(57)【要約】【課題】  生ごみ投入作業の煩雑さを低減しかつ多量の生ごみを効率的に処理できる生ごみ処理機を提供する。【解決手段】  生ごみ処理機１が、生ごみ処理部１０と、生ごみ処理部１０に投入する生ごみを仮貯蔵するバッファ２０と、バッファ２０に仮貯蔵された生ごみを所定時間ごとに所定量だけ分割して投入する生ごみ分割投入部３０とを備え、これによって、生ごみ処理部内の母材の重量水分率が急激に変化することなく、生ごみの処理に適した一定範囲の水分率を維持する。【選択図】図１
2005028318.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生ごみ処理部と、
生ごみ処理部に投入する生ごみを仮貯蔵するバッファと、
バッファに仮貯蔵された生ごみを所定時間ごとに所定量だけ分けて前記生ごみ処理部に投入する生ごみ分割投入部とを備えたことを特徴とする生ごみ処理機。
【請求項２】
前記生ごみ分割投入部が分割投入する生ごみの量を調節可能であることを特徴とする、請求項１に記載の生ごみ処理機。
【請求項３】
前記生ごみ分割投入部が分割投入する生ごみの投入間隔を調節可能であることを特徴とする、請求項１に記載の生ごみ処理機。
【請求項４】
生ごみ処理部内の生ごみ処理後の残渣量を測定する重量計を備えると共に、当該生ごみ処理後の母材の重量水分率を測定する水分率計を備え、前記バッファからの生ごみの分割投入量を前記重量計と前記水分率計によって求められた生ごみ処理後の母材の重量水分率が一定の範囲内に収まるように決定する演算手段をさらに備えたことを特徴とする、請求項１に記載の生ごみ処理機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば食堂やレストランで出た多量の生ごみを確実に処理することができる生ごみ処理機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から例えば食堂やレストランで出た多量の生ごみを処理するに当たっていくつかのタイプの生ごみ処理機が使用されている。かかる生ごみ処理機の種類について説明すると、生ごみを堆肥化させるコンポスタイプの生ごみ処理機、好気性の菌の作用を利用して生ごみを消滅（厳密には減量）させる消滅タイプの生ごみ処理機、生ごみを乾燥させて処理する乾燥タイプの生ごみ処理機、生ごみを炭化させて処理する炭化タイプの生ごみ処理機などがあげられる（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
そして、現状ではコンポスタイプの生ごみ処理機は、残渣を頻繁に取り出す必要がある。また、これを二次処理業者に送る手間やコストがかかる。また、乾燥タイプや炭化タイプの生ごみ処理機はヒータ加熱に際して大きな消費電力を必要とするため、省エネの観点から現状では余り普及していない。一方、消滅タイプの生ごみ処理機は生ごみを毎日連続投入できる高減量率（９０％乃至９５％）の生ごみ処理機であり、残渣取り出し量の少ない特徴があるので現在注目されつつある。
【０００４】
かかる消滅タイプの生ごみ処理機は生ごみ処理部の下方に菌床（母材）をひき、菌床に繁殖した好気性の中温菌や高温菌（微生物）による生ごみ処理作用を利用するとともに生ごみ自体に付着した好気性の中温菌や高温菌による生ごみ処理作用を利用して生ごみの処理を行うようになっている。そして、生ごみ処理部内が適当な温度に保たれるとともに生ごみ処理部内の生ごみの水分率が例えば重量水分率で３０％乃至５０％と適切な範囲内に保たれていれば、好気性の中温菌や高温菌が誘導期、対数増幅期、定常期、死滅期を繰り返して生ごみや母材中に常に理想的な密度で分布し、かつ好気性の中温菌や高温菌がそれ自身適当に発熱しながら発酵し、生ごみを効率的に処理していく。
【０００５】
理想的には生ごみ処理機に投入した生ごみの９０％乃至９５％程度が例えば丸一日で消滅するのが望ましい。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−３４６５１７号公報（第４−７頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、実際には生ごみはまとまって生じるため、生ごみ処理機に大量の生ごみが一度に投入される場合が多い。一度に処理槽の母材容積に合っていない大量の生ごみを投入すると生ごみ処理機内部の菌相に変化をもたらす可能性が高く、効率的な生ごみ処理に悪影響を与える。具体的には、生ごみ自体の重量水分率は平均８０％とかなり高いので、一度に多量の生ごみを投入すると、その生ごみを持つ水分で生ごみ処理機内の母材の重量水分率が急激に上昇する。すなわち、母材の種類によって多少異なるが、母材の重量水分率が最適とされている例えば３０％乃至５０％の範囲を逸脱するように変動する。また、生ごみ処理機内部を温水ジャケットで囲繞して内部の温度管理を行っていたとしても、大量の生ごみが一度に投入されることで当該ジャケットの温度管理能力を超えて菌床（母材）の温度が急激に低下することも起こり得る。
