(57)【要約】【課題】  有機性廃棄物から肥飼料を回収するのに適する減圧乾燥方法を提供する。【解決手段】  有機廃棄物からなる乾燥処理対象物を乾燥機内に投入して、減圧乾燥する工程において、減圧乾燥の途中で少なくとも１回、減圧を解いて常圧に戻す工程と、減圧工程においては乾燥機内の圧力を０．０３Ｍｐａ以下、温度を８０℃以下にする。【選択図】    なし 【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機廃棄物からなる乾燥処理対象物を乾燥機内に投入して、減圧乾燥する工程において、減圧乾燥の途中で少なくとも１回、減圧を解いて常圧に戻す工程と、減圧工程においては乾燥機内の圧力を０．０３Ｍｐａ以下、温度を８０℃以下にすることを特徴とする減圧乾燥方法。
【請求項２】
減圧工程における圧力が０．００１〜０．０３Ｍｐａ、温度が４０〜７５℃であることを特徴とする請求項１記載の減圧乾燥方法。
【請求項３】
常圧処理の時間が少なくとも５分間以上であることを特徴とする請求項１又は２記載の減圧乾燥方法。
【請求項４】
乾燥機が、真空ポンプに連結していると共に内壁を伝熱面とする円筒体内に、乾燥処理対象物を円筒体内壁に押し付けた上掻き取る機能をもつ回転式攪拌羽根を備えてなり、回転式攪拌羽根と円筒体内壁との隙間間隔を、伝熱面である円筒体内壁に接触している乾燥処理対象物を効率よく押し付け、掻き取るに十分でかつ撹拌羽根が回転するに十分な間隔に保つことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
乾燥処理対象物が食品廃棄物であり、回収物が飼料であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の方法。
【請求項６】
乾燥処理対象物が有機汚泥であり、回収物が肥料であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の方法。
【請求項７】
有機性廃棄物からなる乾燥処理対象物を乾燥機内に投入し、乾燥機内の圧力と温度を乾燥途中までは、それぞれ０．００１〜０．０３Ｍｐａ、４０〜７５℃で乾燥処理して被処理物の水分率を４０〜６０％に調整した後、常圧、室温〜７０℃で発酵処理をすることを特徴とする発酵肥料の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は有機性廃棄物のリサイクル技術に関するものであり、より詳しくは、廃食品や汚泥等から肥飼料を回収する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
オカラ等の廃食品を常圧・高温乾燥して飼料化する方法はよく知られているが、高温乾燥の場合、食品成分の変質・劣化が激しく一部の廃食品にしか対応できないという欠点があった。また、食品を低圧・低温処理することも従来から行われている技術であるが、この方法は、コストが高くつくため、家畜の飼料製造には不向きであり、もっぱら高付加価値製品の製造に用いられていた。乾燥機内に複数段の棚を設けて乾燥トレイを乗せ、減圧乾燥で桑葉や繭を乾燥させ飼料を製造する方法が提案されているが、この方法では高密度・高含水率の廃棄物の乾燥には不向きであり、また、乾燥時間も長時間に及ぶ（非特許文献１）。汚泥等の高含水率の廃棄物を廃油の存在下で減圧乾燥する方法も提案されている。この方法は効率よく水分を除去できるが、飼料とするためには使用した油を除去する等の工程が必要であり、処理コストが比較的高くなる（非特許文献２）。更にまた、汚泥に廃油を混合して、この混合物を減圧乾燥して石炭火力発電所の燃料とする方法も提案されている。この方法は上記非特許文献２の方法と同様、油を乾燥機内の熱媒体として使用する優れた方法であるが、それでも乾燥時間が比較的に長く、また、これを肥飼料の製造に適用するには、場合によっては油の除去等製造工程が複雑になりすぎる嫌いがある（非特許文献３）。更にまた、乾燥機内に攪拌機を設けた減圧乾燥機でホタテ貝のウロを乾燥する方法も提案されている。この方法はウロを減圧下で乾燥させる方法であるが、使用する乾燥機は減圧予備乾燥の後、これを常圧下で発酵乾燥させることを目的に開発された装置である。この乾燥機を用いて乾燥した場合、水分率７６．３％のウロを２１．２％まで乾燥するのに１４時間と長時間の乾燥が必要となる（非特許文献４）。
