磁分离
前些天发布了几篇家电购买指南,大家问的焦点除传统的比较难的电视、冰箱、热水器以外,关心最多的是消毒柜、洗碗机、垃圾处理器这类潜力家电,主要是这类新兴家电刚需的家庭比较多。
自从2019年7月1日上海市实行《上海市生活垃圾管理条例》以来,这份被称为“史上最严垃圾分类”的条例就热议不断,围绕着这份条例的各类段子也层出不穷,譬如经典的“你是什么垃圾。。”
紧接着北京、天津、重庆纷纷跟上步伐,未来不管你在几线城市,垃圾分类是大势所趋。说到垃圾分类,与之相伴的垃圾处理器就变成了热词。说到这里兄弟们肯定要问了。。
6月1日至13日,苏宁全渠道垃圾处理器销售额同比增长了612.9%,其中,作为垃圾分类政策落地先锋的上海地区更是同比增长992%。苏宁大数据显示,在“618”活动当天,垃圾处理器更是在1小时内创造了同比增长1433%的销售神线”数据也显示,全天垃圾处理器类目的成交金额,较去年同比增长150%,其中,上海人买走了全国12%的厨余垃圾处理器。
也就是说不管有多不习惯,垃圾处理器已经逐渐被更多人认可,并进入千家万户,毕竟长远来看垃圾分类是趋势。我和相当多的兄弟聊到过这样的一个问题,他们顾虑的最核心问题,说起来非常暖心。
因为国人的饮食上的习惯与欧美不同,爱吃爆炒和荤腥,喜欢重油重辣,这造成了我们的厨余垃圾油脂丰富、粘稠度非常高。很多兄弟担心垃圾处理器破碎后,油脂分子会进入下水道遇冷凝结,从而把楼下的所有邻居全坑了。。
这个问题我也非常疑惑,为此我专门查阅了相关文献,《Focus》杂志里“厨余垃圾处理器还有非常长的路要走”一文里也精确指出了垃圾处理器并没有被列入3C强制认证目录,其堵塞下水道的可能性尚需论证。
难道真的如这篇杂志里说的情况么,那咱以后买房子还得考虑尽量买高,否则保不齐楼上装一个垃圾处理器,可不就是不定时炸弹嘛。他在15楼烫个火锅,很可能14楼以下一根管子凝固到底。。
不懂就要问,这对于理工科擅长科研的我来说,倒是不难。我们查阅了知网的《月读》期刊,《粉碎直排能否成厨余垃圾出口》一文倒是对此表示乐观。
我又去翻了下我科师姐的毕业论文,她在文中也论证了垃圾处理器是快速将厨余垃圾粉碎成小于2——4mm的颗粒,并不会对下水管道产生太大的影响。
同时查阅文献《一种厨余食物垃圾处理器的设计研究》,DOI:i.cn13-1400/tb.2019.03.006,文中研究了拥有四级粉碎的一般垃圾处理器的实验效果,得出结论只要正常使用,垃圾处理器不会对排水管和下水道造成太大影响。除了这个因素以外,还有部分小伙伴有另一层担心。
由于厨房一般是家里的老人或者女同伴在用,对于机械的敏感性要差一些,很多兄弟担心会有机械擦伤之类的事故。
其实所有垃圾处理器的工作原理都类似上图,粉碎盘非常快速地旋转,利用旋转离心力使食物垃圾与粉碎盘不断碰撞,同时粉碎盘边缘、不锈钢衬圈间隙等产生的压力帮助完成破碎。整个仪器内部是没有刀头和刀片的。
看到这里,我相信肯定有性子急的兄弟要说了,心心你说这么多说你妹呢。安不安全堵不堵我们都知道了,你只要告诉我们怎么买,哪些技能点实在,哪些技能点是噱头,这才是我们最关心的。
前面说了垃圾处理器的原理,是利用离心力驱动厨余垃圾和碰撞头发生碰撞破碎,那么离心力的大小就成为了垃圾破碎彻底与否的关键。离心力取决于电机,所以问题的焦点就转向了电机的选择。
交流电机的优点是能够持续不停地工作、较为稳定,但是也存在转速慢、噪音大的问题。直流电机则恰恰相反,他们的启动速度很快,可以迅速拉满到4500转/min左右,相应的持续性要差一些。
垃圾处理器的使用特点是短平快,也就是爆发力拉满的那种,每次实际的破碎垃圾时间也就在几分钟。开玩笑如果一个垃圾要破碎几十分钟,那还不如咱脱下睡衣套上外套,小区垃圾桶走一遭。。
