(57)【要約】【課題】食品廃棄物を十分に加熱することのできる食品廃棄物処理装置を提供することを課題とする。【解決手段】食品廃棄物を乾燥させて処理する処理装置１であって、食品廃棄物が投入される処理槽２と、処理槽２内を減圧する減圧ポンプ３と、処理槽２内の食品廃棄物を撹拌する撹拌手段４と、処理槽２の内壁面に沿って形成された配管２３と、圧縮機５１により高温となった冷媒を配管２３に送るヒートポンプユニット５と、攪拌手段４の周囲に巻かれた電熱線４４と、を備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
食品廃棄物を乾燥させて処理する処理装置であって、
食品廃棄物が投入される処理槽と、
前記処理槽内を減圧する減圧手段と、
前記処理槽内の食品廃棄物を撹拌する撹拌手段と、
前記処理槽の内壁面に沿って形成された加熱流路と、
前記加熱流路に送られ食品廃棄物を加熱するための流体を生成するヒートポンプユニットと、
前記処理槽の中心部に設置された加熱手段と、
を備えた、食品廃棄物処理装置。
【請求項２】
前記ヒートポンプユニットは、圧縮機、膨張弁、及び蒸発器を有しており、
前記圧縮機、加熱流路、膨張弁、及び蒸発器がこの順で接続されており、
前記蒸発器は、前記処理槽内で発生する蒸気と前記膨張弁から送られる冷媒とを熱交換させる、請求項１に記載の食品廃棄物処理装置。
【請求項３】
前記ヒートポンプユニットは、圧縮機、凝縮器、膨張弁、蒸発器を有しており、
前記凝縮器において冷媒と熱交換を行なうことで加熱される空気を前記加熱流路へ送り、
前記蒸発器により前記処理槽内から排出される蒸気と前記膨張弁から送られる冷媒とを熱交換させる、請求項１に記載の食品廃棄物処理装置。
【請求項４】
前記ヒートポンプは、圧縮機、凝縮器、膨張弁、蒸発器を有しており、
前記凝縮器において冷媒と熱交換することで加熱される水を前記加熱流路に供給し、
前記蒸発器において冷媒と熱交換することで冷却される水と、前記処理槽内から排出される蒸気とを熱交換させる、請求項１に記載の食品廃棄物処理装置。
【請求項５】
前記加熱流路は、前記処理槽の内壁面に沿って設置された配管により形成された、請求項１から４のいずれかに記載の食品廃棄物処理装置。
【請求項６】
前記処理槽は、内側槽と外側槽との２つの槽から構成されており、
前記加熱流路は、前記内側槽と外側槽との間隙により形成される、請求項１から４のいずれかに記載の食品廃棄物処理装置。
【請求項７】
前記撹拌手段は、前記処理槽の中心部を延びる撹拌ロッドと、前記撹拌ロッドに形成された攪拌羽根と、を有しており、
前記加熱手段は、前記撹拌ロッド及び攪拌羽根の少なくとも一方の周囲に巻かれた電熱線である、請求項１から６のいずれかに記載の食品廃棄物処理装置。
【請求項８】
前記撹拌手段は、前記処理槽の中心部を延び内部が中空である撹拌ロッドと、前記撹拌ロッドに形成された内部が中空である攪拌羽根とを有し、
前記攪拌ロッドと前記攪拌羽根とは、内部が連通しており、
前記加熱手段は、前記撹拌ロッド及び撹拌羽根内に供給される流体である、請求項１から７のいずれかに記載の食品廃棄物処理装置。
【請求項９】
前記処理槽内の液体を排出するための排液手段をさらに備えた、請求項１から８のいずれかに記載の食品廃棄物処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、食品廃棄物処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
