JP4100177B2 - 生ごみ処理方法及び生ごみ処理装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生ごみ処理方法および生ごみ処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、有機物及び水分を含んだ生ごみを加熱するとともに攪拌することにより環境に影響を与えない程度に分解処理する生ごみ処理装置が提供されている。この種の生ごみ処理装置では、処理槽からの排気に生ごみが分解される際に発生するガス成分が含まれているので、処理槽からの排気をヒータにより高温に加熱した後、触媒と接触させて脱臭する脱臭装置が設けられている。また、この種の生ごみ処理装置では、脱臭装置により暖められた空気を処理槽に接触させた熱交換器へ供給して処理槽内の生ごみ処理材及び生ごみを適宜加熱できるようになっており、処理槽の内壁面の温度が１８０℃程度まで上昇することもある。また、この種の生ごみ処理装置では、処理槽からの排気に含まれている塵埃を除去するためのフィルタも設けられている。
【０００３】
ところで、上述の生ごみ処理装置では、生ごみ処理材として杉を小片化した木材チップを用いるものが提供されているが、入手しやすさ、コストの安さ、肥料への転用のしやすさなどから生ごみ処理材として米ぬかを採用することが提案されている。なお、生ごみ処理材については各所で研究されており、米ぬかを主成分としたもの（例えば、特許文献１参照）や、コーヒー粕に米ぬかと木材チップとの混合物などを添加したもの（例えば、特許文献２参照）なども提案されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−５９１３５号公報（第２頁−第３頁、図１）
【特許文献２】
特開２００２−１３６９４７号公報（第５頁）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、生ごみ処理材として上述の木材チップを採用した場合、木材チップは含水率が高いので、処理槽が高温になると木材チップが処理槽にこびりついてしまうという不具合があった。また、生ごみ処理材として米ぬかのみを採用した場合、米ぬかに含まれる油脂分が飛散し、処理槽の内壁面やフィルタなどに付着して目詰まりなどの原因になるという不具合があった。そこで、本願発明者らは米ぬかの脂肪分を取り除く処理を施した脱脂米ぬかを生ごみ処理材として採用することについて検討したが、脱脂米ぬかが飛散し運転を開始して短期間（３日間ほど）でフィルタが目詰まりを起こしてしまうという問題があった。また、生ごみ処理材として米ぬかと木材チップとを混ぜて乾燥させたものを用いることも考えられるが、生ごみ処理材のコストが高くなったり、米ぬかのみの場合に比べて取り扱いが面倒になるとともに入手しずらくなることが考えられる。
【０００６】
また、上記特許文献１、２において提案されている生ごみ処理材は米ぬか以外に複数の材料を混ぜているので、生ごみ処理材のコストが高くなったり、米ぬかのみの場合に比べて取り扱いが面倒になるとともに入手しずらくなることが考えられる。
【０００７】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、生ごみ処理材が処理槽の内壁面にこびりついたりフィルタが目詰まりするのを低コスト化が容易で且つ入手が容易な生ごみ処理材で防止することができる生ごみ処理方法及び生ごみ処理装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、上記目的を達成するために、生ごみを処理するための生ごみ処理材及び生ごみを投入する処理槽と、処理槽内に設けられ生ごみ処理材及び生ごみを攪拌する攪拌手段と、処理槽内の生ごみ処理材及び生ごみを加熱する加熱手段と、処理槽からの排気に含まれる塵埃を除去するフィルタとを備え、生ごみ処理材及び生ごみを攪拌しながら生ごみを処理する生ごみ処理装置における生ごみ処理方法であって、生ごみ処理装置の運転の立ち上げの際に非脱脂米ぬかと脱脂米ぬかとが混合した混合ぬかよりなる生ごみ処理材を処理槽へ初期投入した後で、処理槽へ生ごみを投入することを特徴とし、生ごみ処理材が処理槽の内壁面にこびりついたりフィルタが目詰まりするのを低コスト化が容易で且つ入手が容易な生ごみ処理材で防止することができる。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記生ごみ処理材として脂肪分が５〜１５％の混合ぬかを用いることを特徴とし、望ましい実施態様である。
【００１０】
請求項３の発明は、生ごみを処理するための生ごみ処理材及び生ごみを投入する処理槽と、処理槽内に設けられ生ごみ処理材及び生ごみを攪拌する攪拌手段と、処理槽内の生ごみ処理材及び生ごみを加熱する加熱手段と、処理槽からの排気に含まれる塵埃を除去するフィルタとを備え、生ごみ処理材及び生ごみを攪拌しながら生ごみを処理する生ごみ処理装置であって、運転の立ち上げの際に処理槽へ初期投入する生ごみ処理材として非脱脂米ぬかと脱脂米ぬかとを混合した混合ぬかを用いることを特徴とするものであり、低コスト化が容易で且つ入手が容易な生ごみ処理材を用いながらも、生ごみ処理材が処理槽の内壁面にこびりついたりフィルタが目詰まりするのを防止することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本実施形態における生ごみ処理装置の概略構成について図１〜図３を参照しながら説明する。なお、図示していないが、生ごみ処理装置は、戸外に設置されるハウジングを備え、ハウジングの上面に生ごみ及び生ごみ処理材を投入するための投入口が開口し、投入口が投入扉により開閉自在に覆われている。
