(57)【要約】【課題】生ゴミを安全性が高く、安価で優れた固形燃料に変換する。【解決手段】生ゴミに水分調整材を混入すると共に好気性菌群５５％と嫌気性菌群４５％とよりなる有効微生物群を加え、送風と攪拌とを行いつつ一次発酵させて一次原料を作り、  該一次原料に炭の粉末を混入すると共に好アルカリ性のバチルス属タテヤマ剣ＦＥＲＭ  ＢＰ-１０６９１と、好アルカリ性のバチルス属タテヤマ薬師ＦＥＲＭ  ＢＰ−１０６９２と、好塩性のバチルス属タテヤマ浄土ＦＥＲＭ  ＢＰ-１０６９３と、嫌気性菌のアトポスティペス属タテヤマ女汝ＦＥＲＭ  ＢＰ-１０６９０と、嫌気性かつ好塩性のクロストリディウム属タテヤマ竜王ＦＥＲＭ  ＢＰ-１０６９４とよりなる有効微生物群を加え、二次発酵させて炭素源炭床を作り、該炭素源炭床を固形化してなることを特徴とする、生ゴミを固形燃料にする方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
生ゴミに水分調整材を混入すると共に好気性菌群５５％と嫌気性菌群４５％とよりなる有効微生物群を加え、送風と攪拌とを行いつつ一次発酵させて一次原料を作り、
該一次原料に炭の粉末を混入すると共に好アルカリ性のバチルス属（Bacillus sp.）タテヤマ剣ＦＥＲＭ  ＢＰ-１０６９１と、好アルカリ性のバチルス属（Bacillus sp.）タテヤマ薬師ＦＥＲＭ  ＢＰ−１０６９２と、好塩性のバチルス属（Bacillus
sp.）タテヤマ浄土ＦＥＲＭ  ＢＰ-１０６９３と、嫌気性菌のアトポスティペス属（Atopostipes sp.）タテヤマ女汝ＦＥＲＭ  ＢＰ-１０６９０と、嫌気性かつ好塩性のクロストリディウム属（Clostridium sp.）タテヤマ竜王ＦＥＲＭ  ＢＰ-１０６９４とよりなる有効微生物群を加え、二次発酵させて炭素源炭床を作り、
該炭素源炭床を固形化してなることを特徴とする、生ゴミを固形燃料にする方法。
【請求項２】
前記一次原料は、生ゴミ６３重量部に水分調整材３５重量部を混入すると共に有効微生物群２重量部を加え、６０〜８０℃の発酵槽内温度にて４８時間一次発酵させてなることを特徴とする請求項１に記載の生ゴミを固形燃料にする方法。
【請求項３】
前記二次発酵は４８時間行われることを特徴とする請求項１又は２に記載の生ゴミを固形燃料にする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生ゴミを固形燃料にする方法に関するものである。
【０００２】
本発明における「生ゴミ」とは、食品加工場、一般家庭、レストラン、学校、事業所、病院等の飲食物を取り扱う施設から廃棄される不要な飯、野菜、魚介類、麺類、肉類、茶殻、おから、米ぬか、卵殻、コーヒー粕、ビール粕、ジュース粕等の飲食物の残渣等の廃棄物をいうものとする。
【背景技術】
【０００３】
生ゴミは、有機物質であって、たんぱく質、脂肪、繊維等が多く含まれている。そのため、生ゴミに水分と温度とが加わると、直ちに腐敗し、有毒ガス、アンモニア、硫化水素、メチルカプタ等が発生し、生活圏の環境が悪化する。
【０００４】
本発明者は、特許第３７１０４２４号公報において、重金属、ダイオキシン類及び農薬を分解する方法を提供している。
【０００５】
この重金属、ダイオキシン類及び農薬を分解する方法は、配合株数の割合が好気性菌群５５％と嫌気性菌群４５％とよりなる有効微生物群を有機廃棄物に混入して４０〜２００℃の温度にて一次発酵させ、更にこれに配合株数の割合が好気性菌群５５％と嫌気性菌群４５％とよりなる有効微生物群を混入し、これを被処理物と共に１００〜２００℃の温度にて二次発酵させることにより、該被処理物に含まれる重金属、ダイオキシン類又は農薬を分解させるようにしたことを特徴とするものである。    
