JP4209079B2

JP4209079B2 - 生ごみ乾燥機及びその運転方法。

Info

Publication number: JP4209079B2
Application number: JP2000361138A
Authority: JP
Inventors: 賢三高橋; 昌也高橋
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-11-28
Filing date: 2000-11-28
Publication date: 2009-01-14
Anticipated expiration: 2020-11-28
Also published as: JP2002162166A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、食品工場や市場あるいは飲食店，一般家庭等から出る生ごみを効果的に乾燥処理するための生ごみ乾燥機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、食品工場や飲食店等から出る生ごみの殆どは、可燃ごみとして焼却施設に送られて焼却処分されているのが現状であるが、その排出量は年々増加の一途を辿り、処理する側の自治体等の財政を圧迫する要因の一つとなっている。
【０００３】
また、このような生ごみは所定の指定日に所定のごみ収集場に集められるため、特に夏場においてはその腐敗臭によって周囲環境を悪化させたり、あるいはごみ収集前にカラスや猫等の小動物の餌となってごみ収集場周辺に食い散らかされるといった被害も報告されている。
【０００４】
そのため、本発明者らは、生ごみを発生する発生者側において予め生ごみを脱水，乾燥させてその減容化，減量化を図るための生ごみ乾燥機を提案している。
【０００５】
この生ごみ乾燥機は、図５に示すように、投入された生ごみを攪拌しながら高温の乾燥用空気で乾燥するヒーティングミキサーａに、高温の乾燥用空気を供給する空気供給ラインｂと、乾燥後の空気を排気する排ガスラインｃとを接続すると共に、この排ガスラインｃに排ガス中の臭気成分を高熱で分解脱臭する脱臭炉ｄと、この脱臭炉ｄで発生した廃熱で高温の乾燥用空気を生成する熱交換器ｅとを備えたものであり、成分の殆どが水分である生ごみを高温の乾燥用空気によって強制的に乾燥させることによって生ごみの容量を大幅に減容，減量化処理しようとしたものである。
【０００６】
すなわち、図示するように、ヒーティングミキサーａ内に投入された生ごみをその攪拌羽根ｈで攪拌させながら、ブロアｇ及び熱交換器ｅによって発生した高温の乾燥用空気を空気供給ラインｂからヒーティングミキサーａ内に送り込むと、この高温の乾燥用空気によってヒーティングミキサーａ内の生ごみが強制的に加熱乾燥されて大幅に減容，減量化される。一方、このヒーティングミキサーａ内の乾燥用空気は、生ごみを加熱乾燥することによって低温の排ガスとなって排ガスラインｃに流れ、脱臭炉ｄで再度高温で燃焼されることで臭気成分が分解されて無臭・無害化された後、熱交換器ｅで熱回収されてから大気中に放出されることになる。
【０００７】
そして、このようにして十分に生ごみが乾燥されたならば、同じく空気供給ラインｂから熱交換器ｅをバイパスして低温（室温）の冷却用空気をヒーティングミキサーａ内に送り込み、その内部の乾燥ごみを十分に冷却してから取り出し、その後、この乾燥ごみを袋詰め等によって回収して肥料、或いは家畜の飼料等として有効利用されることになる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような構成をした従来の生ごみ乾燥機にあっては、上述したように、脱臭炉ｄの廃熱を利用して高温の乾燥用空気を得るようにしていることから、ヒーティングミキサーａが大型化した場合、すなわち、大量の乾燥用空気を必要とする場合には、その熱源となる脱臭炉ｄまでも大型化しなければならないが、その廃熱のうち約半分以上はそのまま大気中に放出されてしまうことから脱臭炉ｄが大型化するほど、排ガス熱損失も大きくなり、熱効率が悪化するといった不都合がある。
【０００９】
また、この生ごみ乾燥機で処理する生ごみの種類も一様ではなく、例えば、米穀物等を主体とする生ごみの場合、これを単に攪拌しながら乾燥させると、ヒーティングミキサーａ内で餅化してしまい、これが攪拌羽根ｈやその内壁にこびりついて排出できなくるといった不都合を招く場合がある。
