(57)【要約】【課題】家畜屠体有機物および同施設における各工程洗浄排水を効率良く、かつ有害物質を環境中へ放出することなく処理するための再資源化プロセスを提供すること。【解決手段】家畜屠体有機物に洗浄排水を取込んでメタン発酵処理する発酵工程、および、前記メタン発酵により得られる発酵物を加熱処理して乾燥、炭化させる炭化工程、を少なくとも含み、炭化工程における熱源として、発酵工程で生成したバイオガスを用いることを特徴とする、家畜屠体有機物の処理方法、並びに、家畜屠体有機物をメタン発酵処理した後、得られる発酵物を加熱して乾燥・炭化する骨炭の製造方法であって、炭化工程における熱源として、メタン発酵で生成したバイオガスを用いることを特徴とする骨炭の製造方法の発明が開示されている。これらの方法は、分子量１，０００以上の有機物の外部への放出がないプロセスである。【選択図】　　　　図１
2004033899.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
家畜屠体有機物をメタン発酵処理する発酵工程、および、
前記メタン発酵により得られる発酵物を加熱処理して乾燥、炭化させる炭化工程、
を少なくとも含み、前記炭化工程における熱源として、前記発酵工程で生成したバイオガスを用いることを特徴とする、家畜屠体有機物の処理方法。
【請求項２】
請求項１において、少なくとも分子量１，０００以上の有機物の外部への放出がない閉じたプロセスであることを特徴とする、家畜屠体有機物の処理方法。
【請求項３】
家畜屠体有機物をメタン発酵処理した後、得られる発酵物を加熱して乾燥・炭化する骨炭の製造方法であって、
炭化工程における熱源として、メタン発酵で生成したバイオガスを用いることを特徴とする、骨炭の製造方法。
【請求項４】
請求項３において、少なくとも分子量１，０００以上の有機物の外部への放出がない閉じたプロセスであることを特徴とする、骨炭の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、家畜屠体有機物の処理方法および骨炭の製造方法に関し、詳細には、牛、羊等の家畜屠体由来の有機物を効率良く骨炭になるまで処理する家畜屠体有機物の処理方法および骨炭の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
食肉を採取した後の家畜や食肉に供されない家畜の骨、肉、皮、血液等は、肉骨粉、肉粉、血粉、骨粉等に加工され飼料に添加されたり、肥料や各種化学製品の原料にするなど極めて広範な用途で再利用が図られてきた。しかし、これまで肉骨粉等の製造に使用してきた処理プラントは、粉砕や乾燥に多くのエネルギーを消費するとともに、排水や残渣などの２次処理が必要なものであった。
【０００３】
最近になって、国内でＢＳＥ（牛海綿状脳症）に感染した牛が発見されたことに伴い、その火急の対策として肉骨粉等の飼料への添加が禁止された結果、家畜屠体由来の有機物の大部分は廃棄処理せざるを得ない状況になっている。特にＢＳＥに罹患した疑いのある家畜については、肉や脂肪も含めて廃棄処分しなければならない。その際ＢＳＥの原因となる異常プリオンを環境へ放出することは避けなければならないため、肉骨粉やその原料となる骨や肉、さらにそれらを含んでいる家畜屠体を安全に処理する方法の開発が緊急の課題となっている。現状では、このような家畜屠体に由来する有機物は焼却処分その他十分に熱が加えられる処置がとられているが、例えば焼却処分には補助燃料として化石エネルギーを必要とする上、畜産資源を有効活用できないという問題がある。
【０００４】
ところで、家畜屠体由来の有機物を安全な状態に処理する方法としては、無機物の状態にまで変化させることが挙げられる。家畜屠体由来の有機物を加工して得られる無機物として、骨炭や骨灰が知られている。このうち骨炭は、家畜屠体有機物を酸素を遮断した条件下、高温で加熱処理することによって炭化させたものであり、異常プリオン等の有害物質が残存する危険性はない。しかも骨炭は、リン酸を多量に含むことから肥料成分として極めて有用であり、高性能の吸着材としても利用できることから付加価値の高い製品である。