【特許文献１】特許第３７１０４２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
生ゴミは、油分、脂肪分、塩分等を多く含んでおり、これらのものを減少分解することが困難であるため、有機肥料ないし飼料としてリサイクルされる生ゴミは一部に留まり、大部分の生ゴミは最終処分場で埋立処分され若しくは焼却処分場で生のまま焼却処分されている。
【０００７】
しかるに、生ゴミを埋立処分すると、生ゴミは悪臭を発し、環境を害することになる。また、生ゴミを焼却処分すると、燃焼工程で人体に有害なダイオキシンが発生する。
【０００８】
本発明は、生ゴミを固形燃料にする方法を提供することにより、上述の如き問題を一挙に解決しようとしてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、前述の重金属、ダイオキシン類及び農薬を分解する方法に更に検討を加えることにより、生ゴミを固形燃料にする方法に想到した。
【００１０】
すなわち、本発明は、下記の生ゴミを固形燃料にする方法を提供するものである。
【００１１】
（１）生ゴミに水分調整材を混入すると共に好気性菌群５５％と嫌気性菌群４５％とよりなる有効微生物群を加え、送風と攪拌とを行いつつ一次発酵させて一次原料を作り、
該一次原料に炭の粉末を混入すると共に好アルカリ性のバチルス属（Bacillus sp.）タテヤマ剣ＦＥＲＭ  ＢＰ-１０６９１と、好アルカリ性のバチルス属（Bacillus sp.）タテヤマ薬師ＦＥＲＭ  ＢＰ−１０６９２と、好塩性のバチルス属（Bacillus
sp.）タテヤマ浄土ＦＥＲＭ  ＢＰ-１０６９３と、嫌気性菌のアトポスティペス属（Atopostipes sp.）タテヤマ女汝ＦＥＲＭ  ＢＰ-１０６９０と、嫌気性かつ好塩性のクロストリディウム属（Clostridium sp.）タテヤマ竜王ＦＥＲＭ  ＢＰ-１０６９４とよりなる有効微生物群を加え、二次発酵させて炭素源炭床を作り、
該炭素源炭床を固形化してなることを特徴とする、生ゴミを固形燃料にする方法（請求項１）。
【００１２】
（２）前記一次原料は、生ゴミ６３重量部に水分調整材３５重量部を混入すると共に有効微生物群２重量部を加え、６０〜８０℃の発酵槽内温度にて４８時間一次発酵させてなる（請求項２）。
【００１３】
（３）前記二次発酵は４８時間行われる（請求項３）。
【発明の効果】
【００１４】
生ゴミに好気性菌群５５％と嫌気性菌群４５％とよりなる有効微生物群を加えて一次発酵させることにより、生ゴミ中の危険物質を減少させることができる。
【００１５】
このように、危険物質を減少させた一次原料に、炭の粉末を混入すると共に好アルカリ性のバチルス属（Bacillus sp.）タテヤマ剣ＦＥＲＭ  ＢＰ-１０６９１と、好アルカリ性のバチルス属（Bacillus sp.）タテヤマ薬師ＦＥＲＭ  ＢＰ−１０６９２と、好塩性のバチルス属（Bacillus
sp.）タテヤマ浄土ＦＥＲＭ  ＢＰ-１０６９３と、嫌気性菌のアトポスティペス属（Atopostipes sp.）タテヤマ女汝ＦＥＲＭ  ＢＰ-１０６９０と、嫌気性かつ好塩性のクロストリディウム属（Clostridium sp.）タテヤマ竜王ＦＥＲＭ  ＢＰ-１０６９４とよりなる有効微生物群を加え、二次発酵させることにより、危険物質を更に減少させることができる。
【００１６】
また、上記二次発酵において、上記有効微生物群により、水素イオン指数が変化し、酸性の強いｐＨ３〜４のものも、アルカリ性の強いｐＨ１０以上のものも、中性のｐＨ７前後に変化する。
【００１７】
したがって、上記二次発酵により得られた炭素源炭床を固形化してなる固形燃料は、極めて安全性が高く、二酸化炭素の排出量が少ない優れた燃料である。
【００１８】
加えて、該固形燃料は、従来埋立処分ないし焼却処分されていた生ゴミを原料とするものであるため、安価に提供することができる。
