(57)【要約】【課題】悪臭の発生を抑制しながら生ゴミを処理するとともに、残渣を有機肥料として再利用できる、生ゴミを原料とする有機肥料の製造方法を提供する。【解決手段】少なくとも鉄分を含有するミネラル水を家畜の糞尿に噴霧しながら攪拌したのち、これを熟成させて有機肥料シードを得る工程Ａと、生ゴミと、前記工程Ａで得られた有機肥料シードとを６０℃〜９５℃の雰囲気下で混合して前記生ゴミを粉砕する工程Ｂと、前記工程Ｂで得られた粉砕処理物と、前記工程Ａで得られた有機肥料シードと、少なくとも鉄分を含有するミネラル水とを混合する工程Ｃと、を有する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも鉄分を含有するミネラル水を家畜の糞尿に噴霧しながら攪拌したのち、これを熟成させて有機肥料シードを得る工程Ａと、
生ゴミと、前記工程Ａで得られた有機肥料シードとを６０℃〜９５℃の雰囲気下で混合して前記生ゴミを粉砕する工程Ｂと、
前記工程Ｂで得られた粉砕処理物と、前記工程Ａで得られた有機肥料シードと、少なくとも鉄分を含有するミネラル水とを混合する工程Ｃと、を有することを特徴とする有機肥料の製造方法。
【請求項２】
前記工程Ｂにおいて、前記生ゴミと前記有機肥料シードとを実質的に気密な空間内で混合し、この空間内の気体を少なくとも鉄分を含有するミネラル水に曝気したのち外部へ排気することを特徴とする請求項１記載の有機肥料の製造方法。
【請求項３】
生ゴミ及び有機肥料シードを収容する処理タンクと、前記処理タンク内に回転可能に設けられた支柱と、前記支柱に固定され支柱とともに回転して生ゴミと有機肥料シードとを混合し粉砕する攪拌羽根と、前記支柱及び前記攪拌羽根の中空部を介し前記攪拌羽根に形成されたスリットから前記処理タンク内の生ゴミ及び有機肥料シードに加熱したエアーを吹き付ける加熱エアー供給手段と、鉄分含有ミネラル水を収容する脱臭槽と、前記処理タンクに形成された排気口を介して前記処理タンク内の気体を吸気し前記脱臭槽に曝気する曝気手段と、を備えたことを特徴とする有機肥料製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は、生ゴミを原料とする有機肥料の製造方法及び製造装置に関する。
【０００２】
【背景技術】
人間の日常生活や消費活動などの中から生じる生ゴミは膨大な量であり、その処理のために種々の問題が生じている。たとえば、生ゴミを処理する際には、悪臭が発生し処理環境に問題がある。また、生ゴミの処理物は残渣として別途埋め立てたりする必要がある。
【０００３】
【発明の開示】
本発明は、悪臭の発生を抑制しながら生ゴミを処理するとともに、残渣を有機肥料として再利用できる、生ゴミを原料とする有機肥料の製造方法及び製造装置を提供することを目的とする。
【０００４】
上記目的を達成するために、本発明によれば、少なくとも鉄分を含有するミネラル水を家畜の糞尿に噴霧しながら攪拌したのち、これを熟成させて有機肥料シードを得る工程Ａと、
生ゴミと、前記工程Ａで得られた有機肥料シードとを６０℃〜９５℃の雰囲気下で混合して前記生ゴミを粉砕する工程Ｂと、
前記工程Ｂで得られた粉砕処理物と、前記工程Ａで得られた有機肥料シードと、少なくとも鉄分を含有するミネラル水とを混合する工程Ｃと、を有することを特徴とする有機肥料の製造方法が提供される。
【０００５】
本発明では、工程Ａにて、少なくとも鉄分を含有するミネラル水を家畜の糞尿に噴霧しながら攪拌したのち、これを熟成させて有機肥料シード（腐食土。以下、単にシードともいう。）を製造する。家畜の糞尿は悪臭を発するがこれに鉄分含有ミネラル水を噴霧することで悪臭の原因となる臭気が特に鉄分に吸着され、悪臭の発生が抑制される。
【０００６】