而在具体选择电机的时候,应当在满足负载条件下,最经济的选择电机的速度和功率。假若电机功率选择偏小,电机将长期过载运行,常规使用的寿命大大缩短。
而若电机功率选择偏大,则电机将一直处在欠载荷工作状态,一方面电机使用浪费另一方面大功率电机的造价也是嗖嗖的高。
这其实是一个很复杂的问题,力学专业的同学可以一展身手了。粉碎盘在实际在做的工作中,需要克服的阻力大多数来源于旋转阻力,旋转阻力来源于水流以及垃圾破碎出的液滴油滴等。
尽量用白话的语言来解释,粉碎盘是个圆形的物体,在非常快速地旋转时,最贴近转盘的流体层会被转盘边缘的滑动摩擦力带动旋转。同时这部分流体会受到离心力的作用往外旋,与此同时外层的流体则自动往内补充,这就形成了定常流动,从而会对非常快速地旋转的转盘施加了流体阻力。
应力的周向分量τ=τcosφ周,τcosφ~ μωr/ h,结合τ~ μv/hcosφ,能够获得ρω平方h平方 r cosφ/sinφ~ μωr。
附上常见液体的粘性系数表,甭管是什么垃圾,粘性系数都是贴近室温下(25摄氏度)的水的,也就是1.005乘10的(-3)次方。运动粘性系数还要再除以水的密度。
参考市面上大多数垃圾处理器,转盘半径r取0.075米,转盘运动角速度能通过转速推算出来,我们取一般的转速4000转/min。
想要算出电机攻略,仅仅知道牛顿力还不够,还必须了解到破碎盘的线速度,我们已知角速度ω的情况下,线速度不难计算。
而根据经验公式,额定功率大约是负载功率的1.2倍。我们大家可以得到最后的额定功率建议值。
目前市面上垃圾处理器种类非常之多、良莠不齐,而电机额定功率这一项,就有370W、375W、380W、550W、560W、750W、760W、960W等等。
这个也非常容易理解,食物垃圾处理器的工作环境常年是高温、高湿、不稳定酸性或者碱性,并承担对一定硬度的厨余垃圾的粉碎、研磨功能,这就要求研磨组件一定要耐腐蚀不易生锈,并且要满足一定的强度刚度和疲劳强度。
学过化学的兄弟都知道,碳含量越高,材料的耐腐的能力越差。我们熟知的铁和钢的区别也就是含碳量,以2.04%为界,以上就是铁以下就是钢。
肯定就有兄弟说,心心我懂了,那等于咱为了要耐腐蚀就把碳含量做的尽量低,出来的仪器就是符合咱需要的了。
没那么简单,要知道通过冶炼的方法降低铁里的含碳量是需要消耗大量能源的,且这样的一个过程随着钢铁里含碳量的降低,难度会呈几何级放大,相应价格也会翻几番。
前文也分析了,类似垃圾处理器这类电器,一味地降碳并不科学。那想要增强仪器对于酸碱的耐腐的能力,还有什么办法呢。
研究发现在钢中加入铬能明显提高钢的抗氧化作用,提高钢的抗腐蚀能力,并明显提高钢的力学性能,尤其是耐磨性。这恰好符合我们垃圾处理器的要求,当然我们国家金属铬资源有限,铬价格昂贵,实际过程中9Cr18这种高铬不锈钢用的很少,大多是1Cr13的马氏体不锈钢。
有的兄弟又要问了,你说尼玛呢,什么1Cr13的含铬不锈钢我不懂。你就告诉我打开京东,搜索垃圾处理器,几百个型号我怎么选。
破壁机产品宣传页,你能看到的部分也就是合金粉碎盘和不锈钢研磨腔,各个厂家用的外观上都差不多。至于具体质量,若不是力学或者机械专业,即使你拿到了产品检验测试报告你也依然会摸不着头脑。
为了买到性能好价格低的垃圾处理器,我尝试要了多家的检测报告,从我掌握的情况去看,大部分语焉不详。也就是说无法通过种种证书来辨别厂家整套研磨组件用料的好坏。
你tm看细节呐,厂家知道你关心研磨组件,当然不会透明给你呐!落水口啊,这是你直观能看到的啊!塑料的落水口一是容易老化不耐用,二是容易沾染污渍,落水口都舍得给你不锈钢的,他做工肯定要精良一些啊!
