(57)【要約】【課題】発酵乾燥装置３を用いてプラスチック廃棄物を含む処理対象物を減圧下で加熱しながら、微生物を利用して発酵させて、プラスチックを選別し、このプラスチックをバーナの燃料として利用する。【解決手段】プラスチック廃棄物を含む処理対象物を密閉容器に収容し、減圧下において所定の温度範囲に加熱しながら撹拌するとともに、微生物を利用して処理対象物の有機物を発酵させ、減容した乾燥処理物を得る発酵乾燥装置３と、前記発酵乾燥装置３によって得られた乾燥処理物からプラスチックと乾燥物を選別して分ける異物選別機４と、前記プラスチックを一旦貯留する貯留装置８と、を備えることを特徴とするバーナの燃料製造装置である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラスチック廃棄物を含む処理対象物を密閉容器に収容し、減圧下において所定の温度範囲に加熱しながら撹拌するとともに、微生物を利用して処理対象物の有機物を発酵させ、減容した乾燥処理物を得る発酵乾燥装置と、
前記発酵乾燥装置によって得られた乾燥処理物からプラスチックと乾燥物を選別して分ける異物選別機と、
前記プラスチックを一旦貯留する貯留装置と、を備えることを特徴とするバーナの燃料製造装置。
【請求項２】
請求項１に記載のバーナの燃料製造装置において、
前記異物選別機で選別されたプラスチックをバーナの燃料に適した大きさに破砕できる破砕装置と、を備えることを特徴とするバーナの燃料製造装置。
【請求項３】
請求項２に記載のバーナの燃料製造装置において、
前記破砕装置には、水を供給して、プラスチックを洗浄することができる洗浄粉砕装置と、を備えることを特徴とするバーナの燃料製造装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１つに記載のバーナの燃料製造装置において、
前記洗浄粉砕装置で粉砕、洗浄されたプラスチックを脱水する脱水装置と、を備えることを特徴とするバーナの燃料製造装置。
【請求項５】
請求項１に記載のバイオマスバーナの燃料製造装置を使用したバーナの燃料製造方法であって、
プラスチック廃棄物を含む処理対象物を密閉容器に収容し、減圧下において所定の温度範囲に加熱しながら撹拌するとともに、微生物を利用して処理対象物の有機物を発酵させ、減容した乾燥処理物を得る発酵乾燥工程と、
前記発酵乾燥工程において得られた乾燥処理物を選別して、バーナでの燃焼に適したプラスチックと、乾燥部とに分ける異物選別工程と、
前記プラスチックを一旦貯留する貯留工程と、を備えることを特徴とするバーナの燃料製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラスチック廃棄物を含む処理対象物の発酵乾燥によるバーナの燃料製造装置および製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
本願の発明者は、特許文献１に示すように生ごみのような有機性廃棄物を含む処理対象物をタンクなどの密閉容器に収容し、減圧下において所定の温度範囲に加熱しながら撹拌することによって、効率的に水分を除去し乾燥させるとともに、こうして処理する対象物に所定の微生物を添加し、有機物の発酵を促進することができる装置（発酵乾燥装置）について既に特許出願をしている。
【０００３】
また、本願の発明者の先願（特願２０１７−１７９２９５号）に示すように前記有機性廃棄物を、発酵乾燥装置で処理し、さらに異物選別機で異物を除去した乾燥処理物を、小粒物の有機物と大粒物の非有機物とに分級する。前記有機物はバイオマスバーナの最適な燃料として利用され、一方前記非有機物はペレット状に成型されたのち、燃焼炉の燃料として供給されることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−３１９７３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、プラスチック廃棄物を含む廃棄物を減圧発酵乾燥装置で処理した際、有機物は分解、減容化されるが、非有機物であるプラスチックなどは原形をとどめて排出される。これらプラスチックを直ちに燃焼炉で燃焼させることも可能であるが、ハンドリング性の悪さからペレット状に成型し、一旦貯留装置に蓄えられたのち、一定量のプラスチックを燃焼炉に供給されている。しかも、このペレット状のプラスチックは、燃焼効率が悪く、十分に活用されていないのが実情である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記の課題を解決するために本発明では、まず、プラスチック廃棄物を含む処理対象物を密閉容器に収容し、減圧下において所定の温度範囲に加熱しながら撹拌するとともに、微生物を利用して有機物を発酵させ、減容した乾燥処理物を得る発酵乾燥装置を備えている。そして、その発酵乾燥装置によって得られた乾燥処理物から、バーナでの燃焼に適したプラスチックと、乾燥物とに分ける異物選別機と、前記プラスチックを一旦貯留する貯留装置とを備えている。
【０００７】
このプラスチックをバーナで燃焼させれば、高カロリーの熱エネルギーが発生し、このエネルギーを利用して安定的に蒸気や電気エネルギーに変換することができる。
【０００８】