【０００３】
【非特許文献１】愛知農総試験報16：309-311（1984）「減圧乾燥機による桑葉と繭の乾燥」
【非特許文献２】インターネット文献http//group.lin.go.jp/mf-kikou/yuuki/6-1-2.htm、油温減圧脱水方式
【非特許文献３】インターネット文献http//www.marubeni.co.jp/news/nl/nl  ２０１１、下水汚泥のリサイクル事業について〜大阪府と共同研究を実施
【非特許文献４】北海道立工業試験場報告Ｎｏ．295、ホタテガイ副産物・利用技術に関する研究開発（第８報）−ウロの乾燥試験−
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は有機性廃棄物の効率的な減圧乾燥方法を提供するものであり、特に（イ）食品産業にとって食品廃棄物の安定した処分先の確保が必要不可欠であるが、廃棄物処理場用地の確保が年々困難となってきている現況を鑑み、それに代わるその安定した処分方法を提供すること、（ロ）外食産業等の収益率を圧迫している、廃食品の処理費用を軽減するために、従来の処理費用と同等、若しくは、それ以下の処理コストで、再利用できる技術を開発し、好ましくは、肥飼料化によって処理コストを回収するとともに、収益が出る肥飼料化方法を提供すること、及び、（ハ）食品廃棄物を肥飼料化することによって、わが国の施策即ち循環型社会の構築に寄与することを目的とする。更に本発明は汚泥等を乾燥によって減量し、廃棄物処分場の延命にも資するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、食品廃棄物や汚泥等の有機性廃棄物からなる乾燥処理対象物を乾燥機内に投入し、乾燥機内の圧力と温度をを乾燥開始から途中までは、それぞれ０．００１〜０．０３Ｍｐａ、４０〜７５℃で乾燥処理した後、少なくとも一度圧力を常圧に戻し、次いで、乾燥機内の圧力を急速に減圧にすることを特徴とする減圧圧乾燥方法であり、特に、有機性廃棄物から肥飼料を回収するのに好適に用いられる。なお、Ｍｐａは圧力の単位メガパスカル、即ち、１００万パスカルを意味する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明において使用に適する乾燥機は、真空ポンプに連結していると共に内壁を伝熱面とする円筒体内に、乾燥処理対象物を円筒体内壁に押し付けた上掻き取る機能をもつ回転式攪拌羽根を備えているバッチ式の減圧乾燥機であり、その一例を図１に示す。図１において、１は攪拌スクリュー、２は攪拌羽根、３は原料投入口、４は蒸発水分排出口（蒸発蒸気を吸引する真空ポンプと蒸気を冷却する熱交換器が付属している）、５は製品取り出し口、６は加熱蒸気等熱媒の通路（乾燥機の外套部）、７は加熱蒸気等熱媒の投入口を示す。攪拌羽根は、伝熱面である円筒体内壁に被処理物を押し付けて伝熱効果を高める機能をもつ攪拌羽根と円筒体内壁に付着した被処理物を掻き取る機能をもつ攪拌羽根からなることが好ましい。攪拌羽根は、上記の機能を十分に発揮するようにそれらと円筒体内壁との間隔を保つことが好ましい。一例として、攪拌羽根を求心方向と遠心方向に摺動させて、被処理物を伝熱面に押し付け掻き取ることが好ましい。
【０００７】
本発明の廃食品等の肥飼料化工程の典型例は、（イ）廃食品等の回収、（ロ）包装材の除去、（ハ）粉砕、（ニ）乾燥機への投入、（ホ）減圧乾燥操作、（へ）粗肥飼取り出し、（ト）不純物の除去、（チ）梱包、（リ）出荷というものであり、先ず廃食品等の回収を行うことから始まる。回収された廃食品等は手作業で包装材を除去される（勿論汚泥や家畜の糞尿等の場合はこの工程は省かれる）。包装材の除去は製品にプラスチック屑の混入を避けるために重要な作業である。包装材を除去された廃食品等はロールミル等で破砕される（減圧乾燥機内の撹拌羽根は食品の破砕が可能なので、この工程は省かれることもある）。破砕された廃食品は減圧乾燥機に投入され、撹拌羽根で撹拌されながら減圧乾燥される。廃食品中の炭水化物の量が多いと、撹拌中に廃食品が餅状になり乾燥効率を下げるので、本発明の特徴である減圧：常圧：減圧の操作は効果がある。
