可循環(huán)餐盒回收系統(tǒng)

華北理工大學 王智鐸 羅睿卓 范鑫琳

為了從根本上解決一次性塑料外賣餐盒的衛(wèi)生以及造成的環(huán)境污染問題，文中針對性的提出了一種可循環(huán)餐盒回收系統(tǒng)。旨在實現(xiàn)消費者與外賣商家之間良好交互，助力節(jié)約資源、保護環(huán)境，提供良好的就餐體驗，以便捷性與經(jīng)濟性為核心賣點，打造一個環(huán)保外賣餐盒循環(huán)平臺。

為了滿足大眾在快節(jié)奏生活中的需求，外賣行業(yè)進入大眾視野，但隨之而來的便是嚴峻的塑料污染問題。帶有食物殘渣的塑料餐盒極難清理，如果直接扔進垃圾桶，其中的食物殘留可能會污染其他可回收垃圾。哪怕克服困難回收了餐盒，餐盒被多次熔融再加工后，也只能生產(chǎn)降級的產(chǎn)品，這些降級產(chǎn)品要再利用就會相當困難。截止2020年年初，全國共有2.56億外賣用戶，每日使用一次性塑料外賣餐盒達3600萬個。據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，目前全球只有14%的塑料包裝得到回收，加上處理中的損耗，最終被有效回收的只有10%。所以，外賣餐盒帶來的環(huán)境污染以及資源浪費是兩個亟待解決的難題。

2020年1月19日，國家發(fā)展改革委，生態(tài)環(huán)境部印發(fā)《關于進一步加強塑料污染治理的意見》明確提出有序禁止、限制部分塑料制品的生產(chǎn)、銷售和使用，積極推廣替代產(chǎn)品，以可循環(huán)、易回收為導向，研發(fā)推廣性能達標、綠色環(huán)保、經(jīng)濟適用的塑料替代產(chǎn)品，培育有利于規(guī)范回收和循環(huán)利用、減少塑料污染的新業(yè)態(tài)新模式。

從國內(nèi)外研究現(xiàn)狀來看，目前還沒有兼顧經(jīng)濟性、便捷性與環(huán)保性的餐盒回收模式。陳鎮(zhèn)喜等總結了目前國內(nèi)外餐盒回收模式主要分為兩種，一種為家中返還型，即回收者在用戶家（或辦公場所）門口取回餐盒。另一種為途中返還型，即通過在公共場所設置回收裝置實現(xiàn)餐盒回收。這兩種餐盒回收模式皆存在不少弊端，家中返還型回收模式要利用偏中高端的餐飲定價抵消其循環(huán)體系構建的成本，對于絕大多數(shù)的小型外賣商家是不現(xiàn)實的，同時，其服務范圍有較大局限性。對于途中返還型而言，目前的試點運營暴露出可循環(huán)餐盒的使用價格高，用戶歸還不方便等問題，因此其用戶粘性不高。本文提出一種通過構建第三方平臺，搭建可循環(huán)餐盒回收系統(tǒng)，旨在兼顧經(jīng)濟性、便捷性與環(huán)保性的同時為回收外賣餐盒，緩解塑料污染提供一種新的思路。

1 一種具有硅油紙的新型回收餐盒

為了取代一次性塑料餐盒，設計出一種具有硅油紙的可循環(huán)餐盒。經(jīng)過大量實驗考證，密胺樹脂材料價格低廉，其特性在沸水中穩(wěn)定，無毒無味；具有耐磕碰、耐腐蝕、耐高溫的優(yōu)點以及良好的力學性能。密胺樹脂餐盒已經(jīng)被廣泛應用于快餐業(yè)以及兒童飲食業(yè)。

食品級硅油紙的主要組成一般為底紙、淋膜以及硅油，無毒無害，價格低廉。自封條常見于零食的臨時密封。將硅油紙和自封條進行改造，設計出一種帶有自封條的硅油紙袋。對密胺樹脂餐盒進行結構改造，在餐盒兩端設置固定夾板，另兩端設置卡槽，用以固定硅油紙袋。硅油紙袋在外賣餐盒生產(chǎn)時直接依附于外賣盒內(nèi)部，相當于是給外賣餐盒內(nèi)層加上了一層衣服，防止食物和餐盒直接接觸。硅油紙袋能夠防止油漬滲透，既干凈衛(wèi)生，又能減少后期餐盒清洗成本。食用完畢后直接拉上自封條可以達到密封的作用，不僅可以防止食物異味外泄，在扔垃圾時可以直接將自封條密封后扔入廚余垃圾桶，防止污染其他可回收垃圾，助力垃圾分類。硅油紙袋是一次性的，當餐盒回收清洗后又會加裝一層全新的硅油紙袋，提高用戶的接受度。

