(57)【要約】【課題】食品系廃棄物を大量に処理し、且つ、有効利用を測ることが可能な処理方法を提供する。【解決手段】一般家庭、或いはスーパー、飲食店、食品加工工場等の食品事業所より廃棄される食品系廃棄物を水洗する水洗工程、水洗後の食品系廃棄物を破砕する破砕工程、及び上記破砕工程より得られる破砕物をセメント製造設備に供給して燃焼せしめる燃焼工程よりなる。上記食品系廃棄物は、包装用材料、トレー、割り箸等の素材廃棄物が混入していても、問題なく処理することができる。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
食品系廃棄物を水洗する水洗工程、水洗後の食品系廃棄物を破砕する破砕工程、及び上記破砕工程より得られる破砕物をセメント製造設備に供給して燃焼せしめる燃焼工程よりなることを特徴とする食品系廃棄物の処理方法。
【請求項２】
食品系廃棄物を水洗する水洗工程、水洗後の食品系廃棄物を破砕する破砕工程、及び上記破砕工程より得られる破砕物を嫌気性発酵させてメタンガスを得る発酵工程、及び上記発酵工程より得られる発酵残渣をセメント製造設備に供給して燃焼せしめる燃焼工程よりなることを特徴とする食品系廃棄物の処理方法。
【請求項３】
食品系廃棄物が素材廃棄物を含有するものであり、該素材廃棄物を分別することなく上記工程を実施する、請求項１又は２記載の食品系廃棄物の処理方法。
【請求項４】
素材廃棄物が、包装用材料又は使い捨て食器類である請求項３記載の食品系廃棄物の処理方法。
【請求項５】
破砕をハンマー破砕機、ディスク破砕機又はコーン破砕機で行う請求項３又は４記載の食品系廃棄物の処理方法。
【請求項６】
破砕工程の前あるいは破砕工程後の食品系廃棄物或いは発酵残渣を、セメント製造設備で発生する熱ガスによって乾燥する乾燥工程を有する請求項１〜５記載の食品系廃棄物の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、食品系廃棄物の新規な処理方法に関する。詳しくは、食品系廃棄物を大量に処理し、且つ、有効利用を測ることが可能な処理方法を提供するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般家庭、或いはスーパー、飲食店、食品加工工場等の食品事業所より廃棄される食品系廃棄物は、年間９４０万ｔにも達する。
【０００３】
従来、上記食品系廃棄物は、ごく一部、完全に分別される場合には家畜の餌として使用される、もしくは、家畜糞尿などと共に有機肥料に加工されるが、近年発生した、ＢＳＥ（牛海綿状脳症）の問題、包装用材料、トレー、割り箸等の素材廃棄物が混入するケースも生じることから、家畜の餌としての使用、有機肥料への加工などは困難である。このため、一般に焼却場で焼却処理されているのが現状である。
【０００４】
しかし、焼却場での焼却処理は、資源のリサイクル性に乏しく、見直しが必要とされる。また、焼却場においても、他の一般廃棄物と共に、上記食品残渣を処理することによる負荷の増大が問題となっている。
【０００５】
一方、食品系廃棄物をメタン発酵処理することにより、エネルギーとしての再利用も検討されている（非特許文献１参照）が、かかる方法に利用される食品を中心とする有機系廃棄物は、完全に分別されＢＳＥの疑いが残る牛肉およびその危険部位や、包装用材料、トレー、割り箸等の素材廃棄物などが取り除かれない限り、発酵前後の残渣の処理において、やはり、焼却処理を必要とする。
また、メタン発酵処理槽には食品系廃棄物を破砕して供給されるが、発酵後の残渣を有機肥料などに加工するためには、包装用材料、トレー、割り箸等の素材廃棄物などを十分に細かくなるまで破砕する必要がある。しかしながら、細かく破砕する機械は異物を嫌うため、包装材料や使い捨て食器類などの素材廃棄物が混入した食品系廃棄物に対しては、適用が困難であった。
【非特許文献】第１３回廃棄物学会研究発表会講演論文集  ２００２  ３３４〜３３６頁
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従って、上記食品系廃棄物を資源としてリサイクル可能で、且つ、大量に処理する方法の開発、更には、前記食品系廃棄物が、前記素材廃棄物を含有する場合でも、問題なく処理できる方法の開発が望まれていた。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた。その結果、食品系廃棄物を、セメントの製造設備において、燃料或いは原料として使用して処理することを着想した。しかしながら、食品系廃棄物は、これに含有される塩化物が比較的多く、セメント製造設備で大量処理する場合、多量の塩素が設備中に滞留し、得られるセメントクリンカーの品質に影響を与えたり、また、塩素バイパスを有する設備においても、その負荷の増大が問題となることが判った。
