(57)【要約】【課題】効率良く生ゴミを処理する装置を提供すること。【解決手段】生ゴミの水分を蒸発させる生ゴミ乾燥部、生ゴミ撹拌手段を備えた微生物分解部、及び前記乾燥部から前記微生物分解部へ生ゴミを供給する生ゴミ供給手段を備えた生ゴミ処理装置であって、微生物分解部の水分を調節する手段を備えた生ゴミ処理装置。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
生ゴミの水分を蒸発させる生ゴミ乾燥部、生ゴミ撹拌手段を備えた微生物分解部、及び前記乾燥部から前記微生物分解部へ生ゴミを供給する生ゴミ供給手段を備えた生ゴミ処理装置であって、微生物分解部の水分を調節する手段を備えた生ゴミ処理装置。
【請求項２】
前記調節手段が、生ゴミ乾燥部から蒸発した水分を微生物分解部へ供給する手段を備えた請求項１に記載の生ゴミ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、乾燥部及び微生物処理部を備えた生ゴミ処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
生ゴミを処理する際に、生ゴミに多く含まれる水分を除去してから分解処理を行わなければならないため、生ゴミの処理を効率良く行うことができなかった。
【０００３】
最近、生ゴミの乾燥処理と発酵処理を連続的に行う生ゴミ処理機が開発された（例えば、特許文献１参照。）。この装置は筒型状で、中央部に仕切り板があり、上部に乾燥槽、下部に発酵槽を有する。上部の槽と下部の槽とを隔てる仕切り板の下面にはスチーム配管が設置され、スチームによる加温により処理物が所定の含水率になるよう乾燥処理を行い、その後、仕切り扉を介して下部の発酵槽内に乾燥処理物が移送される。発酵槽内では、回転軸からノズルを通して吹き出される温風により加温され、乾燥処理物が発酵処理される。
【０００４】
しかし、この方式では、乾燥処理により発生する水蒸気は排気口から大気中（装置の外）に排出される。この水蒸気には有機成分が含まれるため、非常に強い臭気を発する。
【０００５】
また、乾燥処理において所定の含水率に設定された乾燥処理物は、発酵処理槽において、温風による加熱と発酵処理により含水率が大きく低下するが、この装置においては水分補充ができないか、もしくは外部から水分を補給しなければならない構造である。
【０００６】
従って、生ゴミを処理する際の不便さは依然として残ったままである。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−１２７９
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の主な目的は、臭気成分を多く含む水蒸気の大気中への排出が抑制でき、効率良く生ゴミを処理することができる生ゴミ処理装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は以下の項１及び２に関する。
【００１０】
１．生ゴミの水分を蒸発させる生ゴミ乾燥部、生ゴミ撹拌手段を備えた微生物分解部、及び前記乾燥部から前記微生物分解部へ生ゴミを供給する生ゴミ供給手段を備えた生ゴミ処理装置であって、微生物分解部の水分を調節する手段を備えた生ゴミ処理装置。
【００１１】
２．前記調節手段が、生ゴミ乾燥部から蒸発した水分を微生物分解部へ供給する手段を備えた上記項１に記載の生ゴミ処理装置。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の生ゴミ処理装置（以下、「本発明の装置」ということがある。）は、生ゴミの水分を蒸発させるための乾燥部、水分を蒸発させた生ゴミを微生物で分解するための微生物分解部（以下、「分解部」ということがある。）、前記乾燥部から前記微生物分解部へ生ゴミを供給する手段、及び微生物分解部の水分を調節する手段を備えた装置である。乾燥部と分解部は分離されたり仕切られたりする必要はなく、繋がっていても良い。
【００１３】
本発明の装置において処理される生ゴミの種類は限定されず、例えば、家庭、ファーストフード店やレストランのような飲食店、給食センター、学校、ホテル、食堂（一般企業、官公庁等）、食品工場等から廃棄される生ゴミが挙げられる。
【００１４】
生ゴミは、通常７０〜９０％程度の水分を含んでおり、このままの状態では微生物による分解に適さない。微生物により分解が行われたとしても、嫌気的な発酵となり、強い臭気を発するので好ましくない。