また、好ましくは、前記バーナの燃料製造装置には異物分別機で選別されたプラスチックをバーナの燃料に適した大きさに破砕できる破砕装置を備えればよい。このことにより、プラスチックはペレット状でなく、シート状に粉砕されるために、燃焼部の面積が拡大される。その結果、燃焼効率が上昇し、高カロリーな熱エネルギーが発生する。
【０００９】
さらに、前記破砕装置には、水を供給して、プラスチックを洗浄することができる洗浄粉砕装置を備えることが好ましい。そのことにより、燃焼の際、燃焼効率を下げている、すなわち燃焼カロリーの低い有機物を排除することができ、さらに燃焼効率を上昇させることができる。
【００１０】
また、前記バーナの燃料製造装置には、前記洗浄粉砕装置で粉砕、洗浄されたプラスチックを脱水する脱水装置を備えることが好ましい。このことにより、前記一旦貯留装置からプラスチックを、バーナに供給される際、バーナの燃焼温度を下げる要因である水分を取り除くことが可能になり、さらにバーナの燃焼効率を上げることが可能になる。
【００１１】
また、本発明は、プラスチック廃棄物を含む処理対象物を密閉容器に収容し、減圧下において所定の温度範囲に加熱しながら撹拌するとともに、微生物を利用して処理対象物の有機物を発酵させ、減容した乾燥処理物を得る発酵乾燥工程と、前記発酵乾燥工程において得られた乾燥処理物から、バーナでの燃焼に適したプラスチックと乾燥物に分ける異物選別工程と、前記プラスチックを一旦貯留する貯留工程と、を備えることを特徴とするバーナの燃料製造方法であり、前記バーナの燃料製造装置と同じ効果が期待できる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係るバーナの燃料製造装置によると、発酵乾燥装置を用いてプラスチック廃棄物を含む処理対象物を減圧下で加熱し、効率良く乾燥させるとともに、微生物を利用して有機物の発酵を促進して得られた乾燥処理物から、バーナでの燃焼に適したシート状のプラスチックと乾燥物に選別させることができる。そして、このプラスチックをバーナで燃焼させれば、効率よく燃焼し、この発熱エネルギーを利用して安定的に発電することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係るバーナの燃料製造装置の全体概略構成を示すブロック図である。
【図２】同処理装置の投入装置、発酵乾燥装置、異物選別機、洗浄破砕機等を示す正面図である。
【図３】図２に示した処理装置の側面図である。
【図４】図１の処理装置に備える発酵乾燥装置の概略構成を模式的に示す図である。
【図５】同処理装置に含む異物選別機の概略構成を示す斜視図である。
【図６】同処理装置に含む洗浄破砕機の内部構成を示す断面図である。
【図７】同処理装置に含む脱水機の内部構成を示す断面図である。
【図８】同処理装置に含む振動ふるい機の内部構成を示す断面図である。
【図９】蒸気発生ボイラーの概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施形態に係るバーナの燃料製造装置の全体概略構成を示すブロック図、図２は、同処理装置の投入装置、発酵乾燥装置、洗浄破砕機等を示す正面図である。図３は、同処理装置の投入装置、発酵乾燥装置、異物選別機等を示す側面図、図４は、同処理装置の発酵乾燥装置の概略構成を模式的に示すブロック図である。
【００１５】
図１〜図４に示すように、バーナの燃料製造装置（以下、「処理装置」とも言う。）１は、投入装置２、発酵乾燥装置３、異物選別機４、洗浄破砕機５、脱水機６、振動ふるい機７、貯留装置８、蒸気発生ボイラー９等を備えている。
【００１６】
処理装置１においては、処理対象物として、売れ残りや消費期限切れの例えば豆腐、こんにゃく、ゼリー等のような有機性食品廃棄物にプラスチック容器やフィルム袋などのプラスチック廃棄物を含むものを対象としている。
【００１７】
本処理装置１では、そのようなプラスチック廃棄物を含む処理対象物が投入装置２によって発酵乾燥装置３に投入され、その投入された処理対象物からプラスチック包装材（以下、単に「プラスチック」ともいう）が減圧下で加熱、攪拌されることによって、破断し、剥がされると共に、その破断し剥がされたプラスチックの内容物である有機物に対して発酵乾燥装置３によって発酵乾燥処理（発酵乾燥工程）が実行される。それから、前記発酵乾燥装置３の発酵乾燥処理により得られた乾燥処理物に混入している金属等の異物が除去され、さらに前記プラスチックと乾燥物に分離される（異物除去工程）。この乾燥物は貯留容器４４に有機肥料として貯留される。
【００１８】
一方、前記プラスチックは、洗浄破砕機５へ送られ、洗浄破砕機５によって水で洗浄され、細かく破砕される洗浄破砕処理（洗浄破砕工程）が実行される。そして、洗浄、破砕されてシート状となったプラスチックは、それらのプラスチックから洗浄後の汚水を除去するために脱水機６へ送られ、脱水機６によって脱水される脱水処理（脱水工程）が実行される。脱水機６によって脱水されたプラスチックは、サイクロン６９へ送られ、サイクロン６９によって水分を除去されて乾燥される水分除去処理（水分除去工程）が実行される。この水分除去処理によって、最終的に、清浄防塵された小サイズのプラスチックが再利用可能な状態となって、一旦貯留装置８に回収される。
【００１９】