【０００５】
しかし、家畜屠体由来の有機物を原料として骨炭を製造するには、高温での加熱処理が不可欠であるため、大量処理するには焼却と同様に多大なエネルギーを消費する。炭化における十分な温度管理、副生成物の熱源としての徹底した利用、および完璧に近い保熱性を達成すれば、熱分解物の一部燃焼によって、エネルギー的に自立した炭化工程を構築することは可能である。しかし、このような炭化設備はまだ作られていない。従って、既存の化成工場などの処理施設では、大量に発生する家畜屠体を骨炭にまで処理することは困難な状況にある。
【０００６】
有機性廃棄物を技術として、特開平６−１５４７２８号公報では、有機性廃棄物を発酵工程および炭化炉で処理する方法が提案されているが、この技術の発酵は含水率を調整するための好気性発酵であり、炭化には多くのエネルギーを必要とする方法である。
【０００７】
特開２００１−２７６７７２号公報では、湿潤有機性廃棄物からメタン発酵により可燃性成分を得て発電機の燃料とする処理方法が提案されている。この方法は、メタン発酵によるガスのみでは炭化工程のエネルギーを賄いきれないことを前提になされたものであり、いわゆるプラスチック等の高分子化合物を熱分解によりガス化して燃料にすることを必須としている。
【０００８】
特開平１１−７７０９５号公報では、家畜糞用処理過程で発生、分別される固形物を炭化もしくは燃焼して処理するシステムが提案されているが、処理対象は流動性を持つ糞尿であり、家畜屠体の処理に適用出来る方法ではない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、家畜屠体に由来する有機物（すなわち、家畜屠体有機物）を無機物まで効率良く、かつ有害物質を環境中へ放出することなく処理するための再資源化プロセスを提供することを課題とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の家畜屠体有機物の処理方法の発明は、家畜屠体有機物をメタン発酵処理する発酵工程、および、前記メタン発酵により得られる発酵物を加熱処理して乾燥、炭化させる炭化工程、を少なくとも含み、前記炭化工程における熱源として、前記メタン発酵工程で生成したバイオガスを用いることを特徴とする。
【００１１】
この家畜屠体有機物の処理方法の発明によれば、プロセス中にメタン発酵工程を設け、メタン発酵工程で生成したバイオガスを炭化工程における熱源として用いるようにしたので、家畜屠体有機物を直接乾燥、炭化させる現状の技術に比べて、プロセス全体のエネルギー収支もしくは炭化物の回収率を大幅に改善することが可能になる。つまり、炭化工程で消費するエネルギーの一部または全部をメタン発酵により生成したバイオガスにより賄うことができるため、エネルギー効率が非常によい。ここで、「バイオガス」とは、メタン発酵において主に嫌気微生物の代謝により産生されるメタンを主成分とするガスを意味する。
【００１２】
また、家畜屠体由来の有機物を炭化工程で付加価値の高い骨炭に高い収率で変換できるので、畜産資源としての家畜屠体有機物を効率良く再資源化して有効活用することが可能になる。
従って、本発明の処理方法はランニングコストを低く抑えることが可能な優れたプロセスである。
【００１３】
請求項２に記載の家畜屠体有機物の処理方法の発明は、請求項１において、少なくとも分子量１，０００以上の有機物の外部への放出がない閉じたプロセスであることを特徴とする。
この特徴によれば、蛋白質などの高分子有機化合物が外部に放出されない閉じたプロセスであるため、異常プリオン等の有害物質を環境中に放出させることがない。すなわち、家畜屠体由来の有機物を効率よく骨炭として無機物に変換できるほか、各工程で発生する洗浄廃水等の水分もプロセス内で処理するため、プロセス外に排水する水についても有害物質を含有している危険性がない。
