(57)【要約】【課題】微生物分解臭および焦げ臭の発生を抑えることができるとともに、安定した低臭気化を図ることができる生ごみ処理装置を提供する。【解決手段】生ごみの分散性と吸湿性を有する比重０．３乃至０．５の処理材１が充填されるとともに投入される生ごみを乾燥処理する処理槽２と、処理槽２内の処理材１を乾燥させるための加熱手段３と、処理槽２内へ外気を導入するための給気経路４１と、処理槽２内の湿気を含む空気を外部に排出するための排気経路４２および排気ファン４３と、処理槽２の投入口に設けた開閉自在な蓋部５１と、処理槽２内の処理材１と生ごみとを攪拌して混合させる攪拌手段７とを備え、前記生ごみと処理材１の混合物の温度を上記加熱手段７と排気ファン４３とで７０℃以下で且つ含水率を２０％以下に保持する制御部を設けた。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
生ごみの分散性と吸湿性を有する比重０．３乃至０．５の処理材が充填されるとともに投入される生ごみを乾燥処理する処理槽と、処理槽内の処理材を乾燥させるための加熱手段と、処理槽内へ外気を導入するための給気経路と、処理槽内の湿気を含む空気を外部に排出するための排気経路および排気ファンと、処理槽の投入口に設けた開閉自在な蓋部と、処理槽内の処理材と生ごみとを攪拌して混合させる攪拌手段とを備え、前記生ごみと処理材の混合物の温度を上記加熱手段と排気ファンとで７０℃以下で且つ含水率を２０％以下に保持する制御部を設けて成ることを特徴とする生ごみ処理装置。
【請求項２】
処理材のｐＨを５乃至８として成ることを特徴とする生ごみ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主に厨芥として一般家庭や事業所から廃棄される生ごみを乾燥処理するための生ごみ処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、環境問題への関心の高まりや、ごみの最終処分場問題の発生等により、特に都市部の一般家庭や事業所において、排出された生ごみを環境に優しく処理するための生ごみ処理装置が普及しつつある（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
生ごみ処理装置の方式としては、大別して微生物分解方式と高温乾燥処理方式とがある。
【０００４】
微生物分解方式は、処理槽内にバイオチップと称される微生物を担持させた含水率４０〜６０％程度の木質の処理基材を充填しておき、投入口から処理槽内に投入された生ごみを前記処理基材に生息する微生物の働きで分解処理するものである。この微生物分解方式では、処理槽内の処理基材と生ごみとを間欠的に攪拌して混合し、処理槽内へ外気を導入させ、処理基材の含水率を３０〜６０％に維持するとともに、処理槽に設けたヒーター等によって２０〜６０℃の温度領域で保温することで、処理基材に生息する微生物の活性を高めて好気的に生ごみを生分解して減容化を行っている。この微生物分解方式においては、生ごみを生分解させることで高減量化を図ることができるものの、アンモニアなどの微生物分解臭を高濃度に生成してしまうものであった。
【０００５】
また、高温乾燥方式は、加熱手段によって処理槽内の生ごみを１００℃以上の高温で加熱乾燥処理を行い、生ごみの含水率を短時間で８０％程から１０％以下に低減することで減容化を行っている。この高温乾燥方式においては、高温処理を行うと生ごみに含まれる過酸化脂質や蛋白質が高温変性して、アルデヒド類に代表される焦げ臭が発生してしまうものであった。
【０００６】
上記の微生物分解方式と高温乾燥方式以外にも、微生物分解臭及び焦げ臭の発生を抑えることができる生ごみ処理装置として提案されている（特許文献２参照）。このものにあっては、微生物の繁殖を抑制することを目的としてチオ亜硫酸銀等の抗菌剤を投入させることにより、微生物分解臭の低減を試みているが、生ごみ処理を長期間行うことで、生ごみ処理物に対する抗菌剤の比率が低下し、抗菌効果が発揮できず、定期的な抗菌剤の投入が不可欠となる。また、抗菌剤を生ごみ処理装置に投入することにより、生ごみ処理物を堆肥として使用できなくなるといった課題を有していた。
【０００７】