【００１５】
従って、本発明の生ゴミ処理装置は、生ゴミの水分を蒸発させるための乾燥部と、水分が蒸発した生ゴミを微生物による分解を行うための微生物分解部とを備える。乾燥部及び分解部の大きさ、形状等は限定されず、適宜選択することができる。
【００１６】
本発明の装置の乾燥部は、生ゴミ中の水分が蒸発するための高い温度が必要であるので、乾燥部が加熱されるための加熱手段を備えていることが好ましい。例えば、乾燥部内の温度が約７０℃以上、好ましくは約７０〜約１００℃、更に好ましくは約８０〜約９０℃になるように加熱することができる加熱手段が挙げられる。
【００１７】
この加熱手段は乾燥部の中に備えられても良いし、外に備えられても良い。場所は限定されず、適宜選択できる。１個でもよいし、必要に応じて複数設けることもできる。加熱手段の汚染、腐敗等を避けるためには乾燥部の外に設けるのが好ましい。加熱手段の種類としても、乾燥部内を上記の温度に加熱することができれば限定されない。例えば、電熱器、ガス火による直焚き、ガス給湯器からの熱、コージェネレーションからの排熱、工場（ボイラー）からの排熱等を例示できる。
【００１８】
また、生ゴミ投入口から投入された生ゴミを効率良く乾燥するために、乾燥部内に撹拌手段を設けることもできる。撹拌手段の種類、大きさとしても、生ゴミが十分に撹拌されれば限定されず、適宜選択できる。例えば、撹拌翼であってもミルであってもよい。また、撹拌手段がナイフの刃のような構造を有していれば、撹拌又は乾燥と同時に生ゴミを細かくすることができる。該撹拌手段は１又は複数設けることができる。
【００１９】
該撹拌手段により、撹拌だけでなく、生ゴミが分解部に向かって移動できるようにすることが好ましい。撹拌手段とは別に、または撹拌手段と共に、生ゴミの分解部への移動手段を備えていても良い。撹拌速度も生ゴミの移動速度も限定されず、適宜選択され、更に、生ゴミの乾燥具合、分解部のゴミの量等に応じて適宜調整されても良い。
【００２０】
乾燥部に温度センサーを備えていてもよい。温度センサーの種類等も特に限定されず、適宜選択できる。
【００２１】
この温度センサーにより、乾燥部の温度が低下したことを感知したときには、加熱手段に働きかけて乾燥部を加熱又は加熱の強度を上げることができる。温度が高くなりすぎたことを感知したときには、加熱手段に働きかけて乾燥部の加熱を停止させることができる。温度センサーを使用することにより、乾燥部を一定の温度に保ち、生ゴミの乾燥を効率良く行うことができる。
【００２２】
必要に応じて、乾燥部内に水分センサーを備えていてもよい。水分センサーの種類、設ける場所等も特には限定されず、適宜選択できる。
【００２３】
水分センサーにより、乾燥部内の生ゴミの含水量が高いことを感知したときには、生ゴミを分解部に移動させるのを停止又は遅らせたり、撹拌速度を上昇させたり、乾燥部内の温度を上昇させたりすることができる。
【００２４】
乾燥部において、例えば含水量が約４０％以下、好ましくは約１５〜約３５重量％に乾燥した生ゴミは、撹拌手段又は移動手段により、分解部に移動することができる。この移動は連続的であっても良いし、間欠的であってもよい。
【００２５】
このようにして、乾燥部で水分が蒸発した生ゴミを、連続的に又は間欠的に分解部に供給することができる。
【００２６】
水分が蒸発した生ゴミは、微生物分解部に供給され、微生物により分解される。本発明の装置はまた、微生物分解部を加熱するための手段を有していてもよい。この加熱手段により、分解部の温度が約５０〜約７０℃、好ましくは約５５〜約６５℃、特に好ましくは約６０℃前後になるように加熱することができる。
【００２７】
この加熱手段は、乾燥部を過熱する加熱手段と同じものであっても異なるものであってもよい。分解部の中に備えられても良いし、外に備えられても良い。加熱手段の汚染、腐敗等を避けるためには乾燥部の外に設けるのが好ましい。１つであっても複数であっても良い。加熱手段の種類等も、分解部の温度を上記の温度に加熱することができれば限定されない。例えば、電熱器、ガス火による直焚き、ガス給湯器からの熱、コージェネレーションからの排熱、工場（ボイラー）からの排熱等を例示できる。
【００２８】