【００１４】
請求項３に記載の骨炭の製造方法の発明は、家畜屠体有機物をメタン発酵処理した後、得られる発酵物を加熱して乾燥・炭化する骨炭の製造方法であって、炭化工程における熱源として、メタン発酵で生成したバイオガスを用いることを特徴とする。
この骨炭の製造方法の発明によれば、プロセス中にメタン発酵工程を設け、メタン発酵工程で生成したバイオガスを炭化工程における熱源として用いるようにしたので、家畜屠体有機物を直接乾燥、炭化させて骨炭を製造する場合に比べて、使用する化石エネルギー量を大幅に低減、もしくは不要にすることが可能になる。つまり、炭化工程で消費するエネルギーの一部または全部をメタン発酵により生成したバイオガスにより賄うことができるため、プロセス全体のエネルギー効率が非常によく、付加価値の高い骨炭を低コストで製造することが可能になる。また、畜産資源としての家畜屠体有機物を廃棄せずに再資源化して有効活用することが可能になる。
従って、本発明の製造方法はランニングコストを低く抑えることが可能な優れたプロセスである。
【００１５】
請求項４に記載の骨炭の製造方法の発明は、請求項３において、少なくとも分子量１，０００以上の有機物の外部への放出がない閉じたプロセスであることを特徴とする。
この特徴によれば、蛋白質等の高分子有機化合物の外部への放出がない閉じたプロセスであるため、異常プリオン等の有害物質を環境中に放出させることがない。すなわち、家畜屠体由来の有機物を効率よく骨炭として無機物に変換するほか、各工程で発生する洗浄廃水等の水分もプロセス内で処理するため、プロセス外に排水する水についても有害物質を含有している危険性がない。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の家畜屠体有機物の処理方法は、家畜屠体有機物をメタン発酵処理する発酵工程、および、前記メタン発酵により得られるバイオガスを熱源として発酵物を加熱処理して乾燥、炭化させる炭化工程、を少なくとも含み、これらの工程を順次行うことによって実施される。
【００１７】
本発明における家畜屠体等に由来する有機物すなわち家畜屠体有機物とは、骨分も含有する動物性廃棄物、屠体および／またはその加工品を示し、具体的には牛、羊、山羊、ニワトリ等の家畜の屠体、そこから分離された骨、肉、脂肪、内蔵、血液、脳、眼球、皮、蹄、角などのほか、例えば肉骨粉、肉粉、骨粉、血粉などに代表される、家畜屠体の骨、肉等を破砕した破砕物や、血液などを乾燥した乾燥物も含まれる。
【００１８】
＜破砕工程（前処理）＞
本発明の処理方法では、原料となる家畜屠体有機物の状態により、必要に応じて前処理として破砕・分別工程を実施することができる。
破砕・分別工程は、例えば、以下に示すような分別破砕、あるいは全量破砕により行うことができる。
分別破砕の場合は、破砕分別機を用い、家畜屠体の中で容易に破砕可能な部位を液と共にスラリーとして回収する。一方、破砕しにくい部位は塊状物として別途収集する。スラリーの含水率は、７０〜９０重量％、塊状物の含水率は４０〜６０重量％程度である。破砕分別機は、有機性の固形物をせん断力、引っ張り力によって破砕するもので、カッター部分は２軸式または３軸式のものが利用できる。牛などの動物屠体は、３軸式で破砕処理する方が破砕の細かさや均一性の観点から好ましい。
【００１９】
選別除去すべき混入プラスチック類、シート類などは、メッシュによる選別、風選（風力による選別）などで除去することができる。
【００２０】
また、全量粉砕の場合は、例えばディスポーザー等の破砕機を使用して全対象物を破砕する。含水率は屠体の場合は平均的になり、一例として６０〜７０重量％であるが、加工品の場合は広い範囲をとる。
【００２１】
＜発酵工程＞
