(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
生ゴミを粉砕する粉砕装置と、前記粉砕装置の下流側に設けた溶解槽と、前記溶解槽の下部に設けた分解槽とを備え、前記溶解槽は内部に球形の硬質物を収容するとともに周面がメッシュ製の回転カゴを回転自在に配し、前記粉砕装置からの粉砕された生ゴミが前記メッシュ製の回転カゴに供給される生ゴミ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般家庭や業務用の厨房で生じる有機物を微生物によって分解処理する生ゴミ処理装置及びその処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の家庭用生ゴミ処理装置は、生ゴミをそのまま乾燥あるいは焼却して減量化するもの、生ゴミを大鋸屑等と混合して微生物分解するものがある。また、図７、８に示すように、生ゴミをディスポーザ等の粉砕装置１で粉砕してから下水道へ排出する構成のものもある。図７には粉砕装置１によって粉砕した生ゴミを直接下水道へ排出するものを示し、図８には粉砕装置１によって粉砕した生ゴミを微生物が存在する分解槽２で分解処理した後、その処理液を下水道へ排出するものを示している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の生ゴミをそのまま乾燥あるいは焼却して減量化するもの、生ゴミを大鋸屑等と混合して微生物分解するものでは、減量化あるいは分解処理した処理廃棄物を装置内より取り出して運搬する必要があり労力を要した。
【０００４】
処理廃棄物の取り出しや運搬を不要するものとして、図７及び８に示すように、処理した生ゴミを下水道に流すタイプのものがある。しかし、図７に示すように、生ゴミを粉砕装置１で粉砕してから直接下水道へ排出するものでは、生ゴミによる下水管の閉塞や生ゴミの腐敗臭発生の原因、下水処理場への処理負荷増大など問題点があった。
【０００５】
また、図８に示すように、下水道に排出する前に微生物を利用して分解処理するものでは、粉砕後に水に溶解した生ゴミの有機成分はただちに分解されるが、粉砕しても水に溶解できない固形状の有機成分は分解され難く、下水管や下水処理場などの公共施設に高負荷を与えない程度に浄化するには膨大な処理時間を必要とする。従来の処理装置では、分解され難い生ゴミを滞留させるために分解槽の容積を大きくして対応しているか、あるいは一定時間で分解できなかった生ゴミを装置外へ取り除いているというのが現状である。
【０００６】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、固形状の生ゴミを水に溶解させて次の分解槽での分解効率を向上させる生ゴミ処理装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、生ゴミを粉砕する粉砕装置と、前記粉砕装置の下流側に設けた溶解槽と、前記溶解槽の下部に設けた分解槽とを備え、前記溶解槽は内部に球形の硬質物を収容するとともに周面がメッシュ製の回転カゴを回転自在に配し、前記粉砕装置からの粉砕された生ゴミが前記メッシュ製の回転カゴに供給される構成としてあり、前記回転カゴを回転させて、前記硬質球が互いに擦れ合う中で固形状の生ゴミを磨り潰して溶解させ、溶解有機物のみを分離して微生物分解槽へ送ることができ、微生物分解効率の向上を可能とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
例えば、粉砕装置により粉砕された生ゴミの有機成分は大きく分けて二つの状態で存在している。一つは細胞内から流出した組織液などのように溶解した有機物であり、低分子の状態である。もう一つは細胞壁などのように溶解し難い固形状の有機物であり、高分子のあるいは低分子が凝集した状態である。前者は微生物によってただちに摂取することができるが、後者では微生物は摂取することができず、ほとんど分解することができない。また、分解し難い固形状の有機物が存在していると、それが分解槽内のろ床表面の微生物膜を覆い、微生物による有機物や酸素の取り込み、代謝産物の放出などの物質交換が阻害されてしまう。
【０００９】
以上のように、固形状の有機物をそのまま分解槽に移したとしても、固形状の有機物はほとんど分解されないばかりでなく、固形状の有機物による阻害によって溶解した有機物の分解処理の効率も低下してしまう。
【００１０】
そこで、本発明では、粉砕した生ゴミを分解槽に移す前に、生ゴミ中の固形状の有機成分を溶解させるものである。溶解した有機物は次槽の分解槽ですみやかに分解されるため、生ゴミ処理装置全体としての処理効率が向上することになる。
【００１１】
また、本発明では、生ゴミを球形の硬質物と共に回転させるものであり、硬質物を入れたメッシュ状の容器（回転カゴ）が備わっている。そして粉砕装置の出口と回転カゴの内部が連結管を介して連結されている。
【００１２】