【０００８】
かかる知見に基づき、更に研究を重ねた結果、上記食品系廃棄物に含有される塩化物は水洗により、上記問題を起こさない程度に低減することが可能であること、更に、かかる洗浄後に破砕を行うことによって、ポンプ輸送など蜜封系での取扱いが容易となり、長時間の経過による有機物の腐敗等での臭気発散を防止できることを見出した。
【０００９】
また、食品系廃棄物に素材廃棄物が含有されている場合でも、障害なくセメント製造設備に供給することが可能となることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
即ち、本発明は、食品系廃棄物を水洗する水洗工程、水洗後の食品系廃棄物を破砕する破砕工程、及び上記破砕工程より得られる破砕物をセメント製造設備に供給して燃焼せしめる燃焼工程よりなることを特徴とする食品系廃棄物の処理方法である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明において、食品系廃棄物とは、食品加工工場のような食材の製造段階で発生する動植物残渣、スーパー、百貨店、デパート、コンビニ等の食材、食品の流通段階で発生する売れ残り品、レストラン、一般家庭等の消費段階で発生する調理くず、食べ残しなどが挙げられる。
【００１２】
上記食品系廃棄物は、食品系廃棄物に素材廃棄物が分別せずに混入している状態で回収される場合があるが、本発明は、上記素材廃棄物を含有する食品系廃棄物に対しても、特に該素材廃棄物を分別することなく、そのまま使用することができる。
【００１３】
上記混入する素材廃棄物を例示すれば、流通段階ではラップフィルム、トレーなどの包装用材料が、消費段階では、割り箸、プラスチックのフォーク、スプーン、プラスチック或いは紙の食器等の使い捨て食器類が代表的である。  本発明において、上記食品系廃棄物は、後記の破砕を行う前もしくは後に、先ず水洗される。
【００１４】
上記水洗は、公知の洗浄機を使用して行うことができるが、好適な洗浄方法は、プラスチック、金属等の材質よりなる網、多孔板等の水切り板上に当該廃棄物を乗せシャワー洗浄を行うか、浴槽に当該廃棄物を浸け込んだ後、上記水切り板で水を切る方法などが挙げられる。また、水切りを十分行うために、遠心分離機を使用することもできる。
【００１５】
水洗後の食品系廃棄物は、含まれる塩素が、湿ベースで５，０００ｐｐｍ以下、特に、３，０００ｐｐｍ以下となるように水洗を行うことが好ましい。
【００１６】
本発明において、食品系廃棄物の水洗を破砕することなく行っても充分な脱塩素効果が得られる。この作用は明らかではないが、食品系廃棄物には、付着している醤油、塩などの可溶性の塩分が比較的多く存在していること、および、プラスチックス等の素材廃棄物と異なり、親水性が高いため、水との接触によって表面に付着している塩素以外に、内部に存在する塩等の塩素成分が浸透圧によって除去される効果によるものと推定される。
【００１７】
上記食品系廃棄物の水洗は、一箇所に集分して行っても良いし、各事業所、店舗など複数箇所で行って収集しても良い。
【００１８】
また、上記洗浄に際して、食品系廃棄物の一部が、塩素含有量が比較的少ない食品系廃棄物であり、独立したルートで収集される場合は、他の食品系廃棄物についての洗浄を行うことにより、本洗浄工程を実施しても良い。
【００１９】
本発明において、水洗後の食品系廃棄物は、必要に応じて水切りが行われる。かかる水切りは、公知の方法によって行うことができる。例えば、遠心分離等の方法が挙げられる。
【００２０】
本発明において、上記水洗工程によって塩素含有量が低減された食品系廃棄物は、破砕工程に供給される。この破砕工程は、後記の焼成工程への食品系廃棄物の供給を容易とし、また、破砕による混合作用によって可及的に均一な組成とし、熱量等の安定性を図るために必要である。
【００２１】
上記破砕は、食品系廃棄物に前記素材廃棄物が混入することを勘案して、該素材廃棄物の破砕も可能な破砕機を使用することが好ましい。好適な破砕機としては、ハンマー破砕機、ディスク破砕機、コーン破砕機、カッター破砕機等が挙げられる。中でも、ディスク破砕機又はコーン破砕機が好ましい。
【００２２】
また、破砕の程度は、移送手段やセメント製造設備への供給箇所などに応じて適宜決定すればよい。一般には、１０ｍｍ以下、特に、５ｍｍ以下になるように粉砕を行うことが好ましい。
【００２３】
本発明において、上記粉砕された食品系廃棄物は、燃焼工程にて、セメント製造設備に供給して燃焼される。
