(57)【要約】【課題】大量のメタンを生成する場合でも、発酵槽及び／または貯蔵手段の容積を小型化することができるメタン発酵装置及びその制御方法を提供すること。【解決手段】有機性廃棄物を発酵して、メタンを生成するメタン発酵装置であって、前記有機性廃棄物を搬入する搬送手段と、前記搬送手段が搬入した前記有機性廃棄物を前処理する前処理手段と、前記前処理手段で前処理した前記有機性廃棄物を発酵して、前記メタンを生成する発酵手段と、前記発酵手段が生成した前記メタンを貯蔵する貯蔵手段と、前記前処理手段の処理条件及び前記発酵手段の処理状況を検出する検出手段とを有することを特徴とする。【選択図】図１
2017100091.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機性廃棄物を発酵して、メタンを生成するメタン発酵装置であって、
前記有機性廃棄物を搬入する搬送手段と、
前記搬送手段が搬入した前記有機性廃棄物を前処理する前処理手段と、
前記前処理手段で前処理した前記有機性廃棄物を発酵して、前記メタンを生成する発酵手段と、
前記発酵手段が生成した前記メタンを貯蔵する貯蔵手段と、
前記前処理手段の処理条件及び前記発酵手段の処理状況を検出する検出手段と
を有することを特徴とするメタン発酵装置。
【請求項２】
前記発酵手段が生成する前記メタンの生成量を制御する制御手段を更に有し、
前記検出手段は、前記前処理手段に搬入される前記有機性廃棄物の重量に基づいて前記処理条件を検出する搬入検出部と、前記発酵手段の発酵槽の内圧に基づいて前記処理状況を検出する発酵検出部とを備え、
前記制御手段は、前記発酵検出部が検出した前記処理状況に基づいて、前記搬入検出部が検出した前記処理条件を用いて、前記搬送手段が前記前処理手段に搬入する前記有機性廃棄物の組成を調整し、前記生成量を制御する、
ことを特徴とする、請求項１に記載のメタン発酵装置。
【請求項３】
前記搬送手段は、複数の種類の前記有機性廃棄物を前記前処理手段に順次搬入し、
前記搬入検出部は、順次搬入される複数の種類の前記有機性廃棄物によって重量が変化する前記前処理手段の重さを検出し、
前記制御手段は、前記搬入検出部が検出した前記重さの変化に基づいて、複数の種類の前記有機性廃棄物のそれぞれの搬入量を判断し、前記前処理手段の複数の種類の前記有機性廃棄物を所望の混合比に制御する、
ことを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載のメタン発酵装置。
【請求項４】
前記発酵手段は、消化液の投入量を調整する再循環部を備え、
前記制御手段は、前記再循環部を用いて前記消化液の投入量を調整することによって、前記生成量を制御する、
ことを特徴とする、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のメタン発酵装置。
【請求項５】
有機性廃棄物を搬入する搬送手段と、前記搬送手段が搬入した前記有機性廃棄物を前処理する前処理手段と、前記前処理手段で前処理した前記有機性廃棄物を発酵してメタンを生成する発酵手段と、前記発酵手段が生成した前記メタンを貯蔵する貯蔵手段と、前記前処理手段の処理条件及び前記発酵手段の処理状況を検出する検出手段とを有するメタン発酵装置の制御方法であって、
前記検出手段は、前記前処理手段に搬入される前記有機性廃棄物の重量に基づいて前記処理条件を検出する搬入検出部と、前記発酵手段の発酵槽の内圧に基づいて前記処理状況を検出する発酵検出部とを備え、
前記メタンの生成量を制御する制御手段を更に備え、
前記搬送手段を用いて、複数の種類の前記有機性廃棄物を前記前処理手段に順次搬入する搬入ステップと、
前記搬入検出部を用いて、前記前処理手段に順次搬入される複数の種類の前記有機性廃棄物によって重量が変化する前記前処理手段の重さを検出する搬入量検出ステップと、
前記前処理手段を用いて、複数の種類の前記有機性廃棄物を混合する前処理ステップと、