例えば、給湯器によって加熱された水（例えば、熱水）を使用する場合、まずその熱で乾燥部を加熱し、続いて分解部を加熱することができる。このとき、熱水が乾燥部から分解部に移動するに伴って温度が下がり得る（温度差が生じる）ので、分解部の最適温度が乾燥部の最適温度よりも低いことから、本発明の装置における加熱手段が１つで済み、好ましい。また、調節弁を使用することによって熱水を乾燥部のみ、又は分解部にのみに循環させることもできる（図１参照）。
【００２９】
本発明の装置は、分解部内の生ゴミを撹拌するための生ゴミ撹拌手段を有する。撹拌手段の種類、大きさ等も生ゴミが撹拌される限り限定されず、適宜選択できる。例えば、撹拌翼であってもミルであってもよい。設ける撹拌手段の数も１つであっても複数であってもよく、適宜選択される。撹拌手段により、水分が蒸発した生ゴミ、微生物、水蒸気捕集タンクから供給された水分等を十分に混合することができ、生ゴミの微生物による分解を効率良く行うことができる。
【００３０】
また、該撹拌手段により、撹拌だけでなく、生ゴミが生ゴミ排出口に向かって移動できるようにすることもできる。撹拌手段とは別に、または撹拌手段と共に、生ゴミの移動手段を備えていても良い。撹拌速度も生ゴミの移動速度も限定されず、適宜選択され、更に、生ゴミの分解具合等に応じて適宜調整されても良い。微生物により十分に分解された生ゴミは、生ゴミ排出口から排出される。
【００３１】
分解部に温度センサーを備えるのが好ましい。温度センサーの種類等も特に限定されず、適宜選択できる。
【００３２】
この温度センサーにより、分解部の温度が低下したことを感知したときには、加熱手段に働きかけて分解部を加熱又は加熱の強度を上げることができる。温度が高くなりすぎたことを感知したときには、加熱手段に働きかけて乾燥部の加熱を停止させたり、排気口付近に備えられているファンを作動させたり、水蒸気捕集タンクから水分を供給したりすることによって、分解部の温度を下げることができる。
【００３３】
このように温度センサーを使用することにより、分解部を一定の温度に保ち、微生物による生ゴミの分解を効率良く行うことができる。
【００３４】
また、必要に応じて、分解部内に水分センサーを備えることが好ましい。水分センサーの種類等も特には限定されず、適宜選択できる。設置する場所も限定されず、適宜選択される。
【００３５】
水分センサーにより、分解部内の生ゴミの含水量が高いことを感知したときには、生ゴミを生ゴミ排出口に向かって移動させるのを停止又は遅らせたり、撹拌速度を上昇させたりすることができる。逆に、含水量が少ないことを感知したときには、水蒸気捕集タンクから適量の水分を供給させたりすることができる。このようにして、分解部内の水分センサーにより、分解部内の生ゴミの含水量を一定に保つことができ、微生物による生ゴミの分解を効率良く行うことができる。
【００３６】
また、水分センサーに代えて、重量センサーを設置することもできる。このセンサーにより散布する水の量を、例えば、以下の式により計算することができる。
【００３７】
サンプする水の量（Ｌ）＝（（水分を供給した後の生ゴミの含水率（％）−水分を供給する前の生ゴミの含水率（％））×生ゴミの重量（ｋｇ））／（１００−水分を供給した後の含水率（％））。
【００３８】
効率よく分解するためには、また、好気的に分解を行うための含水量は、約１０〜約４０重量％、好ましくは約１５〜約３５重量％、更に好ましくは約２０〜３０重量％である。このような含水量に保つことによって、生ゴミの好気的な分解が行われ、臭気も抑制され得る。
【００３９】
更に、本発明の装置は、分解部の水分を調整するための手段を備えている。この手段についても、分解部の水分が調整できれば限定されない。例えば、乾燥部内で生じる水蒸気を捕集し、いったんためることができる水蒸気捕集タンクを用いてもよい。このタンクの大きさ、場所、形状等は特に限定されず、適宜選択することができる。
【００４０】
分解部内の水分センサーが生ゴミの含水量が少ないと感知したときは、水蒸気捕集タンク中の水分を供給することができる。水分供給手段としても限定されず、水分を滴下するものであっても、スプリンクラーのように水を撒き散らすものであっても、噴霧するものであってもよい。
【００４１】
該タンク中の水は、装置外に排出されるようにしておくのが好ましい。この排水手段としても限定されず、分解部に十分に水分を供給できる程度に水が残るようにできればば限定されない。例えば、排出管、ドレイン、ポンプ等が例示でき、また、適当な容器を用いてくみ出しても良い。
【００４２】
