(57)【要約】好ましくはプラスチック、網細工や縛り糸の軟質包装材、さらには金属やガラスなども含めた異物を含んでいても良い湿潤および乾燥有機廃棄物の機械内部空間への供給用取込口、該空間に位置すると同時に、軸棒の周囲に位置する先の鈍い形状をした少なくとも１つあるいは複数の工具が設置される回転軸棒、該空間に取り付けられる該工具の相手工具として機能する定置部品、粉砕粒子排出口、ならびに粒子異物吐き出し器が含まれるとともに、該工具と該定置部品間の間隔がより細かい破片にすり潰されるよう廃棄物の固体部分に粉砕効果が発揮される大きさである一方で、該間隔の程度によりすり潰し効果がプラスチックなどの廃棄物のより軟質な部分上に及ぶことが阻止されることを特徴とするバイオガス製造用有機粒子基質の供給機械。この出願にはさらにバイオガス製造用途に好ましい有機粒子基質の供給方法が含まれる。【選択図】図２
2009535209.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
・有機廃棄物に金属やガラスなどに加えて好ましくはプラスチックの軟質包装材、網細工、ならびに縛り糸などの異物が含まれてもよい湿潤および乾燥有機廃棄物の機械内部空間への供給取込口、
・該空間に位置する回転軸棒ならびに該軸棒の周囲に配置される先の鈍い形状の少なくとも１つあるいは複数の工具、
・該工具の相手工具として働く該空間内に取り付けられる定置部品
・粉砕粒子の排出口
・異物の吐き出し器
が含まれると同時に、該工具と該定置部品との間の間隔が廃棄物固体部分をより細かい破片にすり潰せるだけの粉砕効果が発揮できる寸法である一方で、該間隔の程度では粉砕効果がプラスチックなどの廃棄物軟質部分に及ぶのが回避されることを特徴とする、バイオガス製造利用向けに好ましい有機粒子基質供給機械。
【請求項２】
該工具と該定置部品間の間隔が5ミリから10ミリの間にあると同時に調節可能であることを特徴とする請求項１に記載の機械。
【請求項３】
該工具が該軸棒の周囲に沿って等間隔あるいは非等間隔に配置されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の機械。
【請求項４】
該粉砕粒子排出口が機械の底部に位置することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の機械。
【請求項５】
好ましくは該回転軸棒直上の側壁に配置される該異物吐き出し器が該機械上部部分に配置されることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の機械。
【請求項６】
そのふるい目寸法が4ミリから25ミリの間で変動できる、ふるいが特定寸法粒子の分離用に該基質排出口上部に配置されることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の機械。
【請求項７】
該空間に加熱蒸気の該空間への導入ノズルが装備されることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の機械。
【請求項８】
・金属やガラスなどに加えて好ましくはプラスチックの軟質包装材、網細工、ならびに縛り糸などの異物を含む湿潤および乾燥有機廃棄物が該機械内部空間に供給されること、
・湿潤および乾燥有機廃棄物が該空間内で一緒に混合され、この混合が好ましくは該軸棒の運動によって実施されること、
・先の鈍い形状であると同時に該空間に取り付けられる該定置部品と相互反応する該回転軸棒の周囲に取り付けられる少なくとも１つの該粉砕工具によって、廃棄物の固体部分が粉砕されるとともに、有機廃棄物の湿潤部分が該空間内における固体有機粒子の溶解に寄与し、プラスチック、網細工などの廃棄物の軟質部分は粉砕されずにほぼその大きさを保持すること、
・有機廃棄物粒子が特定寸法に粉砕された後に該機械に設置される該排出口を通じて排出される
ことを特徴とする、バイオガス製造への利用向けに好ましい有機粒子基質の供給方法。
【請求項９】
さらに該空間における非有機廃棄物の洗浄ならびに除去段階が含まれるとともに、
・該機械の該空間への廃棄物の供給が停止されること
・該軸棒が回転すること
・加熱蒸気が該空間に残る異物のはさまった有機廃棄物を洗い流すように該空間に設置される該ノズルを通じて排出されること
・洗い流された有機廃棄物が該排出口を通じて排出されること
・該機械に設置される該吐き出し器が開放されること
・残留異物が軸棒運動に従うと同時に該吐き出し器により排除されること
を特徴とする、請求項８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はバイオガス製造用途に好ましい有機粒子基質の供給機械に関する。さらに詳しくは、この機械は特定粒子寸法の有機廃棄物の入手を目的とした廃棄物の仕分け、洗浄、ならびに粉砕用に設置される。本発明はまたバイオガス製造用途に好ましい有機粒子基質の供給方法にも関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明の背景にはバイオガスプラントの原料として有機廃棄物の利用を可能にしたいという要望がある。機械手段によって製造される有機粒子はバイオガス基質として利用されることが多い。そのためには粒子の大きさが要件となるとともに、さらに、この基質がバイオガス製造用基質として利用されるまでに衛生的にする（好ましくは殺菌される）という条件も必要となる場合がある。