そこで、抗菌剤を用いずに、微生物分解臭や焦げ臭を発生することのない処理方式として、吸湿性を有する粒状又はチップ状をした分散材を処理槽内に充填し、ヒーターによる加熱と排気ファン及び処理槽内に設けて処理槽内の空気を攪拌する攪拌ファンによって、処理槽内の生ごみの温度を焦げ臭が発生しない７０℃以下で且つ、生ごみの含水率を微生物の活性が抑えられる２０％以下に保持するとともに、処理槽内の空気を攪拌して生ごみの水分を蒸発させて乾燥効率を向上させるように制御することが考えられる。図５に、微生物分解方式Ｂと、高温乾燥方式Ｋと、前述の新たに考えられた方式（即ち本発明における方式）Ｓの処理条件（温度，含水率）を示す。
【０００８】
この場合、処理材が生ごみの水分を良く吸収しないと、生ごみが微生物の生分解作用を受けて、微生物分解臭が発生するものであった。そこで、生ごみが処理槽内に投入されると、生ごみの水分を処理材にて良く吸収させるべく、攪拌手段にて攪拌して生ごみと処理材とを均一に混合・拡散するものであった。
【０００９】
しかし、処理材と生ごみの比重が大きく異なると、攪拌が行われても処理材中に生ごみが一様に分散され難く、局在化するために、生ごみの水分が処理材に良く吸収されず生ごみは乾燥され難くなる。それ故、生ごみは長時間に亘り、微生物等による生分解を受け、大きな形状の生ごみにおいては、その内部が嫌気的になり腐敗が進行し、メチルメルカプタンなどの悪臭が発生するという課題がある。更にヒーターとサーミスタから成る含水率センサーを具備して、生ごみの乾燥処理の制御を行う場合においては、処理材の種類によって比熱が異なり、含水率センシング特性が変化する。それ故、生ごみの乾燥処理物と処理材における含水率センシング特性（比熱）が異なる場合においては、生ごみ処理を行うにつれて、センシング値が経日的に変化し、適性な乾燥処理制御ができなくなる。これにより、処理材と生ごみ処理物の含水率が高くなることで、微生物による生分解を受けて、発生臭気濃度が高くなるといった問題があった。
【００１０】
また、本発明における処理方式において発生する臭気は、アミン類や酢酸などが主体であり、これらは弱酸・弱アルカリの物質である。図６に記載したように、処理材のｐＨが低過ぎると生ごみ処理物に保持されている酢酸が放出され、また、処理材のｐＨが高過ぎると生ごみに保持されているアミン類が放出されるため、発生臭気濃度が急激に上昇してしまうという問題があった。
【００１１】
【特許文献１】
特開平７−２７５８３６号公報
【特許文献２】
特開平８−２１５６６４号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の点に鑑みて発明したものであって、その目的とするところは、微生物分解臭および焦げ臭の発生を抑えることができるとともに、安定した低臭気化を図ることができる生ごみ処理装置を提供するにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために請求項１記載の生ごみ処理装置にあっては、生ごみの分散性と吸湿性を有する比重０．３乃至０．５の処理材１が充填されるとともに投入される生ごみを乾燥処理する処理槽２と、処理槽２内の処理材１を乾燥させるための加熱手段３と、処理槽２内へ外気を導入するための給気経路４１と、処理槽２内の湿気を含む空気を外部に排出するための排気経路４２および排気ファン４３と、処理槽２の投入口に設けた開閉自在な蓋部５１と、処理槽２内の処理材１と生ごみとを攪拌して混合させる攪拌手段７とを備え、前記生ごみと処理材１の混合物の温度を上記加熱手段７と排気ファン４３とで７０℃以下で且つ含水率を２０％以下に保持するととともに、蓋部５１の開閉時に攪拌ファン５２を停止するように制御する制御部８を設けて成ることを特徴とするものである。このような構成とすることで、生ごみと処理材１の混合物の温度を焦げ臭が発生しない７０℃以下として且つ含水率を微生物の活性が抑えられる２０％以下に保持して、微生物分解臭および焦げ臭のない低臭気化を安定して図ることができるものであり、更に、処理材１の比重を生ごみの比重と近いものとしたことで、生ごみと処理材１の混合物を攪拌した際にこの生ごみと処理材１とが良く均一に分散されて、生ごみが処理槽２に投入された際の生ごみの含水率を急速に低減することができる。