【００１２】
ハウジングの内部には、図１及び図２に示すように上面が開口した金属製の処理槽２が収納されている。処理槽２は、生ごみ及び生ごみ処理材が投入される槽であって、処理槽２には、生ごみ処理材が生ごみ処理装置の運転の立ち上げの際に生ごみの投入に先だって初期投入される。ここにおいて、生ごみ処理材は、後から処理槽２へ投入される生ごみを処理するために処理槽２へ初期投入されるものであって、基本的には後で投入される生ごみをかき混ぜやすくすることで加熱による生ごみの処理（生ごみの水分の処理）を促進するものであり、立ち上げの際に初期投入する以外は追加したり交換したりする必要がない。したがって、本実施形態における生ごみ処理装置では、生ごみ処理材を追加したり交換したりする手間を省くことができるとともにランニングコストを低減できる。なお、本実施形態の生ごみ処理装置における生ごみの処理としては、生ごみの水分の処理だけでなく生ごみの発酵処理も行われる。また、処理槽２内の内容物が規定量を越えた場合には適宜取り出せばよい。
【００１３】
処理槽２の両側板２ｂ，２ｂ間には撹拌軸３が回動自在に支承され、撹拌軸３には処理槽２の内部でそれぞれ回動する複数の撹拌羽根３ａが設けられている。撹拌軸３は処理槽２の外部に設けた動力源としてのモータ４から回転力を受けて回動し、処理槽２に投入された生ごみ及び生ごみ処理材を撹拌羽根３ａによって撹拌する。このように、生ごみ及び生ごみ処理材を撹拌することにより処理槽２の内容物を曝気する。撹拌軸３の回転方向はモータ４の回転方向によって正逆に切り換えられる。なお、本実施形態では、攪拌軸３、攪拌羽根３ａが処理槽２内に設けられ生ごみ処理材及び生ごみを攪拌する攪拌手段を構成している。
【００１４】
処理槽２において生ごみの処理を行うと、二酸化炭素、メタン、水などに加えて酢酸や窒素化合物や硫黄化合物のような不快臭を伴うガスが発生する。このような分解ガスおよび水蒸気を処理槽２から排出するために、処理槽２の上部側方にフィルタを備えたフィルタボックス７が設けられており、処理槽２で発生した分解ガス及び水蒸気はフィルタボックス７のフィルタを通して処理槽２から排出される。ここに、フィルタは処理槽２から塵埃が排出されないように設けられている。
【００１５】
フィルタボックス７からの排気は、処理槽２の上側に設けられた熱交換器２４及び酸化触媒型の脱臭器８を通して処理槽２の下側に設けられた後述の熱交換器９ａに導入される。熱交換器２４には後述の熱交換器９ｂからの排気が通る直線状の流路を形成するための流路管２４ａと、フィルタからの排気が通る蛇行状の流路（以下、第２の流路と称す）を形成するための複数の仕切板２４ｂとが内部に設けられており、第１の流路の出口側には排気ファン１１が接続され、排気ファン１１により吸引された排気は消音器１８を通して排気筒１９から上記ハウジングの外部に排出される。
【００１６】
脱臭器８は、熱交換器２４の上記第２の流路を通して導入された排気を２００〜４００℃に加熱するヒータと、高温に加熱された排気に接触して分解ガスの不快臭成分の酸化を促進することによって脱臭する白金触媒のような触媒とを内部に備えている。
【００１７】
ところで、処理槽２の中の生ごみを加熱するために、本実施形態では処理槽２の下部に上述の熱交換器９ａ，９ｂを密接させ、脱臭器８から排出された高温の排気を熱交換器９ａ，９ｂに導入することによって、熱交換器９ａ，９ｂを通過する熱気と処理槽２の内容物との間で熱交換を行っている。なお、熱交換器９ａ，９ｂは、攪拌軸３の長手方向に沿って並設されている。
【００１８】
熱交換器９ａ，９ｂは、図３に示すように処理槽２の下部外周面に沿った断面Ｊ字状に形成された中空箱状の本体部１９ａ，１９ｂと、本体部１９ａ，１９ｂの内部空間に蛇行した流路を形成する仕切板２０ａ，２０ｂとを備える。また、熱交換器９ｂの排気を熱交換器２４に導入するための導入管１６ｃ（図２参照）及び熱交換器２４の流路管２４ａからの排気を排気ファン１１に排出するための排出管１６ｄが設けられ、導入管１６ｃと排出管１６ｄとの間に蛇行した流路が形成されるのである。本体部１９ａ，１９ｂは、処理槽２との接触面が処理槽２の底部の形状に沿う形状に形成されており、本体部１９ａ，１９ｂの接触面と処理槽２の裏面とが面接触するから、熱交換の効率が高くなる。なお、本実施形態では、熱交換器９ａ，９ｂが処理槽２の内部の生ごみ処理材及び生ごみを加熱する加熱手段を構成している。
【００１９】
上述のように、処理槽２からの排気経路には、フィルタ、熱交換器２４の上記第２の流路、脱臭器８が設けられ、脱臭器８の排気経路には、熱交換器９ａ、熱交換器９ｂ、熱交換器２４の流路管２４ａが設けられ、流路管２４ａの排気側に排気ファン１１が設けられている。したがって、排気ファン１１を作動させることにより、処理槽２からの排気が図３（ａ）中に矢印で示すように処理槽２、フィルタボックス７、熱交換器２４を通して脱臭器８へ導入され、脱臭器８からの排気が図３（ｂ）中に矢印で示すように熱交換器９ａ、熱交換器９ｂ、フィルタ、熱交換器２４の流路管２４ａを通して排気ファン１１に吸入され、さらに消音器１８を通してハウジングの外部に排気される。なお、図１〜図３では、熱交換器９ａの排出管２１ａと熱交換器９ｂの導入管２１ｂとの間、フィルタボックス７と熱交換器２４の第２の流路側との間、熱交換器９ｂの排気管１６ｂと熱交換器２４の第２の流路側の導入管１６ｃとの間、熱交換器２４の第１の流路側の排出管１６ｄと排気ファン１１の導入管１６ｅとの間、熱交換器２４の第２の流路側の排出管１６ｆと脱臭器８の導入管１６ｇとの間をそれぞれ接続するダクトは図示を省略している。