更に、前記脱水機６によってプラスチックから脱水した汚水は、振動ふるい機７に送られ、振動ふるい機７によって、その汚水に含まれる残渣が除去される。残渣が除去された汚水は、発酵乾燥装置３又は下水処理機１０に選択的に送られて、蒸発処理又は排水処理される。
【００２０】
図３では、例えば建屋１００内に設置された状態の処理装置１を示しており、建屋１００内の所定位置に、投入装置２、発酵乾燥装置３、異物選別機４等が設置されている。図３では、建屋１００の壁、屋根、シャッター等を２点鎖線で示している。なお、図３では図示していないが、洗浄破砕機５、脱水機６、振動ふるい機７、貯留装置８、蒸気発生ボイラー９等も建屋１００内に設置されている。
【００２１】
以下、処理装置１に備えられる各機器について説明する。投入用箱２１には、プラスチック廃棄物を含む処理対象物が投入されて、収容されている。投入装置２は、前記投入用箱２１内の処理対象物を発酵乾燥装置３の投入口３０ａに供給する。投入装置２は、例えば反転式の投入装置として構成されている。投入用箱２１は、例えば保管倉庫などから、図示しないフォークリフト等によって投入装置２の所定位置まで搬送される。投入装置２の所定位置にセットされた投入用箱２１は、図示しない電動モータ等の駆動によって、上下方向に延びる１対のレール２２，２２に沿って上方へ持ち上げられる。投入用箱２１は、１対のレール２２，２２の上端部まで上昇すると、１対のレール２２，２２間に設けられた水平軸２３まわりに回転し、投入用箱２１が上下反転する。この投入用箱２１の反転動作に伴って、投入用箱２１内に収容された処理対象物が、発酵乾燥装置３の投入口３０ａに投入されるようになっている。
【００２２】
発酵乾燥装置３は、以下に詳述するように、プラスチック廃棄物を含む処理対象物を減圧下で発酵乾燥させるものであり、この発酵乾燥装置３によって処理された乾燥処理物は、異物選別機４によってプラスチック、乾燥物、異物の３つに選別される。
【００２３】
−発酵乾燥装置−
前記発酵乾燥装置３は、特許文献１などに記載されている公知のものであり、以下に説明するように、処理対象のごみを減圧下において所定の温度範囲に加熱しながら撹拌するとともに、微生物を利用して有機物を発酵させ、減容した乾燥処理物を得るものである。
【００２４】
図４において模式的に示すように、発酵乾燥装置３は、上述したように投入装置２によって供給される処理対象物を収容する密閉容器として、内部を大気圧以下に保持するように気密に形成された筒状のタンク３０を備えている。このタンク３０の周壁部には加熱ジャケット３１が設けられ、蒸気制御装置９２を介して蒸気発生ボイラー９から加熱用蒸気が供給されるようになっている。
【００２５】
また、その加熱ジャケット３１に取り囲まれるようにして、タンク３０の内部にはその長手方向（図３の左右方向）に延びる撹拌シャフト３２が設けられ、電動モータ３２ａによって所定の回転速度で回転されるようになっている。この撹拌シャフト３２にはその軸方向に離間して複数の撹拌板３２ｂが設けられており、これにより、ごみを撹拌するとともに、発酵乾燥終了後にはタンク３０の長手方向に送ることができる。なお、電動モータ３２ａの代わりに、油圧モータを用いてもよい。
【００２６】
すなわち、タンク３０の長手方向一側（図３の左側）の上部には、投入装置２から供給される処理対象物の投入口３０ａが設けられており、ここから投入された処理対象物が、加熱ジャケット３１によって加熱されながら、前記のように撹拌シャフト３２の回転によって撹拌される。そして、所定時間経過した後、タンク３０の下部に設けられた排出部３０ｂから排出される。
【００２７】
なお、詳細は図示しないが、本実施形態では前記撹拌シャフト３２の内部にも蒸気の通路が形成されており、ここにも蒸気経路７０を介して蒸気制御装置９２から加熱用蒸気が供給されるようになっている。これにより、撹拌シャフト３２によってごみを撹拌しながら、その内側からも加熱することができる。そして、蒸気が復水したドレン水は蒸気経路７０を介して蒸気発生ボイラー９に戻される。
【００２８】
処理対象物を加熱するタンク３０の上部には、加熱された処理対象物から発生する蒸気を凝縮部３３へ案内する案内部３０ｃが突設されている。凝縮部３３は、一対のヘッド３３ａによって支持された複数の冷却管３３ｂを備えており、この冷却管３３ｂと、以下に述べるクーリングタワー３８との間に冷却水経路３８ａが設けられている。
【００２９】
すなわち、図３には模式的に示すようにクーリングタワー３８には、凝縮部３３から排出された冷却水が流入する受水槽３８ｂと、この受水槽３８ｂから冷却水を汲み上げる汲み上げポンプ３８ｃと、汲み上げた冷却水を噴射するノズル３８ｄと、が設けられている。ノズル３８ｄから噴射された冷却水は、流下部３８ｅを流下する間にファン３８ｆからの送風を受けて温度が低下し、再び受水槽３８ｂに流入する。
【００３０】
このようにしてクーリングタワー３８で冷却された冷却水は、冷却水ポンプ３８ｇによって送水され、冷却水経路３８ａによって凝縮部３３に戻されて、複数の冷却管３３ｂを流通する間に、前記のように処理対象物から発生した蒸気との熱交換によって温度が上昇する。そして、この冷却水が冷却水経路３８ａによって再びクーリングタワー３８に戻される。つまり、冷却水は凝縮部３３とクーリングタワー３８との間の冷却水経路３８ａを循環する。