次の工程Ｂにて、各種の生ゴミと、上記工程Ａで得られた有機肥料シードとを６０℃〜９５℃、より好ましくは６０℃〜７０℃の雰囲気下で混合して、生ゴミを粉砕する。この工程Ｂにおいては、生ゴミから発する悪臭の一部は有機肥料シードに吸着され、また残りの悪臭は適宜の間隔で排気される気体を鉄分含有ミネラル水に曝気することで、特に鉄分に吸着される。したがって、この工程Ｂにおいても悪臭の発生が抑制される。
【０００７】
６０℃〜９５℃の雰囲気下で生ゴミと有機肥料シードとを混合し続けると、生ゴミに含まれる水分は蒸気となって除去され、それ以外の生ゴミ成分は、有機肥料シードに含まれる細菌や微生物等によって分解発酵し、これが肥料の原料となる。この場合の臭気は、上述したように蒸気に含まれて鉄分含有ミネラル水により除去される。
【０００８】
次の工程Ｃにて、上記工程Ｂにて得られた粉砕処理物に、さらに有機肥料シード及び適宜量の鉄分含有ミネラル水を加えて混合する。この工程Ｃは室温で行って良い。この工程Ｃで得られた混合物が有機肥料となる。
【０００９】
なお、生ゴミの種類によっては工程Ｃにて得られる有機肥料の特性が相違するので、工程Ｃの後に、各有機肥料を適宜混合する工程Ｄをさらに追加することもできる。
【００１０】
本発明に係る生ゴミを原料とする有機肥料の製造方法によれば、生ゴミを処理する際に生じる悪臭を抑制することができ、処理環境を改善することができる。また、処理対象となる生ゴミは全て有機肥料となるので残渣が皆無となり、資源の有効活用を図ることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
まず、図１に示す工程図を参照しながら、本発明の実施形態に係る生ゴミを原料とする有機肥料の製造方法について説明する。
【００１２】
本例の有機肥料の製造方法では、生ゴミを粉砕し発酵させる際に、家畜の糞尿を原料とする有機肥料シードを用いる。この有機肥料シードは、家畜の糞尿を常温で熟成させることで得られるが、糞尿から発する悪臭を抑制するために熟成させる前に、少なくとも鉄分を含有するミネラル水を噴霧しながら攪拌する（図１の工程Ａ１及びＡ２）。
【００１３】
本例で好ましく用いられるミネラル水は、少なくとも鉄分を含むものであれば良く、鉄分の他、たとえばカリウム、ナトリウム、カルシウム、マグネシウム、亜鉛等を含んでも良い。
【００１４】
家畜の糞尿に上述したミネラル水を噴霧しながら攪拌する方法は特に限定されない。たとえば、家畜の糞尿を大型攪拌機で攪拌しながら、この攪拌中の糞尿に噴霧機などを用いてまんべんなくミネラル水を噴霧する。
【００１５】
図１の工程Ａ１及びＡ２により得られる有機肥料シードは、家畜の糞尿を熟成させた有機肥料の腐食土であるが、糞尿特有の悪臭は全くなく、次の工程Ｂ及びＣにおいて使用する際にも処理環境の問題がない。
【００１６】
次の工程Ｂ１では、家庭や飲食店・コンビニエンスストア等の各種事業体から出された生ゴミに、上述した工程Ａ１及びＡ２にて得られた有機肥料シードを加え、これらを６０℃〜９５℃の雰囲気下で混合して生ゴミを粉砕する。
【００１７】
ここで処理される生ゴミは、特に事前選別されることなくそのまま処理することができる。また、この工程で加える有機肥料シードは、生ゴミに対して、体積比で生ゴミ：有機肥料シード＝２：１〜５：１であることが好ましい。
【００１８】
工程Ｂ１において、生ゴミと有機肥料シードとの混合・粉砕する際の雰囲気温度を６０℃〜９５℃とする手段は特に限定されないが、後述する有機肥料製造装置として例示するように、生ゴミと有機肥料シードとを入れた処理タンクをシートヒータにより間接的に加熱したり、加熱されたエアーを処理タンク内に供給したりすることで行うことができる。また、処理タンク内の蒸気を適宜間隔で排気することで処理タンク内の雰囲気温度を６０℃〜９５℃に維持することができる。この有機肥料製造装置については後述する。
【００１９】
生ゴミと有機肥料シードとを密閉空間である処理タンクに入れ、６０℃〜９５℃の雰囲気下で混合すると、生ゴミに含まれる水分は蒸気となって除去され、それ以外の生ゴミ成分は、有機肥料シードに含まれる微生物によって分解発酵し、これが有機肥料シードとともに目的とする有機肥料の主原料となる。