【０００３】
現在、廃棄物からのバイオガス基質製造についてはいくつかの処理タイプが存在する。ここで触れることのできる２つの大元はパルプ製造技術と粉砕処理である。
【０００４】
パルプ製造技術は様々な規模で採用されると同時に重度に汚染された廃棄物を取り扱うこともできる。その運転形態はミキサーに類似している。廃棄物には液体が加えられるとともにタンク内で混合される。プラスチックのような軽量廃棄物は浮上したのち除去される。金属などのような重量廃棄物は底に沈下する。有機廃棄物はこれがナイフで裁断されるタンクの途中に踏みとどまる。この技術は高価につくと同時に、処理中に大量の水が添加されるので固体乾燥値が低い。この用語、固体乾燥値とは基質部分のエネルギー含有量の度合いを指していうものである。固体乾燥値が低いということは輸送コストが大きくならないようにパルプ製造プラントがバイオガスプラントの近くに位置しなくてはならないことになる。
【０００５】
従来の粉砕機械には一連のナイフとふるいを通じて原料を供給する供給スクリューがある。原料は原料を細かい塊に裁断する回転ナイフ群を強制的に通過させられた後にふるいを通って押し出される。ふるい目の穴径が適正であることによって、大き過ぎる粒子の最終製品への紛れ込みが防止できる。この粉砕処理には細かいふるいにかけられた原料が必要とされる。粉砕処理において大きな粒子や金属またはガラスなどの非有機材料が加わると機械の停止や故障につながる。
【０００６】
いくつかの公開特許文献からバイオガス基質を製造するための工業処理におけるパルプ製造と粉砕技術の利用例が知れる。
【０００７】
WO 2005061114には、ある湿潤有機廃棄物処理用のプラントが説明されている。このプラントは有機廃棄物が有機廃棄物とプラスチックの両方をある特定の粒子大きさに粗く裁断する粉砕機で最初に処理される複数のステーションからなる。廃棄物が万一金属を含んでいた場合でも粉砕機の破壊回避のために弾性のあるカウンタースチールが採用される。粉砕機の後では、粉砕された材料は粒子がさらに小さな粒子に溶解される装置に搬送される。この溶解処理は、その底に高速回転の鋸状歯付き工具がある円錐状容器中の粒子への液体の添加によって行われる。この処理（パルプ製造処理）では、混合物の有機廃棄物はより小さな粒子にすり潰されると同時にプラスチックは若干大きめの粒子にすり潰されながら、重量物は容器の底まで落下する。重量物を除き、混合物は次のステーションまで搬送され、プラスチックがスクリュー分離機を用いて排除される。
【０００８】
WO 03092922では、さらに、プラントが満足すべき処理を得るためには液体の添加が必要である場合が説明されている。このプラントでは処理が複数ステーションにおいても段階的に行われる。
第一段階では、水分が廃棄物に付加されると同時に混合され、その次の段階では、湿潤廃棄物が加熱されると水分が加熱蒸気に変わり廃棄物が沸騰させられると同時に、低水分含有量のパルプが得られる。それ故、WO 03092922に説明される処理はパルプ製造処理である。
【特許文献１】WO 2005061114
【特許文献２】WO 03092922
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、乾燥度合いの高い固体含有量のバイオガス基質の製造機械の提供にある。さらに、この機械は機械に投入される廃棄物混合物に見つかる異物の排除が容易に可能である。本機械の特別な利点は食物が機械装置内に置かれて初めて食物からの包装材の除去が必要となる点にある。本機械はプラスチック、網細工および肉、金属ならびにガラス周囲に使用される縛り糸などの多くの様々な種類の包装材に適合される。
【００１０】
この種の廃棄物の取り扱いの場合、廃棄物に混ざったプラスチックの分離は特別な問題である。従って、本発明のさらなる目的はこのプラスチックの簡単な分離法を得ることにある。本発明による機械はまた、プラスチックの取り扱いと同様に網細工や縛り糸などの様々なタイプの軟質包装材の取り扱いも可能であると説明されてきた。簡単にするため、本機械は以降においてプラスチックの取り扱いに関して説明されるが、保護の範囲にはあらゆるタイプの軟質包装材が含まれるものと了解されなくてはならない。
【００１１】