【００３１】
こうして循環する冷却水の他に、クーリングタワー３８では加熱された処理対象物から発生する蒸気が凝縮部３３において凝縮した凝縮水も注水される。すなわち、凝縮部３３において生成した凝縮水は、凝縮部３３および連通路３５の内部に滞留する。そして、本実施形態では凝縮部３３に連通路３５を介して真空ポンプ３６が接続され、タンク３０内を減圧するようになっている。
【００３２】
このため、真空ポンプ３６が作動すると、前記の連通路３５を介して凝縮部３３から空気および凝縮水を吸い出し、さらに前記の連通路３４および案内部３０ｃを介してタンク３０内の空気および蒸気を凝縮部３３に導くようになる。こうして凝縮部３３からは凝縮水が真空ポンプ３６に吸い出され、この真空ポンプ３６から導水管によってクーリングタワー３８の受水槽３８ｂに導かれる。
【００３３】
こうしてクーリングタワー３８の受水槽３８ｂに導かれた凝縮水は、冷却水と混ざり合って前記のように汲み上げポンプ３８ｃに汲み上げられ、ノズル３８ｄから噴射された後に、流下部３８ｅを流下しながら冷却される。なお、凝縮水には、タンク３０内の処理対象物に添加されたものと同じ微生物が含まれており、この凝縮水に含まれる臭気成分等が分解されているので、臭気はタンク外部へ発散しない。
【００３４】
−発酵乾燥装置の作動−
前記のように構成された発酵乾燥装置３の作動について説明すると、タンク３０内に収容された処理対象物は、加熱ジャケット３１（および撹拌シャフト３２などの蒸気通路）に供給される加熱用蒸気によって加熱されながら、撹拌シャフト３２の回転に伴い撹拌される。なお、蒸気制御装置９２から供給される加熱用温度は例えば１４０℃程度が好ましい。
【００３５】
そうして、タンク３０内を取り囲む加熱ジャケット３１による外側からの加熱と、撹拌シャフト３２などによる内側からの加熱とを受けて、効果的に昇温されるとともに、撹拌シャフト３２によって撹拌される。加えて、真空ポンプ３６の作動によって減圧されているため、タンク３０内では沸点が低下し、水分の蒸発が早まり、発酵乾燥が促進される。
【００３６】
なお、発酵乾燥装置３による発酵乾燥工程では一工程が、例えば２時間であることが好ましく、まず３０分かけて処理対象物を発酵させることとなる。前記タンク３０内を−０．０６〜−０．０７ＭＰａ（ゲージ圧、以下ゲージ圧は省略する。）に減圧すると、タンク３０内の水分温度は７６℃〜６９℃（飽和蒸気温度）に維持される。その結果、処理対象物は下記微生物で主に発酵、分解が促進される。
【００３７】
次に、１．５時間かけて発酵中の処理対象物を乾燥させることになる。そのために、前記タンク３０内を−０．０９〜−０．１０ＭＰａにさらに減圧すると、タンク内の水分温度は４６〜４２℃（飽和蒸気温度）に維持され、処理対象物の乾燥は十分に促進される。そして、そのような乾燥処理を行う際に、タンク３０内の処理対象物に添加する微生物としては、特許文献１に記載されているように複数種類の土着菌をベースとし、これを予め培養した複合有効微生物群が好ましく、通称、SHIMOSE １／２／３群がコロニーの中心になる。
【００３８】
なお、SHIMOSE １は、FERM BP-7504（経済産業省産業技術総合研究所生命工学工業技術研究所特許微生物寄託センター（日本国茨城県つくば市東１丁目１−３）に、２００３年３月１４日に国際寄託されたもの）である。また、SHIMOSE ２は、FERM BP-7505（SHIMOSE １と同様に国際寄託されたもの）、塩に耐性を有するピチアファリノサ（Pichiafarinosa）に属する微生物であり、SHIMOSE ３は、FERM BP-7506（SHIMOSE １と同様に国際寄託されたもの）、スタフィロコッカス（Staphylococcus）に属する微生物である。
【００３９】
そうして、前記加熱用蒸気によってタンク３０内を加熱すると共に、撹拌シャフト３２を所定の回転速度（例えば、８ｒｐｍ程度）で回転させ、更に、真空ポンプ３６の作動によってタンク３０内を減圧し、これにより、タンク３０内の温度が微生物の活動至適環境となり、微生物による内容有機物の有機成分の分解が好適に促進される。この状態では、プラスチックは、更に薄く引き伸ばされ、大きく変形、破断して、破断状態が進行する。なお、撹拌シャフト３２の回転速度（８ｒｐｍ）は一例であって、内容有機物の有機成分の分解が可能であれば他の値であってもよい。
【００４０】
このようにしてタンク３０内の温度及び圧力を維持しつつ、所定の時間（例えば２時間くらい）が経過した場合、真空ポンプ３６及び蒸気制御装置９２の運転を停止し、大気開放バルブを開いて大気圧状態とする。一方、撹拌シャフト３２を逆回転させ、タンク３０の排出部３０ｂの蓋を開いて、タンク３０から乾燥処理物を排出する。このとき、タンク３０から排出される乾燥処理物は減容されている。
【００４１】
そして、発酵乾燥装置３によって発酵乾燥処理された乾燥処理物は、プラスチックや乾燥物に混在する異物と共に、排出コンベア４１によって、異物選別機４へ向けて搬送される。つまり、排出コンベア４１によって、発酵乾燥装置３のタンク３０下部の排出部３０ｂから排出される乾燥処理物を、排出部３０ｂよりも高い位置に設けられた異物選別機４まで搬送する。異物選別機４によって、発酵乾燥装置３による発酵乾燥処理では微生物分解されなかったプラスチックや金属等の異物、と乾燥物に分離するようにしている。