【００２０】
このとき、生ゴミから発する悪臭の一部は有機肥料シードに吸着されるが、残りの悪臭は蒸気に含まれた状態で存在する。本例では、この蒸気に含まれた悪臭を除去するために、工程Ｂ２において、適宜の間隔で蒸気を排気し、その際にこの蒸気を鉄分含有ミネラル水に曝気することで除去したのち、脱臭された空気を外部に排気する。これにより、処理タンク内で発生した悪臭は、有機肥料シード及び鉄分含有ミネラル水に除去されることになる。
【００２１】
工程Ｂ１は生ゴミに含まれる水分の除去と生ゴミの発酵を目的とするので、その混合・粉砕時間は、生ゴミの水分が適当なまで減少するとともに発酵を終了するまで、処理タンク内に投入される生ゴミの量によって適宜決定される。
【００２２】
次の工程Ｃでは、工程Ｂ１で水分が除去されて発酵した粉砕処理物（有機肥料の主原料）に、工程Ａ１及びＡ２で得られた有機肥料シードを加えるとともに、鉄分含有ミネラル水を少量噴霧して混合する。ここで有機肥料シードは、粉砕処理物の体積とほぼ等しい体積だけ加えることが好ましいが、特に限定されない。また、ここで鉄分含有ミネラル水を噴霧するのは、粉砕処理物及び有機肥料シードをさらに脱臭するためであるので、工程Ａ１及びＡ２と工程Ｂ１での脱臭効果が予定以上に表れている場合は省略してもよい。なお、工程Ｃは室温で行うことができるが、特に限定されない。
【００２３】
以上の工程により、農業で使用して好ましい有機肥料が製造される。ただし、処理される生ゴミの種類（たとえば魚介類が多い生ゴミと肉類が多い生ゴミ）によって製造される有機肥料の特性が若干相違することが考えられるので、工程Ｃの後に、工程Ｃにて製造された各有機肥料を集めて、これらの特性を測定しながら適宜混合する工程を設けても良い。
【００２４】
次に、上述した工程Ｂ１に用いて好ましい有機肥料製造装置の実施形態について説明する。図２は本実施形態に係る有機肥料製造装置を示す斜視図、図３は同装置の要部断面図である。
【００２５】
本例の有機肥料製造装置は、円筒状の処理タンク２を有し、その上面に開閉可能に設けられた投入蓋３を図示するように開いて処理タンク２内に生ゴミと有機肥料シードとを投入する。処理タンク２はステンレス鋼板で作製され、その側面及び底面（底面の図示は省略する。）にはシートヒータ４が設けられ、さらに断熱材５で覆われている。シートヒータ４は、処理タンク２内に投入された生ゴミと有機肥料シードとを間接的に加熱し、また断熱材５は、処理タンク２の周囲に熱が発散するので防止する。なお、処理タンク２の大きさは、たとえば外径が５００ｍｍ、高さが６００ｍｍ程度で、１回当たりの生ゴミ処理量は２５〜３０ｋｇである。
【００２６】
処理タンク２の中央には、当該処理タンク２を縦貫するパイプ状の支柱６が回転可能に設けられている。この支柱６の下端は、処理タンク２の底板を貫通して外部に突出し、軸受け７，８で支持されている。また、支柱６の上端は、処理タンク２の周壁に固定された配管１０の軸受け１１に支持されている。なお、支柱６には後述する攪拌羽根１２が固定され、その回転時には支柱を傾ける方向へ負荷がかかるため、軸受け７，８にはある程度の傾きが許容されるピロー軸受けを用いるのが効果的である。
【００２７】
支柱６の上方と下方の２箇所には、半径方向に突出するようにプレート状の一対の攪拌羽根１２が強固に固定されている。なお、図示する例では攪拌羽根１２がそれぞれ半径方向の一方にのみ延ばされているが、支柱６の両側に延ばして設けることも可能であるし、さらにそれぞれの高さを変えて３〜４固定度まで増やすことも可能である。
【００２８】