前記発酵手段を用いて、前記前処理ステップで混合した前記有機性廃棄物から前記メタンを生成するメタン生成ステップと、
前記発酵検出部を用いて、前記メタン生成ステップで生成される前記メタンの生成量を検出する生成量検出ステップと、
前記制御手段を用いて、前記発酵検出部が検出した前記処理状況に基づいて、前記搬入検出部が検出した前記処理条件を用いて、前記前処理手段に搬入される前記有機性廃棄物の組成を調整し、前記生成量を制御する生成量制御ステップと
を含む、ことを特徴とするメタン発酵装置の制御方法。
【請求項６】
請求項５に記載のメタン発酵装置の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項７】
請求項６に記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機性廃棄物を発酵してメタンを生成するメタン発酵装置及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１では、１０ｍｍ〜１００ｍｍの断片に破砕された藁をメタン発酵することを特徴とし、藁は回転式破砕機により破砕されたものであることを特徴とするメタン発酵方法に関する技術を開示している。特許文献２では、メタン発酵槽で生成されたメタンを貯留するガス貯留手段と、光合成微生物を培養する培養槽とを備えたメタン発酵装置において、ガス貯留手段はメタン中の二酸化炭素を液体に溶解させる溶解手段と二酸化炭素が溶解された液体を培養槽に供給可能な液体供給手段からなることを特徴とするメタン発酵装置に関する技術を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１６４４０号公報
【特許文献２】特開２０１５−３３１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１及び特許文献２に開示されている技術では、大量のメタンを生成する場合に、発酵槽または貯蔵手段の容積が大きくなる場合がある。また、特許文献１及び特許文献２では、必要な時に必要な量のメタンを生成する方法が記載されていない。更に、特許文献１及び特許文献２では、複数の種類（例えば液体と固体、粉体）の有機性廃棄物を混合して、メタンを生成する技術が記載されていない。
【０００５】
本発明は、大量のメタンを生成する場合でも、発酵槽及び／または貯蔵手段の容積を小型化することができるメタン発酵装置及びその制御方法を提供することを目的とする。また、本発明は、複数の種類（例えば液体と固体、粉体）の有機性廃棄物を混合して、メタンを生成することができるメタン発酵装置及びその制御方法を提供することを目的とする。更に、本発明は、必要な時に必要な量のメタンを生成することができるメタン発酵装置及びその制御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】
上記課題を解決するために、本発明の一つの実施形態は、有機性廃棄物を発酵して、メタンを生成するメタン発酵装置であって、前記有機性廃棄物を搬入する搬送手段と、前記搬送手段が搬入した前記有機性廃棄物を前処理する前処理手段と、前記前処理手段で前処理した前記有機性廃棄物を発酵して、前記メタンを生成する発酵手段と、前記発酵手段が生成した前記メタンを貯蔵する貯蔵手段と、前記前処理手段の処理条件及び前記発酵手段の処理状況を検出する検出手段とを有することを特徴とするメタン発酵装置を提供する。また、前記発酵手段が生成する前記メタンの生成量を制御する制御手段を更に有し、前記検出手段は、前記前処理手段に搬入される前記有機性廃棄物の重量に基づいて前記処理条件を検出する搬入検出部と、前記発酵手段の発酵槽の内圧に基づいて前記処理状況を検出する発酵検出部とを備え、前記制御手段は、前記発酵検出部が検出した前記処理状況に基づいて、前記搬入検出部が検出した前記処理条件を用いて、前記搬送手段が前記前処理手段に搬入する前記有機性廃棄物の組成を調整し、前記生成量を制御する、ことを特徴とするメタン発酵装置であってもよい。