圖1 硅油紙袋

圖2 密胺樹脂餐盒

圖3 可循環(huán)餐盒

2 一種環(huán)保型餐盒回收箱

回收箱是外賣用戶自助歸還餐盒的機器，是餐盒從消費者端流向回收站的重要中轉站，主要采用樹莓派微型機、掃碼器、傳感器和電機驅動四個模塊，通過樹莓派傳送餐盒數(shù)據(jù)至后臺，實時監(jiān)控餐盒回收狀況。作為餐盒循環(huán)系統(tǒng)中的重要一環(huán)，餐盒回收箱的設計決定了回收的效率，在進行了大量且細致的研究后，設計了可循環(huán)餐盒回收箱如圖4所示。

圖4 外賣餐盒回收箱機制圖

3 餐盒回收箱設計思路

3.1 運行流程設計

（1）蓋好蓋子的餐盒放入回收端口之后，采用重力傳感器和紅外傳感器同時接受信號，并將信息傳輸?shù)綐漭桑姍C將會帶動傳送帶運動，傳送帶上的漏斗擋板會使餐盒單個通過且縱向放置。在傳送帶末端設有激光距傳感器，當傳感器感應到物品達到指定位置時傳送帶停止，同時機械臂上掃碼器會重復掃描以識別餐盒上方二維碼，識別成功說明餐盒狀態(tài)正常，電機帶動傳送帶和抓取模塊將餐盒傳送到儲存箱；若識別失敗則說明餐盒異常或有異物，機器發(fā)出警報同時傳送帶退回異物。工作流程如圖5所示。

圖5 工作流程

（2）儲存箱可以容納200只以上的餐盒，并可提供紫外線無菌環(huán)境保存餐盒。

（3）餐盒的歸還情況信息將分別發(fā)送到外賣消費者的微信小程序上，以及項目用戶數(shù)據(jù)庫中；當餐盒數(shù)量達到容量上限或者回收餐盒的時間間隔達到30h，將自動向工作人員發(fā)送回收請求，同時請求命令備份到E-Green項目的數(shù)據(jù)庫中。

3.2 回收點布局設計

利用SolidWorks軟件進行模型建立，回收點設置利用集合覆蓋的優(yōu)化模型，使得回收點的設置更加合理。具體做法為，先選定某一商圈區(qū)域，將該區(qū)域中的寫字樓分棟統(tǒng)計其外賣消費的歷史數(shù)據(jù)。根據(jù)歷史數(shù)據(jù)建立集合覆蓋問題的數(shù)學模型，以銷售量作為每個點的權重。并編寫智能算法初始化點設置，并經(jīng)過進化進行求解。

圖6 小程序功能界面

4 微信小程序設計

4.1 小程序界面

小程序是面向在外賣平臺選擇使用可循環(huán)餐盒的外賣用戶，用戶可通過小程序查看使用情況和歸還情況，為了方便消費者注冊，增設有以微信賬號直接登陸的選項，同時小程序采用實名制度。