このような手段によって、粉砕後の生ゴミに含まれている高分子状のタンパク質や糖、脂質などを溶解させることができるため、次槽での微生物による有機物の取り込みが促進され、その結果として分解処理性能が向上できる。
【００１３】
【実施例】
（実施例１）
本発明の実施例１を図１により説明する。図において、１は厨房のシンクの排水口の下部に取り付けられた粉砕装置、３は粉砕装置１により粉砕された生ゴミを溶解するための溶解槽である。そして溶解槽３で溶解された生ゴミは分解槽２に送られ、微生物による分解処理が行われる。
【００１４】
次に、溶解槽３の具体構成を図２により説明する。溶解槽３は粉砕装置１および分解槽２との連絡管５、液量を調節するバルブ６、槽内に回転自在に配した回転カゴ７、そして回転カゴ７を駆動させるモータ９とで構成されている。回転カゴ７は中空の円柱体で、周面は目の粗さが１ｍｍ四方のステンレス製のメッシュ８で構成されていて、モータ９によって適時回転するように制御されている。回転カゴ７の中には直径２ｍｍのアルミナ製の硬質球１０が中空部の容積の４０％充填されている。
【００１５】
上記構成において、粉砕装置１によって粉砕された生ゴミが連絡管５を通って回転カゴ７に移動する。その時点で溶解している生ゴミはメッシュ８を通過するため、回転カゴ７の中には溶解されていない固形状の生ゴミが保持されることになる。次にモータ９によって回転カゴ７が回転し始めると硬質球１０も互いに擦れあうように回転して、中に滞留していた固形状の生ゴミが磨り潰される。その結果、難溶解性の細胞壁などが破れて溶解性の有機物が水に溶け出す。さらに、細胞壁やその他高分子の有機物が磨り潰されることによって微細化され、水に溶けやすい状態になる。以上のようにして溶解した有機物はメッシュ８を通過して溶解槽３底に貯水され、適時連絡管５を通って次の分解槽２へ移動する。
【００１６】
この操作によって、分解槽２には溶解した有機物が多量に流れ込むため、微生物の代謝を阻害することなくただちに摂取される。この結果、分解処理を促進することができる。
【００１７】
（参考例２）
本発明の参考例２を図３により説明する。なお、基本構成は上記実施例１と同一なので、以下、本参考例の特徴部分である分解槽につき説明する。
【００１８】
図において、溶解槽３は粉砕装置１および分解槽２との連絡管５、液量を調節するバルブ６、槽内に設けられたヒーター１１そしてその温度調節器１２とで構成されている。前記ヒーター１１はステンレス製のシーズヒーターで、最大容量は８００Ｗであり、温度調節器１２はバイメタル式サーモスタットである。
【００１９】
上記構成において、粉砕装置１によって粉砕された生ゴミが連絡管５を通って溶解槽３に移動し、貯留される。貯留された生ゴミはヒーター１１によって、７０℃で６０分間加熱される。その結果、生ゴミの細胞組織が破れて細胞液などの溶解性の有機物が水に溶け出す。また、難溶解性成分のタンパク質などが高温加熱によって変成し軟化されて、水に溶けやすい状態になる。以上のように溶解した有機物は、適時連絡管５を通って分解槽２へ移動し、微生物によって分解を受けるため、処理量の増加が可能となる。
【００２０】
また、ヒーターにより加熱することで、生ゴミに付着した微生物を死滅させてから分解槽に供給することができ、分解槽内にあらかじめ定着させた微生物種の変化を抑えることができ、安定した分解処理が可能となる。
【００２１】
（参考例３）
本発明の参考例３を図４により説明する。なお、基本構成は上記実施例１と同一なので、以下、本参考例の特徴部分である分解槽につき説明する。
【００２２】
図において、溶解槽３は粉砕装置１および分解槽２との連絡管５、液量を調節するバルブ６、超音波発振器１３とで構成されている。前記溶解槽３の底部はステンレス製であり、超音波発振器１３はチタン酸ジルコニア酸鉛製のボルト締めランジュバン型振動子１４を２個有している。
【００２３】
上記構成において、粉砕装置１によって粉砕された生ゴミが連絡管５を通って溶解槽３へ移動する。その際、液面が溶解槽底のステンレス部を越えないようにバルブ６によって調節されている。生ゴミの移動が終わった時点で振動子１２より周波数４０ｋＨｚの超音波が３０分間発振される。長時間の発振は被処理液の沸騰や熱による振動子１４および回路などの損傷が発生するため、発振時間３０分あるいは液温８０℃以上にならないよう制御されている。超音波を３０分間発振した後、冷却のため９０分間放置し、その後さらに超音波を３０分間発振させる。これを３サイクル行う。以上の操作の結果、難溶解性の細胞壁が超音波のキャビテーションによって破裂し、細胞液など溶解性の有機物が水に溶け出す。さらに、その他高分子や凝集した低分子の有機物が超音波振動によって分散され、水に溶けやすい状態になる。３サイクル終了後の生ゴミは、連絡管５を通って次の分解槽２へ移動する。分解槽２に流入する生ゴミは多量に溶解した有機物であるため、微生物の代謝を促進することができる。その結果、分解処理量を増加させることができる。
【００２４】