また、前記搬送手段は、複数の種類の前記有機性廃棄物を前記前処理手段に順次搬入し、前記搬入検出部は、順次搬入される複数の種類の前記有機性廃棄物によって重量が変化する前記前処理手段の重さを検出し、前記制御手段は、前記搬入検出部が検出した前記重さの変化に基づいて、複数の種類の前記有機性廃棄物のそれぞれの搬入量を判断し、前記前処理手段の複数の種類の前記有機性廃棄物を所望の混合比に制御する、ことを特徴とするメタン発酵装置であってもよい。また、前記発酵手段は、消化液の投入量を調整する再循環部を備え、前記制御手段は、前記再循環部を用いて前記消化液の投入量を調整することによって、前記生成量を制御する、ことを特徴とするメタン発酵装置であってもよい。
【０００７】
本発明の他の実施形態は、有機性廃棄物を搬入する搬送手段と、前記搬送手段が搬入した前記有機性廃棄物を前処理する前処理手段と、前記前処理手段で前処理した前記有機性廃棄物を発酵してメタンを生成する発酵手段と、前記発酵手段が生成した前記メタンを貯蔵する貯蔵手段と、前記前処理手段の処理条件及び前記発酵手段の処理状況を検出する検出手段とを有するメタン発酵装置の制御方法であって、前記検出手段は、前記前処理手段に搬入される前記有機性廃棄物の重量に基づいて前記処理条件を検出する搬入検出部と、前記発酵手段の発酵槽の内圧に基づいて前記処理状況を検出する発酵検出部とを備え、前記メタンの生成量を制御する制御手段を更に備え、前記搬送手段を用いて、複数の種類の前記有機性廃棄物を前記前処理手段に順次搬入する搬入ステップと、前記搬入検出部を用いて、前記前処理手段に順次搬入される複数の種類の前記有機性廃棄物によって重量が変化する前記前処理手段の重さを検出する搬入量検出ステップと、前記前処理手段を用いて、複数の種類の前記有機性廃棄物を混合する前処理ステップと、前記発酵手段を用いて、前記前処理ステップで混合した前記有機性廃棄物から前記メタンを生成するメタン生成ステップと、前記発酵検出部を用いて、前記メタン生成ステップで生成される前記メタンの生成量を検出する生成量検出ステップと、前記制御手段を用いて、前記発酵検出部が検出した前記処理状況に基づいて、前記搬入検出部が検出した前記処理条件を用いて、前記前処理手段に搬入される前記有機性廃棄物の組成を調整し、前記生成量を制御する生成量制御ステップとを含む、ことを特徴とするメタン発酵装置の制御方法を提供する。また、本発明の他の実施形態は、前記のメタン発酵装置の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであってもよい。また、前記プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であってもよい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係るメタン発酵装置又はメタン発酵装置の制御方法によれば、大量のメタンを生成する場合でも、発酵槽及び／または貯蔵手段の容積を小型化することができる。また、本発明に係るメタン発酵装置又はメタン発酵装置の制御方法によれば、複数の種類（例えば液体と固体、粉体）の有機性廃棄物を混合して、メタンを生成することができる。更に、本発明に係るメタン発酵装置又はメタン発酵装置の制御方法によれば、必要な時に必要な量のメタンを生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係るメタン発酵装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係るメタン発酵装置の一例を説明する概略システム図である。
【図３】本発明の実施形態に係るメタン発酵装置の制御方法の一例を説明するフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