4.2 功能運行

（1）通過軟件與外賣商家建立餐盒的數(shù)量與品種訂單，外賣商家輸入餐盒使用量，第三方平臺會定時配送餐盒至商家。

（2）小程序搭載電子地圖將通知用戶尋找距離最近的有空余餐盒放置量的回收箱，提供給用戶最佳的選擇。

（3）后臺信息系統(tǒng)將統(tǒng)計交易數(shù)據(jù)和商家領取餐盒的相關信息。

5 可循環(huán)餐盒的商業(yè)模式分析

在分析商業(yè)模式過程中，主要是針對企業(yè)在市場中與用戶、供應商的關系進行分析，尤其是彼此之間的物流，信息流等。

5.1 可循環(huán)餐盒的回收和循環(huán)模式分析

企業(yè)的服務模式可以概括為“第三方平臺提供餐盒循環(huán)回收服務模式”，是指由第三方平臺構建餐盒服務體系，為外賣商家和消費者提供服務。具體流程如下：外賣商家與第三方平臺達成協(xié)議，由第三方平臺向其提供帶有二維碼的可循環(huán)餐盒。消費者在外賣平臺點餐時自主選擇餐盒的品種，出餐時，外賣商家通過掃描餐盒上的二維碼，將餐盒和用戶信息綁定（一人一碼，信息同步小程序）。消費者完成消費后，將餐盒內(nèi)的硅油紙折疊投放垃圾桶，并通過小程序上選擇最佳回收箱，將餐盒投放入回收箱內(nèi)。平臺按規(guī)定的時間，派出工作人員回收餐盒，并送到指定的清洗廠，進行消毒清洗。完成清洗后再次將清洗后的餐盒投入使用。如此，形成餐盒的循環(huán)使用。同時，平臺也采取了餐盒歸還激勵措施來激勵消費者在規(guī)定的時間內(nèi)歸還餐盒。如：建立積分制度、低押金制等。圖7是可循環(huán)餐盒的流通模式：

圖7 可循環(huán)餐盒的流通模式

5.2 基于可循環(huán)餐盒的企業(yè)與客戶交易關系分析

企業(yè)運用了B2B2C和O2O這兩種營銷模式，創(chuàng)新了企業(yè)與客戶之間的交易關系，使企業(yè)能在最大的程度上滿足客戶的需求，為客戶創(chuàng)造新得價值。

5.2.1 B2B2C模式分析

B2B2C模式是B2B模式和B2C模式的演變和完善。其中，第一個B指的是商品的供應商，即外賣商家，第二個B指的是自身的平臺管理，C指的是消費者。對于外賣商家和第三方平臺，通過信息交互實現(xiàn)平臺外賣商家的庫存管理，雙方通過分析歷史數(shù)據(jù)，共同制定餐盒流通計劃，能夠降低庫存積壓率和供應端的資金成本，能使企業(yè)提高的利潤，更重要的是使消費者獲得價格優(yōu)惠。對于第三方平臺和消費者，第三方平臺通過統(tǒng)一的經(jīng)營管理，對外賣商家和消費者終端同時進行控制和整合，是兩者之間的數(shù)據(jù)橋梁，通過資源整合，為消費者提供更加優(yōu)質的服務，提高消費者的體驗感。對于消費者和外賣商家，消費者通過外賣平臺客戶端選擇使用循環(huán)餐盒，外賣商家通過專門的端口程序完成對消費者的餐盒提供，給消費者提供便利的消費服務。

5.2.2 O2O模式分析

O2O模式是指將線下的商務機會與互聯(lián)網(wǎng)結合，讓互聯(lián)網(wǎng)成為線下交易的平臺。在該服務體系中體現(xiàn)在：消費者通過微信小程序給外賣商家發(fā)送需求信息并且完成支付，平臺給外賣商家提供可循環(huán)餐盒，外賣商家配送外賣時給消費者提供可循環(huán)餐盒。這種模式對于消費者來說，能使消費者更輕松地獲得有效的信息，使消費者能夠更加便捷地向商家進行在線咨詢進行預定。對于商家來說，便于掌握用戶數(shù)據(jù)，而且可循環(huán)推廣效果可查，每筆交易都可追蹤。總的來說，這種模式不僅對商家有強大的推廣作用，更是給用戶帶來了便捷和消費保障。

總結：從發(fā)展現(xiàn)狀來看，雖然目前國內(nèi)的電商平臺下使用的外賣餐盒大多是塑料袋，塑料餐具等，但是近年來，國內(nèi)也出現(xiàn)了可循環(huán)餐盒模式的實踐者，比如北京“異口糧食”，海南“來個碗”等，在國外，可循環(huán)餐盒的模式已經(jīng)有了較為成功的實踐案例：在美國，澳大利亞等國都取得成功實踐。從本身的運營模式來說，可循環(huán)餐盒有著較高的經(jīng)濟，社會和環(huán)境效益。可循環(huán)餐盒模式通過自身的運作模式向大眾傳播環(huán)保的理念，增強公眾的環(huán)保意識，同時因為該模式的運用，也能產(chǎn)生新的就業(yè)崗位產(chǎn)生社會效益。更重要的是，可循環(huán)餐盒的運用會帶來巨大的經(jīng)濟效益：經(jīng)過計算，相比于傳統(tǒng)的一次性塑料餐盒，可循環(huán)餐盒每次使用的制造成本分攤低至0.1-0.12元，由此影響的餐盒總成本得以控制在0.15-0.17元，遠低于傳統(tǒng)一次性塑料餐盒，具有可觀的盈利空間。由此看來其可循環(huán)餐盒有可觀的發(fā)展空間。