本発明のメタン発酵工程には、いわゆる中温型、高温型、またスラリー（湿式）型、ドライ（乾式）型のいずれのタイプでも適用可能である。
【００２２】
発酵槽は、絶対嫌気性のメタン発酵菌による活動を維持するために、二槽方式をとる発酵プロセスの場合も後段においては、空気を完全に遮断したタンクにより構成される。発酵槽は固形物濃度（通常７重量％〜４０重量％の範囲）と発酵温度（通常、中温発酵では３７℃、高温発酵では５５℃）によって、形状や運転条件が異なってくる。特に本発明においては、洗浄廃水が混合したりして高含水率になった原料（固形物濃度１０重量％まで）の場合は湿式型の完全混合方式の発酵槽、低含水率の原料（固形物濃度３０〜４０重量％）の場合は、いわゆる乾式型のプラグフロー式（押出し式）の発酵槽を用いることが好ましい。
【００２３】
発酵槽には、生成するバイオガスを回収するための回収手段のほか、必要に応じて保温のための加熱手段を設けておくことが好ましい。また、バイオガスの回収手段には、必要に応じて脱硫装置を設けることもできる。これらは既知の構成のものを利用できる。
【００２４】
高含水率の原料（固形物濃度を１０重量％程度まで）の場合は、完全混合方式の発酵槽を用い、高温メタン発酵菌（至適温度５５℃）では、滞留時間（Ｒｅｔｅｎｔｉｏｎ　Ｔｉｍｅ）を１０日間程度、中温メタン発酵菌（至適温度３７℃）では、滞留時間を１５〜２０日間程度と通常のメタン発酵の所要日数より短くすることが可能である。本発明においては、通常の嫌気消化処理と異なり、メタンの回収を目的としてメタン発酵を行うため、メタン発酵による分解処理を完結させるまで行う必要はない。なお、一般のメタン発酵においては、高温発酵で１５日間程度、中温発酵で２０〜３０日間程度の滞留時間をとっている。
【００２５】
低含水率の原料（固形物濃度３０〜４０重量％）の場合は、被処理物の固形分濃度を３０〜４０重量％にして押出し式の発酵槽を使用できる程度の固さに調整する。滞留時間については、高含水率の場合と同様に設定することができる。また、必要な場合は炭素／窒素比の調整のために、若干の有機成分を導入することもできる。
【００２６】
本発明処理方法においてメタン発酵工程を設けた主目的は、エネルギー源となるバイオガスの回収にある。バイオガスによるエネルギーの回収は、炭化時の熱分解によるエネルギー回収と比べて良質の燃料が回収できる点で、炭化プロセスのエネルギー的自立を確実なものにしている。これに対して現行の炭化炉では、とくに昇温時に補助燃料を必要とするか、あるいは炭化する成分の一部を燃焼させて（炭化収率を下げて）所要エネルギーを賄う方法を採っている。
【００２７】
＜固液分離＞
本発明処理方法では、メタン発酵処理後に必要に応じて発酵液の固液分離工程を設けることができる。後に続く炭化工程のエネルギー消費を抑える上では、固液分離を行い炭化工程の初発水分量を減らしておくことが好ましい。
【００２８】
固液分離は、例えばデカンター、凝集沈殿槽、遠心脱水機、スクリュープレス、膜分離器など、スラリー濃度を高めることの可能な装置が利用でき、発酵液の性状に応じて選択される。また、上記以外に蒸発法による固液分離方法も可能であり、この場合はメタン発酵により産生するバイオガスを蒸発のためのエネルギー源として使用することができる。
【００２９】
＜炭化工程＞
炭化工程は、空気を遮断した条件で所定温度まで発酵物等を加熱して炭化させるものである。本発明処理方法においては、前記したように、炭化工程における熱源としてメタン発酵工程で回収したバイオガスを用いることができる。
【００３０】
炭化工程に使用する装置としては、例えばロータリーキルン式、スクリューコンベア式、重力落下式、バッチ固定床式などの外気を遮断できる乾燥・炭化装置が挙げられる。比較的低温（４５０〜５００℃）で乾燥・炭化を行う場合は、いずれの方式のものでも使用できるが、８００℃以上の高温で乾燥・炭化を行う場合、ロータリーキルン方式、スクリューコンベア方式など機械的要素の大きい乾燥・炭化装置では耐熱性の材質を選定することが重要になる。８００℃〜８５０℃での炭化処理では、家畜屠体有機物からの可燃ガス回収率の向上を図ることができる。
