(57)【要約】【課題】生ゴミの発酵分解を、虫や異臭の発生を押さえつつ迅速に行うことのできる生ゴミ処理方法を提供する。【解決手段】生ゴミの処理方法を、繊維発酵工程と本発酵工程とから構成する。繊維発酵工程において植物性繊維材を発酵菌で発酵させ機械的強度を低下させて得られた発酵繊維材を、本発酵工程で生ゴミと混合し、生ゴミを発酵分解させて発酵繊維材と一体化した粉末状の発酵体を得る。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
植物性繊維材を発酵菌で発酵させ機械的強度を低下させて発酵繊維材を作る繊維発酵工程と、
該発酵繊維材と生ゴミとを混合し該生ゴミを発酵分解させて該発酵繊維材と一体化した粉末状の発酵体を得る本発酵工程と、を実施することを特徴とする生ゴミの処理方法。
【請求項２】
前記本発酵工程は、前記発酵繊維材と前記生ゴミとを機械的に混合する混合工程と、該混合工程により得られた混合物を空気の存在下で発酵させる後発酵工程と、からなる請求項１に記載の生ゴミの処理方法。
【請求項３】
前記後発酵工程は、前記混合物の内部に強制的に空気を供与しつつおこなう請求項２記載の生ゴミの処理方法。
【請求項４】
前記本発酵工程は、５０〜７０℃でおこなう請求項１記載の生ゴミの処理方法。
【請求項５】
前記繊維発酵工程は、前記植物性繊維材を小片状にする工程と、得られた小片状繊維材と栄養源と発酵菌とを混合して発酵させる工程と、を含む請求項１記載の生ゴミの処理方法。
【請求項６】
前記栄養源は、米糠および／または廃食用油を含む請求項５記載の生ゴミの処理方法。
【請求項７】
前記混合工程は、混合された混合物を篩にかけ篩に残った物を再度混合工程に戻す処理を含む請求項２記載の生ゴミの処理方法。
【請求項８】
前記生ゴミは、魚骨および／または鳥獣骨を含む請求項１記載の生ゴミの処理方法。
【請求項９】
前記混合工程は、さらに、土を加えておこなう請求項２に記載の生ゴミの処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生ゴミの処理方法に関し、詳しくは生ゴミを細菌によって発酵させ分解処理する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
生ゴミの処理方法として、近年、生ゴミを細菌によって発酵させ分解処理する方法が開発されている。この方法によると、例えば生ゴミを焼却処理する方法に比べて石油燃料の使用量が少なくて済み、かつ、安価に処理をおこなうことができる。さらに、発酵による分解処理で得られた生成物は堆肥として使用可能であるため、生ゴミを資源として有効利用することのできる処理方法として注目されている（例えば、特許文献１、２）。
【０００３】
ここで、一般に生ゴミの発酵分解用の発酵菌としては種々の好気性細菌が用いられているが、家庭から出る生ゴミの中で大きな比重を占める残飯の中には多くの水分が含まれており、例えば残飯を多く含む生ゴミを発酵分解する場合には、生ゴミ中の水分量が過剰となって好気性細菌による発酵が良好におこなわれない場合があった。すなわち、生ゴミ中の水分量が多くなると、生ゴミに供給される酸素量が小さくなり、好気性細菌の生育が抑制されるとともに、種々の嫌気性細菌の生育が促進される。これら嫌気性細菌の生育が進行すると、生ゴミが発酵した発酵体に異臭が発生したり、異臭の発生により虫があつまって発酵体に虫が繁殖する等の問題が生じる。このため、一般に発酵により生ゴミを分解する場合、良好な発酵をおこなうためには生ゴミ中の水分量を低く保つ必要があるとされている。
【０００４】
生ゴミ中の水分を調整するために、おがくず等の繊維材を生ゴミ中に混合し、これら繊維材に生ゴミ中の水分を吸収させることも為されているが、繊維材の発酵分解には長時間を要するため、繊維材を含む生ゴミ全体の発酵分解に要する時間が長くなり、多量の生ゴミを同一の処理装置や処理空間で処理することが困難となる問題があった。