【００１９】
また、固形燃料を燃焼させた後に残る灰は、無害であり、農業等に有効に利用することができる。
【００２０】
以上の如く、本発明によれば、埋立処分、焼却処分のいずれを行っても環境を害することになる生ゴミを安全性が高く、安価で優れた固形燃料に変換することができる。換言すれば、本発明は、生ゴミを安全性の高い、安価な優れた燃料に変換することにより、環境を保護しつつ、エネルギー源を低コストで確保するという極めて優れた効果を発揮するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明においては、まず、生ゴミに水分調整材を混入すると共に好気性菌群５５％と嫌気性菌群４５％とよりなる有効微生物群を加え、送風と攪拌とを行いつつ一次発酵させて一次原料を作る。
【００２２】
水分調整材としては、例えば、米ヌカ、麦フスマ等を用いる。
【００２３】
一次原料を作る際に用いられる有効微生物群は、配合株数の割合が好気性菌群５５％と嫌気性菌群４５％とよりなるものである。
【００２４】
一次原料を作る際に用いられる有効微生物群には次のものが含まれる。
酵母菌、セルロース分解菌、窒素固定菌、乳酸菌、糸状菌（芳香族化合物分解菌）、マンガン還元菌（クロカビ属群−原生担子菌類）、マンガン酸化菌（有機栄養菌）、アンモニア酸化菌（亜硝酸菌）、放線菌（キチン分解菌）、硝酸菌（硝化生成細菌）、硫黄細菌（硫化水素を水素供与体として利用する細菌群）、メタン酸化菌、セルロース放線菌、セルロース糸状菌、納豆菌、リグニン分解菌、鉄酸化菌、鉄還元菌、硫酸還元菌、酢酸菌、バチルス属（Bacillus sp.）、スポロサルシナ属（Sporosarcina sp.）、ペニバチルス属（Paenibacillus sp.）、オーシャノバチルス属（Oceanobacillus sp.）。
【００２５】
前記一次原料は、好ましくは、生ゴミ６３重量部に水分調整材３５重量部を混入すると共に有効微生物群２重量部を加え、６０〜８０℃の発酵槽内温度にて４８時間一次発酵させてなる。発酵槽内には６０〜１５０℃の温風を送風する。
【００２６】
前記一次原料に炭の粉末を混入すると共に好アルカリ性のバチルス属（Bacillus
sp.）タテヤマ剣ＦＥＲＭ  ＢＰ-１０６９１と、好アルカリ性のバチルス属（Bacillus sp.）タテヤマ薬師ＦＥＲＭ  ＢＰ−１０６９２と、好塩性のバチルス属（Bacillus
sp.）タテヤマ浄土ＦＥＲＭ  ＢＰ-１０６９３と、嫌気性菌のアトポスティペス属（Atopostipes sp.）タテヤマ女汝ＦＥＲＭ  ＢＰ-１０６９０と、嫌気性かつ好塩性のクロストリディウム属（Clostridium sp.）タテヤマ竜王ＦＥＲＭ  ＢＰ-１０６９４とよりなる有効微生物群を加え、二次発酵させて炭素源炭床を作る。
【００２７】
前記炭素源炭床は、好ましくは、一次原料８５重量部に竹炭又は木炭の粉末１０重量部を混入すると共に前記有効微生物群５重量部を加え、４８時間二次発酵させる。
【００２８】
前記炭素源炭床を固形化することにより、固形燃料を作る。
【００２９】
なお、嫌気性菌のアトポスティペス属（Atopostipes sp.）タテヤマ女汝（ＦＥＲＭ  ＢＰ-１０６９０）と、好アルカリ性のバチルス属（Bacillus sp.）タテヤマ剣（ＦＥＲＭ  ＢＰ-１０６９１）と、好アルカリ性のバチルス属（Bacillus sp.）タテヤマ薬師（ＦＥＲＭ  ＢＰ−１０６９２）と、好塩性のバチルス属（Bacillus sp.）タテヤマ浄土（ＦＥＲＭ  ＢＰ-１０６９３）と、嫌気性かつ好塩性のクロストリディウム属（Clostridium sp.）タテヤマ竜王（ＦＥＲＭ  ＢＰ-１０６９４）は、それぞれ独立行政法人産業技術総合研究所特許生物寄託センターに寄託されている。
【００３０】