【０００８】
上述のような生ごみの水分率の急激な上昇など、母材の環境条件が急激に変動すると好気性の中温菌や高温菌の菌相から嫌気菌の菌相へと変化し易くなる。このため中温菌や高温菌の発酵熱で生ごみを処理している生ごみ処理機が機能不全に陥ることになる。また、一旦嫌気菌の過多状態へと菌相が変化すると、ｐＨが酸性となり菌相を元に戻すのは容易ではなくなる。
【０００９】
そのため、現状の生ごみ処理機では一日当りで処理できる最大投入量に厳格な制限が課せられている。さらに、処理能力の小さい生ごみ処理機の場合は分割投入量を考える必要性もあった。このように生ごみ処理機に投入できる１回の生ごみの量は母材の容積に対応して制約されているため、この制約のために生ごみ処理機の使用者は大量に出た生ごみを数度に分けて入れなくてはならず、生ごみ処理作業の煩雑さが問題となっている。
【００１０】
本発明の目的は、生ごみ処理作業の煩雑さを低減しかつ多量の生ごみを効率的に処理できる生ごみ処理機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した課題を解決するために、本発明にかかる生ごみ処理機は、生ごみ処理部と、生ごみ処理部に投入する生ごみを仮貯蔵するバッファと、バッファに仮貯蔵された生ごみを生ごみ処理部に所定時間ごとに所定量だけ分けて投入する生ごみ分割投入部とを備えている。
【００１２】
処理すべき多量の生ごみをバッファに一旦まとめて仮貯蔵し、このバッファから所定時間ごとに生ごみを分割して生ごみ処理部に投入するようになっている。これによって、生ごみ処理部内の母材の重量水分率が急激に変化することなく、生ごみの処理に適した一定範囲の重量水分率を維持する。母材の重量水分率を適正範囲内に維持することで嫌気菌の発生を抑えつつ高温菌や中温菌を活発に発酵させ、菌相を急激に変化させることなく生ごみを効率的に処理していく。
【００１３】
また、本発明の請求項２に記載の生ごみ処理機は、請求項１に記載の生ごみ処理機において、生ごみ分割投入部が分割投入する生ごみの量を調節可能である。
【００１４】
生ごみが投入されて処理されるごとに有機物と無機物からなる僅かな量の生ごみが母材とともに残渣として堆積していく。その結果、母材と生ごみを合わせた残渣量が経時的に増加していく。従って、一定間隔ごとに分割投入する生ごみの量を生ごみ処理後の残渣の増加分に応じて調節する（増やす）ことで母材の水分率をほぼ一定の変動度合いに抑えることができる。そのため、簡易な構成で母材の重量水分率の変動を適正な範囲内に保つことができ、生ごみの効率的な処理を長期にわたって可能とする。また、残渣の増加量に応じて生ごみの分割投入量を調節する（増やす）ことで、例えば一日当りの生ごみの処理能力を経時的に向上させていくことができる。
【００１５】
また、本発明の請求項３に記載の生ごみ処理機は、請求項１に記載の生ごみ処理機において、生ごみ分割投入部が分割投入する生ごみの投入間隔を調節可能である。
【００１６】
請求項２に記載したように、生ごみ処理後の母材と生ごみを合わせた残渣が生ごみ処理部内において経時的に増加していく。そのため、一定量分割投入する生ごみの投入間隔を残渣の増加分に応じて調節する（短くする）ことで母材の水分率をほぼ一定の変動度合いに抑えることができる。従って、簡易な構成で母材の重量水分率の変動を適正範囲に保つことができ、生ごみの効率的な処理を長期にわたって可能とする。また、残渣の増加量に応じて生ごみの分割投入間隔を調節する（短くする）ことで、例えば一日当りの生ごみの処理能力を経時的に向上させていくことができる。
【００１７】
また、本発明の請求項４に記載の生ごみ処理機は、請求項１に記載の生ごみ処理機において、生ごみ処理部内の生ごみ処理後における残渣量を測定する重量計を備えると共に、母材の重量水分率を測定する水分率計を備え、重量計と水分率計によって求められた生ごみ処理後の母材の重量水分率が一定の範囲内に収まるようにバッファからの生ごみの分割投入量を決定する演算手段をさらに備えている。
【００１８】
生ごみ処理機が水分率計と重量計を備えることで生ごみの残渣が増加しても生ごみ処理後の母材の重量水分率を常に正確に測定することができる。そして、この測定結果に基づき母材の水分率の変動を生ごみ処理に適した範囲内に抑えるように最適な生ごみ分割投入量を生ごみ分割投入ごとに算出することができ、高処理型の生ごみ処理機を実現できる。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したように、本発明にかかる生ごみ処理機は、処理すべき多量の生ごみをバッファに一旦まとめて仮貯蔵し、このバッファから所定時間ごとに生ごみを分割して生ごみ処理部に投入するようになっている。これによって、生ごみ処理部内の母材の重量水分率が急激に変化することなく、生ごみの処理に適した一定範囲の重量水分率を維持することができる。そして、母材の重量水分率をこの適正範囲内に維持することで嫌気菌の発生を抑えつつ高温菌や中温菌を活発に発酵させ、菌相を急激に変化させることなく生ごみを効率的に処理することを可能とする。