攪拌羽根１２は、処理タンク２の内壁の近傍まで延び、処理タンク２内に投入された生ゴミと有機肥料シードとを攪拌する機能を司る。このため、プレート状の攪拌羽根１２は、図２における反時計方向への回転方向に対して下端縁が先行するように傾斜して支柱６に固定されている。したがって、攪拌羽根１２が回転することによって生ゴミと有機肥料シードとは上方に持ち上げられながら攪拌される。なお、攪拌羽根１２の回転方向に対する背面側には縦長のスリット１２ａが複数も受けられている。詳細は後述するが、これらのスリット１２ａは加熱エアーを攪拌中の生ゴミと有機肥料シードに吹き付けるための吐出口となる。
【００２９】
支柱６の下端側には、軸受け７，８との間に駆動ギヤ３０が固定されて、駆動ギヤ３０にはアイドルギヤ３１が噛み合い、モータ３２を駆動することにより支柱６が図２において反時計方向に１０ｒｐｍ程度の速度で回転する。
【００３０】
処理タンク２の側壁には回転カッター１４が組み付けられている。回転カッター１４は、攪拌羽根１２の回転軌跡内に入らない高さ位置に設けられている。回転カッター１４は、モータ１４ａの駆動により支柱６と直交する軸の周りに、たとえば１５０ｒｐｍ程度で高速回転し、生ゴミに含まれることが多い固形物を粉砕し、また攪拌羽根１２と協同して生ゴミと有機肥料シードとを攪拌する。
【００３１】
また、処理タンク２の内壁には、回転カッター１４の刃先から５０ｍｍ程度の近傍に位置するように固定刃１５が設けられている。そして、回転カッター１４により処理タンク２内で振り回された固形物は、この固定刃１５にも衝突して裁断されることになる。なお、回転カッター１４の左右に一対の固定刃１５を設けても良い。
【００３２】
投入された生ゴミの中に動物や魚の太い骨や固い異物が混入している場合には、回転カッター１４と固定刃１５との間に挟まって回転カッター１５が停止することも考えられ、そのままモータ１４ａを駆動し続けると焼き付きによる故障が発生するおそれがある。このようなときは、モータ１４ａの駆動を一旦停止させ、一定時間だけ逆転させたのちに再び正規の駆動を行うことによって異物の噛みつきを解除することができる。
【００３３】
回転カッター１４が停止したことを検知するためには、たとえば図示するように回転カッター１４の駆動プーリ１４ｂにマーク１４ｃを付けておき、これを反射型フォトセンサ１４ｄで光電的に監視すればよい。回転カッター１４が停止すると、マーク１４ｃの通過が検知できなくなるので、これに応答して上記の処理を実行させればよい。また、モータ１４ａに流れる電流を監視し、電流値が通常のレベルを超えて以上に高くなったことでモータ１４ａの停止、すなわち回転カッター１４の停止を識別することも可能である。
【００３４】
処理タンク２の周壁には排出蓋１６が開閉可能に組み付けられている。生ゴミと有機肥料シードとの混合・粉砕処理が終わると生ゴミは水分値が２０％〜４０％の粉砕処理物となるが、処理タンク２の外側から排出蓋１６を開放すれば、処理タンク２内から粉砕処理物を排出することができる。なお、投入蓋３が閉止されていることをマイクロスイッチ３ａで検知するようにしているが、同様に排出蓋１６が閉止状態にあることもマイクロスイッチで検知される。そして、これらのマイクロスイッチにより投入蓋３、排出蓋１６の閉止が検知されない限りは、支柱６及び回転カッター１４が動作しないようにインターロックをとり、作業者の安全を確保している。
【００３５】
処理タンク２の上方の周壁には排気口１８が形成され、その外側を覆うように排気口カバー１９が取り付けられている。この排気口カバー１９の底面には配管２０が接続され、その下端は脱臭機構２１のブロア２５の吸気口に接続されている。
【００３６】