好アルカリ性のバチルス属（Bacillus
sp.）タテヤマ剣と、好アルカリ性のバチルス属（Bacillus sp.）タテヤマ薬師と、好塩性のバチルス属（Bacillus sp.）タテヤマ浄土と、嫌気性菌のアトポスティペス属（Atopostipes sp.）タテヤマ女汝と、嫌気性かつ好塩性のクロストリディウム属（Clostridium sp.）タテヤマ竜王とについて、同定を実施した。以下、同定方法及び微生物試験結果を示す。
【００３１】
細菌第一段階試験として、光学顕微鏡U-LH１,０００（オリンパス，日本）により、細胞形態、グラム染色性、胞子の有無及び鞭毛による運動性の有無を観察した。NUTRIENT AGAR （OXOID, HAMPSHIRE, ENGLAND）（以下「NT」という。）又はGAM寒天培地（ニッスイ, 東京）（以下「GAM」という。）でのコロニー形態を観察した。カタラーゼ反応、オキシダーゼ反応、グルコースからの酸／ガス産生及びブドウ糖の酸化／発酵（O／F）について試験を行った。
菌学的性状試験結果を表１に示す。
【００３２】
【表１】
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【００３３】
次に１６S rDNA塩基配列の遺伝子解析を実施した。ゲノムDNAの抽出には、INSTAGENE MATRIX（BIO RAD, CA, USA）を使用した。抽出したゲノムＤＮＡを鋳型として、PCRにより全塩基配列約１,５００〜１,６００塩基対の領域を増幅した。その後、増幅された１６S rDNAをシーケンスし、塩基配列を得た。PCR産物の精製、サイクルシークエンスにはBIGDYE TERMINATOR V３.１ CYCLE SEQUENCING KIT（APPLIED BIOSYSTEMS, CA, U.S.A.）を使用した。サーマルサイクラーにはPRIMESTAR HS DNA POLYMERASE（タカラバイオ, 滋賀）、DNAシーケンサーにはABI PRISM ３１００ GENETIC ANALYZER SYSTEM（APPLIED BIOSYSTEMS,
CA, U.S.A.）を使用した。なおプライマーは、文献「放線菌の同定と分類, p８８-１１７, 日本学会事務センター, ２００１.」に従った。
【００３４】
１６S rDNAの塩基配列の解析結果を、バチルス属（Bacillus sp.）タテヤマ剣については表２に、バチルス属（Bacillus sp.）タテヤマ薬師については表３に、バチルス属（Bacillus
sp.）タテヤマ浄土については表４に、アトポスティペス属（Atopostipes sp.）タテヤマ女汝については表５に、クロストリディウム属（Clostridium
sp.）タテヤマ竜王については表６に、それぞれ示す。
【００３５】
【表２】
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【００３６】
【表３】
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【００３７】
【表４】
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【００３８】
【表５】
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【００３９】
【表６】
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【００４０】
上記塩基配列をアポロンDB細菌基準株データベース（テクノスルガ, 静岡） を用いて相同性検索を行い、得られた１６S rDNAの塩基配列から検体と近縁と考えられる種の相同性検索を行い、上位５株を決定した。