食品製造業や、外食産業、家庭内から排出される食品廃棄物を処理するための装置として、例えば、特許文献１に挙げられるような装置が提案されている。この処理装置は、攪拌槽内に食品廃棄物などを投入し、この攪拌槽内の食品廃棄物を攪拌させつつ攪拌槽内を加熱及び減圧して食品廃棄物を処理している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２５８５３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した食品廃棄物処理装置において、攪拌槽内の食品廃棄物を加熱する手段は、攪拌槽の外側面を覆うようにして設置されたガス赤外線バーナ（加熱炉）によって構成されているが、この加熱手段では内部の食品廃棄物の加熱が十分でないといった問題があった。そこで、本発明は、食品廃棄物を十分に加熱することのできる食品廃棄物処理装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る食品廃棄物処理装置は、食品廃棄物を乾燥させて処理する処理装置であって、食品廃棄物が投入される処理槽と、前記処理槽内を減圧する減圧手段と、前記処理槽内の食品廃棄物を撹拌する撹拌手段と、前記処理槽の内壁面に沿って形成された加熱流路と、前記加熱流路に送られ食品廃棄物を加熱するための流体を生成するヒートポンプユニットと、前記処理槽の中心部に設置された加熱手段と、を備えている。
【０００６】
このように構成された食品廃棄物処理装置は、処理槽の内壁面に沿って形成された加熱流路に高温の流体を供給することで食品廃棄物を処理槽の内壁面側から加熱するとともに、処理槽の中心部に設置された加熱手段によって処理槽の中心部からも食品廃棄物を加熱するため、食品廃棄物を十分に加熱することができる。また、食品廃棄物を加熱するための流体はヒートポンプユニットによって生成されるため、従来のように加熱手段としてバーナを用いた装置と比べて、エネルギー使用効率を向上させることができる。なお、加熱流路に供給する流体は、ヒートポンプユニットの圧縮機によって圧縮されることで高温・高圧となった冷媒であってもよいし、ヒートポンプユニットの凝縮器において冷媒と熱交換することで加熱された熱風や温水であってもよい。
【０００７】
上述した食品廃棄物処理装置は、種々の構成を取ることができ、例えば、上記ヒートポンプユニットが、圧縮機、膨張弁、及び蒸発器を有しており、圧縮機、加熱流路、膨張弁、及び蒸発器がこの順で接続されており、蒸発器は、処理槽内で発生する蒸気と膨張弁から送られる冷媒とを熱交換させるような構成とすることができる。この構成によれば、ヒートポンプユニットの圧縮機によって高温・高圧となった冷媒を加熱流路内に送り、この冷媒によって処理槽内の食品廃棄物を加熱することができる。また、処理槽内で食品廃棄物を加熱することによって発生する蒸気を、蒸発器内に流れる冷媒によって冷却させて凝縮液化させることができるため、従来蒸気を凝縮液化するために必要であった冷却塔などが不要とすることができる。
【０００８】
また、ヒートポンプユニットが、圧縮機、凝縮器、膨張弁、蒸発器を有しており、凝縮器において冷媒と熱交換を行なうことで加熱される空気を前記加熱流路へ送り、蒸発器により処理槽内から排出される蒸気と前記膨張弁から送られる冷媒とを熱交換させる構成とすることもできる。この構成によれば、処理槽内で食品廃棄物を加熱することによって発生する蒸気を、蒸発器内に流れる冷媒によって冷却させて凝縮液化させることができるため、従来蒸気を凝縮液化するために必要であった冷却塔などを設置する必要が無くなる。
【０００９】
また、ヒートポンプが、圧縮機、凝縮器、膨張弁、蒸発器を有しており、凝縮器において冷媒と熱交換することで加熱される水を加熱流路に供給し、蒸発器において冷媒と熱交換することで冷却される水と、処理槽内から排出される蒸気とを熱交換させる構成とすることもできる。この構成によれば、処理槽内で食品廃棄物を加熱することによって発生する蒸気を、蒸発器内に流れる冷媒によって冷却された冷水によって冷却させて凝縮液化させることができるため、従来蒸気を凝縮液化するために必要であった冷却塔などを設置する必要が無くなる。
【００１０】