【００２０】
なお、生ごみが投入されて処理されるごとに有機物と無機物からなる僅かな量の生ごみが残渣として堆積していく。その結果、母材と生ごみを合わせた残渣が経時的に増加していく。
【００２１】
しかしながら、本発明の請求項２に記載の生ごみ処理機は、分割投入する生ごみの投入量を生ごみ処理後の残渣の増加分に応じて調節する（増やす）ことで、母材の水分率をほぼ一定の変動度合いに抑えることができる。そのため、簡易な構成で母材の重量水分率の変動を適正な範囲内に保つことができ、生ごみの効率的な処理を長期にわたって可能とする。また、残渣の増加量に応じて生ごみの分割投入量を調節する（増やす）ことで、例えば一日当りの生ごみの処理能力を経時的に向上させることが可能となる。
【００２２】
また、本発明の請求項３に記載の生ごみ処理機は、生ごみ処理後の残渣の増加分に応じて分割投入部から生ごみ処理部に投入される生ごみの投入間隔を調節する（短くする）ことで母材の水分率をほぼ一定の変動度合いに抑えることができる。従って、簡易な構成で母材の重量水分率の変動を適正範囲に保つことができ、生ごみの効率的な処理を長期にわたって可能とする。また、残渣の増加量に応じて生ごみの分割投入間隔を調節する（短くする）ことで、例えば一日当りの生ごみの処理能力を経時的に向上させていくことが可能となる
また、本発明の請求項４に記載の生ごみ処理機は、生ごみ処理機が水分率計と重量計を備えることで生ごみの残渣が増加しても生ごみ処理後の母材の重量水分率を常に正確に測定することができる。そして、この測定結果に基づき母材の水分率の変動を生ごみ処理に適した範囲内に抑えるように最適な生ごみ分割投入量を生ごみ分割投入ごとに算出することができ、高処理型の生ごみ処理機を実現可能とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の一実施形態にかかる生ごみ処理機について図面に基づいて説明する。本発明の一実施形態にかかる生ごみ処理機１は、図１に示すように、生ごみ処理機１の本体をなす生ごみ処理部１０と、生ごみ処理部１０の一部（図中上部）に設置され、投入される生ごみＧをまとめて一時的に仮貯蔵しておくバッファ２０と、生ごみ処理部１０とバッファ２０との間に配設され、バッファ２０から一定量の生ごみを所定間隔ごとに生ごみ処理部１０に分割投入する分割投入部３０とから構成されている。
【００２４】
生ごみ処理部１０は例えば鉄でできた箱型形状を有し、内部に生ごみ処理用の一定の空間を備えている。そして、生ごみ処理部１０の下方には生ごみ処理部内の温度を一定に保つための温水ジャケット１１が備わっている。また、生ごみ処理部内の生ごみ処理用空間の下方部分には生ごみを処理するための母材（菌床）Ｂがひかれている。すなわち、生ごみ処理部１０は生ごみを分解する処理槽としての役目を果たしている。
【００２５】
また、生ごみ処理部内の母材の上方には投入される生ごみを攪拌する攪拌機１２が備わっている。攪拌機１２は、生ごみ処理部内に水平に設置されたシャフト１２ａと、当該シャフト１２ａに一定の間隔で設けられた複数の攪拌パドル１２ｂと、当該シャフト１２ａ及び攪拌パドル１２ｂを一定の回転数で回転させるモータ１２ｃとからなる。なお、攪拌機１２は、母材及び生ごみに含まれた好気性の菌（中温菌や高温菌）が発酵しやすくするための役割を果たし、槽内において生ごみが混入した母材に空気を供給して生ごみ処理を促進させるためのものである。そして、生ごみ処理部内に投入された生ごみは攪拌機１２で攪拌されることで母材と混合し残渣Ｒになる。これが攪拌中、菌の発酵熱により残渣の水分が水蒸気になり、有機物は発酵で分解されて減少する処理がなされるようになっている。
【００２６】
また、生ごみ処理部１０には、処理部内部の下方から側方を経て上方までダクト１３が配設されており、ダクト１３の所定部分には外気と連通する吸気孔１３ａ及び外部排気孔１３ｂ，１３ｃが備わっている。また、生ごみ処理部内部にはダクト１３と生ごみ処理部内とを連通する内部排気孔１３ｄが備わっている。ダクト１３及び吸気孔１３ａ並びに排気孔１３ｂ〜１３ｄは、発酵した生ごみの発酵熱を処理機外部に逃がすと共に外気を取り込む役目を果たしている。すなわち、生ごみが発酵する際に発生する高温のＣＯ２と水蒸気は内部排気孔１３ｄ、ダクト１３を介して外部排気孔１３ｂ，１３ｃから排気され、温水ジャケット１１と協働して生ごみ処理部内の生ごみの温度をほぼ一定に保つようになっている。なお、ダクト１３には脱臭用の白金触媒１３ｅが備わっており、悪臭がそのまま外気に放出されるのを阻止している。
【００２７】
