[发明专利]一种基于塑料生物降解的智能控制与分析系统

说明书

本发明公开了一种基于塑料生物降解的智能控制与分析系统，包括若干路堆肥装置、气源、控制系统、一路测量通路、尾气管路、连接气源的一路参考气路、PC系统。本发明通过控制系统结合流量控制器、流量计、温湿度传感器、二氧化碳传感器、压力表、氧浓度传感器，控制整个系统环境，通过前流量控制器、后流量计的示值差，判断是否流路中存在泄漏，如有发现泄露并进行报警输出。最后通过PC端对控制系统反馈的各项数据进行综合分析，得出每一路生物分解所得到的二氧化碳质量即时值和累计值，最终得出对应的生物分解百分率。本发明系统可完全实现自动化监测并测试。本发明系统可完全实现自动化监测并测试，整个监测测试完全受控。

技术领域

本发明涉及一种基于塑料生物降解的智能控制与分析系统。

背景技术

堆肥法测定塑料的生物降解性能，虽然出现的时间并不长，但由于堆肥法能够较为真实地模拟材料在自然条件下的降解情况，并且实验设备相对简单、便宜，实验结果也能够令人满意，因而成为国内外所普遍接受的一种试验方法。近十年，国内外使用堆肥法对PLA、PBS、聚羟基脂肪酸酯(PHA)、PCL以及淀粉基生物降解塑料进行了生物降解试验，结果表明，这些材料均具有良好的可堆肥性能。堆肥一般由城市固体废弃物中的有机物在堆肥装置中产生，也可由园林和农田废料或是园林废料和城市固体废弃物的混合物在堆肥装置中产生，不同的堆肥产生条件及其他环境条件对材料的生物降解性有较大的影响。Száraz等实验发现：试验样品与堆肥土的质量比和空气流量会对材料生物降解性产生较大影响。Yang H S研究发现实验所用堆肥土的储存温度和时间对PCL和PBS生物降解性的影响较大，而基本不影响参比材料（纤维素）的降解行为。Yang H S结果表明：粉末状材料比膜状材料的降解速度更快，降解程度也更大；而膜片材料的尺寸大小对其降解性也有一定影响。Way等探讨了不同设计样式的堆肥反应瓶与通气方式对材料生物降解性的影响，结果发现，结构设计较好的堆肥反应瓶与良好的通气方式能使材料的生物降解程度从72%提高到81%。

当前在塑料生物降解能力和崩解能力测试中，无法实现对固体堆肥中水分含量的实时在线监测。而堆肥水分的控制是必须的，但又是普遍遇到的难题，即无法对堆肥容器中的水分进行控制，容易出现加湿过度或堆肥过干的情况，这会导致微生物的生长受到很大的抑制，如不能及时进行调整与控制，会导致整个测试失败。

发明内容

本发明为解决现有技术在使用中存在的问题，提供一种基于塑料生物降解、可实现智能化控制、分析、检测的智能控制与分析系统。

本发明解决现有问题的技术方案是：一种基于塑料生物降解的智能控制与分析系统，包括若干路堆肥装置、气源、控制系统、尾气管路、一路测量通路、连接气源的一路参考气路。所述的参考气路上依次设有流量控制器、及连通测量通路的第二多通阀。所述的测量通路包括依次设置于测量通路上的温湿度传感器、冷凝器、气液分离器、气体检测结构，所述的气体检测结构包括设置于测量通路上的二氧化碳传感器、流量计、压力表及氧浓度传感器。每一路堆肥装置设有连接气源的气管路及补给水的水管路，每个气管路上设有流量控制器，每个堆肥装置还设有出气管路，所述的出气管路分别连通有测量通路及尾气管路，所述的出气管路上分别设有可控制测量通路通断的阀体，及可控制尾气管路通断的阀体；每个水管路上设有常闭电磁阀，连接测量通路的阀体为常开阀体，连接尾气管路的阀体为常闭阀体。所述的控制系统连接并控制每个阀体、第二多通阀及每一个常闭电磁阀的开、闭，所述的控制系统连接并采集每个流量控制器、流量计、温湿度传感器、二氧化碳传感器、氧浓度传感器的信息；所述的控制系统连接并控制每个堆肥装置的驱动电机。还包括对控制系统采集的各项数据进行综合分析、计算结果的PC系统；所述的控制系统采用轮询机制控制测量若干路堆肥装置、及参考气路逐一与测量通路连通。

作为进一步改进，所述的若干路为十二路；所述的第二多通阀为三通阀；所述的控制系统结合温湿度传感器可实时监测排放气中的湿度，并通过控制系统读取温湿度作为补水的参数。