【００２０】
なお、上記ハウジング内には、熱交換器２４に当接した形で吸気筒２９が配置され、排気ファン１１を作動させ上述のように処理槽２の排気を行うと、上記ハウジングの下部に設けた外気取入口から吸気筒２９を通して処理槽２の内部に外気が取り込まれるようになっている。つまり、処理槽２の内容物に新鮮な空気を供給することができ、生ごみの発酵分解に寄与する微生物の活性を高めることができる。また、上記ハウジング内には、脱臭器８に内蔵したヒータの発熱量とモータ４の回転を制御する制御装置１２（図２参照）が設けられている。
【００２１】
以下、本実施形態の生ごみ処理装置における生ごみ処理方法において特徴となる点について説明する。
【００２２】
本実施形態では、上述の生ごみ処理材として、脱脂処理を行っていない米ぬか（以下、非脱脂米ぬかと称す）と脱脂処理を行った米ぬか（以下、脱脂米ぬかと称す）とを混合した混合米ぬかを用いており、生ごみ処理装置の運転の立ち上げの際に非脱脂米ぬかと脱脂米ぬかとが混合した混合ぬかよりなる生ごみ処理材を処理槽２へ初期投入した後で、処理槽２へ生ごみを投入する。なお、混合米ぬかの使用量は、１ｋｇの生ごみに対して４Ｌを目安としており、例えば、１日当たりの生ごみの処理量を１５ｋｇに設定する場合には６０Ｌの混合米ぬかを処理槽２へ初期投入し、１日当たりの生ごみの処理量を３０ｋｇに設定する場合には１２０Ｌの混合米ぬかを処理槽２へ初期投入し、１日当たりの生ごみの処理量を５０ｋｇに設定する場合には２００Ｌの混合米ぬかを処理槽２へ初期投入し、１日当たりの生ごみの処理量を１００ｋｇに設定する場合には４００Ｌの混合米ぬかを処理槽２へ初期投入するので、処理槽２の容量を１日当たりの生ごみの処理量に応じて適宜設計することは勿論である。
【００２３】
ところで、本願発明者らは、生ごみ処理材が処理槽２の内壁面にこびりついたりフィルタが目詰まりするの低コスト化が容易で入手が容易な生ごみ処理材で防止するという課題の解決策を抽出するにあたって、混合米ぬか（混合米糠）、非脱脂米ぬか（米糠）、脱脂米ぬか（脱脂米糠）、木材チップなどの種々の生ごみ処理材について鋭意研究を行ったところ、下記表１に示す結果が得られ、混合米ぬかを生ごみ処理材として用いた場合のみ、「生ごみ処理材のこびりつき」、「生ごみ処理材の飛散防止」、「脂分のこびりつき防止」の３つの項目を全て満足できることが分かり、これら各生ごみ処理材の食品成分を分析評価することにより初期投入する生ごみ処理材の脂肪分および水分が処理槽２の内壁面への生ごみ処理材のこびりつきやフィルタの目詰まりに影響するという知見を得た。
【００２４】
【表１】
【００２５】
そこで、本願発明者らは、低コストで且つ入手が容易な米ぬかに着目し、非脱脂米ぬかと脱脂米ぬかとの比率を調整することで脂肪分を種々変化させた複数種類の混合米ぬかおよび水分調整を行うことで水分を種々変化させた複数種類の混合米ぬかそれぞれを生ごみ処理材として処理槽２へ初期投入した場合それぞれについて生ごみ処理を行わせ、混合米ぬかの脂肪分および水分が処理槽２およびフィルタに与える影響や生ごみ処理装置における生ごみの減量率に与える影響などについて調査を行った。その結果、生ごみ処理材が処理槽２の内壁面にこびりついたりフィルタが目詰まりするのを防止するには、混合米ぬかの脂肪分を５〜１５％の範囲内で設定することが望ましく、混合米ぬかと生ごみを投入したときの内容物の水分を２５％以下に設定することが望ましいという知見を得た。
【００２６】
一実施例として、業者Ａから入手した混合米ぬか（混合米糠）であって下記表２の右から２列目のような成分比を有する混合米ぬかを生ごみ処理材として初期投入してから生ごみ処理の運転を開始した場合、運転開始から１週間経過しても生ごみ処理材が激しく飛散したりすることはなく、フィルタが詰まったりすることがなかった。また、処理槽２への生ごみ処理材のこびりつきや、処理槽２の内壁面への脂分の付着などは見られなかった。
【００２７】
【表２】
【００２８】
表２中の数値はパーセントであり、表２には、左から順に、「日本食品成分表に記載された米ぬかの成分」、「業者Ａから入手した非脱脂米ぬかの成分の分析結果」、「業者Ａから入手した脱脂米ぬかの成分の分析結果」、「日本食品成分表より推定した混合米ぬかの成分」、「業者Ａから入手した混合米ぬかの成分の分析結果」、「業者Ｂから入手した混合米ぬかの成分の分析結果」を記載してある。ここに、各混合米ぬかは、米ぬかと脱脂米ぬかとを１対１の容量比（３０Ｌ：３０Ｌ）で混合したものである。表２から、入手先によらず、日本食品成分表より推定した成分の混合米ぬかを入手できるものと考えることができる。ただし、水分の割合については保存状態によって多少異なってくると考えられるので、表２に示した成分を乾重量換算した数値を表３〜表７に示す。ここに、表３には日本食品成分表に記載された米ぬか（非脱脂米ぬか）の成分と、この成分を乾重量換算した数値とを記載してあり、表４には業者Ａから入手した米ぬか（非脱脂米ぬか）の成分と、この成分を乾重量換算した数値とを記載してあり、表５には業者Ａから入手した脱脂米ぬかの成分と、この成分を乾重量換算した数値とを記載してあり、表６には日本食品成分表の米ぬかの成分から推定した脱脂米ぬかの成分を乾重量換算した数値を記載してあり、表７には業者Ａから入手した混合米ぬかの成分の実測値を乾重量換算した数値と、食品成分表から推測した混合米ぬかの成分を乾重量換算した数値とを記載してある。ここに、表７からも、入手先によらず、日本食品成分表より推定した成分の混合米ぬかを入手できるものと考えることができる。