また、図１に示す攪拌機近傍に備わった温度計５１は生ごみ処理部内の母材の温度を測定して生ごみ処理部内の温度管理を行うためのセンサである。温度計５１は例えば熱電対や白金測温体からなり、母材の温度を適時測定可能となっている。
【００２８】
温水ジャケット１１内にはウォーターヒータ１４が設置され、当該ヒータ１４の動作／非動作によって生ごみ処理部本体内の温度をある程度積極的に管理可能としている。
【００２９】
上述のように、生ごみ処理機１の内部は温水ジャケット１１で覆われているため、母材の温度があまり急激に変化することがない。つまり、菌の発酵温度に関しては温水ジャケット１１で管理しているので特別な問題が生じないようになっている。また、温水ジャケット内のヒータ１４だけでは温度管理が不十分な場合に備えて、上述したように熱交換用の外部排気孔１３ｂ，１３ｃがダクト内の２ヶ所に設けられ、生ごみ処理部１０が高温になった場合に外部排気孔１３ｂ，１３ｃからの放熱を可能としている。
【００３０】
一方、図１においては、生ごみ処理部内部の攪拌部近傍に水分率計５２が図示されるとともに、生ごみ処理機１の下面に２つの重量計５３が図示されている。また、生ごみ処理部内の上方には距離センサ５４が図示されている。なお、同図に示す水分率計５２は母材の重量水分率（母材に含まれている水分重量／母材重量）を測定するためのものであり、重量計５３及び距離センサ５４は生ごみ処理機１の重量や母材の距離を測定することで生ごみ処理後の残渣の増加分を算出するためのものである。しかしながら、本実施形態においてはこれらの水分率計５２及び重量計５３（距離センサ５４）を必須の構成要素とはされない。なお、水分率計５２及び重量計５３（距離センサ５４）を必須の構成要素とする場合については、後述する本実施形態の変形例において説明する。
【００３１】
続いて、図１及び図２に示すバッファ２０について説明する。バッファ２０は生ごみ処理に先立ち、生ごみをまとめて仮貯蔵しておく役目を果たすとともに、後述する分割投入部３０と協働して一定量の生ごみを所定間隔ごとに生ごみ処理部１０に分割投入するバッチ投入装置としての役目も果たしている。バッファ２０は、生ごみ処理部１０の容積よりも小型の容積を有した筐体形状をなし、上述したように生ごみ処理部１０の上部に設置されている。バッファ２０には開閉扉２１が設けられ、多量の生ごみをまとめてバッファ内に仮貯蔵できるようになっている。また、バッファ内には生ごみ処理部１０の攪拌機１２と同等の構成を有する破砕機２２が備わっている。破砕機２２は、シャフト２２ａ、当該シャフト２２ａに所定の間隔で設けられた鋭利な破砕パドル２２ｂ、及びシャフト２２ａ及び破砕パドル２２ｂを一定の回転数で回転させるモータ２２ｃとから構成されている。そして、一旦まとめてバッファ内に入れられた生ごみは、鋭利な破砕機２２によってある程度細かく破砕されながらバッファ内に仮貯蔵されるようになっている。すなわち、バッファ２０に生ごみが投入される前に、破砕パドル２２ｂの回転で生ごみを粉砕し、分割投入される生ごみを細かくすることで生ごみの表面積を大きくし、菌の分解をし易くする。
【００３２】
なお、バッファ２０の下部に水切り用のドレン（図示せず）を設け、バッファ内での生ごみ貯蔵段階における余分な水分を排出することが好ましい。
【００３３】
生ごみ分割投入部３０は、上述したようにバッファ２０と生ごみ処理部１０との間に配設され、所定間隔で所定時間だけ開閉する投入スライダ３１（３１ａ，３１ｂ）、投入スライダ３１を開閉するボールネジ付きのモータ３２（３２ａ，３２ｂ）、モータ３２を制御するとともに攪拌機１２や破砕機２２を制御する制御手段（演算手段）４０とから構成されている。なお、図２においては本実施形態の変形例で紹介する水分率計５２及び重量計５３を二点鎖線で付加的に示している。
【００３４】
生ごみ分割投入部３０の投入スライダ３１はガイド部（図示せず）に沿って互いに離間可能な２つの投入スライダ３１ａ，３１ｂからなる。そして、投入スライダ３１ａ，３１ｂがガイド部に沿って一定時間だけ互いに離間するようにスライドすることでバッファ２０と生ごみ処理部１０との連結部に設けられた投入口１０ａ（図２参照）を一部開放し、これによってバッファ内に仮貯蔵された生ごみの一部を生ごみ処理部内に分割投入するようになっている。すなわち、投入スライダ３１が制御手段４０の演算手段及び時間計測手段によって所定間隔で一定時間開くことで、バッファ内にまとめて投入された生ごみが所定量だけ生ごみ処理部内に定期的に落とし込まれるようになっている。
【００３５】
以下、生ごみの分割投入に関する具体例について説明する。なお、以下の説明においては母材の許容重量水分率を３０％乃至５０％とする。また、母材の定常的な（適正な）水分率を４０％とする。ここで生ごみの分割投入量と母材の重量水分率の変化との関係は以下の式（１）で表される。また、本具体例の理解を容易にするために、残渣の重量と母材の重量水分率との関係を図３に示す。