【特許文献１】特開２００２−３６１２１４号公報
【特許文献２】特開２００２−３０１４４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、生ゴミの発酵分解を、虫や異臭の発生を押さえつつ迅速に行うことのできる生ゴミ処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の生ゴミの処理方は、植物性繊維材を発酵菌で発酵させ機械的強度を低下させて発酵繊維材を作る繊維発酵工程と、発酵繊維材と生ゴミとを混合し生ゴミを発酵分解させて該発酵繊維材と一体化した粉末状の発酵体を得る本発酵工程と、を実施することを特徴とする。
【０００７】
上記本発酵工程は、上記発酵繊維材と上記生ゴミとを機械的に混合する混合工程と、混合工程により得られた混合物を空気の存在下で発酵させる後発酵工程と、からなる工程とすることができる。
【０００８】
上記後発酵工程は、上記混合物の内部に強制的に空気を供与しつつおこなうことが好ましい。
【０００９】
上記本発酵工程は、５０〜７０℃でおこなうことが好ましい。
【００１０】
上記繊維発酵工程は、上記植物性繊維材を小片状にする工程と、得られた小片状繊維材と栄養源と発酵菌とを混合して発酵させる工程と、を含む工程とすることができる。
【００１１】
上記栄養源は、米糠および／または廃食用油を含むことが好ましい。
【００１２】
上記混合工程は、混合された混合物を篩にかけ篩に残った物を再度混合工程に戻す処理を含むことが好ましい。
【００１３】
上記生ゴミは、魚骨および／または鳥獣骨を含むものとすることができる。
【００１４】
上記混合工程は、さらに、土を加えておこなうことが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の生ゴミの処理方法によると、本発酵工程において、生ゴミに発酵繊維材を混合して発酵分解をおこなうことで、生ゴミ中の水分が発酵繊維材に吸収される。このため、発酵繊維材の量を適宜調整することで、生ゴミの水分量を所望の水分量に調整することができる。その結果、発酵菌の生育を促進しつつ嫌気性細菌等の発酵菌以外の細菌の生育を抑制することができ、生ゴミの発酵分解を虫や異臭の発生を押さえつつ行うことが可能となる。
【００１６】
また、植物性繊維材は発酵菌で予め発酵させて機械的強度を低下させているので、本発酵工程に供したときには既に分解された状態となっている。従って、繊維材を用いるにも関わらず発酵工程は迅速におこなわれることとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の生ゴミの処理方法は、繊維発酵工程と、本発酵工程とを有する。
【００１８】
このうち、繊維発酵工程は、植物性繊維材を発酵菌で発酵させ機械的強度を低下させて発酵繊維材を作る工程である。この繊維発酵工程は、使用する植物性繊維材の含水量に応じて、水を添加しておこなうこともできる。
【００１９】
繊維発酵工程で用いられる植物性繊維材としては、発酵菌で発酵可能な既知の種々のものから選択して用いることができる。このような植物性繊維材としては、例えば、紙、おがくず、パルプ、繊維屑、籾殻等のものを挙げることができる。このうち紙、特に新聞紙等の古紙は、容易且つ安価に入手することができるとともに水分をよく吸収し、さらに、発酵菌によって比較的容易に分解されるため、特に好ましく用いられる。
【００２０】
発酵菌としては、好気性の細菌であり、酵母菌、放線菌等、通常生ゴミの分解に用いられるものを１種又は複数種選択して使用することができる。なお、上述したようにこの発酵菌によって植物性繊維材を分解するため、植物性繊維材の機械的強度を低下できる菌が少なくとも１種含まれるものとする。
【００２１】