また、上記加熱流路は、処理槽の内壁面に沿って設置された配管により形成することができる。その他にも処理槽を内側槽と外側槽との２つの槽から構成し、この内側槽と外側槽との間隙により加熱流路を形成することもできる。
【００１１】
また、撹拌手段を、処理槽の中心部を延びる撹拌ロッドと撹拌ロッドに形成された攪拌羽根とを有する構成とし、この攪拌ロッドの周囲に巻かれた電熱線を加熱手段とすることができる。この電熱線は攪拌ロッドではなく攪拌羽根の周囲に巻かれていてもよいし、攪拌ロッドと攪拌羽根の双方に巻かれていてもよい。
【００１２】
また、上記撹拌手段は、処理槽の中心部を延び内部が中空である撹拌ロッドと、撹拌ロッドに形成された内部が中空である攪拌羽根とを有し、攪拌ロッドと攪拌羽根とは、内部が連通しており、加熱手段は、撹拌ロッド及び撹拌羽根内に供給される流体である構成とすることができる。なお、この場合、処理槽の中心部から食品廃棄物を加熱するための加熱手段として、電熱線を併用することもできる。
【００１３】
また、上記処理槽内の液体を排出するための排液手段をさらに備えた構成とすることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、食品廃棄物を十分に加熱することのできる食品廃棄物処理装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は第1実施形態に係る食品廃棄物処理装置の概念図である。
【図２】図２は第２実施形態に係る食品廃棄物処理装置の概念図である。
【図３】図３は第３実施形態に係る食品廃棄物処理装置の概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（第１実施形態）
以下、本発明に係る食品廃棄物処理装置の第１実施形態について図１を参照しつつ説明する。なお、図中の矢印は、冷媒や蒸気などの流れ方向を示している。
【００１７】
図１に示すように、本実施形態に係る食品廃棄物処理装置１は、食品廃棄物が投入される処理槽２と、処理槽２内を減圧する減圧ポンプ３と、処理槽２内に投入された食品廃棄物を撹拌する撹拌手段４と、ヒートポンプユニット５と、を備えている。
【００１８】
処理槽２は、水平方向に軸が延びる円筒状であって、食品廃棄物を投入するための投入口２１が上部に形成されており、また、処理後の食品廃棄物を処理槽２から排出するための排出口２２が側面下部に設けられている。これら投入口２１及び排出口２２は、開閉可能な機構となっている。この処理槽２は、ステンレスなどから構成されていることが好ましい。また、処理槽２の内壁面には配管２３が螺旋状に設置されており、この配管２３内には後述するヒートポンプユニット５の圧縮機５１によって高温・高圧の気体となった冷媒が流れるように構成されている。処理槽２内には、処理後などに液体などが溜まっていることがあるが、この液体を排出するための排液機構が設けられていることが好ましい。この排液機構は、単に処理槽２に形成された排液管であってもよいし、処理槽２を回転させて遠心力により処理槽２の外周面に形成された排液口から排液するような機構とすることもできる。処理槽２の容量は、特に限定されるものではないが、例えば、６００〜１０００Lとすることが好ましい。
【００１９】
処理槽２内には、処理槽２の中央部を軸方向に延びるように攪拌手段４が設置されている。この攪拌手段４は、攪拌ロッド４１と、その攪拌ロッド４１の外周面に形成された攪拌羽根４２とを備えており、処理槽２内に回転可能に設置されている。攪拌ロッド４１の先端部は攪拌モータ４３に連結しており、攪拌モータ４３を作動させることで攪拌ロッド４１を中心に攪拌手段４を回転させる。このように構成された攪拌手段４の攪拌ロッド４１及び攪拌羽根４２の外周には電熱線４４が巻き付けられている。なお、この電熱線４４が本発明の加熱手段に相当する。