脱臭機構２１は、脱臭液（本例では鉄分含有ミネラル水）を収容する脱臭槽２２と、この脱臭槽２２からオーバーフローした液体を受容するオーバーフロー槽２３とを有し、脱臭液は注入口２２ａから脱臭槽２２に注入される。また、ブロア２５の排気口には曝気用配管２４が接続され、この曝気用配管２４の先端側は脱臭槽２２内に浸漬されるように脱臭槽２２に固定されている。そして、曝気用配管２４の先端側には複数の孔２４ａが形成されているので、ブロアモータを駆動させると、ブロア２５により処理タンク２内の気体は配管２０を介して吸気され、曝気用配管２４の孔２４ａから脱臭槽２２に満たされた脱臭液に曝気（エアレーション）される。このエアレーションによって、処理タンク２内の気体に含まれた臭気などの分子が吸着され、無臭の気体となって脱臭液の水面に浮上することになる。なお、脱臭槽２２の天井板には排気用配管３３が接続され、その他端は室外などの適所に開放されている。
【００３７】
配管１０に接続された太管２６は、配管１０とともにヒータ２８で加熱されたエアーを支柱６の中空部に送り込む送風管を構成する。支柱６の中空部は、その下端が塞がれ、また攪拌羽根１２を固定した部分には開口６ａが形成されているため、加熱されたエアーはこの開口６ａを通過して攪拌羽根１２の内部空間に至り、スリット１２ａから処理タンク２内へ吹き出すことになる。なお、本例のヒータ２８は太管２６に巻かれたカーボンヒータであり、太管２６内を通過するエアーを１００℃〜２００℃程度の高温に加熱するが、本発明ではこの種のヒータに限定されず他のたとえば熱交換機などによる加熱方式であっても良い。また、太管２６の先端にはブロア３４が設けられ、ブロアモータ３４ａを駆動させることにより吸気口４２から処理タンク２外の空気を吸引し、ヒータ２８にてこれを加熱したのち処理タンク２内へ供給する。
【００３８】
本例の有機肥料製造装置では、処理タンク２の内部温度を測定するために、処理タンク２の内部に温度センサ４０が設けられており、測定された温度信号は図外の制御回路に送られる。そして、本例の処理タンク２の管理温度は６０℃〜９５℃であることから、温度センサ４０で測定された温度が６０℃を下回ると、シートヒータ４及び／又はヒータ２８による加熱を強化し、また温度センサ４０で測定された温度が９５℃を上回ると、シートヒータ４及び／又はヒータ２８による加熱を弱めると行った制御を実行する。
【００３９】
このとき、上限温度については、上述した制御方法に代えて以下の制御を実行することができる。すなわち、温度センサ４０により検知された処理タンク２内の雰囲気温度が９５℃を超えると、ブロア２５を作動させて処理タンク２内に充満した蒸気を脱臭機構２１へ吸引する。これにより処理タンク２内の雰囲気温度は降下し始めるはずであるが、生ゴミの水分が殆ど蒸発してしまっているとここからの蒸気の発生はないので、処理タンク２内の雰囲気温度は、ヒータ２８により加熱された高温エアーの温度に近づこうとする。したがって、温度センサ４０により検知される温度は降下することなく逆に上昇を開始する。本例では、このような状態を生ゴミの水分蒸発の終了と判断し、たとえば上限温度である９５℃からさらに２℃温度が上昇すると、予定の処理時間が経過していなくても全ての処理を終了する。これにより、生ゴミを過度に加熱することが自動的に防止できる。
【００４０】
なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る生ゴミを原料とする有機肥料の製造方法を示す工程図である。
【図２】本発明の実施形態に係る有機肥料製造装置を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施形態に係る有機肥料製造装置を示す要部断面図である。
【符号の説明】
２…処理タンク
６…支柱
１２…攪拌羽根
１２ａ…スリット
１０…配管（加熱エアー供給手段）
２６…太管（加熱エアー供給手段）
２８…ヒータ（加熱エアー供給手段）
３４…ブロア（加熱エアー供給手段）
１８…排気口
２１…脱臭機構
２２…脱臭槽
２４…曝気用配管（曝気手段）
２４ａ…孔（曝気手段）
２５…ブロア（曝気手段）
【図１】
2004315291.tif 000003
【図２】
2004315291.tif 000004
【図３】
2004315291.tif 000005