有機性廃棄物を発酵して、メタンを生成するメタン発酵装置及びメタン発酵装置の制御方法の実施形態を用いて、本発明を説明する。なお、本発明は、以後に説明するメタン発酵装置及びメタン発酵装置の制御方法に限定されるものではない。本発明は、以後に説明するメタン発酵装置及びメタン発酵装置の制御方法以外でも、有機性廃棄物を前処理してメタンを生成するもの（装置、機械、部品、システム、アプリケーションなど）であれば、いずれのものにも用いることができる。
【００１１】
また、メタンとは、生物の排泄物、有機質肥料、生分解性物質、汚泥、汚水、ゴミ、食品残渣などの有機性廃棄物を微生物によってメタン発酵（メタン菌をはじめとする多種の微生物により、炭水化物やタンパク質など多様な有機物を分解）させたときに発生するガス（バイオガスなど）である。メタンは、例えば６０％前後のメタン、約４０％の二酸化炭素及び微量の硫化水素、水素、窒素などを含むものであってもよい。
【００１２】
下記に示す順序で、本発明を説明する。
１．メタン発酵装置の構成
２．メタン発酵装置のシステムの一例
３．メタン発酵装置の動作の一例
４．メタン発酵装置の制御方法のプログラム及び記録媒体  
【００１３】
（１．メタン発酵装置の構成）
図１を用いて、本発明の実施形態に係るメタン発酵装置１００の構成を説明する。ここで、図１は、本発明に係るメタン発酵装置の一例を示す概略構成図である。なお、図１に示すメタン発酵装置１００の構成の例は一例であり、本発明は図１に示すメタン発酵装置に限定されるものではない。
【００１４】
図１に示すように、本発明に係るメタン発酵装置１００は、メタン発酵装置１００の動作を制御する制御手段１０と、有機性廃棄物をメタン発酵装置１００内に搬入する搬送手段１１と、搬送手段１１が搬入した有機性廃棄物を前処理する前処理手段１２と、有機性廃棄物を発酵してメタンを生成する発酵手段１３と、発酵手段１３が生成したメタンを貯蔵する貯蔵手段１４と、前処理手段１２の条件及び発酵手段１３の状況を検出する検出手段１５とを有する。なお、メタン発酵装置１００は、メタン発酵装置１００と外部との情報（信号）の入出力を行うインタフェース手段（以下、「Ｉ／Ｆ手段」という。）を更に備えてもよい。
【００１５】
本発明に係るメタン発酵装置１００は、有機性廃棄物を発酵して、メタンを生成する装置である。メタン発酵装置１００は、例えば近隣で収集・採取・採掘などした有機性廃棄物を使用・利用・活用などしてメタンを生成し、生成したメタンを再利用する。また、メタン発酵装置１００は、メタンを生成時に発生する熱や動力を再利用してもよい。これにより、本発明に係るメタン発酵装置１００は、輸送コストを削減でき、且つ、高効率でエネルギを利用できるので経済性を向上することができる。
【００１６】
メタン発酵装置１００は、本実施形態では、搬送手段１１を用いて有機性廃棄物を搬送（搬入）し、前処理手段１２を用いて有機性廃棄物を後処理（発酵など）に適した状態に前処理し、発酵手段１３を用いて前処理した有機性廃棄物を発酵してメタンを生成し、貯蔵手段１４を用いて生成したメタンを貯蔵する。また、メタン発酵装置１００の検出手段１５は、本実施形態では、前処理手段１２に搬入される有機性廃棄物の重量に基づいて前処理の条件（以下、「処理条件」という。）を検出し、発酵手段１３の発酵槽の内圧に基づいて発酵の状況（以下、「処理状況」という。）を検出する。更に、メタン発酵装置１００の制御手段１０は、本実施形態では、検出手段１５を用いて検出した処理条件および処理状況に基づいて、有機性廃棄物の組成を調整し、メタンの生成量を制御する。
【００１７】
これにより、本発明に係るメタン発酵装置１００は、有機性廃棄物の種類・組成などに応じて、所望の量のメタンを必要なときに必要な量だけ生成することができる。また、本発明に係るメタン発酵装置１００は、所望の量のメタンを必要なときに必要な量だけ生成することができるので、大量のガスを保管するための大型の保管手段（発酵槽、貯蔵槽など）を必要としない。すなわち、本発明に係るメタン発酵装置１００は、構造を簡略化・小型化することができ、装置のコスト・設置コストなどを削減することができる。
【００１８】