【００３６】
ρｏ＝（ρ×Ｍ＋０．８×Ｍｏ）／（Ｍ＋Ｍｏ）・・・（１）
Ｍ：残渣の重量
Ｍｏ：投入する生ごみの重量
ρ：母材の重量水分率
ρｏ：生ごみ分割投入後の母材の重量水分率
なお、ここでいう「残渣」とは母材に加えて生ごみ処理後に残った生ごみの有機物と無機物を合わせたものである。
【００３７】
ここで、残渣が初期状態で母材自体の重量、即ち２００ｋｇだけの場合、重量水分率４０％の母材に一定量の生ごみを投入して重量水分率が５０％を一時的にでも超えることのない最大生ごみ投入量Ｍｏは上述の式（１）からＭｏ＝６６．７ｋｇである。本実施形態では一日の処理すべき生ごみが１００ｋｇほど発生したとすると、１００ｋｇの生ごみをバッファ２０に一度に入れて仮貯蔵し、これを一日当り３回に分けて８時間ごとに３３．３ｋｇづつ生ごみ処理部に投入するように分割投入部３０を作動させるとする。このように上述の分割投入部３０によって一日当り３回に分けて分割投入した場合、母材の重量水分率は４０％から４５．７％に上昇するだけでそれ以上上昇することはなく、生ごみ処理後に再び重量水分率が４０％に戻る（図３参照）。そのため、本実施形態の場合、このように生ごみを分割投入することによって母材の重量水分率が５０％を超えないようにし、常に理想的な母材の重量水分率を維持させる。
【００３８】
また、一ヶ月後に生ごみ処理後の残渣が増加して３００ｋｇとなった場合、この場合の母材の重量水分率を４０％とすると、これに一定量の生ごみを投入して母材の重量水分率が一時的にでも５０％を超えないようにするための一ヶ月後の時点での最大生ごみ投入量Ｍｏは、式（１）よりＭｏ＝１００ｋｇである。この場合も一ヶ月後に一日当りの総重量１００ｋｇの生ごみを３３．３ｋｇごとに一日３回に分けて分割投入した場合の母材の重量水分率は式（１）より４０％から４４．０％に上昇するだけでそれ以上上昇することはなく、生ごみ処理後に母材の重量水分率が再び４０％に落ち着く。そのため、このように生ごみを分割投入することによって生ごみ処理後において常に理想的な母材の重量水分率を維持することができる。
【００３９】
また二ヶ月後に残渣が増加して４００ｋｇとなったとすると、この場合の母材の重量水分率を４０％とすると、これに一定量の生ごみを投入した場合に母材の重量水分率が一時的にでも５０％を超えることのない二ヶ月後の時点での最大生ごみ投入量は１３３．３ｋｇである。この場合も二ヶ月後に一日当りの総量１００ｋｇの生ごみを３３．３ｋｇづつ一日３回に分けて分割投入した場合の母材の重量水分率は、式（１）より４０％から４３．１％に上昇するだけでそれ以上上昇することはなく、生ごみ処理後に重量水分率が再び４０％に落ち着く。
【００４０】
ここで生ごみ処理後の残渣の増加について説明する。消滅型の生ごみ処理機では投入された生ごみに対し、一般に８５％乃至９５％程度減量する。９０％の減量率で一日当り１００ｋｇを投入し、土日を除いて一ヶ月当り２０日間生ごみを投入するパターンが標準的な投入パターンであり、これに基いて残渣が徐々に増加していく。また、他の一例として９５％の減量率で１日の生ごみ投入量が１００ｋｇのタイプの生ごみ処理機において一ヶ月当り２０日間生ごみを投入した場合、土日を含めた残渣増加量に換算すると１日当たり約３ｋｇづつ生ごみ処理後の残渣が増加することになる。
【００４１】
ここで生ごみを分割投入していく際における生ごみの残渣の重量は図３に示すように経時的に変化していく。同図に示すように生ごみ分割投入直後に重量が増加し、その後に生ごみに含まれている有機成分がＣＯ２と水蒸気に分解され、水蒸気とＣＯ２はダクト１３を介して外部排気孔１３ｂ，１３ｃから排気され、生ごみ処理部内の残渣の重量が減少していく。これと同時に母材の重量水分率も図のように変化していく。なお、図３は毎回同一量の生ごみを分割投入した場合であって、上述のように母材水分率の変化量が経時的に小さくなっていく現象を強調して図示している。
【００４２】
同図から分かるように、母材の重量水分率は生ごみを大量投入した直後には生ごみに含まれる水分により一時的に上昇する。しかしながら、母材の重量水分率が４０〜５０％の範囲であれば、母材中に生育する中温性や高温性の好気性細菌の活性化が進み、理想的な菌の増殖曲線にならって菌が増える。
【００４３】
このような状態であれば、生ごみの投入後１時間乃至２時間で発酵が始まり、母材温度が上昇し、有機物の分解が促進されて二酸化炭素が排出され、発酵熱により水分の蒸発も促進される。その結果、比較的短時間で生ごみが分解され生ごみ処理を終えることができる。
【００４４】
なお、上述したように生ごみ処理後の残渣は徐々に増加していき、やがて生ごみ処理機内部の容量いっぱいに近づいていくが、例えば、この残渣の増加量を経験的に一定値として予め把握しておき、例えば１年に３回程度の間隔で生ごみ処理機内部の残渣及び母材の一部若しくは全部の交換等を行うようにするのが良い。