【００１０】
そこで、本発明はこのような課題を有効に解決するために案出されたものであり、その目的は、熱効率に優れ、かつ生ごみの種類に拘わらず良好に乾燥処理できる新規な生ごみ乾燥機を提供するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、生ごみを攪拌しながら乾燥処理するヒーティングミキサーに、高温の乾燥用空気及び冷却用空気を供給する空気供給ラインと、その空気を排気する排ガスラインとを接続すると共に、その排ガスラインにその排ガスを高温で脱臭処理する脱臭器を設け、かつ、上記空気供給ラインに、上記脱臭器から排出される排ガスの廃熱で空気を加熱する加熱器を備えた生ごみ乾燥機において、上記ヒーティングミキサーは、底部が円形をした横長胴体の内部にその長手方向に延びる撹拌羽根を回転自在に備えると共に、上記横長胴体内の上部に、上記撹拌羽根の上部空間を長手方向に仕切る仕切壁を設け、上記排ガスラインに、その排ガスの一部を上記空気供給ライン側に循環させるべく循環ラインを接続し、その循環ラインに、上記ヒーティングミキサー内の排ガスを強制的に抜き出すと共に、その排ガスの一部を上記空気供給ライン側に戻して循環させるためのブロアと、上記循環ラインと上記空気供給ラインとの合流点下流側に設けられる温度センサーによってその流量が制御される流量制御バルブとを設け、これらブロアと流量制御バルブにより、上記空気供給ラインを流れる高温の乾燥用空気の温度を最適温度まで低下させ、さらに上記脱臭器と上記加熱器間に、その脱臭器から排出される排ガスの熱を利用して脱臭器に導入する前の排ガスを予熱する予熱器を接続したものである。
【００１２】
これによって排ガスの一部を高温の乾燥用空気に合流させて循環させるようにしたことから、大量のガスをヒーティングミキサーに流すことができるにも拘わらず、処理する排ガス量は変わらないため、ブロアーや脱臭器等を大型化することなく、効率的に生ごみ乾燥処理することができる。
【００１３】
また、請求項２に示すように、上記排ガスラインに脱塵器を備えることにより、乾燥処理の際に発生したダスト状の乾燥ごみを効果的に除去することができる。
【００１４】
そして、請求項３に示すように、上記請求項１又は２のいずれかに記載の生ごみ乾燥機の制御方法において、上記ヒーティングミキサー運転開始時からそのヒーティングミキサーの排ガス温度を常時監視し、その排ガス温度が所定の温度に達するまでは生ごみを攪拌せずにそのまま乾燥用空気のみを供給し、その排ガス温度が所定の温度に達した時にのみ上記ヒーティングミキサーを短時間駆動して生ごみを攪拌する運転を間欠的に繰り返し、その駆動間隔が所定時間以下になったならそのヒーティングミキサーを連続攪拌駆動させ、その後その排ガス温度が設定最高温度に達したならば、上記乾燥用空気に代えて冷却空気を流して冷却工程を行うようにすれば、餅化しやすい生ごみであっても餅化を招くことなく良好な乾燥処理を実施することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明を実施する好適一形態を添付図面を参照しながら説明する。
【００１６】
図１は本発明に係る生ごみ処理機の実施の一形態を示したものである。
【００１７】
図示するように、この生ごみ処理機は、生ごみを攪拌しながら乾燥処理するヒーティングミキサー１に、高温の乾燥用空気及び冷却用空気を供給する空気供給ラインＬ１と、その空気を排気する排ガスラインＬ２とが接続されていると共に、その排ガスラインＬ２に、その排ガスを高温で脱臭処理する脱臭器２が備えられた構造となっている。
【００１８】
このヒーティングミキサー１は、底部が円形をした横長胴体３の内部にその長手方向に延びる攪拌羽根４を回転自在に備えると共に、その上部に開閉自在な生ごみ投入口５を備えたものであり、その生ごみ投入口５から横長胴体３内に投入された生ごみをモータ駆動される攪拌羽根４によって上下に攪拌しながら空気供給ラインＬ１から供給される高温の乾燥用空気によって強制的に加熱乾燥させ、乾燥後の排ガスを排ガスラインＬ２から外部に排気するようになっている。
【００１９】
また、この排ガスラインＬ２には、その排ガス温度を常時検知する温度センサーＴ１と攪拌羽根４のモータＭ１を制御するシーケンサＳが設けられており、温度センサーＴ１によって検知された排ガス温度に応じてそのモータＭ１をシーケンス制御するようになっている。