以下に、各構成を具体的に説明する。
【００１９】
制御手段１０は、メタン発酵装置１００の各構成に動作を指示し、メタン発酵装置１００の動作を制御する手段である。制御手段１０は、例えばＣＰＵ及びメモリで構成される演算装置を用いることができる。また、制御手段１０は、メタン発酵装置１００に予め搭載されている演算装置、コントローラ又はその他制御手段を利用する構成であってもよい。更に、制御手段１０は、メタン発酵装置１００が水素ステーション１０１Ｈに利用される場合に、水素ステーション１０１Ｈの各構成に動作を指示し、水素ステーション１０１Ｈの動作を制御するものであってもよい。
【００２０】
制御手段１０は、本実施形態では、検出手段１５（後述する発酵検出部）が検出し処理状況に基づいて、検出手段１５（後述する搬入検出部）が検出した処理条件を用いて、搬送手段１１（後述する廃棄物搬入部）が前処理手段１２に搬入する有機性廃棄物の組成を調整する。これにより、制御手段１０は、生成量を制御することができる。また、制御手段１０は、所望の量のメタンを必要なときに必要な量だけ生成することができる。
【００２１】
なお、制御手段１０は、Ｉ／Ｆ手段を用いてメタン発酵装置１００外部から入力される情報（以下、「入力情報」という。）に基づいて、メタン発酵装置１００の動作を制御してもよい。また、制御手段１０は、メタン発酵装置１００外部に出力される情報（以下、「出力情報」という。）を出力する動作を制御してもよい。更に、制御手段１０は、メタン発酵装置１００を制御するために必要な情報及び制御の結果を記憶する記憶部を更に含んでもよい。ここで、記憶部は、電子情報をデータベースとして記憶する公知の技術（ハードディスク、メモリなど）を用いることができる。
【００２２】
搬送手段１１は、前処理手段１２に有機性廃棄物等を搬入する手段である。搬送手段１１は、本実施形態では、ベルトコンベアや配管などを用いて、複数の種類の有機性廃棄物（液体、固体、粉体など）を前処理手段１２に順次搬入する。搬送手段１１は、図１に示すように、有機性廃棄物を前処理手段１２に搬入する廃棄物搬入部１１ａと、消化液を前処理手段１２に搬入する消化液搬入部１１ｂと、希釈液を前処理手段１２に搬入する希釈液搬入部１１ｃとを更に備える。
【００２３】
前処理手段１２は、廃棄物搬入部１１ａ（搬送手段１１）が搬入した有機性廃棄物等を前処理する手段である。前処理手段１２は、消化液搬入部１１ｂ（搬送手段１１）が搬入した消化液および希釈液搬入部１１ｃ（搬送手段１１）が搬入した希釈液を用いて、搬入された有機性廃棄物等を後処理（発酵手段１３の発酵など）に適した状態に前処理する。これにより、本発明に係るメタン発酵装置１００は、前処理手段１２を用いて、投入基質（有機性廃棄物等）の組成と量を均質化することができるので、後工程の（発酵手段１３での）メタンの発生量を安定させることができる。メタン発酵装置１００は、前処理手段１２を用いて、消化液と投入基質、希釈水を事前混合することができるので、発酵手段１３（後述する発酵槽１３ａ）の槽内の基質分布を一定にすることができる。
【００２４】
発酵手段１３は、前処理手段１２で前処理された有機性廃棄物等を発酵する手段である。発酵手段１３は、消化液を用いて有機性廃棄物等を発酵する発酵槽１３ａと、使用した消化液を再利用のために前処理手段１２へ搬出する再循環部１３ｂとを備える。再循環部１３ｂは、前処理手段１２への消化液の投入量を調整するバルブ（流量調整弁など）を含む。  ここで、制御手段１０は、再循環部１３ｂを用いて、消化液の投入量を調整することによって、メタンの生成量を制御する。発酵手段１３は、加熱部などのメタン発酵を助ける公知の技術を更に用いることができる。
【００２５】
貯蔵手段１４は、発酵手段１３が生成（発酵）したメタンを貯蔵する手段である。貯蔵手段１４は、生成したメタンの純度を調整する凝縮器や生成したメタンを所定圧力に昇圧する昇圧器およびメタンを外部に供給する供給部などの公知の技術を更に用いてもよい。
【００２６】