先行技術による機械類においては、プラスチック材料は他の廃棄物と一緒に小片に粉砕される。プラスチックの分離はその後の分離処理において行われることが多い。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明による機械はいわゆるオールインワンマシンである。これはこの機械により、先行技術では別々のステーションあるいは前出で説明された複数の機械によって取り扱われる複数の機能を果たす、より大型のプラント部品が形成されることを意味する。この多機能機械はバイオガス基質としての利用にふさわしい大きさの有機粒子の製造が可能である。本機械はまた有機廃棄物から異物を分離するだけでなく、さらなる処理に送られるまでに異物を綺麗に洗浄するようにも設計される。この状況において、異物とは機械に投入される有機廃棄物と一緒に混合されることが多いプラスチック、ガラスならびに金属の部品のことを指す。
【００１３】
本発明による機械を利用する場合、例えば、WO 2005061114に説明されるものと同様に予備の仕訳は不要である。処理予定の廃棄物は、有機廃棄物が小さい大きさの粒子に加工される場合には機械に投入される間に、異物は有機廃棄物から分離されるとともに、プラスチック材料は金属やガラスなどの他の異物から分離される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明による本機械を利用する場合、例えば有機廃棄物を適切な粒子の大きさへ分解する目的での水などの液体の添加は不要である。廃棄物は機械内では加熱もされない。前記公開類に説明される処理において、有機廃棄物の分解を得る目的で液体が添加されると同時に、一部には廃棄物が加熱される場合もある。本発明による機械の利用によって液体の添加あるいは加熱用のエネルギー供給が不要であるのでこれに伴う融資上の節約は比較的大きいものとなる。
【００１５】
本発明による機械は、乾燥有機廃棄物が例えば調理油、血液あるいはその他廃棄物の湿潤廃棄物の高水分含有量の廃棄物と混合される点を基本にしている。湿潤有機廃棄物は機械中の乾燥有機廃棄物の溶解を促進する。
【００１６】
機械は、通常、プラスチック、金属およびガラスなどの異物も含む湿潤ならびに乾燥有機廃棄物がその空間内部に供給されるよう設計される。この空間内部には回転軸棒が取り付けられる。この軸棒には回転軸棒の周囲に位置する少なくとも１つ、好ましくは、複数の工具が設置される。この１つあるいは複数の工具は角が鈍い形状である。定置部品もまたこの空間に取り付けられる。この定置部品は工具の相手側工具として機能する。機械にはまた異物の吐き出し器とともに基質の排出口もある。
粉砕工具と定置部品との間の間隔は、廃棄物の固体部分が工具と相手工具との間を通過するときに、より小さな断片にすり潰されてすり潰し効果を発揮させるように合わされる。しかしながら、この間隔は、好ましくはプラスチックや網細工ならびに、肉包装用の縛り糸などの軟質包装材のより軟質の部分に作用するすり潰し効果は回避されるように合わされる。
【００１７】
機械内では次の処理が行われる。すなわち、湿潤および乾燥有機廃棄物が空間内で一緒に混合されるが、この混合は軸棒の運動によってもたらされるのが好ましい。廃棄物固体部分は、より細かい部分に粉砕されると同時に、有機廃棄物の湿潤部分は空間中の固体有機粒子の溶解に寄与する。一定割合のガラスや金属などの異物もさらに細かい部分にすり潰される。プラスチック材料は工具と相手工具間の間隔が大きすぎると同時に工具が先の鈍い形状であるため粉砕されない。従って、プラスチック材料はほぼその大きさが保持される。有機廃棄物粒子が特定の大きさに粉砕されると、これらは排出口を通過できる大きさまですり潰された異物（ガラスおよび金属）の部分と一緒に機械に設置された排出口を通じて排出される。より大きな異物は機械の空間内に残るとともに、プラスチック類と一緒に機械から排出される。
【００１８】
工具と定置部品間の間隔は5ミリから10ミリであるが、その他の寸法が機械内で処理される材料のタイプに応じて選択されても良い。従って、この間隔は例えば、調節可能に取り付けられる工具によって調整可能であるか、あるいはその他別の方法で調節の可能性が用意されてもよい。軸棒にはその周囲に沿って等間隔あるいは非等間隔で配置できる複数の工具が設置されるのが好ましい。
【００１９】
基質排出口は機械の底部に配置される。さらに、格子材あるいはふるいが排出口直上に取り付けられる。バイオガス基質粒子大きさは12ミリを越えてはならないという公的要件がある。この条件はこの機械を利用すれば満足される。ふるい内の開口部の大きさは、例えば、4ミリから25ミリまで変動可能である。ふるいの開口部を通過できる大きさの粒子まですり潰される金属およびガラスは排出口を通じて排出された後に、次の処理タンクの底部に沈下すると同時に沈殿する。
【００２０】
廃棄物が機械に加えられるにつれて練粉状の有機物集合体と異物が姿を見せて空間が満たされる。満杯になると処理は作動を停止した上で練粉状塊をちぎると同時に異物を取り除く必要がでてくる。異物は追加の処理に向けられるためこれらが除外されるまでに洗浄されてしまうことが肝要である。洗浄処理をしないと異物は極めて粘りがでるだけでなく取扱いが厄介となる。経済的かつ環境上の理由から何らか価値のある有機材料はできるだけ保持されることも望ましい。異物の洗浄は加熱蒸気の空間内への導入に用意されるノズルを用いて行われる。さらに、異物の吐き出し器は機械上部部分に配置されて回転軸棒直上の側壁に配置されるのが好ましい。