【００４５】
一方、従来技術の生ごみ処理機のように生ごみを例えば一日に一回だけで一度に大量投入すると、図４に示す母材の重量水分率の変化から分かるように当該水分率が５０％を超えてしまう。これによって、好気性の菌相から嫌気菌等の他の菌相になる可能性が高い。特に菌相が嫌気菌になるとｐＨが急激に低下し好気性の細菌も減少して生ごみ処理が効率的に行えなくなる。
【００４６】
以上の図３と図４の比較からも明らかなように、本実施形態にかかる生ごみ処理機１の場合、生ごみを分割投入することによって従来の生ごみ処理機とは異なり常に理想的な母材の重量水分率を維持することができ、菌相を変えることなく効率的な生ごみ処理を長期にわたって行うことができる。
【００４７】
以上説明したように本実施形態にかかる生ごみ処理機１は、例えば一日に一回だけバッファ２０にまとめて仮貯蔵した生ごみを分割投入部３０で例えば一日に数回に分けて分割投入するので、一回当たりに投入される生ごみの量が少量となる。このように、生ごみを生ごみ処理部１０に一度に大量投入しないことで残渣の重量水分率が最適範囲から逸脱するのを防ぎ、生ごみ処理の促進を阻害する嫌気菌等の発生を抑制することができる。
【００４８】
続いて、残渣の増加分に応じて分割投入量を調節していく（増やしていく）変形例について説明する。上述の通り、生ごみ処理後の残渣の重量は経時的に徐々に増加していくので、これに対して母材の重量水分率の変動が例えば３０％乃至５０％の範囲内で問題のない重量水分率を維持しつつ定期的に投入する生ごみの分割投入量を残渣の増加量に応じて徐々に増やしていくことも可能である。例えば、上述した具体例では、特定の条件において考えてみると一例として初期状態の一日当りの分割投入量として３３．３ｋｇを投入したときの重量水分率４５．７％となるが、これと同等の重量水分率までの変化を許容する場合、二ヶ月後には一日当りの分割投入量４９．８ｋｇまで分割投入可能で、三ヶ月後には一日当りの分割投入量６６．５ｋｇまで分割投入可能となる。すなわち、二ヶ月後には１００ｋｇの生ごみを２回目の分割投入後若干の時間を経ただけで全て処理できることになる。
【００４９】
なお、分割投入量を増やすに際して、分割投入部３０の投入スライダ３１の開放時間を生ごみの残渣の増加分に応じて長くすることで対応可能である。ここで投入スライダ３１の開閉時間は初期状態からの経過時間を制御手段４０の時間計測手段によって測定し、当該経過時間に基き生ごみ分割投入部３０の投入スライダ３１の開閉を行うモータ３２の動作時間を制御手段４０の演算手段によって算出するのが良い。
【００５０】
図５は、残渣の増加分に応じて生ごみの分割投入量を徐々に増やしていった場合における母材の重量水分率の変化を経時的に示したものである。同図からも分かるように生ごみの分割投入量を残渣の増加量に応じて徐々に増やすことで母材の重量水分率の変動量を経時的に常に一定に保つことができる。
【００５１】
続いて、上述の実施形態の更なる変形例として生ごみ分割投入の間隔を調節する構成について説明する。具体的には、上述した変形例のように生ごみ分割投入部の投入スライダの開放時間を徐々に長くして一定時間ごとに投入される生ごみの投入量を徐々に増加させる代わりに、生ごみ処理後の残渣の増加量に応じて生ごみが分割投入される間隔を徐々に短くしても良い。
【００５２】
例えば、一日当りの生ごみの総量が１００ｋｇの場合、分割投入する生ごみの量を一定量（３３．３ｋｇ）とし、分割投入間隔を最初の一ヶ月は８．０時間ごとにして一日３回投入し、次の一ヶ月は例えば５．３時間ごとにして一日３回投入し、更に次の１ヶ月は４．０時間ごとにして一日３回投入するようにしても良い。
【００５３】
生ごみ処理後の残渣は、例えば母材のみで重量２００ｋｇの初期状態から経時的に増加していくため、同一の生ごみ分割投入量を投入する場合、生ごみ処理後の残渣の増加に応じて母材の重量水分率の変動度合いも小さくなるので、投入間隔を経時的に徐々に短くして同一重量の生ごみをより短い間隔で投入していっても重量水分率の変動を一定の変動量に抑えることができる。
【００５４】
本変形例においても生ごみ処理後の残渣が徐々に増加しても、母材中の重量水分率の変動を大きくても例えば４７％と適正範囲（３０％乃至５０％）内に保つことができる。
【００５５】
これによって、生ごみ処理を効率的に行う役割を果たす例えば中温菌や高温菌などの好気性の菌を常に理想的な生育相に維持しながら適正な割合で長期間繁殖させることができる。これとともに、効率的な生ごみ処理を阻害する嫌気菌の発生も抑えることができる。
【００５６】