なお、この発酵菌は所望する菌又は複数種の菌からなる菌群を培養するなどして予め準備したものを用いることもできる。しかし、例えば一定の空間で上述した繊維発酵工程をおこなうことでその空間内に発酵菌が増加するため、同一空間で再度繊維発酵工程をおこなう場合には、別途発酵菌を準備しなくても植物性繊維材は空間内の発酵菌により発酵し発酵繊維材となる。
【００２２】
この繊維発酵工程は、植物性繊維材を小片状にする工程と、得られた小片状繊維材と栄養源と発酵菌とを混合して発酵させる工程と、を含む工程から構成されることが好ましい。
【００２３】
植物性繊維材を小片状にして植物性繊維材の体積あたりの表面積を大きくすることで、植物性繊維材を発酵菌と接触し易くし、発酵菌による植物性繊維材の発酵をおこない易くすることができる。そして、小片状繊維材と発酵菌とを混合して植物性繊維材と発酵菌とを均一に混ざり合った状態で発酵させることで、植物性繊維材と発酵菌とをより均一に接触させることができ、植物性繊維材の発酵分解をより促進することができる。
【００２４】
ここで、小片状繊維材と発酵菌とにさらに栄養源を添加することで、発酵菌による植物性繊維材の発酵分解をさらに促進することができる。すなわち、植物性繊維材は一般に澱粉やセルロース等の炭素成分を多く含み、発酵菌が生育する際には主に炭素源となる。その一方、一般にタンパク質等の窒素成分はあまり多く含まないため、植物性繊維材の種類によっては、発酵菌の生育に窒素源が不足する場合がある。また、発酵菌の種類によっては、植物性繊維材を発酵分解し難い菌もあり、この場合には、別途炭素源を添加することで植物性繊維体の発酵が促進される場合もある。したがって、栄養源としては炭素源や窒素源、或いは炭素窒素源となるものが好ましく使用される。特に、米糠は容易且つ安価に入手でき、炭素窒素源として好ましく使用される。そして、廃食用油もまた容易且つ安価に入手することができ、炭素源として好ましく使用することができる。その他、例えば、おから等の豆類の絞り滓や、乾燥させた鳥獣糞等を窒素源や炭素窒素源として用いることもできる。
【００２５】
なお、これらの工程により得られた発酵繊維材は、そのまま後述する本発酵工程に供することもできるし、あるいは、乾燥させた水分量を調整した後に本発酵工程に供することもできる。
【００２６】
本発酵工程は、発酵繊維材と生ゴミとを混合し生ゴミを発酵分解させて発酵繊維材と一体化した粉末状の発酵体を得る工程である。
【００２７】
生ゴミは、食品を調理する際に出る野菜や果物の皮や切れ端、魚骨や鳥獣骨、魚肉や鳥獣肉、調理され提供された食品の残飯等に代表される、植物や動物、微生物に由来する加熱物あるいは非加熱物を用いることができる。
【００２８】
本発酵工程において、上述した発酵繊維材と生ゴミとを混合することで、生ゴミに含まれる水分が発酵繊維材に吸収されるとともに、発酵繊維材に含まれる発酵菌が生ゴミ中に分散される。このとき、発酵菌が生ゴミ中に含まれる各種成分を栄養源として生育することで生ゴミが発酵分解され、発酵繊維材と一体化した発酵体が生成する。またこのとき、生ゴミは発酵菌により発酵分解されて粉末状となり、上述した繊維発酵工程で機械的強度が低下し脆いものなっている発酵繊維材もまた同様に粉末状となる。したがって、生ゴミが発酵分解されて生成した発酵体は発酵繊維材と一体化されたものとなり、且つ、粉末状のものとなる。なお、ここでいう一体化とは、粉末化された発酵体と粉末化された発酵繊維剤とが全体として一体化されていることをいう。すなわち、粉末化され細片状となった個々の発酵体が同じく細片状となった個々の発酵繊維材と一体化されているものだけでなく、例えば、粉末状の発酵体が粉末状の発酵繊維材と混合され発酵体が発酵繊維材と一体に混合された状態のものも発酵繊維材と一体化された発酵体と呼ぶものとする。
【００２９】
発酵繊維材と生ゴミとの混合は、既知の構造の混合装置を用いておこなうこともできるし、あるいは、例えば鍬や鋤等の器具を用いて手動でおこなうこともできる。
【００３０】