水分を調節する手段は、タンクを用なくても、水蒸気の一部を分解部内へ、他の一部を装置外へ導いてもよい。
【００４３】
また、必要に応じて、水分を調整する手段に水蒸気を導くための管を備えることもでき、この管の入り口付近にはファンを設置することもでき、水蒸気を積極的にタンクに導くことができる。そうすることによって、生ゴミを投入しようとした人が水蒸気等によるやけど等の負傷、悪臭等の不快感を防ぐことができる。
【００４４】
また、分解部には、微生物投入口及び生ゴミ排出口が備えられえていても良い。乾燥部から移動してきた生ゴミは、生ゴミ排出口へ向かって移動しながら投入された微生物により分解され、生ゴミ排出口を介してを装置外に排出することができる。
【００４５】
その分解された生ゴミの排出に伴い、微生物も装置外に排出されるので、微生物投入口から微生物、分解補助剤等を必要に応じて添加することによって、生ゴミの分解効率を高いまま維持することができる。
【００４６】
更に、分解部には、排気口が設けられていることが好ましい。この排気口からは、微生物の分解により発生した二酸化炭素、水蒸気、その他の成分を排出することができる。
【００４７】
この排気口は、乾燥部から遠くに、または生ゴミ排出口に近く（生ゴミが移動する終点近く）に設置されるのが好ましい。微生物により十分に分解された、生ゴミから発生した気体の割合の高い気体を排出することができるので、臭気が十分に抑制されるからである。
【００４８】
生ゴミの分解に使用する微生物は限定されず、有機物分解菌が使用され得る。有機物分解菌としては、例えば、トリコデルマ、リゾプス、ペニシリウム、ピキア、ノカルディア、アクチノマイセス、ストレプトマイセス、アセトバクター、シュードモナス、ミクロコッカス、バチルス、サルシナ、アクロモバクター、フラボバクテリウム、ブレビバクテリウム等の好気性菌；クロストリディリウム、バクテロイデス、ラクトバチルス等の嫌気性菌が挙げられる。
【００４９】
好ましい菌株としては、例えば、糖質分解菌としてＢａｃｉｌｌｕｓ  ｓｔｅａｒｏｔｈｅｒｍｏｐｈｉｌｕｓ    Ｎｏ．１０株（ＦＥＲＭ  Ｐ−１８７３７）（特願２００２−７８９９１）等、タンパク質分解菌としてＢａｃｉｌｌｕｓ  ｓｔｅａｒｏｔｈｅｒｍｏｐｈｉｌｕｓ    Ｎｏ．１３株（ＦＥＲＭ  Ｐ−１８７３８）（特願２００２−８０３７８）等、油分分解菌としてＢａｃｉｌｌｕｓ  ｓｔｅａｒｏｔｈｅｒｍｏｐｈｉｌｕｓ    Ｎｏ．１２株（ＦＥＲＭ  Ｐ−１７９０７）、Ｂａｃｉｌｌｕｓ  ｓｔｅａｒｏｔｈｅｒｍｏｐｈｉｌｕｓ  Ｎｏ．３８株（ＦＥＲＭ  Ｐ−１７９３９）、Ｂａｃｉｌｌｕｓ  ｂｒｅｖｉｓ種に属する菌（例えば特開平９−２０６０６６号に記載された菌）等を例示することができる。
【００５０】
これらは、単独で又は２種以上を組み合わせて使用することができる。また、これらの微生物は、純粋培養して単一菌にして使用する必要はなく、採取した土壌を培養液に加えて培養したものを使用してもよい。
【００５１】
また、微生物による分解を促進するために、有機廃棄物処理補助剤を添加することもできる。例えば、有機廃棄物処理補助剤としてはコーンコブミール等が挙げられる。
【００５２】
コーンコブミールは、トウモロコシの穂軸部分を粉砕することにより得られるものをいう。好ましくは、トウモロコシの穂軸部分を天日又は乾燥機等で乾燥した後に粉砕することにより得られるものが挙げられる。
【００５３】
その形状、大きさ等は特に限定されず、粉砕することにより得られる種々の形状をとることができる。例えば、球状又は球状に近い形のものが好ましく、必要に応じて造粒することもできる。大きさは、有機廃棄物の処理を好適に行うために、例えば、平均粒径が１〜１２ｍｍ程度、好ましくは４〜１２ｍｍ程度、特に好ましくは４〜９ｍｍ程度である。例えば、４〜９ｍｍ程度のコーンコブミールが、有機廃棄物分解補助剤に含まれるコーンコブミールのうちの約５０〜１００容量％、好ましくは約７０〜１００容量％、特に好ましくは約９０〜１００容量％である。コーンコブミールの平均粒径は篩い分け法で測定することができる。
【００５４】
また、コーンコブミールは、例えば、水分含有量が０〜２０重量％程度、０〜１１重量％程度の乾燥状態であることが好ましい。比重は通常０．１〜１程度、特に０．２〜０．５程度であることが好ましい。空隙率は通常３０〜７０％程度、特に４０〜６０％程度であることが好ましい。
【００５５】