【００３１】
炭化工程では、有機物の熱分解に伴いガスが発生する。この熱分解ガスは、回収することにより炭化工程における熱源として利用することが好ましい。
【００３２】
＜二次処理＞
固液分離後の液は蒸留法、酸化剤による酸化、接触酸化、膜分離によって、少なくとも分子量１，０００以上の高分子量の有機物を含有しない状態として、再利用、放流する。再利用としては解体場を含む各工程の洗浄水としての使用が中心になる。
【００３３】
次に、本発明処理方法の代表例を図面に基づき説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る家畜屠体有機物の処理方法の概要を示すフロー図である。この方法は、例えば一部解体した家畜屠体を塊状物のまま含有する家畜屠体有機物などを対象とする場合に適した方法である。
【００３４】
この方法では、まず破砕分別工程で破砕し難い屠体の部位を塊状物として分別し、この塊状物を直接炭化工程に投入する。一方で破砕物は前記した条件で順次発酵工程、固液分離工程に付す。発酵工程では、バイオガスを回収し、炭化工程において加熱を行うための熱源とする。固液分離工程で発生する液分は、二次処理後他の工程の洗浄水や発酵工程の前の水分調整に利用できる。発酵槽内の水分調整は固液分離後の水を直接用いてもよいが、アンモニア除去などが行える二次処理工程を取り入れることは重要である。炭化工程では、破砕分別工程からの塊状物と、発酵工程、固液分離工程を経た発酵物とを所定の温度まで加熱して炭化させる。
【００３５】
図１におけるプロセスの一例として原料の５０重量％程度が破砕分別工程で塊状物として分別され、残りの５０重量％が固形分１０重量％のスラリーとして混合型発酵槽を用いる発酵工程でメタン発酵を行う。発酵液（メタン発酵後の発酵物）は含水率調整のため原料より２０％程度量（体積）が増加するが、これを固液分離工程に付すことにより、増量分は液分として分離される。残りの原料とほぼ同量のもの（屠体有機物と発酵残査）は炭化工程に付して無機化し骨炭にする。固液分離工程で分離された液分は、二次処理後他の工程の洗浄水および発酵工程の水分調整に使用することができる。
【００３６】
図２は、本発明の第２実施形態に係る家畜屠体有機物の処理方法の概要を示すフロー図である。この方法は、主に肉骨粉など既に加工された家畜屠体有機物を処理対象とする場合に適した方法である。
【００３７】
この方法では、まず破砕工程で原料となる家畜屠体有機物を十分に破砕したのち、前記した条件で順次発酵工程、固液分離工程に付す。発酵工程では、バイオガスを回収し、炭化工程における加熱の熱源とする。固液分離工程で発生する液分は、二次処理後他の工程の洗浄水および発酵工程の前の水分調整に利用できる。炭化工程では、発酵工程、固液分離工程を経た発酵物を所定の温度まで加熱して炭化させる。
【００３８】
図２において原料として例えば牛屠体と肉骨粉との混合物（例えば含水率約６０重量％）を考えると、全量を破砕分別工程で破砕し、注水して含水率約７５重量％に調整した後発酵工程でメタン発酵を行う。メタン発酵後の発酵物は５０％以上量が増加するが、これを固液分離工程に付すことにより、増加分程度の液分を分離することができる。固形分の方は炭化工程に付して無機化し骨炭にする。固液分離工程で分離された液分は、二次処理後、他の工程の洗浄水として各工程に循環させるほか、発酵工程に循環させ、水分調整に使用することができる。
【００３９】