啥意思呢,说白了这类垃圾处理器都是塑料落水口。为了不影响大家的判断,我仅仅截图落水口的部分,机器本体隐去。
这其实是一个安全性的问题,但正如我上面说的,垃圾处理器都是无利刃冲击头,各种安全资质证书也都有,常规性的看是看不出区别的。比较易区分的能看出安全性高低的就只有开关类型了,主流的垃圾处理器一般有两种不同的开关类型,一是气动开关,二是无线开关。
气动开关需要在水槽边上打孔,按钮处和电路部分靠的是气压传动,这就从另一方面代表着开关离水槽更近,安全风险隐患更大,且水槽打孔的操作也比较麻烦。
无线开关则可以随便贴在厨房的任何位置,也可以远离水槽,从这个方面考虑无线开关安装更方便、内置电源的安全性也不错。唯一可能的短板是无线开关连接不稳定,以及容易损坏等。
不知道何时起家电领域有一股风,甭管是不是清洁、净化、消毒的家电,一股脑都加个抑菌、杀菌、净味等技能点,蹭个健康养生的热点。
就比如上图的“生态”猪肉,还有近期讨论激烈的“有机”食材,加了个标签身价嗖嗖嗖就上去了,实质上的提升到底有多少是我们所关心的。
目前市面上所有带抑菌/除菌卖点的垃圾处理器,都没有很详细地说到如何抑菌,这是人家的生产机密当然不能强求。好在垃圾处理器结构相对比较简单,分析一下是有迹可循的,我们回到结构图,研磨组件这块主要由粉碎盘、不锈钢腔体以及上部的PVC组成。
所谓抑菌/除菌,也就是在腔体、粉碎盘等和厨余垃圾接触的地方下功夫,如果等到粉碎成颗粒物再除菌,那都已经快要到下水道了还除啥啊。。
那最大的可能就是在粉碎腔体的上部PVC处,额外加一层抑菌/除菌的涂层(不一样的品牌涂层材质不同,杀菌和抑菌的涂层也一定不同)。且不谈这层涂层是否会散发出对身体有害的物质,仅仅想想在垃圾处理器宣传的10年常规使用的寿命里,这个涂层能发挥多久的作用。。
再退一步说,即使这个涂层用的是纳米材料,有较强的杀菌效果,我们难道就可以放任他自洁么?开玩笑那可是天天接触厨余垃圾的啊,该清洁的也还要清洁。而为了这区区一个涂层,额外支付给抑菌/杀菌这个卖点的费用也偏高,所以说到底抑菌/杀菌的技能点偏鸡肋。
既然指望涂层什么的一劳永逸是不可能的,那么我们日常怎么清洗和维护垃圾处理器呢,这里给大家提供四种方法。
漂白剂永远是杀菌消毒的最好利器,但是垃圾处理器中残存的油脂会被漂白剂硬化,从而变得更难清除,所以使用漂白剂清洗要适量适度。
把漂白剂倒入垃圾处理器中,充分接触1—2分钟,然后用热水去清洗,将漂白剂冲出即可完成。
橘子皮和柚子皮能够除臭净味、所以人们一般把他们放在冰箱或者汽车内祛除异味,这里也是同样的原理。
将橘子、柚子、橙子等的果皮放入垃圾处理器,研磨破碎会自然产生柠檬酸,从而充分清洗刀片,消除异味。
抖音学来的,苏打水、白醋以1比2的比例倒入垃圾处理器,10分钟后使用热水冲洗即可。
硼砂是纯天然的清洁产品,将3勺硼砂倒入垃圾处理器中,1小时后用热水冲洗,这种方法也比较绿色环保,缺点在于等候时间较长。
总结下在选购垃圾处理器的时候,由于是最简单低门槛的家电,还是以性价比、低价格为首要考虑因素,在此前提下。
1.电机选型以直流550W一档为宜,如果担心粉碎不彻底对下水道造成影响,最多选用750W的电机。不建议购买400W以下以及900W以上电机的垃圾处理器。