【００２９】
【表３】
【００３０】
【表４】
【００３１】
【表５】
【００３２】
【表６】
【００３３】
【表７】
【００３４】
上記業者Ａから入手した混合米ぬかを初期投入し、７日間連続して一定量の生ごみを投入した場合の生ごみの減量率および生ごみ処理材の重量含水率それぞれの経時変化を図４に示す。なお、図４は、横軸が運転開始からの経過日数、左側の縦軸が生ごみの減量率、右側の縦軸が生ごみ処理材の重量含水率であり、同図中のイが減量率の測定データ、ロが重量含水率の測定データである。
【００３５】
図４から分かるように、生ごみ処理材の重量含水率については初期投入時は１１．３％であったのがその後５〜６％で安定し、生ごみの減量率については８０％以上を維持し問題なく処理していることが分かる。また、図示していないが、上記混合米ぬかを生ごみ処理材として用いることにより、非脱脂米ぬかと杉チップとの混合物を生ごみ処理材として用いる場合や、非脱脂米ぬかのみを生ごみ処理材として用いる場合に比べて脂肪分がより短期間で低下するという結果も得られている。なお、１週間毎の脂肪分の変化で比較すると、非脱脂米ぬかの場合、初期投入時が２１．９％、１週間後が１３．９％、２週間後が８．３％、３週間後が９．２％であり、混合米ぬかの場合、初期投入時が１０．１％、１週間後が５．９％であった。
【００３６】
以上の結果から、生ごみ処理装置の運転の立ち上げの際に非脱脂米ぬかと脱脂米ぬかとが混合した混合ぬかよりなる生ごみ処理材を処理槽２へ初期投入した後で、処理槽２へ生ごみを投入するようにすれば、処理槽２の温度上昇に伴って生ごみ処理材が処理槽２の内壁面にこびりついたり、生ごみ処理材が攪拌されたときに飛散してフィルタが目詰まりするのを低コスト化が容易で且つ入手が容易な生ごみ処理材で防止することができることが分かる。
【００３７】
【発明の効果】
請求項１の発明は、生ごみを処理するための生ごみ処理材及び生ごみを投入する処理槽と、処理槽内に設けられ生ごみ処理材及び生ごみを攪拌する攪拌手段と、処理槽内の生ごみ処理材及び生ごみを加熱する加熱手段と、処理槽からの排気に含まれる塵埃を除去するフィルタとを備え、生ごみ処理材及び生ごみを攪拌しながら生ごみを処理する生ごみ処理装置における生ごみ処理方法であって、生ごみ処理装置の運転の立ち上げの際に非脱脂米ぬかと脱脂米ぬかとが混合した混合ぬかよりなる生ごみ処理材を処理槽へ初期投入した後で、処理槽へ生ごみを投入するので、生ごみ処理材が処理槽の内壁面にこびりついたりフィルタが目詰まりするのを低コスト化が容易で且つ入手が容易な生ごみ処理材で防止することができるという効果がある。
【００３８】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記生ごみ処理材として脂肪分が５〜１５％の混合ぬかを用いることを特徴とし、望ましい実施態様である。
【００３９】
請求項３の発明は、生ごみを処理するための生ごみ処理材及び生ごみを投入する処理槽と、処理槽内に設けられ生ごみ処理材及び生ごみを攪拌する攪拌手段と、処理槽内の生ごみ処理材及び生ごみを加熱する加熱手段と、処理槽からの排気に含まれる塵埃を除去するフィルタとを備え、生ごみ処理材及び生ごみを攪拌しながら生ごみを処理する生ごみ処理装置であって、運転の立ち上げの際に処理槽へ初期投入する生ごみ処理材として非脱脂米ぬかと脱脂米ぬかとを混合した混合ぬかを用いるので、低コスト化が容易で且つ入手が容易な生ごみ処理材を用いながらも、生ごみ処理材が処理槽の内壁面にこびりついたりフィルタが目詰まりするのを防止することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態における生ごみ処理機の要部概略斜視図である。
【図２】同上における生ごみ処理機の要部概略斜視図である。
【図３】同上における生ごみ処理機の動作説明図である。
【図４】同上の生ごみ処理装置の運転時の生ごみの減量率および生ごみ処理材の重量含水率の経時変化を示すグラフである。
【符号の説明】
２ 処理槽
３ 攪拌軸
３ａ 攪拌羽根
４ モータ
７ フィルタボックス
８ 脱臭器
９ａ 熱交換器
９ｂ 熱交換器
１１ 排気ファン
１２ 制御装置
１８ 消音器
１９ 排気筒
２４ 熱交換器
【発明の属する技術分野】
本発明は、生ごみ処理方法および生ごみ処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、有機物及び水分を含んだ生ごみを加熱するとともに攪拌することにより環境に影響を与えない程度に分解処理する生ごみ処理装置が提供されている。この種の生ごみ処理装置では、処理槽からの排気に生ごみが分解される際に発生するガス成分が含まれているので、処理槽からの排気をヒータにより高温に加熱した後、触媒と接触させて脱臭する脱臭装置が設けられている。また、この種の生ごみ処理装置では、脱臭装置により暖められた空気を処理槽に接触させた熱交換器へ供給して処理槽内の生ごみ処理材及び生ごみを適宜加熱できるようになっており、処理槽の内壁面の温度が１８０℃程度まで上昇することもある。また、この種の生ごみ処理装置では、処理槽からの排気に含まれている塵埃を除去するためのフィルタも設けられている。