本発明の処理方法は、無機化した骨炭以外には高分子の有機化合物の外部への放出がない閉じた処理プロセスである。後記実施例に示すように、最終的に環境中に放出される物質は、二酸化炭素等の燃焼排ガス分を除けば骨炭と、炭化工程で生成する凝縮水や他のプロセス洗浄過程で生成する洗浄排水を二次処理し、高分子の有機化合物を完全除去した処理水である。凝縮水中には低分子量の揮発成分（例えば揮発性脂肪酸、アミノ酸など）を含むことがあるのに対して、洗浄排水中には、屠体由来の成分が含まれる可能性がある。従って、洗浄排水については、加熱・加圧処理、膜処理、吸着処理、蒸留処理等を行って外部への高分子有機化合物の放出がない状態とし、再利用が図られる。確実に高分子量の物質を除去する方法としてＵＦ膜もしくはＮＦ膜、ＲＯ膜などを用いる膜処理法がある。
【００４０】
本発明の骨炭の製造方法は、家畜屠体有機物を破砕した破砕物をメタン発酵処理した後、得られる発酵物を加熱処理して乾燥・炭化することを特徴とするものである。この骨炭の製造方法は、前記した家畜屠体有機物の処理方法に従ってメタン発酵処理工程、炭化工程等を行うことによって実施できる。各工程の詳細は、前記したとおりであるので説明を省略する。本発明製造方法により得られる骨炭は、安全性が確保されており、例えば、飼料、肥料、土壌改良剤、融雪材、消臭材、ろ材などとして利用価値が高い。
【００４１】
【作用】
本発明方法におけるメタン発酵工程は、主としてエネルギー取得および資源化における安全性の確保の観点から実施するものである。本発明の家畜屠体有機物の処理方法では、処理プロセス中にメタン発酵処理を必須の工程として組み込むことによって、そこで得られるバイオガス（メタンガスが主成分）を引き続いて行われる炭化工程の熱源として利用する。この処理プロセスは、家畜屠体有機物を再資源化するにあたり、骨炭などの完全に無害化された無機物にまで変化させることを前提として構築されている。また、プロセス各所および解体場などで発生する洗浄排水も処理し、蛋白質などの高分子有機化合物を含有しない水を再生させることもプロセスの重要な目的である。
【００４２】
家畜屠体有機物を無機化するには、メタン発酵を行わずそのまま家畜屠体有機物を直接炭化工程に付すこともできるが、この炭化工程を利用して効率よくエネルギーを回収しつつ炭化を進めてゆくには、液状物、固形物の燃焼によるエネルギーの利用もしくは外部からのエネルギー導入が必要になる。一般に、家畜屠体有機物を５００℃程度の比較的低温で直接熱分解させた場合、生成する炭化水素量は少なくＣＯ２やＮ２が主に発生するほか、アンモニアや硫化水素などのガスが比較的多量に発生する。このように比較的低温で熱分解させる場合、発生するガスは燃料としての価値が極めて乏しく、液状物や固形物の燃焼による熱源獲得が不可欠になる。
【００４３】
これに対して本発明では、メタン発酵処理により原料からバイオガスを生成させてこれを回収し、炭化工程のエネルギー源にしたため、極めてエネルギー利用効率の優れたプロセスを提供できる。また、家畜屠体有機物は脂肪分等が多いなど、メタン発酵に有利な原料であり、エネルギー回収の目的でメタン発酵処理を行うには最適な原料となる。
【００４４】
家畜屠体有機物からメタン発酵によってバイオガスを回収することには、後記実施例に示すように、炭化工程における有機物の損失を少なくして、効率よく骨炭に変換させるという意義のほかに、従来の生物処理などでは処理不十分であった洗浄排水の処理を効率的かつ確実に行うことが可能になるという意義を有する。
すなわち、家畜屠体有機物をそのまま熱分解すると、多くの有機物が液状生成物（タール）、固形生成物（チャーを含む）、二酸化炭素などに変化して失われ易く、骨炭の歩留りを低下させる傾向にあるが、予めメタン発酵させることによってその問題点を改善することができる。
【００４５】
このように、本発明方法は、家畜屠体有機物のエネルギー源としての有用性に着目し、家畜屠体有機物をメタン発酵によりエネルギーに変換し、排水処理における問題を解決するとともに付加価値の高い骨炭を製造することを可能にしたものである。
【００４６】
【実施例】
次に、実施例、比較例により、本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらに制約されるものではない。