検出手段１５は、前処理手段１２の処理条件及び発酵手段１３の処理状況を検出する手段である。検出手段１５は、本実施形態では、前処理手段１２に搬入される有機性廃棄物の重量に基づいて処理条件を検出する搬入検出部１５ａと、発酵手段１３の発酵槽１３ａの内圧に基づいて処理状況を検出する発酵検出部１５ｂとを備える。搬入検出部１５ａは、順次搬入される複数の種類の有機性廃棄物によって重量が変化する前処理手段１２の重さを検出する。ここで、制御手段１０は、搬入検出部１５ａが検出した重さの変化に基づいて、複数の種類の有機性廃棄物のそれぞれの搬入量を判断し、前処理手段１２の複数の種類の有機性廃棄物を所望の混合比に制御することができる。
【００２７】
Ｉ／Ｆ手段（不図示）は、メタン発酵装置１００と外部との情報（信号）の入出力を行うインタフェース手段である。Ｉ／Ｆ手段は、コンピュータインタフェース部とユーザーインタフェース部とを含む。コンピュータインタフェース部は、メタン発酵装置１００外のＰＣなどと情報の通信を行う。ユーザーインタフェース部は、メタン発酵装置１００を使用するユーザーによる動作指示情報の入力、並びに、ユーザーに対して動作条件、動作状態及び動作結果などの情報の出力を行う。
【００２８】
以上のとおり、本発明に係るメタン発酵装置１００によれば、所望の量のメタンを生成及び供給することができる。また、本発明に係るメタン発酵装置１００によれば、ユーザーの要望に応じて、複数の種類の有機性廃棄物を発酵し、メタンを生成及び供給することができる。
【００２９】
更に、本発明に係るメタン発酵装置１００によれば、制御手段１０を用いて、発酵槽１３ａに投入基質（有機性廃棄物等）を１日に１回〜数回投入する場合で、投入されてから数時間後にバイオガス（メタン）の生成量が極大になるときに、バイオガスの発生量及び質の変動を制御することができる。これにより、本発明に係るメタン発酵装置１００によれば、巨大なガスホルダー（発酵槽など）を必要とせず、小型のメタン発酵装置を実現することができる。また、本発明に係るメタン発酵装置１００によれば、連続的に投入基質（有機性廃棄物等）を投入する場合に、原料（投入基質）の質や混合比が変わるときでも、搬送手段１１を用いて必要な量の投入基質を連続的に投入することができる。
【００３０】
（２．メタン発酵装置のシステムの一例）
図２を用いて、本発明の実施形態に係るメタン発酵装置１００のシステムを説明する。ここで、図２は、本発明に係るメタン発酵装置１００の一例を説明する概略システム図である。なお、図２に示すメタン発酵装置のシステムの例は一例であり、本発明は図２に示すメタン発酵装置のシステムに限定されるものではない。
【００３１】
図２に示すように、本発明に係るメタン発酵装置１００は、廃棄物搬入部１１ａ（搬送手段１１）及び搬入検出部１５ａ（検出手段１５）を用いて、前処理手段１２に有機性廃棄物等を搬入する。ここで、廃棄物搬入部１１ａは、本実施形態では、ベルトコンベアや配管などを用いて、複数の種類の有機性廃棄物（液体、固体、粉体など）を前処理手段１２に順次搬入する。また、搬入検出部１５ａは、本実施形態では、順次搬入される複数の種類の有機性廃棄物によって重量が変化する前処理手段１２の重さに基づいて処理条件を検出する。
【００３２】
更に、メタン発酵装置１００は、消化液搬入部１１ｂ（搬送手段１１）を用いて、消化液を前処理手段１２に再循環する。また、メタン発酵装置１００は、希釈液搬入部１１ｃ（搬送手段１１）を用いて、希釈液を前処理手段１２に投入する。
【００３３】
図２に示すように、本発明に係るメタン発酵装置１００は、発酵槽１３ａ（発酵手段１３）及び発酵検出部１５ｂ（検出手段１５）を用いて、前処理手段１２で前処理した有機性廃棄物等を発酵して、メタンを生成する。ここで、発酵槽１３ａは、本実施形態では、消化液を用いて、有機性廃棄物等を発酵する。また、発酵検出部１５ｂは、本実施形態では、発酵槽１３ａ（発酵手段１３）の内圧に基づいて、処理状況を検出する。
【００３４】