【００１４】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明に加えて、処理材１のｐＨを５乃至８として成ることを特徴とするものである。このような構成とすることで、臭気因子であるアミン類や酢酸等の過剰放出を抑制するｐＨ領域で生ごみの処理を行うことができ、低臭気化を図ることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基づいて説明する。図１に生ごみ処理装置の概略全体構成図を示す。
【００１６】
生ごみ処理装置は、上方が開口した略箱状の外郭ケーシング内に処理槽２をはじめとする機器が収納される。
【００１７】
処理槽２は、内部に生ごみが投入されてこれを乾燥処理するもので、天上部に生ごみの投入口が形成されるとともに、この投入口に蓋部５１が上方に開閉自在となるように設けられる。この処理槽２には、吸湿性を有する処理材１が充填してある。この処理材１は、生ごみが投入された際に生ごみの水分を吸湿して急激に生ごみの含水率を低下させるもので、後で詳述する。
【００１８】
また、処理槽２には、その内側壁の上部の対向する壁面に通気開口が形成してあり、これらはそれぞれ後述する給気経路４１と排気経路４２に接続される。
【００１９】
給気経路４１と排気経路４２は、本体内部に設けられるもので、図１に示すように、本体に形成されて本体内外を連通する導入口および排気口にそれぞれ一端が接続されるとともに、他端が上述した処理槽２の通気開口に接続される。排気経路４２には、途中の上流側（即ち通気開口の近傍）に排気ファン４３が配設されるとともに、通気開口に排気フィルター４４が交換自在に設けてある。これにより、排気ファン４３を駆動することで本体外の外気を導入口および給気経路４１を介して処理槽２内に導入するとともに、処理槽２内の空気を排気経路４２および排気口を介して本体外に排出することができる。また、排気経路４２に白金触媒とヒーター等からなる脱臭器４５を設けてあり、排気を脱臭するものである。なお、脱臭器４５としては、オゾン発生器とオゾン触媒からなる脱臭器や、活性炭などの吸着剤からなる脱臭器であっても構わない。
【００２０】
また処理槽２には、攪拌手段７が設けてある。攪拌手段７は、処理槽２外（本実施形態では処理槽２の下部）に設けた攪拌モーター７１によって駆動され、攪拌モーター７１の出力軸に連結される攪拌軸と、攪拌軸から突設される複数の攪拌羽根からなる。攪拌モーター７１を駆動して攪拌手段７の攪拌軸、攪拌羽根を回転させることで、処理槽２内の処理材１および生ごみを攪拌することができる。
【００２１】
また処理槽２には、外側面に沿って加熱手段３としての面ヒーター３ａが設けてあり、さらに、面ヒーター３ａと処理槽２との間にサーミスタからなる温度センサー９１を設けてある。後述する制御部８によって、温度センサー９１にてセンシングされた温度より面ヒーター３ａによる加熱を調節するものである。
【００２２】
また、面ヒーター３ａが設けられていない部位で、且つ、処理材１および生ごみと接する位置にヒーターとサーミスタからなる含水率センサー９２を設けている、この含水率センサー９２は、所定の電圧を所定の時間印加することで、含水率センサー９２内のヒーターによる昇温値をサーミスタで検知し、予め求めていた昇温値と含水率との関係式より、処理材１（と生ごみの混合物）の含水率を算出するものである。なお、本実施形態では、温度センサー９１のサーミスタと、含水率センサー９２のサーミスタとは同一のサーミスタを用いて兼用している。またなお、上記のサーミスタの取り付け位置は、処理槽２の側面、又は面ヒーター３ａが設けられていない底面であってもよい。
【００２３】
処理槽２の蓋部５１には、下面（即ち投入口を閉塞した時の処理槽２内側）に攪拌ファン５２が設けてある。この攪拌ファン５２を駆動することで、処理槽２内の空気を攪拌することができ、処理槽２内の処理材１および生ごみから蒸発する水分が局部的に偏るのを防止して乾燥効率を高めることができる。なお、攪拌ファン５２としてはプロペラファンを用いることが好ましく、この場合、圧損を軽減する為に蓋部５１の下面との間に一定以上の空隙が形成されるように下方内部に突出するのが好ましい。
【００２４】