本発明の生ゴミの処理方法は、繊維発酵工程と本発酵工程とを実施することによって、生ゴミの水分量を所望の水分量に調整するように生ゴミ中の水分を発酵繊維材に吸収させつつ発酵分解をおこなうことができ、嫌気性細菌等の発酵菌以外の細菌の生育を抑制しつつ発酵菌による生ゴミの発酵分解をおこなうことができる。したがって、生ゴミの発酵分解を異臭や虫の発生を抑止しつつおこなうことが可能となる。さらに、植物性繊維材は繊維発酵工程で発酵菌により予め発酵しているため、その機械的強度は低下した状態で本発酵工程に供される。したがって、本発酵工程においてさらに植物性繊維材を分解する必要はなく、繊維材を用いて水分の吸収をおこなうにも関わらず発酵工程は迅速におこなわれることとなる。
【００３１】
この本発酵工程は、混合工程と後発酵工程とから構成することができる。混合工程は、発酵繊維材と生ゴミとを機械的に混合する工程であり、後発酵工程は混合工程により得られた混合物を空気の存在下で発酵させる工程である。
【００３２】
このうち、混合工程においては、生ゴミの発酵分解は混合されつつ進行するため、生ゴミと発酵菌を含む発酵繊維材とは均一に接触する。したがって、発酵を混合しつつおこなわない場合よりも、より迅速に生ゴミの発酵分解をおこなうことが可能となる。
【００３３】
ここで、従来の生ゴミ処理方法では、魚骨や鳥獣骨等の発酵分解には非常に長い時間を要するため、魚骨や鳥獣骨等を含む生ゴミの処理は非常に困難なものとされていた。しかし、本発明の生ゴミの処理方法によると、上述したように混合工程によって発酵菌と生ゴミとが均一に接触するため、従来発酵分解し難いとされていた魚骨や鳥獣骨等を含む生ゴミであっても迅速に発酵分解することが可能となる。そしてさらに、混合工程を長く設けることで魚骨や鳥獣骨等を多く含む生ゴミであっても迅速に発酵分解することが可能となる。なお、魚骨や鳥獣骨より発酵され易い材料、例えば野菜や果物の皮や切れ端等がさらに生ゴミ中に含まれる場合には、これら発酵され易い材料によって発酵菌が生育し菌数が増加するため、発酵菌による魚骨や鳥獣骨等の発酵分解され難い材料の発酵分解は進行する。したがって、本発酵工程に供する生ゴミには、魚骨や鳥獣骨とともに魚骨や鳥獣骨より発酵されやすい材料を含むことが好ましい。
【００３４】
また、この混合工程における混合頻度や混合工程の長さ等は、生ゴミの種類によって適宜設定することができる。混合頻度を高くする程より迅速に発酵分解が行われ、混合工程を長く行う程より発酵分解しにくいものを発酵分解することができる。
【００３５】
さらに、混合工程は、混合された混合物を篩にかけ篩に残った物を再度混合工程に戻す処理を含む工程とすることが好ましい。上述したように、混合工程が良好に進行すると生ゴミは発酵菌により発酵分解されて粉末状に近づき、上述した繊維発酵工程で機械的強度が低下し脆いものなっている発酵繊維材もまた同様に粉末状に近づく。したがって、混合工程で混合された混合物を篩にかけた時に篩を通過したものは発酵が進行している部分とみなし、篩に残ったものは発酵が充分でない部分とみなすことができる。このため、混合物を篩にかけ、篩に残ったものを再度混合工程に戻すことで、発酵が良好に進行していないもののみを再度混合工程に供することとなるため、効率よく発酵分解をおこなうことが可能となる。
【００３６】
また、混合工程は、さらに、土を加えておこなうことが好ましい。混合工程を土を加えておこなう場合には、土が生ゴミおよび発酵繊維材に対してバインダのように作用し、混合工程で粉末状になりつつある生ゴミおよび発酵繊維材の小片の表面が土によってコートされる。このため、これらが互いに凝着し合うことが防止されて、粉末状の混合物、あるいは、粉末状の発酵体を容易に得ることができる。
【００３７】