更に、メタン発酵装置１００は、発酵槽１３ａで使用した消化液を再利用のために、再循環部１３ｂを用いて発酵槽１３ａの消化液を前処理手段１２へ循環（搬出）する。また、メタン発酵装置１００は、貯蔵手段１４を用いて、発酵槽１３ａのメタンを貯蔵する。これにより、メタン発酵装置１００は、所望の量のメタンを生成および供給することができる。
【００３５】
（３．メタン発酵装置の動作の一例）
図３を用いて、メタン発酵装置１００（図１）がメタンを発酵（生成）および供給する動作（メタン発酵装置の制御方法）を説明する。ここで、図３は、本発明の実施形態に係るメタン発酵装置１００の動作の例を説明するフローチャート図である。なお、図３に示すメタン発酵装置の動作は一例であり、本発明は図３に示すメタン発酵装置の動作に限定されるものではない。
【００３６】
図３に示すように、メタン発酵装置１００は、ステップＳ３０１において、先ず、制御手段１０（図１）を用いて、有機性廃棄物を発酵してメタンを生成および供給する動作を開始する（制御ステップ）。制御手段１０は、Ｉ／Ｆ手段を用いて例えばメタン発酵装置１００の外部から入力された情報に応じて、メタンを生成および供給する動作を開始することができる。その後、メタン発酵装置１００は、ステップＳ３０２に進む。
【００３７】
次に、ステップＳ３０２において、メタン発酵装置１００は、搬送手段１１（図１及び図２）を用いて、複数の種類の有機性廃棄物（例えば液体、固体、粉体）を前処理手段１２（図１及び図２）に順次搬入する（搬入ステップ）。ここで、メタン発酵装置１００は、搬入検出部１５ａ（検出手段１５）を用いて、処理条件を検出する。その後、メタン発酵装置１００は、ステップＳ３０３に進む。
【００３８】
次いで、ステップＳ３０３において、メタン発酵装置１００は、前処理手段１２（図１及び図２）を用いて、ステップＳ３０２で搬入した複数の種類の有機性廃棄物を混合し、有機性廃棄物を前処理する（前処理ステップ）。また、メタン発酵装置１００は、前処理した有機性廃棄物を発酵手段１３の発酵槽１３ａ（図１及び図２）に搬出する。その後、メタン発酵装置１００は、ステップＳ３０４に進む。
【００３９】
ステップＳ３０４において、メタン発酵装置１００は、発酵手段１３（図１及び図２）を用いて、ステップＳ３０３で前処理した有機性廃棄物を発酵し、メタンを生成する（メタン生成ステップ）。また、メタン発酵装置１００は、生成したメタンを貯蔵手段１４（図１及び図２）で貯蔵する。ここで、メタン発酵装置１００は、発酵検出部１５ｂ（検出手段１５）を用いて、処理状況を検出する。なお、メタン発酵装置１００は、貯蔵しているメタンをメタン発酵装置１００外部に供給する動作を更に実施してもよい。その後、メタン発酵装置１００は、ステップＳ３０５に進む。
【００４０】
ステップＳ３０５において、メタン発酵装置１００は、制御手段１０（図１）を用いて、ステップＳ３０４におけるメタンの生成量を制御する（生成量制御ステップ）。ここで、制御手段１０は、メタンの生成量を制御する場合に、ステップＳ３０４で発酵検出部１５ｂが検出した処理状況に基づいて、ステップＳ３０２で搬入検出部１５ａが検出した処理条件を用いて、前処理手段１２に搬入される有機性廃棄物の組成を調整する。これにより、メタン発酵装置１００は、発酵槽１３ａのメタンの発酵量（生成量）を制御することができる。その後、メタン発酵装置１００は、ステップＳ３０２に戻る。一方、制御手段１０は、メタンの生成量を制御しない場合には、ステップＳ３０６に進む。なお、制御手段１０は、再循環部１３ｂを更に用いて、消化液の投入量を調整することによって、メタンの生成量を制御してもよい。また、制御手段１０は、発酵手段１３の加熱温度等を更に調整して、メタンの生成量を制御してもよい。
【００４１】