処理槽２の内部１に充填する処理材１は、微生物の繁殖が抑えられる含水率領域である２０％以下であり、本発明の生ごみ乾燥処理を行った時に発生するアミン類や酢酸などの過剰な放出を抑えることができるｐＨ（純水に懸濁させたときのｐＨ）領域であるｐＨ５〜８であり、生ごみの分散性や既述の含水率センサーの安定したセンシングのために、乾燥比重が０．３〜０．５といった特徴を有している。安価で品質が安定しているという観点で、油かすやコーヒーかす、籾殻などの食品加工残渣が好ましいが、これに限定はされず、また活性炭やゼオライトなどの吸着材を処理材に混合しても構わない。この処理材１は、処理槽２内に投入された生ごみが攪拌・混合されると生ごみの水分を急速に吸収するため、生ごみの含水率が急激にに低下する。具体的には、生ごみの含水率は８０％程度であるが、処理材１が充填された処理槽２に投入されて攪拌・混合して平均化されるとこの混合物の含水率は２０％以下となり、立ち上がり時の含水率を低く抑えることができる。微生物は、一般的には含水率が３０％以下の環境下では活性が著しく低下するので、このように立ち上がりの含水率を低く抑えることで生ごみに含まれる微生物の活動を抑えることができ、微生物による生ごみの分解およびこれに伴う微生物分解臭の発生を抑えることができる。そして、その後は加熱手段と排気ファン、攪拌ファンとで含水率を更に低下させて（図６参照）、生ごみを減容させる。
【００２５】
上述したように、処理材１の比重を生ごみの比重とほぼ同様の０．３〜０．５としたことで、従来からの木質チップ等の分散材（処理材）のように比重が小さいために生ごみが処理槽底部に沈んで乾燥性が低下してしまったり、処理材の比重が大きいことによる野菜ごみ等が破砕されず乾燥して不均一な乾燥となってしまうことがなく、生ごみと処理材１とが攪拌されて均一に分散されるため、投入された生ごみの早期における急速な含水率の低下を図ることができ、微生物による分解臭を抑制することができる。また、処理材１に生ごみと同様に動植物由来物（セルロース成形物などの有機物基材）であるならば、比熱と比重は正の相関関係があるため、含水率センシングが経時的変動のない安定したものとなる。
［実施例］
生ごみ処理装置には上述した構成に加えて、蓋開閉検知センサー９３および、生ごみ処理装置の加熱手段３をはじめとする上述した機器を制御する制御部８が設けてある。
【００２６】
蓋開閉検知センサー９３は、蓋部５１の開閉を検知するもので、処理槽２に設けてある。
【００２７】
制御部８は、図２に示すように、含水率センサー９２、温度センサー９１、蓋開閉検知センサー９３、面ヒーター３ａ、排気ファン４３、攪拌モーター７１、攪拌ファン５２と接続され、含水率センサー９２による含水率、温度センサー９１による温度、蓋開閉検知センサー９３による蓋の開閉をセンシングし、面ヒーター３ａによる加熱温度の調整、排気ファン４３による排気の調整、攪拌モーター７１による連続的あるいは間欠的な攪拌を制御する。
【００２８】
本実施例における制御部８によるフローについて説明する。
【００２９】
処理槽２内に投入された生ごみは、攪拌手段７による攪拌が行われて処理材１と混合され、生ごみから処理材１に吸収された水分が面ヒーター３ａによって加熱されて処理槽２内の空気中へと蒸発し、処理槽２内の空気の湿度が偏らないように攪拌ファン５２にて攪拌し、高湿度となった処理槽２内の空気を排気ファン４３により排気経路４２を介して外部に排出するとともに、給気経路４１を介して外部の空気を処理槽２内に導入するのである。そして、基本的には、攪拌手段７による攪拌は間欠的に行われるとともに、排気ファン４３と攪拌ファン５２は定常的に駆動される。
【００３０】
そして制御部８は、図３に示すように、まず処理槽２内の生ごみと処理材１の混合物の温度を含水率センサー９２にてセンシングする。そして、センシングした含水率の値に応じて乾燥処理の制御モードを決定して、前記制御モードに基づいて面ヒーター３ａによる加熱温度（処理材１と生ごみの混合物の温度と面ヒーター３ａ表面の温度）、攪拌手段７による攪拌頻度、排気ファン４３の風量を制御する。
【００３１】
例えば、含水率が一定以上の場合には、「強モード」として面ヒーター３ａによる加熱温度を高く、攪拌手段７による攪拌頻度を多く、排気ファン４３の風量を多くするように制御する。また、含水率が一定以下の場合には、「弱モード」として面ヒーター３ａによる加熱温度を低く、攪拌手段７による攪拌頻度を少なく、排気ファン４３の風量を少なくするように制御する。また、制御モードをこのような２段階ではなく、更に細分化してもよい。
【００３２】