【００２０】
ヒートポンプユニット５は、圧縮機５１、膨張弁５３、蒸発器５４を備えており、内部に冷媒を循環させる構成となっている。このヒートポンプユニット５を循環する冷媒は、まず圧縮機５１によって圧縮されて高温・高圧の気体となり、その後、配管２３に供給され、配管２３内を流れる間に処理槽２内の食品廃棄物と熱交換することで熱を放出し凝縮される。この配管２３はいわゆる凝縮器としての役割を担う。そして、配管２３において凝縮された冷媒は常温・高圧の液体となって膨張弁５３へと送られる。膨張弁５３において、冷媒は減圧されて低温・低圧の液体となり蒸発器５４へと送られる。蒸発器５４は、冷媒流路５４１と蒸気流路５４２を有する熱交換器（例えばプレート式熱交換器）として構成され、冷媒流路５４１には膨張弁５３からの冷媒が送られ、蒸気流路５４２には処理槽２において食品廃棄物を加熱することによって発生した蒸気が送られる。冷媒は、冷媒流路５４１内を流れる間に、蒸気流路５４２内を流れる蒸気と熱交換することで蒸気から熱を吸収して蒸発し、低温・低圧の気体となって再度圧縮機５１へと送られる。このサイクルを繰り返すことで、配管２３内に高温の流体を送り続けて処理槽２内の食品廃棄物を加熱するとともに、蒸発器５４に低温の流体を送り続けて処理槽２から排出された蒸気を冷却して凝縮液化する。なお、蒸発器５４において凝縮液化した液体は、ドレインタンク６に貯留され、最終的には外部に排水される。
【００２１】
次に、上述したように構成された食品廃棄物処理装置１による食品廃棄物の処理方法について説明する。
【００２２】
まず、投入口２１から食品廃棄物を処理槽２内に投入し、投入口２１を閉める。そして、減圧ポンプ３を作動させて、処理槽２内を減圧する。このときの処理槽２内の気圧は、７〜３１ｋPa程度とすることが好ましい。
【００２３】
また、ヒートポンプユニット５を作動させて、高温・高圧で気体状態の冷媒を配管２３へと送り、処理槽２内の食品廃棄物を処理槽２の外周側から加熱する。さらには、攪拌手段４に巻き付けられた電熱線４４に電流を流して発熱させることで処理槽２内の食品廃棄物を処理槽２の中心部から加熱する。このときの処理槽２内の温度は、特に限定されるものではないが、４０〜７０℃程度とすることが好ましい。
【００２４】
そして、このように処理槽２の外周側及び中心部から加熱された食品廃棄物が均等に加熱されるよう攪拌手段４を回転させて食品廃棄物を攪拌する。食品廃棄物を加熱することによって発生した蒸気は、処理槽２から排出されて蒸発器５４へと送られる。蒸発器５４において、蒸気は蒸気流路５４２内を流れ、その間に冷媒流路５４１内を流れる冷媒によって熱を吸収されて凝縮され、液体となってドレインタンク６に貯留される。
【００２５】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係る食品廃棄物処理装置１’について図２を参照しつつ説明する。なお、この第２実施形態に係る食品廃棄物処理装置１’は、第１実施形態に係る食品廃棄物処理装置１と異なる点は、処理槽２の構成及びヒートポンプユニット５の構成であるため、その部分を中心に説明し、第１実施形態に係る食品廃棄物処理装置１と同じ構成の部分は、同じ符号を付すことでその説明を省略する。
【００２６】
第２実施形態に係る食品廃棄物処理装置１’は、図２に示すように、処理槽２’が２重構造となっている。すなわち、処理槽２’は、内側槽２０ａと外側槽２０ｂの２つの槽から構成されており、この内側槽２０ａと外側槽２０ｂとの間に加熱流路２３’が形成される。
【００２７】
また、ヒートポンプユニット５’は、圧縮機５１、凝縮器５２、膨張弁５３、及び蒸発器５４を有している。この凝縮器５２は、冷媒流路５２１及び熱風流路５２２を有する熱交換器（例えばプレート式熱交換器）として構成されている。熱風流路５２２にはファン７から空気が送られ、この熱風流路５２２内を流れる間、空気は冷媒流路５２１内を流れる冷媒と熱交換することで冷媒から熱を吸収して熱風となり、この熱風が加熱流路２３’内に送られて処理槽２内の食品廃棄物を加熱する。なお、凝縮器５２の冷媒流路５２１を流れた冷媒は、常温・高圧の液体となって膨張弁５３へと送られる。