【０００３】
ところで、上述の生ごみ処理装置では、生ごみ処理材として杉を小片化した木材チップを用いるものが提供されているが、入手しやすさ、コストの安さ、肥料への転用のしやすさなどから生ごみ処理材として米ぬかを採用することが提案されている。なお、生ごみ処理材については各所で研究されており、米ぬかを主成分としたもの（例えば、特許文献１参照）や、コーヒー粕に米ぬかと木材チップとの混合物などを添加したもの（例えば、特許文献２参照）なども提案されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−５９１３５号公報（第２頁−第３頁、図１）
【特許文献２】
特開２００２−１３６９４７号公報（第５頁）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、生ごみ処理材として上述の木材チップを採用した場合、木材チップは含水率が高いので、処理槽が高温になると木材チップが処理槽にこびりついてしまうという不具合があった。また、生ごみ処理材として米ぬかのみを採用した場合、米ぬかに含まれる油脂分が飛散し、処理槽の内壁面やフィルタなどに付着して目詰まりなどの原因になるという不具合があった。そこで、本願発明者らは米ぬかの脂肪分を取り除く処理を施した脱脂米ぬかを生ごみ処理材として採用することについて検討したが、脱脂米ぬかが飛散し運転を開始して短期間（３日間ほど）でフィルタが目詰まりを起こしてしまうという問題があった。また、生ごみ処理材として米ぬかと木材チップとを混ぜて乾燥させたものを用いることも考えられるが、生ごみ処理材のコストが高くなったり、米ぬかのみの場合に比べて取り扱いが面倒になるとともに入手しずらくなることが考えられる。
【０００６】
また、上記特許文献１、２において提案されている生ごみ処理材は米ぬか以外に複数の材料を混ぜているので、生ごみ処理材のコストが高くなったり、米ぬかのみの場合に比べて取り扱いが面倒になるとともに入手しずらくなることが考えられる。
【０００７】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、生ごみ処理材が処理槽の内壁面にこびりついたりフィルタが目詰まりするのを低コスト化が容易で且つ入手が容易な生ごみ処理材で防止することができる生ごみ処理方法及び生ごみ処理装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、上記目的を達成するために、生ごみを処理するための生ごみ処理材及び生ごみを投入する処理槽と、処理槽内に設けられ生ごみ処理材及び生ごみを攪拌する攪拌手段と、処理槽内の生ごみ処理材及び生ごみを加熱する加熱手段と、処理槽からの排気に含まれる塵埃を除去するフィルタとを備え、生ごみ処理材及び生ごみを攪拌しながら生ごみを処理する生ごみ処理装置における生ごみ処理方法であって、生ごみ処理装置の運転の立ち上げの際に非脱脂米ぬかと脱脂米ぬかとが混合した混合ぬかよりなる生ごみ処理材を処理槽へ初期投入した後で、処理槽へ生ごみを投入することを特徴とし、生ごみ処理材が処理槽の内壁面にこびりついたりフィルタが目詰まりするのを低コスト化が容易で且つ入手が容易な生ごみ処理材で防止することができる。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記生ごみ処理材として脂肪分が５〜１５％の混合ぬかを用いることを特徴とし、望ましい実施態様である。
【００１０】
請求項３の発明は、生ごみを処理するための生ごみ処理材及び生ごみを投入する処理槽と、処理槽内に設けられ生ごみ処理材及び生ごみを攪拌する攪拌手段と、処理槽内の生ごみ処理材及び生ごみを加熱する加熱手段と、処理槽からの排気に含まれる塵埃を除去するフィルタとを備え、生ごみ処理材及び生ごみを攪拌しながら生ごみを処理する生ごみ処理装置であって、運転の立ち上げの際に処理槽へ初期投入する生ごみ処理材として非脱脂米ぬかと脱脂米ぬかとを混合した混合ぬかを用いることを特徴とするものであり、低コスト化が容易で且つ入手が容易な生ごみ処理材を用いながらも、生ごみ処理材が処理槽の内壁面にこびりついたりフィルタが目詰まりするのを防止することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本実施形態における生ごみ処理装置の概略構成について図１〜図３を参照しながら説明する。なお、図示していないが、生ごみ処理装置は、戸外に設置されるハウジングを備え、ハウジングの上面に生ごみ及び生ごみ処理材を投入するための投入口が開口し、投入口が投入扉により開閉自在に覆われている。
【００１２】