【００２０】
さらに、この空気供給ラインＬ１及び排ガスラインＬ２はそれぞれ切替バルブＶ１，Ｖ２で二つに分岐されており（L1-1,L1-2,L2-1,L2-2）、その横長胴体３の両端側にそれぞれ対になるように接続されている。そして、この横長胴体３内の上部には、その攪拌羽根４の上部空間を長手方向に仕切る仕切壁６，７が設けられており、空気供給ラインL1-1,L1-2のいずれか一方から流れ込んだ空気がそのまま攪拌羽根４の上部空間をバイパスして排気されるのを防止するようになっている。尚、このヒーティングミキサー１の攪拌羽根４の先端には、斜めに傾斜した傾斜羽根４ａが設けられており、乾燥処理の乾燥ごみを横長胴体３の端部に設けられた開閉自在な排出口５ａ側に送り出して排出できるようになっている。
【００２１】
一方、空気供給ラインＬ１は、その上流側に空気を取り入れるブロア８と加熱器９とバイパスラインＬ３とを備えたものであり、ブロア８で取り入れた空気を加熱器９で加熱して高温の乾燥用空気を生成すると共に、ブロア８で取り入れられた空気をそのまま加熱器９を回避してバイパスラインＬ３から冷却用空気として送り込むようになっている。尚、このブロア８の下流側には流量計１０が設けられており、ブロア８を駆動するモータをインバータ制御してその空気の取入れ量を無段階に可変制御するようになっている。また、このバイパスラインＬ３は切替えバルブＶ３を介して空気供給ラインＬ１から分岐しており、一定のシーケンスに沿って空気を流すようになっている。
【００２２】
他方、排ガスラインＬ２に設けられる脱臭器２は、いわゆるＬＰＧ，ＬＮＧ等を燃料とするガスバーナー、あるいは石油バーナ等の脱臭炉から構成されており、排ガスラインＬ２を流れる排ガスをそのまま燃焼空気として用いることでその排気ガス中に含まれている臭気成分を高熱で分解し、クリーンガス化するようになっている。また、この脱臭器２の下流側には、予熱器１１及び上述した加熱器９が直列に接続されており、この脱臭器２で発生した高温燃焼排ガスの熱を利用して脱臭器２に導入前の排ガスを予熱器１１によって予熱して燃焼効率を高めると共に、加熱器９でその廃熱を乾燥用空気の熱源として回収利用するようになっている。また、この排ガスラインＬ２の上流側には、サイクロン等の除塵器１２が設けられており、ヒーティングミキサー１から排気ガスと共に排出する乾燥塵等を分離して回収するようになっている。
【００２３】
そして、本発明の生ごみ乾燥機にあっては、特に、この脱臭器２上流側の排ガスラインＬ２と空気供給ラインＬ１間に循環ラインＬ４が設けられており、排ガスラインＬ２から排気される排ガスの一部をそのまま空気供給ラインＬ１を流れる高温の乾燥用空気と合流させて循環させるようになっている。
【００２４】
すなわち、この循環ラインＬ４には流量制御バルブＶ４と、ブロア１３が設けられており、ヒーティングミキサー１内の排ガスをブロア１３によって強制的に抜き出すと共に、その排ガスの一部を空気供給ラインＬ１側に戻して循環させると同時に、その空気供給ラインＬ１を流れる高温の乾燥用空気の温度を最適温度まで低下させるようになっている。尚、この流量制御バルブＶ４は、循環ラインＬ４と空気供給ラインＬ１との合流点下流側に設けられた温度センサーＴ２によってその流量が無段階に制御されるようになっている。また、このブロア１３を駆動するモータＭ３は、ヒーティングミキサー１側に設けられた圧力センサーＰ１からの信号に応じて同じく無段階に可変制御されるようになっている。
【００２５】
次に、このような構成をした本発明の生ごみ処理機の作用及びその運転方法の一例を説明する。
【００２６】
先ず、通常の生ごみの場合、すなわち餅化し難い成分を主とする生ごみの場合には、ヒーティングミキサー１内に一定量の生ごみを投入した後、これを攪拌羽根４で攪拌しながら空気供給ラインＬ１から乾燥に必要な量の乾燥用空気を供給してその生ごみを加熱乾燥する。
【００２７】
一方、生ごみを加熱乾燥することによって温度が低下した乾燥用空気は、比較的低温の排ガスとなって排ガスラインＬ２から排気され、除塵器１２でダスト状の生ごみが分離・回収された後、その一部がブロア１３によって循環ラインＬ４を介してそのまま空気供給ラインＬ１を流れる乾燥用空気と合流して再びヒーティングミキサー１内に流れ、他方、残りの排ガスはそのまま予熱器１１を通過して脱臭器２側へ送られ、ここで燃焼されることでその臭気成分が分解され、無臭・無害化されてクリーンガスとなった後、予熱器１１及び加熱器９で熱回収されてから大気中に放出されることになる。