実施例１
図３に示す工程図に基づき、牛等の解体屠体を処理した。
すなわち、原料を２軸式、ラフスクリーン選別式の一次破砕分別機１０で破砕し、一次破砕処理を行った。分別された塊状物（原料の１／２程度）は、スクリューコンベア方式の乾燥・炭化装置４０に直接投入した。
【００４７】
一次破砕処理後の破砕物（原料の１／２程度；含水率約８７％）は、３軸式、スクリ−ン選別式の二次破砕分別機１１で二次破砕処理を行った。次に、固形物濃度を８〜１０重量％に調整した後、完全混合型の発酵槽２０へ移し、温度５５℃で滞留時間７日間メタン発酵処理した。メタン発酵後、発酵物を遠心分離方式の固液分離機３０で処理し、固形分側約８０重量％を炭化工程に移した。一方、発酵液の約２０重量％を占める液分は、発酵工程に戻すことにより発酵時の水分調整に利用した。発酵時には、メタン濃度５５〜６５重量％のバイオガスが産生されるため、これを次の炭化工程のエネルギー源として利用した。
【００４８】
炭化工程では、スクリューコンベア式の乾燥・炭化装置４０を用い、５００℃で処理することにより、原料重量に対して１／４程度の炭化生成物（骨炭）を得た。
炭化工程で生成した凝縮水に対して分子量２００〜３００以上の有機化合物の除去、着色性成分の除去をＮＦ膜（ルーズＲＯ膜、ＮＴＲ−７２５０）によって行った。濾過膜５０で処理した凝縮水は再生水として洗浄水に用いた。また、発酵液の固液分離を蒸発法で行い、留出液をＮＦ膜透過後、発酵工程希釈用、各工程洗浄用に再利用し、過剰分はガスクロマトグラフ分析によって有機酸量等を確認して放出した。
【００４９】
比較例１
実施例１において、メタン発酵処理を省いて３軸式の二次破砕分別機１１により処理した屠体全量を直接乾燥・炭化装置４０に投入し、乾燥・炭化処理を行った。この場合は可燃性成分が少ない熱分解ガスの性質上、液状生成物（タール）や固形生成物（チャーを含む）を熱源とする必要があり、その結果、エネルギー効率の低下と、炭化生成物（骨炭）の歩留りが実施例１の６０％程度に減少した。
【００５０】
以上、実施例１および比較例１の結果から、メタン発酵工程を設け、燃料となるガスを確保することが本再資源化プロセスにおいて重要であることが示された。
なお、実施例１におけるメタン発酵工程で産生されるバイオガスの組成は、ドライベースでメタン５５〜６５重量％、二酸化炭素４５〜３５重量％、硫化水素１，０００〜２，０００ｐｐｍ程度、アンモニア５０〜３００ｐｐｍ程度であった。一方、比較例１において、５００℃の炭化工程で発生する熱分解ガスの組成は、ドライベースで可燃成分（一酸化炭素、水素、炭化水素など）は１０重量％以下、他は窒素ガス、二酸化炭素ガスなどであった。二酸化炭素生成量が多い分だけ、エネルギー効率的にも不利と言える。
【００５１】
実施例２
図４に示す工程図に基づき、牛等の解体屠体と野菜くずなどの緑農廃棄物とを混合して処理した。
すなわち、原料の混合物を３軸式の破砕機１２で破砕処理後、破砕物の全量を含水率９０〜９２％に調整したのち発酵槽２１へ移し、温度５５℃で滞留時間１０日間メタン発酵処理した。発酵時に生成するバイオガスによって炭化工程のエネルギー源を確保した。
【００５２】
メタン発酵後、発酵液をスクリュープレス方式の固液分離機３０で固液分離し、固形分側を乾燥・炭化装置４０に投入した。他方の液分は、発酵工程に戻すことにより発酵時の水分調整に利用した。
【００５３】
炭化工程では、スクリューコンベア式の乾燥・炭化装置４０を用い、４５０〜５５０℃で処理することにより、原料重量に対して１／３程度の骨炭を得た。　炭化工程で生成した凝縮水は、揮発性の脂肪酸、有機酸やアミノ酸などの低分子量の有機化合物を若干含んでいるが、ＮＦ膜（ルーズＲＯ膜、ＮＴＲ−７２５０）でろ過処理することによって除去できることが確認された。濾過膜５０で処理した凝縮水は再生水として洗浄に再利用した。また、ＵＦ膜（ウルトラフィルトレーション、ＮＴＵ−２０００）におけるろ過処理においても分子量１，０００以上の高分子は排除することが確認された。