【００４２】
−異物選別機−
異物選別機４は、図５に概略を示すように、磁選機４２と振動ふるい機４３とを備えている。磁選機４２は、例えば吊り下げ式のもので、排出コンベア４１上に吊り下げられている。磁選機４２は、排出コンベア４１によって搬送される乾燥処理物から異物である金具や、鉄片等の磁性物（黒丸で示す）を磁石によって吸着し、プーリ４２ａ間を移動するベルト４２ｂによって連続的に排出容器４２ｃへ排出するように構成されている。磁選機４２によって、乾燥処理物に混入している異物が除去される。
【００４３】
振動ふるい機４３は、発酵乾燥装置３から排出されて排出コンベア４１によって搬送された乾燥処理物から、プラスチックと乾燥物にふるい分けるものである。振動ふるい機４３には、所定の大きさの網目（開口部）を有する金網４３ａと、金網４３ａを振動させる振動モータ４３ｂとを備えている。振動ふるい機４３は、複数（例えば４つ）のコイルばね４３ｃによって下台４３ｄに支持されている。また、金網４３ａが斜め下方に向けて傾斜した状態で設けられており、金網４３ａの一端側（図５の左端側）が、他端側（図５の右端側）よりも低い位置に設けられている。本実施形態では、金網４３ａの網目が、５ｍｍ×５ｍｍの大きさに設定されている。なお、網目のサイズは一例であって、他の値であってもよい。振動ふるい機４３によって、プラスチックと乾燥物入力選別される。
【００４４】
このように、振動ふるい機４３は、コイルばね４３ｃによって下台４３ｄに対しフローティング支持されているので、振動モータ４３ｂの駆動により、排出コンベア４１から金網４３ａに供給された乾燥処理物からプラスチック及び乾燥物がふるい分けられる。具体的には、乾燥物は、金網４３ａの網目を通過して、下方に落下し、振動ふるい機４３の下方に配置された貯留容器４４に貯留される。一方、乾燥物よりも大きいプラスチックは、金網４３ａの網目を通過できないため、金網４３ａの傾斜面に沿って滑り落ちたり、転がり落ちたりしながら一端側（前方側）へ移動し、振動ふるい機４３の前方下方に配置された排出シュート４３ｅに排出される。上述したように、発酵乾燥装置３により発酵乾燥され、減容されることによって、乾燥物はふるい分けに適したものになっており、この乾燥物は後ほど有機肥料として利用される。
【００４５】
図２に示すように、前記異物選別機４によって選別されたプラスチックは、引き伸ばされ、大きく変形、破断した状態で、排出シュート４３ｅに投入され、この排出シュート４３ｅを設けたベルトコンベア５１を介して洗浄破砕機５のホッパー５３にプラスチックが供給される。洗浄破砕機５は、供給されたプラスチックを洗浄しながら同時に細かく破砕する。
【００４６】
−洗浄破砕機−
図６は洗浄破砕機５の内部構造を示す。洗浄破砕機５は、内部に上下方向に長い空洞を持つホッパー５３を備えている。ホッパー５３は、内部空洞の下部が破砕室５３ａとされ、破砕室５３ａの上部の一側部（図では右側部）には前記破断包装材が投入される投入口５３ｂが形成されている。前記異物選別機４によって乾燥処理物から選別されたプラスチックは、排出シュート４３ｅから、傾斜して配置した搬送用ベルトコンベア５１の下端部に投入されて、ベルトコンベア５１の上端部に搬送されて、前記ホッパー５３の投入口５３ｂに投入される。前記搬送用ベルトコンベア５１の上端部近傍には、ベルトコンベアを回転駆動するコンベア駆動モータ５２が配置されている。
【００４７】
前記ホッパー５３の破砕室５３ａには、投入口５３ｂと対向する側部において、水供給通路５４の先端部に形成した噴射ノズル５４ａが臨んでおり、噴射ノズル５４ａから、プラスチックを洗浄する水を破砕室５３ａに向けて斜め下方に噴射、供給する。
【００４８】
前記破砕室５３ａは、ホッパー５３の上部に比べて小容積に形成され、この破砕室５３ａの下端面が開口して、この開口が基台５６の上方に配置した基体５６ａに形成した取出し空間５６ｂに連通している。すなわち、ホッパー５３の破砕室５３ａの下部は基体５６ａの取出し空間５６ｂと連通している。
【００４９】
前記破砕室５３ａの下端部には、回転刃５５ａを有する盤状の破砕ロータ５５と、固定刃５９とが配置される。破砕ロータ５５は、その中心部に紙面垂直方向に配置した回転軸５５ｃに軸支されている。回転軸５５ｃは、ホッパー５３を載置する基台５６内に配置したロータ駆動モータ５７により駆動ベルト５８を介して回転駆動される。ロータ駆動モータ５７は、ホッパー５３の斜め下方の位置に配置され、図中右斜め上方に傾斜させた駆動ベルト５８により回転軸５５ｃを図中反時計方向に回転駆動する。前記回転軸５５ｃには、図示しないが、複数個の破砕ロータ５５が各々紙面垂直方向に所定間隔を隔てて等間隔に配置される。各破砕ロータ５５には、周方向に沿って３個の回転刃５５ａが１２０°間隔で配置されている。
【００５０】
一方、固定刃５９は、前記破砕室５３ａと取出し空間５６ｂとの連通部位、すなわち、ホッパー５３の下端部と基体５６ａの上端部との間において、対向する２つの側部に、各々、刃先を破砕室５３ａ側に突出させた状態で配置されている。この固定刃５９は、前記破砕ロータ５５の回転軸５５ｃの軸方向に延びて配置されていて、複数の破砕ロータ５５の回転刃５５ａと協同でプラスチックを細かく破砕する。