有機廃棄物分解補助剤は、有機廃棄物と混合して用いることにより、廃棄物中に含まれる水分及び油分を吸収して有機廃棄物の周囲を好気的条件に保ち、その結果環境中に存在する微生物による該廃棄物の分解を促進することができる。
【００５６】
油分分解菌は、コーンコブミールに固定化されていてもよい。油分分解菌をコーンコブミールに固定化すると、油分分解菌とコーンコブミールに吸着された油分とが接触し易く、油分の分解効率が向上する。
【００５７】
また、ｐＨ調整材、ミネラル、木酢及び炭からなる微生物生育補助剤を添加することもできる。
【００５８】
例えば、ｐＨ調整剤としては、代表的なのもとして炭酸カリウムが使用できる。この他、多孔質ケイ酸カルシウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム、（腐植酸、フルボ酸等が多く含まれる）天然腐植質等のｐＨ調整能を有する土壌改良材等も挙げられる。
【００５９】
ミネラルとしては、例えば、Ｆｅ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｍｏ、Ｋ、Ｎａ、Ｂ等が挙げられる。これらは単独で又は２種以上組み合わせて使用できる。
【００６０】
木酢及び炭は、保水性、通気性、栄養分の保持能力及び臭気の吸着能力がある。また、木酢に含まれる有機化合物（酢、アルコール、エステル等）は微生物の増殖を促進する作用がある。
【００６１】
上述した微生物、微生物生育補助剤を構成する各成分の量（割合）は、特に限定されず、適宜選択することができる。
【００６２】
本発明の生ゴミ処理方法
本発明の生ゴミ処理方法は、上述した本発明の生ゴミ処理装置を用いて生ゴミを処理する方法である。
【００６３】
生ゴミを本発明の生ゴミ処理装置の乾燥部に生ゴミ投入口から投入する。投入された生ゴミは、乾燥部が高温に保たれていることから水分が蒸発し、その水分は水蒸気捕集タンクに捕集される。また、生ゴミを撹拌することによって効率良く乾燥が進むとともに、生ゴミも分解部に向かって徐々に移動する。
【００６４】
この乾燥により、生ゴミの大部分を占める水分が生ゴミから消失させることができるので、ゴミの体積を非常に小さくすることができる。また、撹拌操作により、生ゴミを細かくすることもできる。
【００６５】
撹拌装置又は別の移動手段によって、乾燥した生ゴミは徐々に分解部に送られる。分解部に送られた生ゴミは、微生物投入口から投入された微生物、必要に応じて有機廃棄物分解補助剤等と撹拌により混合され、微生物により分解される。
【００６６】
生ゴミの含水量が低くなった場合には、水蒸気捕集タンクにためられた水分が分解部に供給され、生ゴミの含水量を増加できる。該タンクにたまった水は、排水手段により装置の外に排出される。
【００６７】
生ゴミを微生物により分解することによって発生する二酸化炭素、水蒸気等の気体は分解部の排気口から装置外に排出される。分解部において含水量を低く保った状態で微生物による分解を行っているので、好気的な分解が行われるので臭気も抑制できる。
【００６８】
微生物により十分に分解された生ゴミは、分解部の生ゴミ排出口から排出される。このようにして得られた分解物は、堆肥又は肥料等として使用することも可能である。
【００６９】
上述したように、本発明の生ゴミ処理装置を用いることによって、生ゴミの乾燥及び微生物による分解を連続的に行うことができる。必要に応じて、間欠的に行うこともできる。
【００７０】
【発明の効果】
本発明の生ゴミ処理装置によれば、乾燥処理により大量の生ゴミを短時間で減容化でき、更に、微生物で分解することにより、効率の良い減容化及び堆肥化できる。
【００７１】
また、乾燥部において発生した水蒸気を利用して、生ゴミを微生物分解に最適な含水量に調整することができるため、分解部に外部からの水補給設備及び操作は必要が無く、コスト及び操作の手間等を省くこともできる。
【００７２】
更に、生ゴミ中の水分は捕集タンクに回収されるが、臭気成分等は微生物により分解を受けるので、生ゴミ処理による臭気の発生がかなり抑制できる。
【００７３】
加熱手段として熱水を用いる場合は、乾燥槽から微生物分解槽へ連続的に加熱することにより、有効に熱利用ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の生ゴミ処理装置の一例を示す図である。
【図１】
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