ハウジングの内部には、図１及び図２に示すように上面が開口した金属製の処理槽２が収納されている。処理槽２は、生ごみ及び生ごみ処理材が投入される槽であって、処理槽２には、生ごみ処理材が生ごみ処理装置の運転の立ち上げの際に生ごみの投入に先だって初期投入される。ここにおいて、生ごみ処理材は、後から処理槽２へ投入される生ごみを処理するために処理槽２へ初期投入されるものであって、基本的には後で投入される生ごみをかき混ぜやすくすることで加熱による生ごみの処理（生ごみの水分の処理）を促進するものであり、立ち上げの際に初期投入する以外は追加したり交換したりする必要がない。したがって、本実施形態における生ごみ処理装置では、生ごみ処理材を追加したり交換したりする手間を省くことができるとともにランニングコストを低減できる。なお、本実施形態の生ごみ処理装置における生ごみの処理としては、生ごみの水分の処理だけでなく生ごみの発酵処理も行われる。また、処理槽２内の内容物が規定量を越えた場合には適宜取り出せばよい。
【００１３】
処理槽２の両側板２ｂ，２ｂ間には撹拌軸３が回動自在に支承され、撹拌軸３には処理槽２の内部でそれぞれ回動する複数の撹拌羽根３ａが設けられている。撹拌軸３は処理槽２の外部に設けた動力源としてのモータ４から回転力を受けて回動し、処理槽２に投入された生ごみ及び生ごみ処理材を撹拌羽根３ａによって撹拌する。このように、生ごみ及び生ごみ処理材を撹拌することにより処理槽２の内容物を曝気する。撹拌軸３の回転方向はモータ４の回転方向によって正逆に切り換えられる。なお、本実施形態では、攪拌軸３、攪拌羽根３ａが処理槽２内に設けられ生ごみ処理材及び生ごみを攪拌する攪拌手段を構成している。
【００１４】
処理槽２において生ごみの処理を行うと、二酸化炭素、メタン、水などに加えて酢酸や窒素化合物や硫黄化合物のような不快臭を伴うガスが発生する。このような分解ガスおよび水蒸気を処理槽２から排出するために、処理槽２の上部側方にフィルタを備えたフィルタボックス７が設けられており、処理槽２で発生した分解ガス及び水蒸気はフィルタボックス７のフィルタを通して処理槽２から排出される。ここに、フィルタは処理槽２から塵埃が排出されないように設けられている。
【００１５】
フィルタボックス７からの排気は、処理槽２の上側に設けられた熱交換器２４及び酸化触媒型の脱臭器８を通して処理槽２の下側に設けられた後述の熱交換器９ａに導入される。熱交換器２４には後述の熱交換器９ｂからの排気が通る直線状の流路を形成するための流路管２４ａと、フィルタからの排気が通る蛇行状の流路（以下、第２の流路と称す）を形成するための複数の仕切板２４ｂとが内部に設けられており、第１の流路の出口側には排気ファン１１が接続され、排気ファン１１により吸引された排気は消音器１８を通して排気筒１９から上記ハウジングの外部に排出される。
【００１６】
脱臭器８は、熱交換器２４の上記第２の流路を通して導入された排気を２００〜４００℃に加熱するヒータと、高温に加熱された排気に接触して分解ガスの不快臭成分の酸化を促進することによって脱臭する白金触媒のような触媒とを内部に備えている。
【００１７】
ところで、処理槽２の中の生ごみを加熱するために、本実施形態では処理槽２の下部に上述の熱交換器９ａ，９ｂを密接させ、脱臭器８から排出された高温の排気を熱交換器９ａ，９ｂに導入することによって、熱交換器９ａ，９ｂを通過する熱気と処理槽２の内容物との間で熱交換を行っている。なお、熱交換器９ａ，９ｂは、攪拌軸３の長手方向に沿って並設されている。
【００１８】
熱交換器９ａ，９ｂは、図３に示すように処理槽２の下部外周面に沿った断面Ｊ字状に形成された中空箱状の本体部１９ａ，１９ｂと、本体部１９ａ，１９ｂの内部空間に蛇行した流路を形成する仕切板２０ａ，２０ｂとを備える。また、熱交換器９ｂの排気を熱交換器２４に導入するための導入管１６ｃ（図２参照）及び熱交換器２４の流路管２４ａからの排気を排気ファン１１に排出するための排出管１６ｄが設けられ、導入管１６ｃと排出管１６ｄとの間に蛇行した流路が形成されるのである。本体部１９ａ，１９ｂは、処理槽２との接触面が処理槽２の底部の形状に沿う形状に形成されており、本体部１９ａ，１９ｂの接触面と処理槽２の裏面とが面接触するから、熱交換の効率が高くなる。なお、本実施形態では、熱交換器９ａ，９ｂが処理槽２の内部の生ごみ処理材及び生ごみを加熱する加熱手段を構成している。
【００１９】
上述のように、処理槽２からの排気経路には、フィルタ、熱交換器２４の上記第２の流路、脱臭器８が設けられ、脱臭器８の排気経路には、熱交換器９ａ、熱交換器９ｂ、熱交換器２４の流路管２４ａが設けられ、流路管２４ａの排気側に排気ファン１１が設けられている。したがって、排気ファン１１を作動させることにより、処理槽２からの排気が図３（ａ）中に矢印で示すように処理槽２、フィルタボックス７、熱交換器２４を通して脱臭器８へ導入され、脱臭器８からの排気が図３（ｂ）中に矢印で示すように熱交換器９ａ、熱交換器９ｂ、フィルタ、熱交換器２４の流路管２４ａを通して排気ファン１１に吸入され、さらに消音器１８を通してハウジングの外部に排気される。なお、図１〜図３では、熱交換器９ａの排出管２１ａと熱交換器９ｂの導入管２１ｂとの間、フィルタボックス７と熱交換器２４の第２の流路側との間、熱交換器９ｂの排気管１６ｂと熱交換器２４の第２の流路側の導入管１６ｃとの間、熱交換器２４の第１の流路側の排出管１６ｄと排気ファン１１の導入管１６ｅとの間、熱交換器２４の第２の流路側の排出管１６ｆと脱臭器８の導入管１６ｇとの間をそれぞれ接続するダクトは図示を省略している。
【００２０】