【００５１】
そして、前記破砕ロータ５５の回転刃５５ａと固定刃５９とは、破砕ロータ５５の図中反時計方向の回転時に、回転刃５５ａが固定刃５９と擦れ違う毎に、その両刃５５ａ、５９の間に破断包装材を噛み込ませて、鋏状となって、プラスチックを切断し、破砕することを繰り返す。
【００５２】
前記回転刃５５ａと固定刃５９によるプラスチックの切断の繰返し時には、前記噴射ノズル５４ａから噴射された洗浄水が前記回転刃５５ａと固定刃５９との擦れ違い時にもその両刃間に噛み込まれるので、プラスチックの切断破砕と同時に、その切断破砕によってシート状となった多数のプラスチックが噴射ノズル５４ａからの洗浄水によって洗浄される。このように、プラスチックの切断破砕動作と同時に洗浄動作も行われるので、切断破砕動作によって細分化されたプラスチックが同時に強力に揉み洗いされることになり、洗浄動作のみの場合に比べて、細分化された多数のプラスチックの全表面を一層清浄に洗浄でき、強力な洗浄効果と防塵効果を発揮することができる。
【００５３】
前記回転刃５５ａと固定刃５９による破断包装材の切断動作によって細かく切断、破砕されたプラスチックは、所定寸法以下の多数のプラスチックとなり、この所定寸法以下の多数のシート状のプラスチックが洗浄後の汚水と共に取出し空間５６ｂに取り出される。
【００５４】
前記取出し空間５６ｂに取り出された所定寸法以下の多数のプラスチックには、洗浄後の汚水も含まれているため、その汚水を除去して、包装片のみとするために、次に脱水機６を用いた脱水動作が行われる。
【００５５】
−脱水機−
図７は脱水機６の内部構造を示す。同図において、脱水機６は、洗浄後の汚水と共に多数のプラスチックが投入される投入口６１ａを有する箱体６１が備えられる。前記投入口６１ａは、前記図６に示した洗浄破砕機５における取出し空間５６ｂの下表面に開く開口５６ｄに相当する。
【００５６】
前記箱体６１の下方には、図６にも示したように、洗浄破砕機５のホッパー５３の下方において基台５６内に形成した貯留室５６ｅが位置しており、多数のプラスチックが汚水と共に一時貯留される。貯留室５６ｅには、横方向に位置付けられたウォームスクリュー６２が配置されており、ウォームスクリュー６２がスクリュー駆動モータ（図示せず）により回転駆動されて、多数のプラスチックが汚水と共に図中左方に移動されて、前記箱体６１の図中左方に位置する本体６３側に搬送される。
【００５７】
前記本体６３は、中空の直方体状に形成されている。中空の内部空間６３ａの下部には、前記貯留室５６ｅから搬送される多数のプラスチックが汚水と共に流入する。更に、前記内部空間６３ａの上端部には、脱水後のプラスチックを放出する放出口６３ｂが連通していると共に、その下端部にはプラスチックから脱水された汚水を排水する排水口６８が接続されている。
【００５８】
前記内部空間６３ａには、中空円筒状に巻かれた薄板の固定スクリーン６５と、この固定スクリーン６５の内方側に所定距離隔てて位置する円筒状の脱水ロータ６４とが配置される。図７では、固定スクリーン６５の上下方向の略中央部分を切り欠いて、内部の脱水ロータ６４が位置している様子を描いている。前記脱水ロータ６４は回転軸（図示せず）に軸支され、この回転軸は本体６３の上方に配置した動力伝達機構６６を介して脱水ロータ駆動モータ６７により回転駆動される。
【００５９】
前記脱水ロータ６４には、その外周縁に所定間隔毎に水平方向に配置した複数の脱水ブレード６４ａが上下方向に複数列設置されている。多数の脱水ブレード６４ａは薄板状に形成され、各々、その薄板部分を図中右斜め上方に傾斜させた状態で脱水ロータ６４の外周縁に取り付けられている。従って、脱水ロータ６４が図中時計方向に回転駆動されると、内部空間６３ａ内の下部に流入した多数のプラスチックが汚水と共に脱水ブレード６４ａの回転によって旋回しながら次第に内部空間６３ａの上方に向って上昇して行くことになる。
【００６０】
また、前記固定スクリーン６５には、その内面と外面間を貫通する多数の排出孔６５ａが形成されている。これ等の排出孔６５ａは、包装片から分離脱水された汚水を固定スクリーン６５の内方から外方に排出するものであり、周方向に等間隔で配置されると共に、上下方向には相互に所定間隔隔てて配置されている。
【００６１】
前記脱水ロータ６４の回転駆動時には、内部空間６３ａの下部に流入したプラスチックは、汚水と共に、回転する脱水ブレード６４ａによって遠心力を受け、固定スクリーン６５の内周面に沿って螺旋状に回転しながら、内部空間６３ａの上部に向って移動して行く。
【００６２】
この螺旋状の回転時には、各プラスチックは、回転する脱水ブレード６４ａによって固定スクリーン６５の内周面に叩き付けられ、その衝撃によって脱水される。プラスチックが内部空間６３ａの上部に向って移動して行く過程で、固定スクリーン６５に叩き付けられる回数が多くなるに従い脱水が進行し、内部空間６３ａの上端部にまで移動したプラスチックは放出口６３ｂから放出される。一方、固定スクリーン６５に叩き付けられて脱水した汚水は、前記固定スクリーン６５の多数の排出孔６５ａを経て固定スクリーン６５の内方側から外方側に排出され、その後、下方に落ちて排水口６８から外部に排出される。
【００６３】