ステップＳ３０６において、メタン発酵装置１００は、制御手段１０を用いて、メタンを生成する動作を繰り返すか否かを判断する（制御ステップ）。制御手段１０は、例えばメタン発酵装置１００の外部から入力された情報を更に用いて、メタンを生成する動作および供給する動作を繰り返すか否かを判断することができる。これにより、メタン発酵装置１００は、所望の量のメタンを生成および供給することができる。その後、メタンを生成又は供給する動作を繰り返すと判断した場合には、メタン発酵装置１００は、ステップＳ３０２に戻る。メタンを生成又は供給する動作を終了すると判断した場合には、メタン発酵装置１００は、図中の「ＥＮＤ」に進み、動作を終了する。
【００４２】
以上のとおり、本発明に係るメタン発酵装置１００は、所望の量のメタンを生成及び供給することができる。また、本発明に係るメタン発酵装置１００は、ユーザーの要望に応じて、複数の種類の有機性廃棄物を発酵し、メタンを生成及び供給することができる。
【００４３】
（４．メタン発酵装置の制御方法のプログラム及び記録媒体）
本発明に係るメタン発酵装置の制御方法のプログラムＰｒは、有機性廃棄物を搬入する搬送手段と、前記搬送手段が搬入した前記有機性廃棄物を前処理する前処理手段と、前記前処理手段で前処理した前記有機性廃棄物を発酵してメタンを生成する発酵手段と、前記発酵手段が生成した前記メタンを貯蔵する貯蔵手段と、前記前処理手段の処理条件及び前記発酵手段の処理状況を検出する検出手段とを有するメタン発酵装置の制御方法であって、前記検出手段は、前記前処理手段に搬入される前記有機性廃棄物の重量に基づいて前記処理条件を検出する搬入検出部と、前記発酵手段の発酵槽の内圧に基づいて前記処理状況を検出する発酵検出部とを備え、前記メタンの生成量を制御する制御手段を更に備え、前記搬送手段を用いて、複数の種類の前記有機性廃棄物を前記前処理手段に順次搬入する搬入ステップと、前記搬入検出部を用いて、前記前処理手段に順次搬入される複数の種類の前記有機性廃棄物によって重量が変化する前記前処理手段の重さを検出する搬入量検出ステップと、前記前処理手段を用いて、複数の種類の前記有機性廃棄物を混合する前処理ステップと、前記発酵手段を用いて、前記前処理ステップで混合した前記有機性廃棄物から前記メタンを生成するメタン生成ステップと、前記発酵検出部を用いて、前記メタン生成ステップで生成される前記メタンの生成量を検出する生成量検出ステップと、前記制御手段を用いて、前記発酵検出部が検出した前記処理状況に基づいて、前記搬入検出部が検出した前記処理条件を用いて、前記前処理手段に搬入される前記有機性廃棄物の組成を調整し、前記生成量を制御する生成量制御ステップとを含む、ことを特徴とするメタン発酵装置の制御方法を実行する。
【００４４】
上記のプログラムＰｒによれば、本発明に係るメタン発酵装置１００（前述）と同等の効果が得られる。また、本発明は、プログラムＰｒを記録したコンピュータによって読み取り可能な記録媒体Ｍｄとしてもよい。記録媒体Ｍｄには、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、及び、メモリーカード等、コンピュータ読み取り可能な媒体を利用することができる。更に、本発明は、プログラムＰｒをインターネット等のネットワークを介して送信することが可能な伝送可能媒体であってもよい。
【００４５】
以上のとおり、本発明に係る実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。すなわち、本発明は、特許請求の範囲に記載の内容に基づいて、様々に変形、変更又はその他任意に改変され得る。
【符号の説明】
【００４６】
１００  ：  メタン発酵装置
１０  ：  制御手段
１１  ：  搬送手段
１１ａ：  廃棄物搬入部
１１ｂ：  消化液搬入部
１１ｃ：  希釈液搬入部
１２  ：  前処理手段
１３  ：  発酵手段
１３ａ：  発酵槽
１３ｂ：  再循環部
１４  ：  貯蔵手段
１５  ：  検出手段
１５ａ：  搬入検出部
１５ｂ：  発酵検出部
Ｐｒ  ：  プログラム
Ｍｄ  ：  記録媒体
【図１】
2017100091.tif 000003
【図２】
2017100091.tif 000004
【図３】
2017100091.tif 000005