【００２８】
（第３実施形態）
続いて、第３実施形態に係る食品廃棄物処理装置１”について図３を参照しつつ説明する。この第３実施形態に係る食品廃棄物処理装置は、第１実施形態に係る食品廃棄物処理装置１と異なる点はヒートポンプユニット５の構成であるため、その部分を中心に説明し、第１実施形態に係る食品廃棄物処理装置１と同じ構成の部分は、同じ符号を付すことでその説明を省略する。
【００２９】
第３実施形態に係る食品廃棄物処理装置１”のヒートポンプユニット５”は、圧縮機５１、凝縮器５２、膨張弁５３、蒸発器５４を有している。凝縮器５２は、冷媒流路５２１及び温水流路５２２を有する熱交換器（例えばプレート式熱交換器など）として構成されている。温水流路５２２は、配管２３に接続されており、温水流路５２２と配管２３との間で温水が循環するように構成されている。これにより、温水流路５２２内を流れる温水は、冷媒流路５２１内を流れる冷媒から熱を吸収して加熱されて配管２３へと送られ、配管２３で食品廃棄物を加熱して温度が低下した温水が再度温水流路５２２に戻ってきて再度冷媒により加熱されるサイクルを繰り返す。
【００３０】
また、蒸発器５４は、冷媒流路５４１と冷水流路５４２とを有する熱交換器（例えばプレート式熱交換器）として構成されている。冷水流路５４２は、コンデンサ８の冷水流路８１と接続されており、蒸発器５４の冷水流路５４２とコンデンサ８の冷水流路８１との間を冷水が循環するように構成されている。これにより、蒸発器５４においては、冷水流路５４２内を流れる冷水が冷媒流路５４１内を流れる冷媒に熱を吸収されることで冷却されてコンデンサ８の冷水流路８１へと送られる。コンデンサ８においては、処理槽２から送られてきた蒸気が蒸気流路８２内を流れ、この蒸気流路８２内を流れる蒸気が冷水流路８１内を流れる冷水に熱を放出することで凝縮液化し、液体となってドレインタンク６へと送られる。また、蒸気から熱を吸収することで温度が上昇した冷水は、再度蒸発器５４の冷水流路５４２へと送られて冷却される。
【００３１】
以上、本発明の各実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
【００３２】
例えば、上記各実施形態において、処理槽２内を中心部から加熱するための加熱手段として、攪拌ロッド４１及び攪拌羽根４２の双方に電熱線４４が巻き付けられていたが、この電熱線４４は、攪拌ロッド４１のみ、若しくは攪拌羽根４２のみに巻き付けられていてもよい。
【００３３】
また、攪拌ロッド４１を中空状とし、この攪拌ロッド４１の内部に、配管２３や加熱流路２３’に送っている高温・高圧の冷媒や、熱風、温水などを供給して、これにより食品廃棄物を処理槽２の中心部から加熱することができる。この場合は、電熱線４４を省略してもよいし併用してもよい。また、攪拌羽根４２も中空状にし、攪拌ロッド４１と攪拌羽根４２とを内部で流体が自由に流通できるように連通させて、攪拌羽根４２にも冷媒や熱風、温水を送るように構成することもできる。
【符号の説明】
【００３４】
１    食品廃棄物処理装置
２    処理槽
２３    配管（加熱流路）
３    真空ポンプ（真空手段）
４    攪拌手段
４１    攪拌ロッド
４２    攪拌羽根
４４    電熱線（加熱手段）
５    ヒートポンプ
５１    圧縮機
５２    凝縮器
５３    膨張弁
５４    蒸発器
【図１】
2012179576.tif 000003
【図２】
2012179576.tif 000004
【図３】
2012179576.tif 000005