制御モードが決定されると、処理材１と生ごみの混合物や面ヒーター３ａ表面の温度をセンシングしながら、それぞれの温度が制御モードにて設定されている所定の温度領域内となるように、面ヒーター３ａをＯＮ／ＯＦＦ制御することで温度制御が開始されるとともに、タイマー（フロー中のタイマー１）が計時を開始する。タイマーは、制御部８と別体あるいは一体的に設けてもよい。そして、前記タイマー（フロー中のタイマー１）がタイムアップとなると、排気ファン４３が停止して攪拌モーター７１が駆動を開始するとともに、タイマー（フロー中のタイマー２）が計時を開始する。そして、一定時間攪拌手段７による攪拌が行われて前記タイマー（フロー中のタイマー２）がタイムアップとなると、攪拌モーター７１が停止するとともに排気ファン４３が駆動し、再び含水率のセンシングが行われる。
【００３３】
そしてこの間、上記フローとは関係なく攪拌ファン５２は駆動しているが、この攪拌ファン５２は、蓋部５１が開かれた時にのみ停止する。図４に攪拌ファン５２のフローを示す。
【００３４】
蓋開閉検知センサー９３にて蓋部５１が開であることを検知すると、制御部８にて攪拌ファン５２を停止し、蓋部５１が閉められて閉であることを検知すると、制御部８にて攪拌ファン５２を再び駆動するものである。このようにすることで、ごみ投入のために処理槽２の投入口を開口した際に処理材１や生ごみが舞い上がって投入口から外部へ飛散したり、あるいは舞い上がった処理材１や生ごみが排気経路４２を閉塞したりするのを防止することができる。
【００３５】
上記の生ごみ処理装置を用いて、野菜と魚と穀類を主体とした生ごみを７００ｇ／日の割合で乾燥処理を行い、実験開始から１５日間の平均臭気強度（臭気強度０：無臭、臭気強度１：やっと感知できる強度、臭気強度３：楽に感知できる強度、臭気強度４：強い強度、臭気強度５：強烈な臭いの強度）で評価を行った。処理材には、油かす（乾燥比重０．４３、ｐＨ６．６３、含水率１２％）を用い、比較例１の処理材として木質チップ（乾燥比重０．１５、ｐＨ６．０、含水率１２％）、比較例２の処理材として木質チップ（乾燥比重０．１５、ｐＨ６．０、含水率６０％）、比較例３の処理材としてアルカリでｐＨ調整した木質チップ３（乾燥比重０．１５、ｐＨ１０、含水率１２％）を用いて実験を行った。なお、図７に本実施例の処理材の比重の経日変化を示す。
【００３６】
実験結果としては、本実施例の油かすを処理材として用いたもので臭気強度０．８、比較例１の木質チップを用いたもので臭気強度１．５、比較例２の木質チップを用いたもので３．２、比較例３の木質チップ３を用いたもので臭気強度２．１という結果となり、本発明の効果が確認された。
【００３７】
【発明の効果】
上記のように請求項１記載の発明にあっては、生ごみと処理材の混合物の温度を焦げ臭が発生しない７０℃以下として且つ含水率を微生物の活性が抑えられる２０％以下に保持して、微生物分解臭および焦げ臭のない低臭気化を安定して図ることができるものであり、更に、処理材の比重を生ごみの比重と近いものとしたことで、生ごみと処理材の混合物を攪拌した際にこの生ごみと処理材とが良く均一に分散されて、生ごみが処理槽に投入された際の生ごみの含水率を急速に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の生ごみ処理装置の一実施形態の構成図である。
【図２】同上の制御部および制御部が制御する機器の構成図である。
【図３】第１の実施例における制御部による制御フローを示す図である。
【図４】同上において攪拌ファンの制御フローを示す図である。
【図５】処理方式の条件の領域図である。
【図６】処理基材のｐＨによる発生臭気濃度の関係図である。
【図７】処理基材の比重の経日変化を示す図である。
【符号の説明】
１  処理材
２  処理槽
３  加熱手段
４１  給気経路
４２  排気経路
４３  排気ファン
５  投入口
５１  蓋部
７  攪拌手段
８  制御部
【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】
2004351275.tif 000007
【図６】
2004351275.tif 000008
【図７】
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