このように、上述の実施形態にかかる生ごみ処理装置によると、使用者は生ごみの投入を小刻みに行う必要がなく、例えば一日に一回だけまとめて１００ｋｇの生ごみをバッファに投入してそのまま生ごみ処理機が自動的に生ごみを処理するのを待つだけで良い。これによって、使用者は、従来のように厳密に規制されていた一回当たりの生ごみ投入量に気を使う必要がなくなり、人手による生ごみ処理機への生ごみの小刻みな投入も必要なくなる。そのため、使用者の経験や技量に頼ることなく、常に迅速かつ確実な生ごみ処理を行うことができる。その結果、投入することができなかった生ごみを生ごみ処理機周囲に次の投入時刻まで放置することもなくなり、生ごみの腐敗及び悪臭の発生を防止することもできる。なお、バッファに生ごみを分割投入してもまとめて投入した場合と同様に効率的な生ごみ処理を行えることは言うまでもない。
【００５７】
また、上述の例示的な記載の通り、生ごみ処理後の残渣の増加分に応じて生ごみの分割投入量を増やしたり、分割投入間隔を短くしたりできるので、初期状態からの時間の経過に応じて余分な量の生ごみを処理できるようになる。従って、初期状態においては例えば食堂やレストランの休業日も使って生ごみをバッファに投入したとしても、やがては就業日にのみ生ごみを多めにバッファに投入して処理できるようになり、時間が経つにつれて生ごみを休業日に振り分けてバッファに仮貯蔵する必要もなくなる。
【００５８】
なお、バッファ２０からの生ごみ投入量は投入スライダ３１の開口時間が一定の場合には投入スライダ３１が開口する開口面積を制御手段４０で調整しても良い。若しくは、投入スライダ３１の開口面積が一定の場合には投入スライダ３１が開口する開口時間を制御手段４０で調整しても良い。
【００５９】
続いて、更なる変形例について説明する。本変形例は、上述した実施形態の生ごみ処理機１の構成に加えて、図１の全体構成図及び図２のブロック図で示した水分率計５２及び重量計５３を生ごみ処理機１に付加的に備え、重量計５３によって生ごみ処理機全体の重量を測定することで生ごみ処理後の残渣の重量を正確に求め、水分率計５２によって母材の重量水分率を逐次正確に測定するようになっている。
【００６０】
なお、ここでいう水分率計５２には例えば熱伝導方式の水分量検知センサを用いることが考えられ、重量計５３には例えばロードセルを用いることが考えられる。
【００６１】
水分率計５２及び重量計を生ごみ処理機に付加的に備える点では処理機全体のコスト高とはなるが、残渣の増加量と母材の重量水分率を適時正確に把握することができ、重量水分率が３０％乃至５０％の範囲内において生ごみ分割投入直後に例えば４５％程度の変動度合いに抑えるような分割投入量を常に正確に決定しながら生ごみの分割投入を行うことが可能となる。
【００６２】
なお、本変形例における生ごみの分割投入量も生ごみ分割投入後の母材の重量水分率ρｏ＝０．４５として、式（１）に重量計５３が求めた残渣の重量Ｍ、及び水分率計５２で測定した母材の重量水分率ρを代入して制御手段４０の演算手段で計算することで最適な分割投入量Ｍｏを決定する。
【００６３】
例えば重量計５３によって測定された生ごみ処理後の残渣の重量Ｍ＝３００ｋｇ、このとき水分率計５２で測定した母材の重量水分率ρ＝０．４５の場合、生ごみ分割投入後の（許容される）母材の重量水分率ρｏ＝０．５とすると、式（１）にこれらの値を代入すると生ごみの投入量Ｍｏは最大でＭｏ＝５０ｋｇと決定される。
【００６４】
そして、当該生ごみ分割投入量Ｍｏ（＝５０ｋｇ）に対応する生ごみ分割投入部１０の投入スライダの開放時間を制御手段４０の演算手段から求めて生ごみ分割投入部３０を制御し、この適正量に分割された生ごみを生ごみ処理部１０に投入する。
【００６５】
投入に関しては数時間ごとに一回とか、母材の重量水分率を定期的に測定し、重量水分率が０．４に近づいた時に投入量を決定し、バッファ２０より生ごみを投入するようにしても良い。
【００６６】
なお、上述したように、生ごみ処理後の残渣は徐々に増加していき、やがて生ごみ処理機内部の容量いっぱいに近づいていくが、上述した重量計５３を用いて残渣量を常に把握しておき、例えば１年に３回程度の間隔で生ごみ処理機内部の残渣及び母材の一部若しくは全部の交換等を行うようにするのが良い。
【００６７】
また、上述の重量計５３の代わりに図１に示す超音波やレーザー等を用いた距離センサ５４を生ごみ処理部内部の上方に設けても良い。距離センサ５４を用いて生ごみ処理後の残渣の深さを測定することで間接的に残渣の重量を測定することが可能となる。
【００６８】
なお、生ごみ分割投入部の投入スライダを図６に示すような単一の投入スライダ１３１から構成し、投入スライダ１３１が図示しないガイド部に沿って一方向に一定時間だけスライドすることによってバッファ１２０と生ごみ処理部１１０との間の投入口１１０ａを開き、これによってバッファ内に仮貯蔵された生ごみの一部を生ごみ処理部内に分割投入するようにしても良い。
【００６９】