また、生ゴミに付着した微生物を超音波のキャビテーションによって死滅させることができるため、生ゴミに付着した微生物を死滅させてから分解槽に供給することができ、分解槽内にあらかじめ定着させた微生物種の変化を抑えることができ、安定した分解処理が可能となる。
【００２５】
（参考例４）
本発明の参考例４を図５により説明する。なお、基本構成は上記実施例１と同一なので、以下、本参考例の特徴部分である分解槽につき説明する。
【００２６】
図において、溶解槽３は粉砕装置１および分解槽２との連絡管５、調節するバルブ６、タンク１９、タンク１９に貯蔵された溶液の滴下量を調整するための調整バルブ２０、攪拌棒１５、そして攪拌棒１５を駆動させるモータ１６とで構成されている。前記タンク１９には強アルカリ水が貯水されている。
【００２７】
上記構成において、粉砕装置１によって粉砕された生ゴミが連絡管５を通って溶解槽３へ移動する。一定量移動した生ゴミに調整バルブ２０によって流出量を調節された強アルカリ水が滴下される。一定量滴下した後、攪拌棒１５によって生ゴミと強アルカリ水が混合される。この結果、電気的な反発力によって細胞組織の膜成分の結合鎖がはずれ、細胞液など溶解性の有機物が水に溶け出す。さらに、その他のタンパク質や糖鎖などの結合もきれ、水に溶けやすい状態になる。以上の操作後の溶解槽内には溶解した有機物が多量に含まれていて、これを分解槽２で処理すると、微生物による代謝が効率よく行われる。
【００２８】
また、強アルカリ水を投入するので、生ゴミに付着した微生物を死滅させてから分解槽に供給することができ、分解槽内にあらかじめ定着させた微生物種の変化を抑えることができ、安定した分解処理が可能となる。
【００２９】
上記構成において、タンク１９には加水分解酵素を含む溶液が貯水される場合もある。被処理液にタンク１９からα−アミラーゼ、ズブチリシン（微生物セリンプロテアーゼ）、トリアシルグリセロールリパーゼ（リパーゼ）の混合溶液が滴下される。この酵素によって被処理液中の生ゴミの有機成分が加水分解され、低分子状のグルコース、アミノ酸そして脂肪酸となる。滴下した後攪拌棒１５で攪拌してから９０分後、有機物の溶解量を増加させることができて、次の分解槽３での微生物による分解処理量が増大する。
【００３０】
（参考例５）
本発明の参考例５を図６により説明する。なお、基本構成は上記実施例１と同一なので、以下、本参考例の特徴部分である分解槽につき説明する。
【００３１】
図において、溶解槽３は粉砕装置１および分解槽２との連絡管５、生ゴミ周囲の水を電気分解するための電極板１７、１８とで構成されている。電極板１７、１８は白金電極を用いている。
【００３２】
上記構成において、粉砕装置１によって粉砕された生ゴミが連絡管５を通って溶解槽３へ移動する。その際の生ゴミは水位が槽のおよそ６０％となるようにバルブ６によって調節されている。続いて電極板１７が正極となるように、電極板１７、１８に電圧が３０分間印可される。その後、今度は電極板１８が正極となるように電圧の正負を入れ換えて、再度３０分間印可する。この結果、水の電気分解によって正極側の電極板近傍が強アルカリ性となり、これによる電気的な反発力によって生ゴミのタンパク質や糖鎖などの結合がきれて低分子化される。低分子化された有機物は水に溶解するため、次の分解槽２での微生物による分解効率が向上する。
【００３３】
また、電気分解により生ゴミに付着した微生物を死滅させるので、生ゴミに付着した微生物を死滅させてから分解槽に供給することができ、分解槽内にあらかじめ定着させた微生物種の変化を抑えることができ、安定した分解処理が可能となる。
【００３４】
【発明の効果】
上記実施例から明らかなように、請求項１記載の発明によれば、分解処理の前工程で生ゴミを溶解する工程を設けることによって、分解槽内の微生物分解を促進することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施例１を示す生ゴミ処理装置のブロック図
【図２】  （ａ）同溶解槽の断面図
（ｂ）同溶解槽に配する回転カゴの斜視図
【図３】  本発明の参考例２を示す生ゴミ処理装置の溶解槽の断面図
【図４】  本発明の参考例３を示す生ゴミ処理装置の溶解槽の断面図
【図５】  本発明の参考例４を示す生ゴミ処理装置の溶解槽の断面図
【図６】  本発明の参考例５を示す生ゴミ処理装置の溶解槽の断面図
【図７】  従来例を示す生ゴミ処理装置のブロック図
【図８】  他の従来例を示す生ゴミ処理装置のブロック図
【符号の説明】
１  粉砕装置
２  分解槽
３  溶解槽
４  切換弁
７  回転カゴ
１０  硬質球
１１  ヒーター
１３  超音波発振器
１７、１８  電極板
１９  タンク
【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】
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【図８】
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