【００２１】
異物を洗浄しなくてはならない場合、車軸は回転を続けられるが廃棄物の機械空間への供給は停止される。ノズルを通って排出される加熱蒸気により異物にはさまった有機廃棄物が洗浄される。洗浄された有機廃棄物は排出口を通じて排出される。この空間に集められるプラスチック材料は軸棒に追随して運動するとともに、バイオガス基質と同じようには排出口を通じては大きすぎて排出できない粒子の大きさの例えば金属やガラスの異物と一緒に吐き出し器から排出される。これに関しては、機械は自動化されているので手動制御の必要はない。例えば、フラップの形をなしうる吐き出し器の外側にある機械が取り付けられて、これによりこの廃棄物が収集されこれが運び去られる。機械空間が空になると吐き出し器は閉じるとともに再び供給が開始される。
【００２２】
本発明はこれより付録の図面に図解される本発明のある実施例を用いて説明される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図では、廃棄物の仕分け、粉砕ならびに洗浄用の機械1が図解されている。取込口2は機械の上部部分に設置される。プラスチック、縛り糸、金属、ガラス、その他の包装材などの異物が混ざった湿潤ならびに乾燥有機廃棄物などすべてのタイプの廃棄物は取込口2に投入されて機械内部空間3に至る。この内部空間3には、回転軸棒4が取り付けられその上に複数工具5が軸棒4の周囲に沿って間隔をおいて取り付けられる。軸棒4は軸受け11上に取り付けられて原動機10によって駆動される。この機械にはさらに相手工具6が設置される。軸棒の工具5は、この相手工具6まである間隔があるよう調節される。この間隔は変動してもよいが5ミリから10ミリが好ましい。軸棒工具5は先が鈍い形状をなす。この形状ならびにこの相手工具6までの間隔のために、工具5と相手工具6との間を通過する廃棄物中の固体粒子に関して切断効果よりも粉砕効果の方があることになる。従って、有機廃棄物、金属、ならびにガラスなどの様々な種類の廃棄物がより細かい断片にすり潰される。空間3に湿潤、乾燥の両方の有機廃棄物が一緒に詰め込まれることによって有機廃棄物の断片化がさらに促進される。この廃棄物混合物が利用されて、湿潤廃棄物からの水分による乾燥有機廃棄物の溶解が促進されるだけでなく処理用の追加液体の添加も不要となる。
【００２４】
工具5の先の鈍い形状とともに工具5と相手工具6間の間隔により、食品の包装用に使用されるプラスチック、糸ならびに網細工などの包装材が細かい断片にすり潰されずにこれら工具間を通過ができるようになることによって、空間内でのその当初の大きさがほぼ保持される。空間の底では、開口が設けられたふるい8あるいはふるい目が配置されるが、その開口の大きさは4ミリから25ミリの大きさであるのが好ましい。このふるい8は有機物粒子ならびに金属、そしてこのふるいの開口の大きさに合致する大きさまで粉砕されたガラス粒子を通す。この開口から粒子類は排出口9を通って貯蔵タンクまで排出される。ふるい8を通過可能な大きさのすり潰されたガラスならびに金属粒子は、排出口を通って排出されるとともに貯蔵タンクの底に沈下する。
【００２５】
機械空間に廃棄物が詰め込まれるにつれて、異物の堆積が錬り粉状の有機集合体とともにこの空間内に積み上げられる。細かい粒子の有機集合体の分離はもはや十分には機能しない。この時点で、この空間からの異物の駆逐を行ってから廃棄物の仕分を続行する必要がある。そのとき廃棄物のこの空間への供給は停止される。加熱蒸気がノズル7を通じて空間に添加される。有機集合体は蒸気を利用してくずされるとともに排出口9を通じて押し出される。同時に、異物がきれいに洗浄されてから次の処理に進む。軸棒は内容物が洗浄される間回転を続行する。軸棒の回転により空間内に位置する残留異物（プラスチック、縛り糸、網細工、ガラス、金属など）は、機械上部の吐き出し口12を通じて放出される。この段階でこの空間に異物が無くなるという目的は達成される。この空間はその後、追加の仕分けと処理のため改めて廃棄物の受け入れ準備がＯＫとなる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明による機械の別々の２側面を伴った透視図。
【図２】機械の一部詳細図を伴った機械の貫通断面図。
【図１】
2009535209.tif 000003
【図２】
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【国際調査報告】
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2009535209.tif 000006
2009535209.tif 000007
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