【００２８】
これによって、ヒーティングミキサー１を大型化した場合であっても乾燥用空気及び脱臭処理する排気ガスの量を増やすことなく、ヒーティングミキサー１内に大量の空気を供給することができるため、効率的な生ごみ乾燥処理を実施することができる。また、これと同時に、脱臭器２やブロア８を大型化する必要がなくなるため、製造コストの上昇を抑制することができると共に、脱臭器２からの排ガス熱損失も少なくなり、優れた熱効率を発揮することができる。
【００２９】
ところで、このように排ガスの一部を循環させてヒーティングミキサー１内の空気流量を増大させた場合、供給する乾燥用空気の温度が従来のままでは、ヒーティングミキサー１内の温度が低下し、効率的な乾燥処理が行えない。すなわち、通常の生ごみの場合にあっては、乾燥最適温度が約２００℃であり、これより高すぎると生ごみが炭化して再利用ができなくなり、反対に低すぎると処理時間が長くなって処理効率が著しく悪化するからである。
【００３０】
このため、本実施の形態では、予め加熱器９において、乾燥用空気を例えば約４００℃程度まで加熱しておく必要があり、これによって低温の排気ガス（約８０℃）が合流しても乾燥に最適な温度を維持することができる。尚、この乾燥用空気を上昇させるためには、特に脱臭器２自体を大型化する必要はなく、加熱器９での熱回収率を向上させることで容易に達成することができる。また、この高温の乾燥用空気をヒーティングミキサー１内に供給するにあたっては、切替えバルブＶ１，Ｖ２を一定時間毎交互に切り替えるようにすることが好ましい。すなわち、乾燥用空気の供給箇所が一定であると、生ゴミが下流側に片寄り、効果的な乾燥処理が行えなくなるからである。
【００３１】
次に、米穀物等を主成分とする餅化しやすい生ごみの場合にあっては、上述したように投入直後に攪拌を開始するのではなく、図２に示すように、一定の無攪拌運転及び間欠攪拌運転及び連続運転といった一定のシーケンス制御運転を経る必要がある。
【００３２】
すなわち、前述したように米穀物等を主成分とする粘性の高い生ごみの場合は、ある程度乾燥する前に攪拌を開始してしまうと、これが攪拌直後に餅化してしまい、攪拌羽根４や内壁にこびりついてしまい排出が困難となるからである。
【００３３】
そのため、餅化しやすい生ごみの場合は図２に示すように、先ず、生ごみ投入開始から一定時間は攪拌羽根４を駆動させずに単に乾燥空気のみによる乾燥処理を行う。尚、この乾燥状態の推定は排ガスの温度を温度センサＴ１で常時検知することによって検出することができる。すなわち、乾燥初期段階は、生ごみの温度が低く、かつ大量の水分を含むため、排ガス温度も低い状態であるが、蒸発が進んで水分量が減ってくると、それに伴って排ガス温度が徐々に上昇するようになるからである。そのため、この無攪拌運転開始直後は、排ガスの温度も低いが、時間が経過して乾燥が進むと、それに伴って排ガスの温度も徐々に上昇する。そして、その排ガス温度が一定の温度Ｔ２に達したならば、攪拌羽根４を一定時間、例えば数回転させて停止する。すると、乾燥用空気に直接触れていない内部の生ごみが露出して水分が一気に蒸発し、排ガス温度が一旦低くなった後、再び上昇することから、再度この排ガス温度が温度Ｔ２に達したならば、攪拌羽根４を数回転させて停止するといった間欠運転を行うことになる。
【００３４】
次に、このような間欠運転が生ごみの温度の上昇によって徐々に短くなったなら、餅化を招く状態が回避される程度まで乾燥が進んだことから、その後は、通常の連続運転に入り、その温度が所定の温度Ｔ３、すなわち十分に乾燥が終了したと認められる温度に達したならば、空気供給ラインＬ１のバルブＶ３によって乾燥用空気から冷却用空気に切り替えて乾燥ごみを所定の温度Ｔ１、例えば、作業員等が素手で取り扱うことができる程度まで冷却することで乾燥処理が完了することとなる。
【００３５】
従って、このように排気ガス温度に応じて無攪拌運転→間欠攪拌運転→連続運転→冷却といった一連の工程を経ることによって餅化しやすい生ごみであっても、餅化を招くことなく、良好に乾燥処理することが可能となる。
【００３６】