ここで用いる土は、発酵菌を含むものであっても良いし、或いは発酵菌を含まないものであっても良い。例えば、発酵菌を含まない土を加える場合には、上述したように土によりバインダ様の作用が得られ、発酵菌を含む土を加える場合には、発酵紙由来の発酵菌だけでなく土由来の発酵菌によっても生ゴミの発酵をおこなうことができるため、生ゴミの発酵をより迅速且つ良好におこなうことができる。
【００３８】
本発明の生ゴミの処理方法において、本発酵工程を混合工程のみから構成することもできる。この場合には、本発酵工程の全部が混合されつつおこなわれることとなり、発酵分解がより迅速におこなわれる。しかし一方、混合工程において混合に要する労力や装置の運転コストが高くなる問題もある。したがって、混合工程によってある程度にまで発酵分解が進行した後に、混合物を後分解工程に供することで、比較的安いコストで生ゴミの発酵分解をおこなうことができる。さらに、例えば混合工程を混合装置内でおこなう場合には、生ゴミと発酵繊維材との混合物の発酵がある程度進行した状態で混合装置から他の発酵槽等に移し後発酵工程をおこなうことで、混合装置によって新たな生ゴミおよび発酵繊維材を混合することができ、発酵分解工程を効率よくおこなうことが可能となる。
【００３９】
後発酵工程は、混合工程で充分に混合されて得られた混合物を空気の存在下で発酵させる工程である。この後発酵工程においては、混合工程で得られた混合物をさらに発酵させ、混合物のほぼ全部を発酵体とする。この後発酵工程は、前記混合物の内部に強制的に空気を供与しつつおこなうことが好ましい。上述したように、本発酵工程に使用する発酵菌は好気性の細菌であるため、混合物の内部に強制的に空気を供給することで発酵菌の生育がよりおこなわれ易くなり、発酵がより進行するからである。
【００４０】
また、上述した混合工程と同様に、後発酵工程においても混合物を篩にかける工程を実施することもできる。この場合、篩を通過した混合物のみを発酵体とし、篩に残った混合物を再度後発酵工程に戻すこともできる。さらに、篩を通過した混合物のみを集め、さらに発酵させて発酵体とすることもできる。この場合には、発酵体は発酵の進行度がほぼ同程度のもののみで構成されることとなり、例えば発酵体を堆肥として使用する場合等に品質を均一化することができる。
【００４１】
本発明の生ゴミの処理方法において、本発酵工程は５０〜７０℃でおこなうことが好ましい。発酵菌が順調に生育し、生ゴミの発酵が進行している場合、発酵している生ゴミは５０〜７０℃程度に発熱する。この温度範囲は発酵菌の生育に適する温度であるため、生ゴミの発熱により発酵菌の生育はさらに促進され、発酵菌による生ゴミの発酵分解はさらに促進される。また、生ゴミが発熱することで、生ゴミ中の水分の蒸発が進行するため、発酵菌による生ゴミの発酵分解はよりおこなわれ易くなるとともに発酵分解により得られた発酵体は水分の含有量が低くなり粉体化されたものとなる。
【００４２】
発酵している生ゴミの温度がこの範囲に満たない場合には、５０〜７０℃程度に加熱しつつ本発酵工程をおこなうことで、発酵菌の生育が促進されて生ゴミの発酵分解が促進される。
【実施例】
【００４３】
以下、本発明の生ゴミの処理方法を具体的に説明する。
【００４４】
（実施例１）
本発明の実施例１の生ゴミの処理方法を以下に示す。
（１）繊維発酵工程
（１−Ａ）裁断工程
古紙１０ｋｇを裁断機にて裁断し、小片状の植物性繊維材片を形成した。
【００４５】
（１−Ｂ）前発酵工程
裁断工程で形成された古紙由来の植物性繊維材片全量に、水約６ｋｇと栄養源としての米糠約１ｋｇを添加し混合して、植物性繊維材、水および米糠からなる混合繊維材を得た。なお、このとき廃食用油やコーヒーかす等を栄養源として加えることもできる。
【００４６】
この混合繊維材をコンクリート製の繊維発酵槽内に載置し、常温で１週間放置した。このとき、繊維発酵槽が設置された空間中の発酵菌が繊維発酵槽中の混合繊維材に付着して生育し、植物性繊維材の発酵が進行した。１週間の経過後に、混合繊維材を再度混合して全体を空気に曝すとともに混合繊維材中の水分量に応じてさらに水を加え、常温で７週間放置した。７週間の経過後に植物性繊維材のほぼ全体が発酵した発酵繊維材が得られた。得られた発酵繊維材を陰干しし乾燥さて水分量を調整した。
