宣言.國際造紙，2011（6）：67.

[2]王磊，馬龍，吳漢舟，等.廢紙回收利用現狀及策略探析.中國市場，2010，14（36）：19-21.

[3]秦工，李昭.基于金屬薄板的電磁加熱理論模型的研究.江漢大學學報（自然科學報），2006，34（1）：20-22.endprint