前記放出口６３ｂから放出された多数のプラスチックは、脱水後であるが、水分を含んだ湿った状態である。このため、水分を飛ばして最終的に脱水したプラスチックを得るように、後段にサイクロン６９が配置される。
【００６４】
前記サイクロン６９は、逆円錐状に形成され、その上端部には前記脱水機６の放出口６３ｂが周壁の接線方向に沿って開口している。サイクロン６９は、送風ブロア（図示せず）によって前記脱水機６の放出口６３ｂからの水分を含む包装片を周壁に沿って旋回させつつ流下させて各包装片から水分を除去する。各プラスチックは、サイクロン６９の周壁に沿った旋回によって遠心力を受け、水分除去と同時にその遠心力によってサイクロン６９の周壁に当って薄く変形し、その多くは例えば縦横各々数センチ程度のシート状になる。前記水分除去されたシート状のプラスチックは、本体下端に設けた排出口６９ａから一旦貯留装置８（図１参照）に回収される。一方、除去された水分は、本体上端部の中央部位に設けた天井開口部６９ｂから上方に向けて排気される。
【００６５】
なお、本実施形態では、サイクロン６９は脱水機６周辺に設けられているが、脱水機６より離れた位置にある蒸気発生ボイラー９に配管を介して、図９に示すように貯留装置８の上方に設けてもよい。
【００６６】
前記脱水機６で多数の包装片から脱水された汚水は、振動ふるい機７に搬送されて、汚水に含まれる残渣を取り除かれる。
【００６７】
−振動ふるい機−
図８は、振動ふるい機７の構造を示す。同図において、振動ふるい機７は、円筒状のハウジング７１が例えばその四隅を４つのコイルばね７２によって下台７３に対しフローティング支持されている。ハウジング７１の上端開口を塞ぐ蓋部７４には、汚水の流入口７４ａが設けられている。前記脱水機６からの汚水を搬送する配管８０は、振動ふるい機７の近傍に配置した左右２分割された排水ピット８１の第１ピット８１ａの上端部に開口している。第１ピット８１ａ内に貯留された汚水は、第１ピット８１ａ内に配置した水ポンプ８２によって配管８３を介して前記蓋部７４の流入口７４ａに流入する。
【００６８】
前記ハウジング７１の内部には、内部空間を上下方向に仕切る金網７５ａがほぼ水平に配置され、その下方には網目のない平板７５ｂが設置されている。前記金網７５ａの網目は残渣の大きさに対応した寸法に設定されている。この金網７５ａの下方には、所定間隔を隔てて目の粗い網叩き受け皿７６ａが配置されると共に、その網叩き受け皿７６ａの上面には所定の間隔を隔てて複数の網叩きゴム球７６ｂが載置されている。
【００６９】
前記ハウジング７１の周囲には、前記金網７５ａの上方の内部空間に連通する第１排出口７７ａと、前記金網７５ａと平板７５ｂとで上下に仕切る内部空間に連通する第２排出口７７ｂとが設けられ、金網７５ａで汚水から振るい分けられた残渣を第１排出口７７ａから受け容器７ａに貯留し、残渣が除去された汚水を第２排出口７７ｂから排水ピット８１の第２ピット８１ｂに排水するようになっている。
【００７０】
更に、ハウジング７１の下端部には、その下端開口を塞ぐように、内周側が上方に突出した逆すり鉢状の底部７９が配置されている。そして、その底部７９の下方には振動モータ９０が配置されている。この振動モータ９０は、円筒状の下台７３の周壁に取り囲まれるようにその内部に収容され、弾性ブラケット７１ａなどを介してハウジング７１の下端部に吊り下げられている。振動モータ９０の上下には、各々、偏心ウエイト９０ａ、９０ｂが設けられており、それらが偏心回転することによってハウジング７１を全体的に振動させるようになっている。
【００７１】
前記排水ピット８１の第２ピット８１ｂ内には、水ポンプ９５が配置され、残渣が除去された汚水を水ポンプ９５によって配管９６を介して排水するようにしている。
【００７２】
前記振動ふるい機７によって残渣を除去された汚水は、図１に示したように、配管９６を介して発酵乾燥装置３に送出され、発酵乾燥装置３内にて蒸発処理される。
【００７３】
前記発酵乾燥装置３へ汚水を送出する配管９６の途中には、駆動モータ９７によって経路を２通りに切換える切換弁９８が配置されている。切換弁９８は、切換弁９８の上下流の配管９６を連通させて汚水を発酵乾燥装置３へ搬送する第１位置と、切換弁９８の上流側の配管９６を下水処理機１０に搬送する第２位置とに切換え可能である。
【００７４】
−蒸気発生ボイラー−
次に、プラスチックを燃焼させ、高温の蒸気を発生させる蒸気発生ボイラー９は、図９に模式的に示すように、プラスチックを効率良く燃焼させることができるバーナ１７１と、その燃焼熱によって水などの熱媒体を加熱し、高温の蒸気を発生させる蒸気発生部１７２とを備えている。この蒸気発生部１７２において発生した加熱用蒸気が、蒸気経路７０の蒸気制御装置９２を介して発酵乾燥装置３（タンク３０の加熱ジャケット３１など）に供給される。
【００７５】
一例として前記バーナ１７１は、燃料としてプラスチックが投入される貯留装置８と、この貯留装置８から投下されてくるプラスチックを送り出すよう、電動モータ１７４ａによって駆動されるスクリューフィーダー１７４と、こうして送られてきたプラスチックを熱分解して、可燃ガスを発生させる１次燃焼炉１７５と、この可燃ガスを完全燃焼させる２次燃焼炉１７６と、を備えている。
【００７６】