なお、上記ハウジング内には、熱交換器２４に当接した形で吸気筒２９が配置され、排気ファン１１を作動させ上述のように処理槽２の排気を行うと、上記ハウジングの下部に設けた外気取入口から吸気筒２９を通して処理槽２の内部に外気が取り込まれるようになっている。つまり、処理槽２の内容物に新鮮な空気を供給することができ、生ごみの発酵分解に寄与する微生物の活性を高めることができる。また、上記ハウジング内には、脱臭器８に内蔵したヒータの発熱量とモータ４の回転を制御する制御装置１２（図２参照）が設けられている。
【００２１】
以下、本実施形態の生ごみ処理装置における生ごみ処理方法において特徴となる点について説明する。
【００２２】
本実施形態では、上述の生ごみ処理材として、脱脂処理を行っていない米ぬか（以下、非脱脂米ぬかと称す）と脱脂処理を行った米ぬか（以下、脱脂米ぬかと称す）とを混合した混合米ぬかを用いており、生ごみ処理装置の運転の立ち上げの際に非脱脂米ぬかと脱脂米ぬかとが混合した混合ぬかよりなる生ごみ処理材を処理槽２へ初期投入した後で、処理槽２へ生ごみを投入する。なお、混合米ぬかの使用量は、１ｋｇの生ごみに対して４Ｌを目安としており、例えば、１日当たりの生ごみの処理量を１５ｋｇに設定する場合には６０Ｌの混合米ぬかを処理槽２へ初期投入し、１日当たりの生ごみの処理量を３０ｋｇに設定する場合には１２０Ｌの混合米ぬかを処理槽２へ初期投入し、１日当たりの生ごみの処理量を５０ｋｇに設定する場合には２００Ｌの混合米ぬかを処理槽２へ初期投入し、１日当たりの生ごみの処理量を１００ｋｇに設定する場合には４００Ｌの混合米ぬかを処理槽２へ初期投入するので、処理槽２の容量を１日当たりの生ごみの処理量に応じて適宜設計することは勿論である。
【００２３】
ところで、本願発明者らは、生ごみ処理材が処理槽２の内壁面にこびりついたりフィルタが目詰まりするの低コスト化が容易で入手が容易な生ごみ処理材で防止するという課題の解決策を抽出するにあたって、混合米ぬか（混合米糠）、非脱脂米ぬか（米糠）、脱脂米ぬか（脱脂米糠）、木材チップなどの種々の生ごみ処理材について鋭意研究を行ったところ、下記表１に示す結果が得られ、混合米ぬかを生ごみ処理材として用いた場合のみ、「生ごみ処理材のこびりつき」、「生ごみ処理材の飛散防止」、「脂分のこびりつき防止」の３つの項目を全て満足できることが分かり、これら各生ごみ処理材の食品成分を分析評価することにより初期投入する生ごみ処理材の脂肪分および水分が処理槽２の内壁面への生ごみ処理材のこびりつきやフィルタの目詰まりに影響するという知見を得た。
【００２４】
【表１】
そこで、本願発明者らは、低コストで且つ入手が容易な米ぬかに着目し、非脱脂米ぬかと脱脂米ぬかとの比率を調整することで脂肪分を種々変化させた複数種類の混合米ぬかおよび水分調整を行うことで水分を種々変化させた複数種類の混合米ぬかそれぞれを生ごみ処理材として処理槽２へ初期投入した場合それぞれについて生ごみ処理を行わせ、混合米ぬかの脂肪分および水分が処理槽２およびフィルタに与える影響や生ごみ処理装置における生ごみの減量率に与える影響などについて調査を行った。その結果、生ごみ処理材が処理槽２の内壁面にこびりついたりフィルタが目詰まりするのを防止するには、混合米ぬかの脂肪分を５〜１５％の範囲内で設定することが望ましく、混合米ぬかと生ごみを投入したときの内容物の水分を２５％以下に設定することが望ましいという知見を得た。
【００２６】
一実施例として、業者Ａから入手した混合米ぬか（混合米糠）であって下記表２の右から２列目のような成分比を有する混合米ぬかを生ごみ処理材として初期投入してから生ごみ処理の運転を開始した場合、運転開始から１週間経過しても生ごみ処理材が激しく飛散したりすることはなく、フィルタが詰まったりすることがなかった。また、処理槽２への生ごみ処理材のこびりつきや、処理槽２の内壁面への脂分の付着などは見られなかった。
【００２７】
【表２】
表２中の数値はパーセントであり、表２には、左から順に、「日本食品成分表に記載された米ぬかの成分」、「業者Ａから入手した非脱脂米ぬかの成分の分析結果」、「業者Ａから入手した脱脂米ぬかの成分の分析結果」、「日本食品成分表より推定した混合米ぬかの成分」、「業者Ａから入手した混合米ぬかの成分の分析結果」、「業者Ｂから入手した混合米ぬかの成分の分析結果」を記載してある。ここに、各混合米ぬかは、米ぬかと脱脂米ぬかとを１対１の容量比（３０Ｌ：３０Ｌ）で混合したものである。表２から、入手先によらず、日本食品成分表より推定した成分の混合米ぬかを入手できるものと考えることができる。ただし、水分の割合については保存状態によって多少異なってくると考えられるので、表２に示した成分を乾重量換算した数値を表３〜表７に示す。ここに、表３には日本食品成分表に記載された米ぬか（非脱脂米ぬか）の成分と、この成分を乾重量換算した数値とを記載してあり、表４には業者Ａから入手した米ぬか（非脱脂米ぬか）の成分と、この成分を乾重量換算した数値とを記載してあり、表５には業者Ａから入手した脱脂米ぬかの成分と、この成分を乾重量換算した数値とを記載してあり、表６には日本食品成分表の米ぬかの成分から推定した脱脂米ぬかの成分を乾重量換算した数値を記載してあり、表７には業者Ａから入手した混合米ぬかの成分の実測値を乾重量換算した数値と、食品成分表から推測した混合米ぬかの成分を乾重量換算した数値とを記載してある。ここに、表７からも、入手先によらず、日本食品成分表より推定した成分の混合米ぬかを入手できるものと考えることができる。
【００２９】
【表３】
【表４】
【表５】
【表６】
【表７】