【００２４】
上記セメント製造設備は、公知の設備が特に制限なく使用される。図１は、セメント製造設備の代表的な態様を示す概略図である。図１に示すように、上記セメント製造設備は、窯前にバーナー１１を有し、セメント原料を焼成するためのロータリーキルン１、複数のサイクロン５と各サイクロンを順次連結する原料ダクト６及びガスダクト７より構成され、該ロータリーキルンの窯尻部１０から排ガスを該ガスダクトに導き、下方から上昇するロータリーキルンの排ガスを、原料ダクトからサイクロンに順次落下するセメント原料と接触させることにより該セメント原料を予熱するように成したプレヒーター２より基本的に成る。また、該プレヒーターに供給するセメント原料１３を乾燥する乾燥装置１４、乾燥された原料を粉砕する粉砕装置１５を有する。更に、プレヒーターの下部には、仮焼炉３が設けられる。
【００２５】
プレヒーター２で予熱されたセメント原料は、最下段サイクロン９より原料シュート８を経てロータリーキルンの窯尻に供給される。
【００２６】
また、ロータリーキルンにおいて、セメント原料を焼成して得られたセメントクリンカーは、クーラー４に排出され、下方から供給される冷却空気によって冷却される。また、冷却に使用したガスは熱ガスであり、その一部はガスダクト１２より仮焼炉の燃焼用空気として使用される。
【００２７】
本発明において、破砕された食品系廃棄物を上記セメント焼成設備で燃焼せしめる態様は、該食品系廃棄物が燃焼可能な位置に供給する態様であれば特に制限されない。好ましい供給態様を具体的に示せば、原料シュート８を流れるセメント原料上に供給する態様、仮焼炉に供給する態様、ロータリーキルンのガス出口に供給する態様、ロータリーキルンに供給する態様、ロータリーキルン落ち口に供給する態様、クーラーガスダクトに供給する態様等が挙げられる。
【００２８】
また、後記のように、食品系廃棄物を乾燥してセメント製造設備に供給する場合は、上記供給態様の他、ロータリーキルン１のバーナー１１側、或いは、仮焼炉内に供給管を別途設けて、該食品系廃棄物を気流にて吹き込み、燃焼せしめることも可能である。
【００２９】
図１には、原料シュート８を流れるセメント原料上に供給する態様を示す。即ち、食品系廃棄物１６は、水洗工程Ａにて水洗された後、破砕工程Ｂで破砕される。上記破砕後、セメント製造設備に配管１７によって圧送される（ポンプは省略）。
【００３０】
上記燃焼によって、食品系廃棄物中の有機成分は燃料として、また、無機成分は、セメント原料として有効にリサイクルして使用することができる。また、食品系廃棄物中に素材廃棄物が存在する場合も、上記のように有効にリサイクルすることができる。
【００３１】
本発明において、破砕後の食品系廃棄物をより有効にリサイクルするため、前記焼成工程に供する前に嫌気性発酵を行い、その有機成分の一部をメタンガスとして回収する発酵工程を設けることが好ましい。
【００３２】
即ち、本発明によれば、食品系廃棄物を水洗する水洗工程、水洗後の食品系廃棄物を破砕する破砕工程、及び上記破砕工程より得られる破砕物を嫌気性発酵させてメタンガスを得る発酵工程、及び上記発酵工程より得られる残渣をセメント製造設備に供給して燃焼せしめる燃焼工程よりなることを特徴とする食品系廃棄物の処理方法が提供される。
【００３３】
上記発酵工程は、公知の工程が特に制限なく採用される。具体的には、高濃度、一段、高温発酵を特徴とするメタクレス方式、ツイン反応槽の処理を特徴とするメビウス方式、高濃度、高温発酵を特徴とするビューラー方式などが一般的である。
【００３４】
上記発酵工程で得られたメタンガスは、セメントの燃料として、或いは、他の製造設備の燃料として、有効に使用することができる。
【００３５】
一方、発酵工程に入る前の可溶化工程で分離される不溶物、発酵工程より得られる発酵残渣は、多くがラップフィルム、トレー、割り箸、プラスチックのフォーク、スプーン、プラスチック或いは紙の食器等の使い捨て食器類素材であり、これらは、前記食品系廃棄物と同様にして、燃焼設備に供給して燃焼処理される。
【００３６】
また、本発明においては、前記食品系廃棄物或いは上記残渣を燃焼設備に供給するに際し、セメント製造設備で発生する熱ガスなどによって乾燥する乾燥工程を設けることが、食品系廃棄物或いは発酵残渣をセメント製造設備に大量に供給することができ好ましい。
【００３７】
食品系廃棄物の乾燥に関して、乾燥は、前記破砕工程の前に行ってもよいし、破砕工程後に行ってもよい。
【００３８】
本発明において、上記乾燥は、セメント製造設備で発生する熱ガスを使用して実施することが好ましい。
【００３９】