（２）本発酵工程
（２−Ａ）混合工程
前発酵工程で得られた乾燥した発酵繊維材１０ｋｇに対して生ゴミ約３０ｋｇと山土約４ｋｇを加えて混合装置で約７時間混合した。生ゴミとしては、主に野菜や果物米飯、食肉等からなる残飯を含み、魚骨や鳥獣骨を含まないものを用いた。生ゴミ中には、野菜１０重量部、果物２重量部、米飯１５重量部、その他のもの（例えば、畜肉等）３重量部が含まれていた。また、山土としては粘土を多く含むものを用いた。なお、本混合工程において、混合は１．５分に１回の割合でおこなった。７時間後、得られた混合物は数ミリオーダーの小片となった。
【００４７】
（２−Ｂ）後発酵工程
混合工程で得られた混合物を後発酵槽に移し、混合物内部に空気を供給しつつ１週間発酵させた。このとき、空気の供給量は発酵の進行に応じて適宜調整した。１週間の経過後に、細かい細片状の前発酵体が得られた。得られた前発酵体を篩にかけ、篩を通過した粉末状の前発酵体のみを別の発酵槽に載置して、さらに１ヶ月発酵させた。１ヶ月の経過後に、発酵繊維材と一体化した微粉末状の発酵体が得られた。この発酵体は無臭の微粉末であった。
【００４８】
（実施例２）
本実施例２の生ゴミの処理方法は、本発酵工程で用いた生ゴミの種類以外は実施例１と同じ方法である。本実施例２において、生ゴミとしては実施例１と同じ生ゴミ１００重量部に１５０重量部の魚アラを混合したものを用いた。なお、この魚アラは魚骨および魚肉を含むものであり、魚アラ１００重量部中に２０重量部の魚骨が含まれるものである。本実施例２の生ゴミの処理方法によると、通常発酵分解し難いとされている魚骨を含む生ゴミであるにも関わらず、実施例１の方法と同様に後発酵工程終了後には無臭の微粉体状の発酵体が得られた。
【００４９】
（成分評価試験）
実施例１の処理方法で生成した発酵体および実施例２の方法で生成した発酵体の成分を分析した。その結果を表１に示す。
【００５０】
【表１】
2005040768.tif 000002
【００５１】
表１に示される結果から、実施例１および実施例２の処理方法により生ゴミを発酵分解して得られた発酵体は堆肥に適した性質を持つことがわかる。
【００５２】
また、本実施例１および実施例２の生ゴミの処理方法により得られた発酵体は無臭の微粉末状のものであり、生ゴミの水分が発酵繊維材に吸収されつつ発酵が進行したために虫や異臭の発生もなかった。また、一般に魚骨を含む魚のアラは発酵分解が困難とされ、魚のアラを混入した生ゴミを発酵分解させる為には予め魚のアラを細片状に切断する処理が必要とされている。しかし、本発明の実施例２の生ゴミの処理方法によると、魚のアラを切断することなく直接本発酵工程に供しても、後発酵工程の終了後には微粉体状の発酵体を得ることができた。
【００５３】
また、得られた発酵体は堆肥として使用することができ、資源として有効利用することができる。
【００５４】
さらに、通常生ゴミの焼却処理には、水分の多い生ゴミを乾燥させるために多大な電力を要するが、本発明の生ゴミの処理方法によると、生ゴミの水分は発酵繊維材に吸収されるとともに、発酵により生じた熱で蒸発する。したがって、本発明の生ゴミの処理方法に要する電力は少量で済み、生ゴミの処理を非常に安価に行うことが可能となる。参考までに、本発明の生ゴミの処理方法で、生ゴミ約４１００ｋｇ（内訳は、米飯、野菜屑および果物屑約１８００ｋｇ、魚アラ約２０００ｋｇ、鳥骨約３００ｋｇ）を処理するのに要する電気代は約８５００円である。
【００５５】
さらに、通常魚骨や鳥獣骨を含む生ゴミの発酵分解には長期間を要するが、本実施例１および実施例２の生ゴミの処理方法によると、生ゴミの発酵分解には５週間程度を要するのみであり、生ゴミの発酵分解は迅速におこなわれた。