上記業者Ａから入手した混合米ぬかを初期投入し、７日間連続して一定量の生ごみを投入した場合の生ごみの減量率および生ごみ処理材の重量含水率それぞれの経時変化を図４に示す。なお、図４は、横軸が運転開始からの経過日数、左側の縦軸が生ごみの減量率、右側の縦軸が生ごみ処理材の重量含水率であり、同図中のイが減量率の測定データ、ロが重量含水率の測定データである。
【００３５】
図４から分かるように、生ごみ処理材の重量含水率については初期投入時は１１．３％であったのがその後５〜６％で安定し、生ごみの減量率については８０％以上を維持し問題なく処理していることが分かる。また、図示していないが、上記混合米ぬかを生ごみ処理材として用いることにより、非脱脂米ぬかと杉チップとの混合物を生ごみ処理材として用いる場合や、非脱脂米ぬかのみを生ごみ処理材として用いる場合に比べて脂肪分がより短期間で低下するという結果も得られている。なお、１週間毎の脂肪分の変化で比較すると、非脱脂米ぬかの場合、初期投入時が２１．９％、１週間後が１３．９％、２週間後が８．３％、３週間後が９．２％であり、混合米ぬかの場合、初期投入時が１０．１％、１週間後が５．９％であった。
【００３６】
以上の結果から、生ごみ処理装置の運転の立ち上げの際に非脱脂米ぬかと脱脂米ぬかとが混合した混合ぬかよりなる生ごみ処理材を処理槽２へ初期投入した後で、処理槽２へ生ごみを投入するようにすれば、処理槽２の温度上昇に伴って生ごみ処理材が処理槽２の内壁面にこびりついたり、生ごみ処理材が攪拌されたときに飛散してフィルタが目詰まりするのを低コスト化が容易で且つ入手が容易な生ごみ処理材で防止することができることが分かる。
【００３７】
【発明の効果】
請求項１の発明は、生ごみを処理するための生ごみ処理材及び生ごみを投入する処理槽と、処理槽内に設けられ生ごみ処理材及び生ごみを攪拌する攪拌手段と、処理槽内の生ごみ処理材及び生ごみを加熱する加熱手段と、処理槽からの排気に含まれる塵埃を除去するフィルタとを備え、生ごみ処理材及び生ごみを攪拌しながら生ごみを処理する生ごみ処理装置における生ごみ処理方法であって、生ごみ処理装置の運転の立ち上げの際に非脱脂米ぬかと脱脂米ぬかとが混合した混合ぬかよりなる生ごみ処理材を処理槽へ初期投入した後で、処理槽へ生ごみを投入するので、生ごみ処理材が処理槽の内壁面にこびりついたりフィルタが目詰まりするのを低コスト化が容易で且つ入手が容易な生ごみ処理材で防止することができるという効果がある。
【００３８】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記生ごみ処理材として脂肪分が５〜１５％の混合ぬかを用いることを特徴とし、望ましい実施態様である。
【００３９】
請求項３の発明は、生ごみを処理するための生ごみ処理材及び生ごみを投入する処理槽と、処理槽内に設けられ生ごみ処理材及び生ごみを攪拌する攪拌手段と、処理槽内の生ごみ処理材及び生ごみを加熱する加熱手段と、処理槽からの排気に含まれる塵埃を除去するフィルタとを備え、生ごみ処理材及び生ごみを攪拌しながら生ごみを処理する生ごみ処理装置であって、運転の立ち上げの際に処理槽へ初期投入する生ごみ処理材として非脱脂米ぬかと脱脂米ぬかとを混合した混合ぬかを用いるので、低コスト化が容易で且つ入手が容易な生ごみ処理材を用いながらも、生ごみ処理材が処理槽の内壁面にこびりついたりフィルタが目詰まりするのを防止することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態における生ごみ処理機の要部概略斜視図である。
【図２】同上における生ごみ処理機の要部概略斜視図である。
【図３】同上における生ごみ処理機の動作説明図である。
【図４】同上の生ごみ処理装置の運転時の生ごみの減量率および生ごみ処理材の重量含水率の経時変化を示すグラフである。
【符号の説明】
２ 処理槽
３ 攪拌軸
３ａ 攪拌羽根
４ モータ
７ フィルタボックス
８ 脱臭器
９ａ 熱交換器
９ｂ 熱交換器
１１ 排気ファン
１２ 制御装置
１８ 消音器
１９ 排気筒
２４ 熱交換器
Claims (3)
- 生ごみを処理するための生ごみ処理材及び生ごみを投入する処理槽と、処理槽内に設けられ生ごみ処理材及び生ごみを攪拌する攪拌手段と、処理槽内の生ごみ処理材及び生ごみを加熱する加熱手段と、処理槽からの排気に含まれる塵埃を除去するフィルタとを備え、生ごみ処理材及び生ごみを攪拌しながら生ごみを処理する生ごみ処理装置における生ごみ処理方法であって、生ごみ処理装置の運転の立ち上げの際に非脱脂米ぬかと脱脂米ぬかとが混合した混合ぬかよりなる生ごみ処理材を処理槽へ初期投入した後で、処理槽へ生ごみを投入することを特徴とする生ごみ処理方法。
- 前記生ごみ処理材として脂肪分が５〜１５％の混合ぬかを用いることを特徴とする請求項１記載の生ごみ処理方法。
- 生ごみを処理するための生ごみ処理材及び生ごみを投入する処理槽と、処理槽内に設けられ生ごみ処理材及び生ごみを攪拌する攪拌手段と、処理槽内の生ごみ処理材及び生ごみを加熱する加熱手段と、処理槽からの排気に含まれる塵埃を除去するフィルタとを備え、生ごみ処理材及び生ごみを攪拌しながら生ごみを処理する生ごみ処理装置であって、運転の立ち上げの際に処理槽へ初期投入する生ごみ処理材として非脱脂米ぬかと脱脂米ぬかとを混合した混合ぬかを用いることを特徴とする生ごみ処理装置。
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