最も一般的な方法は、プレヒーター２の乾燥装置１５に供給して、セメント原料と共にプレヒーターの排熱を有する熱ガスで乾燥する方法が挙げられる。しかし、得られた乾燥物は、有機物を多量に含有しているため、できるだけロータリーキルンに近い場所に供給することが、発熱量を有効に利用するために好ましい。そのためには、別途乾燥装置を設けて、食品系廃棄物、或いは、残渣を乾燥させることが好ましい。上記乾燥装置に熱ガスは、プレヒーターを構成するガスダクト７、クーラー４から仮焼炉３に至るガスダクト１２、窯尻部１０より一部の熱ガスを抽気して確保することが好ましい。
【００４０】
また、上記乾燥装置としては、熱ガスを使用する事が可能な公知のものが特に制限なく使用される。例えば、ロータリードライヤー、ラピッドドライヤー、ボルテックスドライヤー等が一般的である。また、熱ガスを使用しない場合には真空乾燥機を用いることもできる。乾燥の程度は、含水率が５０重量％以下、好ましくは、３０重量％以下、特に、１０重量％以下であることが好ましい。
【００４１】
本発明において、上記乾燥後、乾燥物を粉砕してセメント製造設備に供給することも好ましい態様である。
【００４２】
本発明において、前記水洗工程からの廃水は、公知の方法により処理を行って無害化することができる。例えば、下水放流の場合であれば、膜分離を行い、固形分を濃縮分離して排水することが可能であるし、公共海域、河川に放流する場合であれば、活性汚泥処理、固形分を分離、ＰＨ調整などを行い排水する方法が挙げられる。
【００４３】
【実施例】
以下、本発明を具体的に説明するため、実施例を示すが、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。
【００４４】
実施例１
レストランより排出される、割り箸、プラスチック容器等の素材廃棄物を含む食品系廃棄物を、金網上でシャワー洗浄を水、固体比（１＋５）で行い、水切りをした後、ディスク破砕機で素材廃棄物ごと破砕した。
【００４５】
その結果、上記食品系廃棄物に含有される塩素濃度は、水洗前に１５，０００ｐｐｍであったものが、水洗後に２，０００ｐｐｍと著しく低減し、この食品系廃棄物をセメント製造設備に問題なく供給できるレベルにまで低減されていることが確認できた。
【００４６】
上記食品系廃棄物をセメント製造設備のプレヒーター下端に設けられた原料シュートに供給して燃焼を行った。
【００４７】
実施例２
レストランより排出される、割り箸、プラスチック容器等の素材廃棄物を含む食品系廃棄物を、金網上でシャワー洗浄を水、固体比（１＋５）で行い、水切りをした後、ディスク破砕機で素材廃棄物ごと破砕した。
【００４８】
その結果、上記食品系廃棄物に含有される塩素濃度は、水洗前に１５，０００ｐｐｍであったものが、水洗後に２，０００ｐｐｍと著しく低減し、この食品系廃棄物をセメント製造設備に問題なく供給できるレベルにまで低減されていることが確認できた。
【００４９】
本破砕後の廃棄物をドラム乾燥機にて湿ベースで水分１０％以下に乾燥した後、得られる乾燥物を気流に乗せて、セメント製造設備におけるキルンバーナーの位置から吹き込んで燃焼を行った。
【００５０】
実施例３
レストランより排出される、割り箸、プラスチック容器等の素材廃棄物を含む食品系廃棄物を、金網上でシャワー洗浄を水、固体比（１＋５）で行い、水切りをした後、ディスク破砕機で素材廃棄物ごと破砕した。
【００５１】
その結果、上記食品系廃棄物に含有される塩素濃度は、水洗前に１５，０００ｐｐｍであったものが、水洗後に２，０００ｐｐｍと著しく低減し、この食品系廃棄物をセメント製造設備に問題なく供給できるレベルにまで低減されていることが確認できた。
【００５２】
本破砕後の廃棄物を可溶化槽で溶解させたのち１ｍｍの篩を使って上記素材廃棄物および不溶食品系廃棄物を分離した後、常温メタン発酵を行い、発酵残渣スラリーを得た。これをろ過しケーキ状残渣を得た。当該残渣は、初期投入量の約１／３に減量化することが出来た。
【００５３】
得られた残渣を、セメント製造設備のプレヒーター下端に設けられた原料シュートに供給して燃焼を行った。
【図面の簡単な説明】
【図１】セメント製造設備の代表的な態様を示す概略図
【符号の説明】
１  ロータリーキルン
２  プレヒーター
３  仮焼炉
４  クーラー
５  サイクロン
６  原料ダクト
７  ガスダクト
８  原料シュート
９  最下段サイクロン
１０  窯尻部
１１  バーナー
１２  ガスダクト
１３  セメント原料
１４  乾燥装置
１５  粉砕装置
１６  食品系廃棄物
１７  配管
Ａ  水洗工程
Ｂ  破砕工程
【図１】
2004188312.tif 000002