スクリューフィーダー１７４は、円筒状のチャンバ１７４ｂ内に収容され、その後端側（図５の右側）の上方に貯留装置８が接続されている。また、貯留装置８の下部にはロータリバルブ１７３ａが設けられている。一方、スクリューフィーダー１７４の前端部（図９の左端部）は、円筒状の１次燃焼炉１７５の上流端（図９の右端）の開口に臨んで、ここにシート状プラスチックを供給するようになっている。
【００７７】
また、前記１次燃焼炉１７５の上流端の開口に臨んで電熱式の点火栓１７５ａも設けられ、バーナ１７１の運転を開始するときに、１次燃焼炉１７５内のプラスチックに点火するようになっている。このような１次燃焼炉１７５には、スクリューフィーダー１７４からシート状のプラスチックが供給されるとともに、そのチャンバ１７４ｂ内にファン１７７によって押し込まれた空気が流入し、プラスチックを燃焼させる。
【００７８】
そうして上流端の開口から空気が流入する他に、１次燃焼炉１７５内にはその周壁に設けられた複数の穴からも空気が流入するようになるが、これらの空気の量がプラスチックの燃焼に対して不足気味になることから、１次燃焼炉１７５においては燃焼する一方、その残部が高温下で熱分解されて可燃ガスを発生する。こうして発生した可燃ガスが燃焼しながら下流側の２次燃焼炉１７６に向かって流出する。
【００７９】
すなわち、１次燃焼炉１７５の下流端（図９の左端）には、２次燃焼炉１７６内に突出するように先窄まりのノズル部１７５ｂが設けられており、ここから２次燃焼炉１７６内に可燃ガスが燃焼しながら吹き込まれる。こうして吹き込まれる高温の可燃ガスが、２次燃焼炉１７６内に設けられたバーナ部１７６ａにおいて、空気吸入路１７６ｂから吸入される２次空気と混ざり合って燃焼し、この火炎が下流側の燃焼室１７６ｃに吹き出すようになる。
【００８０】
この火炎は燃焼室１７６ｃ内の空気を巻き込んで、未燃分がほぼなくなるように燃焼し、これにより発生した高温の燃焼ガス（既燃ガス）が蒸気発生部１７２を通過して、その下流側の排気管１７８や集塵装置（図示せず）などを通過した後に、大気中に放出されるようになる。このようにプラスチックから発生した可燃ガスを燃焼させるようにしているので、排気中には有害物質が少なく、一般的な集塵装置によって清浄化が可能になる。
【００８１】
前記の蒸気発生部１７２については一般的な構成であり、詳しい説明は省略するが、火炎の吹き出す２次燃焼炉１７６の燃焼室１７６ｃを取り囲むよう螺旋状に（或いは燃焼室１７６ｃ内でジグザグに）配管１７２ａが設けられており、その内部を流通する蒸気または水が燃焼室１７６ｃの火炎や燃焼ガスによって加熱されて、高温の蒸気が発生する。そして、この配管１７２ａが蒸気経路７０を介して蒸気タービン発電機９１や蒸気制御装置９２に接続されている。
【００８２】
すなわち、前記のような燃料の燃焼熱エネルギーによって蒸気発生部１７２では、水を加熱して発電用蒸気を発生させる。本実施形態では、前記のように蒸気発生ボイラー９の蒸気発生部１７２において発生した発電用蒸気が、蒸気タービン発電機９１に供給され、これにより、電力会社に電力を供給するようになっている。
【００８３】
また、加熱用蒸気は蒸気制御装置９２を介して発酵乾燥装置３（タンク３０の加熱ジャケット３１など）に供給され、図３を参照して上述したようにタンク３０内を加熱する。これにより蒸気が復水したドレン水は、加熱ジャケット３１などから排出されて蒸気経路７０を流通し、蒸気発生部１７２に戻ってくる。
【００８４】
このように、前記異物選別機４で乾燥処理物からプラスチックと乾燥物に選別し、この乾燥物を有機肥料として利用するようにしているが、添加物を配合することにより、有価物である家畜用の有機飼料や、養殖用の有機飼料として利用してもよい。
【００８５】
今回、開示した実施形態は全ての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。本発明の技術的範囲は、前記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、本発明の技術的範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
本発明は、発酵乾燥装置を用いてプラスチック廃棄物を含む処理対象物を減圧下で加熱しながら、微生物を利用して発酵させる場合に、シート状のプラスチックを製造することとなり、このプラスチックをバーナの燃焼効率の高い燃料として利用可能である。
【符号の説明】
【００８７】
１            バーナの燃料製造装置
２            投入装置
３            発酵乾燥装置
４            異物選別機
５            洗浄破砕機
６            脱水機
７            振動ふるい機
８            貯留装置
９            蒸気発生ボイラー（加熱装置）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2020049474.tif 000009
【図８】
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【図９】
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