【０００８】
減圧の程度は０．０３Ｍｐａ以下、好ましくは０．００１〜０．０３Ｍｐａ、操作温度は８０℃以下、好ましくは４０〜７５℃程度である。減圧の程度は低ければ低いほど（０．００１Ｍｐａ以下）乾燥効率がよいが、極端に低くすると設備の一層の気密性が求められ、コスト高につながる。また、０．０３Ｍｐａより高くなると乾燥効率が下がる。操作温度が８０℃より高いと乾燥効率が低下し、乾燥品の品質も低下する。
【０００９】
本発明において乾燥処理時間は被処理物の水分率やその成分によっても異なるが、概ね４〜６時間である。この減圧状況を常圧にするタイミングは、水分の蒸発速度が鈍り、乾燥機内の温度上昇が起こる時点を目途にするのが好ましい。
常圧に保つ時間は５分以上が好ましく、より好ましくは１５〜３０分である。常圧処理の時間が長すぎると乾燥効率が低下する。また、処理時間が５分より短いと効果がほとんど出ない。常圧処理の回数は少なくとも１回好ましくは２〜４回である。
常圧操作の間、温度は徐々に上昇する。次いで乾燥機内の圧力を急速に減圧する。再減圧後1時間程度で被処理物の含水率が10％程度になり、顆粒状の粗肥飼料が得られる。急速減圧の時間は短ければ短いほど好ましい。
【００１０】
飼料に求められる水分率は通常１０％以下であるが、それに限定されるものではない。本発明では被処理物はその水分率が概ね１０％前後になると顆粒状或は粉末状になるので、その時点で乾燥を終了する。乾燥機から取り出された粗肥飼料から選別機（篩い）でプラスチック等の不純物を取り除き製品が得られる。得られた製品は袋詰め等に梱包され出荷される。ここで得られた製品は単独使用も可能であるが、配合飼料の一原料として好ましく使用される。
【００１１】
本発明の一態様として、発酵肥料の回収がある。この方法は、汚泥や廃食品を上記した減圧、温度下で、処理してその水分率を発酵条件である４０〜６０％に調整した後、常圧下で、室温〜７０℃で好ましくは空気を供給しながら少なくとも１日乾燥を行うことを特徴とする発酵肥料の回収方法である。
【００１２】
本発明で乾燥の対象となる有機性廃棄物の具体例としては、有機性の汚泥、家畜の糞尿、コンビニエンスストア、スーパーマーケット、ホテル、外食産業、食品製造工場等から排出される有機性の廃棄物、農水産物の廃棄物等がある。廃棄物の水分率については特に制限はないが、通常の廃食品の水分率は６０％以上であり、汚泥等のそれは脱水汚泥を含めて通常は７０％以上である。これ等の高水分率の被処理物はその水分率や性状にもよるが、食品廃棄物で乾燥時間が概ね５〜６時間、汚泥等で３〜７時間でそれ等の水分率が１０％前後にまで乾燥される。
【００１３】
本発明の方法によれば、従来の高温乾燥に比べて、低温で乾燥するため食品成分の劣化を防ぐことが出来、従来法に比べて、省エネ効果が高く、短時間かつ低コストで製品を得ることが出来る。更に本発明の方法によれば、食品廃棄物の廃棄物処理のコストより低コストで、しかも、市場に十分に受け入れられる良品質の肥飼料を製造することができる。従って、この技術の出現によって、現在の食品廃棄物は、廃棄物から必然的に肥飼料資源として重要な地位を占めることになり、食品廃棄物のゼロエミッション化が推進される。更にまた、わが国はその目指す社会、即ち省資源型、循環型社会の構築のための施策を推進中であるが、本技術は、廃棄物から肥飼料を提供しようとするものである。また、年々増加する廃棄物の量に対して、それ等を処理処分するための用地の取得が困難となってきており、廃棄物量の低減は官民とも解決すべき喫緊の課題である。本発明はその解決に資する技術である。
【００１４】
以下、本発明を実施例に基づいて例証する。
【実施例１】
【００１５】
図１に示す１２０℃の加熱蒸気で間接加熱されている減圧乾燥機にコンビニエンスストアから排出された水分率65％の被処理物（弁当、パン、そば、惣菜類）１５０ｋｇ挿入し、圧力０．００５Ｍｐａ、温度約６０℃で攪拌時間攪拌を続けた。４時間後に圧力を常圧に戻し１５分間そのまま加温した。この間内部温度は７０℃まで上昇した。この状態での被処理物の水分率は２１．２％であり、餅状であった。１５分経過後再び乾燥機を密閉して０．００４Ｍｐａの減圧下で、約1時間経過後被処理物が顆粒状になった時点で乾燥を終了し、圧力を常圧に戻して製品を取り出した。製品の水分率は９．４％で、製品量は約５７ｋｇであった。即ち、５時間で約９３ｋｇの水分を蒸発させたことになる。