【００５４】
比較例２
実施例２において、メタン発酵処理を省いて破砕機１２により処理した屠体全量を直接乾燥・炭化装置４０に投入し、乾燥・炭化処理を行った。その結果、炭化生成物（骨炭）の歩留まりが実施例２の２／３程度に減少した。また、熱分解生成物、製品の８０％以上を燃料としなければ、エネルギー的に自立した炭化炉とすることはできなかった。
【００５５】
実施例３
図５に示す工程図に基づき、牛等の肉骨粉を処理した。本プロセスには固液分離工程は設けず、発酵残査全量を乾燥炭化装置に投入した。
【００５６】
すなわち、原料となる肉骨粉（平均含水率３〜５重量％）を１０ｍｍメッシュのスクリーン１３で分別し、大型の固形分は３軸式の破砕機１４で十分に破砕した。
【００５７】
破砕処理後の破砕物と、スクリーン１３を通過した肉骨粉を混合槽１５に投入して混合し、含水率約７５重量％に調整した。水分量の調整のための水には凝縮水、洗浄排水を使用した。
【００５８】
次に、混合物（含水率約７５重量％）の全量を横型押出し方式の発酵槽２１へ移し、温度５５℃で滞留時間７日間メタン発酵処理した。発酵処理後の残査の１／３量は殖種のため混合槽出口に戻され、新しい発酵原料と混合した。発酵槽で発生したバイオガスは次の炭化工程のエネルギー源として利用した。
【００５９】
メタン発酵後、発酵物を乾燥・炭化装置４０に投入した。
炭化工程では、スクリューコンベア式の乾燥・炭化装置４０を用い、４５０〜５５０℃で処理することにより、原料重量に対して１／３程度の骨炭を得た。　炭化工程で生成した蒸発、凝縮水は、揮発性の脂肪酸やアミノ酸などの比較的低分子量の有機化合物を若干含んでいるが、混合槽１５へ循環させることにより水分調整に利用できるとともに、ＮＦ膜処理を行って洗浄水として利用するか、余剰分は放流できる。
【００６０】
比較例３
実施例３において、メタン発酵処理を省いてスクリーンで分別した肉骨粉全量を直接乾燥・炭化装置４０に投入し、乾燥・炭化処理を行った。炭化炉で分解する液状成分、および固形分で、炭化炉の所要エネルギーを賄う場合は炭化生成物（骨炭）の歩留まりが実施例３の１／３程度に減少した。
【００６１】
【発明の効果】
本発明の家畜屠体有機物の処理方法は、プロセス中にメタン発酵工程を設け、メタン発酵工程で生成したバイオガスを炭化工程における熱源として用いるようにしたので、家畜屠体有機物を直接乾燥、炭化させる場合に比べて、プロセス全体のエネルギー収支を改善すると共に、洗浄排水の処理を含めたシステムの構築を可能にするものである。この洗浄排水はメタン発酵液の処理と同様に一般の生物学的処理を行うのが困難であり、メタン発酵、炭化を利用した処理によって容易に実現することが可能になる。
【００６２】
また、家畜屠体由来の有機物を炭化工程で付加価値の高い骨炭に変換できるので、畜産資源としての家畜屠体有機物を再資源化して有効活用することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る家畜屠体有機物の処理プロセスの第１実施形態の概要を示すフロー図。
【図２】本発明に係る家畜屠体有機物の処理プロセスの第２の実施形態の概要を示すフロー図。
【図３】実施例１のプロセスの概要を示すフロー図。
【図４】実施例２のプロセスの概要を示すフロー図。
【図５】実施例３のプロセスの概要を示すフロー図。
【符号の説明】
１０　一次破砕分別機
１１　二次破砕分別機
１２　破砕機
１３　スクリーン
１４　破砕機
１５　混合槽
２０、２１　発酵槽
３０　固液分離機
４０　乾燥・炭化装置
５０　濾過膜
【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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