尚、本実施の他の形態として、図３（Ａ）に示すように、温度分布の不均一が少ない中型のヒーティングミキサー３１Ａの場合には、空気供給ラインＬ１を横長胴体５の中央部に接続し、その両側から排気するようにすれば、構造をより簡略化することが可能となり、また、図３（Ｂ）に示すように、さらに小型のヒーティングミキサー３１Ｂの場合には、乾燥ごみの片寄りの影響が少ないことから、一方向からのみ恒温空気を流すようにしても良い。
【００３７】
また、図４に示すように、脱臭器２に代えて白金等の臭気成分分解触媒を充填した電気ヒータ２ａを用い、その熱と触媒作用によって臭気成分を分解させるようにすることも可能である。さらにこの電気ヒータ２ａに触媒を取り付けない場合には若干熱効率が下がるが、その分コストを低減することができる。
【００３８】
また、餅化のおそれのない野菜屑や魚等の生ゴミの場合は、初期から連続運転に入れるように必要に応じてモード切替えスイッチを設けることもある。
【００３９】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、排ガスの一部を高温の乾燥用空気に合流させて循環させるようにしたことから、ブロアーや脱臭器を大型化することなく、効率的に生ごみ乾燥処理することができる。これによって、脱臭器からの排ガス熱損失も少なくなり、優れた熱効率を発揮することが可能となり、運転コストを低減することができる。また、一定のシーケンス制御により、餅化しやすい生ごみであっても餅化させることなく良好に乾燥処理することが可能となり、信頼性及び実用性が向上する等といった優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る生ごみ処理機の実施の一形態を示す構成図である。
【図２】本発明に係る生ごみ処理機の運転方法の一例を示すシーケンス図である。
【図３】本発明に係る生ごみ処理機の他の実施の一形態を示す概略図である。
【図４】本発明に係る生ごみ処理機の他の実施の一形態を示す概略図である。
【図５】従来の生ごみ処理機の実施の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
１ヒーティングミキサー
２脱臭器
８ブロア
９加熱器
11 予熱器
12 除塵器
L1 空気供給ライン
L2 排ガスライン
L4 循環ライン
Ｔ温度センサ
Ｖバルブ

Claims

生ごみを攪拌しながら乾燥処理するヒーティングミキサーに、高温の乾燥用空気及び冷却用空気を供給する空気供給ラインと、その空気を排気する排ガスラインとを接続すると共に、その排ガスラインにその排ガスを高温で脱臭処理する脱臭器を設け、かつ、上記空気供給ラインに、上記脱臭器から排出される排ガスの廃熱で空気を加熱する加熱器を備えた生ごみ乾燥機において、
上記ヒーティングミキサーは、底部が円形をした横長胴体の内部にその長手方向に延びる撹拌羽根を回転自在に備えると共に、上記横長胴体内の上部に、上記撹拌羽根の上部空間を長手方向に仕切る仕切壁を設け、
上記排ガスラインに、その排ガスの一部を上記空気供給ライン側に循環させるべく循環ラインを接続し、その循環ラインに、上記ヒーティングミキサー内の排ガスを強制的に抜き出すと共に、その排ガスの一部を上記空気供給ライン側に戻して循環させるためのブロアと、上記循環ラインと上記空気供給ラインとの合流点下流側に設けられる温度センサーによってその流量が制御される流量制御バルブとを設け、これらブロアと流量制御バルブにより、上記空気供給ラインを流れる高温の乾燥用空気の温度を最適温度まで低下させ、さらに上記脱臭器と上記加熱器間に、その脱臭器から排出される排ガスの熱を利用して脱臭器に導入する前の排ガスを予熱する予熱器を接続したことを特徴とする生ごみ乾燥機。
上記排ガスラインに脱塵器を備えたことを特徴とする請求項１に記載の生ごみ乾燥機。
上記請求項１又は２に記載の生ごみ乾燥機の制御方法において、上記ヒーティングミキサー運転開始時からそのヒーティングミキサーの排ガス温度を常時監視し、その排ガス温度が所定の温度に達するまでは生ごみを攪拌せずにそのまま乾燥用空気のみを供給し、その排ガス温度が所定の温度に達した時にのみ上記ヒーティングミキサーを短時間駆動して生ごみを攪拌する運転を間欠的に繰り返し、その駆動間隔が所定時間以下になったならそのヒーティングミキサーを連続攪拌駆動させ、その後その排ガス温度が設定最高温度に達したならば、上記乾燥用空気に代えて冷却空気を流して冷却工程を行うようにしたことを特徴とする生ごみ乾燥機の運転方法。