2.研磨组件是否过硬很大程度上决定了垃圾处理器的寿命,通过观察落水口能某些特定的程度上推测研磨腔内金属的质量。选购时请认准金属落水口,耐腐蚀不易老化。
4.抑菌/杀菌类技能会大幅度的增加垃圾处理器的价格,性价比不高。保持一定频率的清洁次数才是抑菌/杀菌最好的方法。
恩兄弟们,没错。最主要的原因是琼,垃圾处理器本身是偏低门槛、技术上的含金量较低的电器,这类电器买低不买高,考虑预算的时候就只想1000出头。
而这家的电机功率只有550W和750W两档,也是前述分析性价比较高的两款,定价方面也很有意思,1314和1984。
一三一四谐音不多说,一九八四我第一时间想的是乔治奥威尔的同名著作《一九八四》。
正常商家定价比较多的是采用99定价法,也就是X99,让你产生便宜一级的错觉。这家愿意放弃99法带来的利好而选用1984这样一个特殊的数字应该不是巧合。
联想了下《一九八四》这本书的内容,讲述了主人公对抗强权统治的故事,是不是商家用这样一个定价隐喻自身也在用自己的努力,去对抗部分大品牌的垄断呢?我们不得而知,但不管怎样1984的定价是get到我的点了。
一整套的金属落水口组件,安装的时候要完全拆下来,其中锁紧环拆卸比较费事,我是螺丝刀、小撬棍一起上才搞下来。
侧面图,看过金属落水口的很难想象这玩意如果是PVC材质的画面。。尤其是时间一长,PVC呕烂以后。。
安装说明书及无线开关,还有附赠的六角扳手,无线开关是随处贴的格式,能够准确的通过自家厨娘的身高来选择开关高度。
从垃圾处理器外能清楚看到的粉碎盘,垃圾处理器运行时,图中无利刃冲击头来回转动与非常快速地旋转的厨余垃圾碰撞,最终完成破碎。
产品是提供免费上门安装的,无奈受疫情影响,师傅是来不了了,好在我有个工程师姐夫,拉过来花了2个小时把仪器全装好了。
既然是垃圾处理器,肯定要看看处理各类常见厨余垃圾的效果。为了实验更有代表性,我花了两天的时间,聚集了垃圾处理器能处理的不一样的种类的7种垃圾,后来咱家的水槽都已经有点腐烂味了,可是被家里领导数落了一顿。
需要提醒的是常见厨余垃圾中,热油、大的猪牛羊排骨、带纤维的植物根茎(典型的如芹菜)、各类塑料袋及PVC制品是不能放入垃圾处理器中的。下面我们一起看看这7类垃圾的处理效果。
废纸巾是很常见的厨余垃圾,不过由于其自身的纸质纤维特性,也非常容易处理。
我们这种经常熬夜想案子的,喝茶慢慢的变成了了骨子里的习惯,茶叶也是厨余垃圾的主要来源。
每天早餐一个煮鸡蛋,据说是最营养最易吸收的吃法,家里老人坚信这一套,所以鸡蛋壳是常客。。
最后总结一下。购买垃圾处理器以性价比为主,毋需投入过多预算。选购时电机以直流550W为宜,750W也可接受,别选昂贵的900W档处理器;通过研磨组件管中窥豹能某些特定的程度了解处理器研磨组件的材质和做工,选择金属落水口的研磨组件;尽可能地选择无线开关以及不附带抑菌/杀菌这类噱头卖点的仪器。
到这里本篇的内容就要告一段落了,希望兄弟们看完这篇,大部分会选择垃圾处理器了。垃圾分类是大势所趋,不管大家在几线城市,迟早都要面对的,所以提前了解相关知识很有必要!
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