また、上述のバッファ２０及び生ごみ分割投入部３０の更なる変形例として、図７に示すような構成にしても良い。すなわち、バッファ自体の形状を上述の実施形態と異なり一端が徐々に縮径する裁頭円錐形をなした全体的に円筒形状を有するいわゆるサイロ型のバッファ２２０で構成しても良い。この場面、生ごみを例えばバッファ上部の投入口２２１からまとめて投入することにより、重力の作用で生ごみをバッファ下方に常に仮貯蔵しておくことができる。そして、バッファ下端部と生ごみ処理部２１０との間に設けた投入弁２３０を所定の間隔で一定時間だけ開放することでバッファ内に仮貯蔵された生ごみの一部を定期的に分割投入可能となる。
【００７０】
以上のように本実施形態にかかる生ごみ処理機１及びこの変形例を用いると、使用者は生ごみが発生した時点で上述した生ごみ処理機に備わっているバッファに生ごみをまとめて投入する作業を行うだけで済む。従って、使用者自身が生ごみを一定量ごとに分割する必要もなく、前回投入した時間を意識して次回の生ごみ投入時刻を決定する必要もなくなる。そのため、使用者の経験や技量によらず、常に効率的かつ確実な生ごみ処理を可能とする。
【００７１】
なお、バッファにロードセルや距離センサを更に設けてバッファ内の生ごみ貯蔵量を常に把握しておくことで、より細かな生ごみ分割投入を行うことも可能である。
【００７２】
このように本実施形態にかかる生ごみ処理機及びこの変形例を用いることで母材の適正な重量水分率が維持されて以下の効果を確認することができた。
【００７３】
具体的には安定した養分の維持が可能となった。すなわち、微生物は培養時間で、誘導期・対数増殖期・定常期・死滅期の順に分かれる。定常期にさしかかると菌は増殖を辞め老齢化する。このため発酵速度も遅くなる。従って、余った生ごみは生ごみに付着している菌にとっても栄養となり、増殖しやすくなる。この時にｐＨの低い食品が混在していると嫌気菌などの菌が増殖し、場合によっては菌相が変わることになる。しかしながら、本発明によると必要な生ごみを一定間隔で投入することによって急激な水分率の変化を防ぎ、安定した環境を維持し、母材中の好気性の微生物が理想的なサイクルで増殖、死滅を繰り返すことで嫌気菌などの生ごみ処理に好ましくない他の菌が優勢になることを防ぐことができた。その結果、好気性の中温菌や高温菌からなる微生物を、水分率が４０％〜５０％の母材中で繁殖させることができ、その結果、母材温度を４０°Ｃ前後、母材のｐＨを７〜９と生ごみ処理に関して最適な環境を維持することができた。
【００７４】
このような環境を維持することで、好気性の中温菌や高温菌からなる微生物の生育相で誘導期が短く、対数増殖期も短くして菌数を多くすることができ、その結果、高効率型の生ごみ処理機を実現することができた。なお、生ごみを分割投入するタイミングをこの生育相の周期に合致させることによって、生ごみ処理が更に良好になり、生ごみのより迅速な減量を可能にすることも分かった。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の一実施形態にかかる生ごみ処理機の全体構成を断面で示した図である。
【図２】図１の生ごみ処理機の回路ブロックとバッファ及び分割投入部を示した図である。
【図３】図１に示した生ごみ処理機における生ごみの残渣の重量変化と母材の重量水分率変化を経時的に示した図である。
【図４】従来の生ごみ処理機における生ごみの残渣の重量変化と母材の重量水分率変化を経時的に示した図である。
【図５】図３において生ごみ投入量を徐々に増やした場合における生ごみの残渣の重量変化と母材の重量水分率変化を経時的に示した図である。
【図６】図１に示した生ごみ処理機の分割投入部の変形例を示した図である。
【図７】図１に示した生ごみ処理機の、図６とは異なる分割投入部とバッファとの変形例を示した図である。
【符号の説明】
【００７６】
１    生ごみ処理機
１０    生ごみ処理部
１０ａ    投入口
１１    温水ジャケット
１２    攪拌機
１２ａ    シャフト
１２ｂ    攪拌パドル
１２ｃ    モータ
１３    ダクト
１３ａ    吸気孔
１３ｂ，１３ｃ    外部排気孔
１３ｄ    内部排気孔
１３ｅ    白金触媒
１４    ウォーターヒータ
２０    バッファ
２２    破砕機
２２ａ    シャフト
２２ｂ    破砕パドル
３０    分割投入部
３１    投入スライダ
４０    制御手段
５１    温度計
５２    水分率計
５３    重量計
５４    距離センサ
１１０    生ごみ処理部
１２０    バッファ
１３１    投入スライダ
２１０    生ごみ処理部
２２０    バッファ
２３０    投入弁
Ｂ    母材
Ｇ    生ごみ
【図１】
2005028318.tif 000003
【図２】
2005028318.tif 000004
【図３】
2005028318.tif 000005
【図４】
2005028318.tif 000006
【図５】
2005028318.tif 000007
【図６】
2005028318.tif 000008
【図７】
2005028318.tif 000009