【比較例１】
【００１６】
比較のため、同一物・同一量のサンプルを用いて、途中で常圧に戻さないことを除いては、全く同様の減圧乾燥を行った。7時間経過後も餅状態であり明らかに水分率が20％以上と判断されたため乾燥操作を打ち切った。
【比較例２】
【００１７】
０．０５Ｍｐａ、８５℃にする以外は実施例１と同じ条件で減圧乾燥を行った。４時間経過後圧力を常圧に戻すと共に５分間加温を続け温度を９０℃に上昇させた。この状態での被処理物の水分率は４８．７％であった。５分経過後乾燥機を密閉して０．０５Ｍｐａの減圧下で乾燥を続けた。被処理物が顆粒状になった時点で乾燥を終了させた。顆粒状になるまで9時間以上要した。製品の水分率は１０．２％であった。
【実施例２】
【００１８】
１２０℃の蒸気で間接加熱されている実施例１で使用した乾燥機に水分率９０％の豆腐、おから、こんにゃく、油揚げからなる廃棄物１５０ｋｇを挿入し、平均圧力約０．０１Ｍｐａ、温度約６４℃で１時間乾燥した後、圧力を減圧状態から常圧状態に解き、１５分その状態を保った。その間約１０℃の温度上昇があり、内部の温度は７４．４℃まで上昇した。その時の被処理物の水分率は７１．７％であった。次いで急速に圧力を０．００６〜０．０１６Ｍｐａまで下げて４５分間その状態を保った。その間温度は６９℃まで低下した。試験開始から２時間経過後２回目の常圧乾燥を１５分間行った。若干の温度上昇があり、内部温度は７２．３℃まで上昇した。次いで３回目の減圧操作を４５分間行った。このときの圧力は０．００６〜０．００９Ｍｐａ、温度は６７〜６９℃に保たれた。開始から３時間経過後、３回目の常圧乾燥を１５分間行った。温度は若干上昇して７０．１℃であった。その時の被処理物の水分率は４４．６％であった。4回目の急速減圧乾燥を更に１時間行い常圧に戻して試験を終了した。４回目の減圧度は０，００４〜０．００５Ｍｐａで行われ、温度は６５〜６７℃であった。乾燥品の重量は約１９．９ｋｇであり、１３．３％まで減量されてた。乾燥品は顆粒状でその水分率は２２．３％であった。この乾燥状態でも十分に製品として使用可能であるが、更にこの乾燥品を１時間０．０５〜０．０７Ｍｐａ、温度６７〜７２℃で減圧乾燥して水分率を１０．３％とした。
【実施例３】
【００１９】
１２０℃の蒸気で間接加熱されている実施例１、２で使用した乾燥機を用いて、野菜くず、肉、骨、昆布、おからからなる廃棄物１５０ｋｇの乾燥処理を行った。乾燥処理時間は合計で５時間、その間、開始から２時間後、２時間３０分後、３時間後、３時間３０分後、４時間後の計５回それぞれ５分間の常圧乾燥を行った。減圧の程度は０．００５〜０．０１８Ｍｐａ、温度は概ね６５〜７３℃で行われた。２時間、３時間、４時間経過後の被処理物の水分率は、それぞれ、６１．６、５０．０及び３１．５％であり、最終乾燥品のそれは６．１％であった。乾燥品の重量は１６ｋｇであり、１０．７％まで減量された。
【実施例４】
【００２０】
水分率９６．７％の食品工場廃水処理汚泥１５２ｋｇを前記実施例１〜３で使用した乾燥機で6時間かけて減圧乾燥処理した。工程中開始から２時間後、３時間後、４時間後及び５時間経過後に各１０分間常圧状態で乾燥した。２時間後、３時間後、４時間後及び５時間後の被処理物の水分率は、それぞれ、７２．２、６４．９、５５．５％及び３２．７％であり、６時間後の乾燥品の水分率は９．１％であった。工程中の減圧の程度は０．００２〜０．２８Ｍｐａであり、操作温度は乾燥の初期段階（０〜２時間経過）では４２〜６０℃、中間の段階（２〜４時間経過）では６０〜８０℃、最終段階（４〜６時間経過）では７０〜８３℃であった。乾燥品の重量は５．５ｋｇであり、３．６％まで減少した。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明で使用する減圧乾燥機の一例を示す概略断面図。
【符号の説明】
【００２２】
１    攪拌スクリュー
２    攪拌羽根
３    原料投入口
４    蒸発水分排出口（熱交換器−真空ポンプ）
５    製品取出口
６    減圧蒸気乾燥機
７    蒸気吹込口
【図１】
2005040738.tif 000002