相同性検索結果を、バチルス属（Bacillus sp.）タテヤマ剣については表７に、バチルス属（Bacillus
sp.）タテヤマ薬師については表８に、バチルス属（Bacillus sp.）タテヤマ浄土については表９に、アトポスティペス属（Atopostipes sp.）タテヤマ女汝については表１０に、クロストリディウム属（Clostridium sp.）タテヤマ竜王については表１１に、それぞれ示す。
【００４１】
【表７】
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【００４２】
【表８】
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【００４３】
【表９】
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【００４４】
【表１０】
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【００４５】
【表１１】
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【００４６】
これまで得られた情報をもとにCLUSTAL
WとMEGA VER３.１を用いて、１６S rDNA塩基配列とこれに近縁と考えられる菌群の１６S rDNA塩基配列とを用いて分子系統樹を構築した。分子系統樹の推定には近隣結合法を用い、樹型の妥当性を示すブートストラップは１０００回発生させた。
なお、CLUSTAL Wは文献「Nucleic Acids Research, １９９４, ２２:４６７３-４６８０.」、MEGAは文献「Briefings
in Bioinformatics, ２００４, ５, １５０-１６３.」に従った。
分子系統解析結果を、バチルス属（Bacillus sp.）タテヤマ剣とバチルス属（Bacillus sp.）タテヤマ薬師とについては図１に、バチルス属（Bacillus
sp.）タテヤマ浄土については図２に、アトポスティペス属（Atopostipes sp.）タテヤマ女汝については図３に、クロストリディウム属（Clostridium
sp.）については図４に、それぞれ示す。
【実施例】
【００４７】
韓国食品残渣物を含む生ゴミ６３重量部に下記の水分調整材３５重量部を混入すると共に、好気性菌群５５％と嫌気性菌群４５％とよりなる有効微生物群２重量部を加え、発酵機（商標「ＮＢ−ＳＳ発酵機Ｒｅｘ型」）を用いて送風と攪拌とを行いつつ、６０〜８０℃の発酵槽内温度にて４８時間一次発酵させて一次原料を作り、
該一次原料８５重量部に木炭の粉末１０重量部を混入すると共に好アルカリ性のバチルス属（Bacillus sp.）タテヤマ剣ＦＥＲＭ  ＢＰ-１０６９１と、好アルカリ性のバチルス属（Bacillus sp.）タテヤマ薬師ＦＥＲＭ  ＢＰ−１０６９２と、好塩性のバチルス属（Bacillus
sp.）タテヤマ浄土ＦＥＲＭ  ＢＰ-１０６９３と、嫌気性菌のアトポスティペス属（Atopostipes sp.）タテヤマ女汝ＦＥＲＭ  ＢＰ-１０６９０と、嫌気性かつ好塩性のクロストリディウム属（Clostridium sp.）タテヤマ竜王ＦＥＲＭ  ＢＰ-１０６９４とよりなる有効微生物群５重量部を加え、上記発酵機を用いて４８時間二次発酵させて炭素源炭床粉末を作った。炭素源炭床粉末の含水率は４０重量％、仕上げ温度は７０℃であった。
この炭素源炭床粉末の含水率を２５重量％となし、ペレット製造装置（バイオマスペレット製造装置）により固形化し、円柱状ペレットの形状をなす固形燃料を作った。
上記水分調整材は、含水率８０％の生オカラと、米ヌカとを、該生オカラと米ヌカとの全体の含水率が５０％になるように、合計１０００重量部発酵槽内に投入し、該発酵槽内に好気性菌群５５％と嫌気性菌群４５％とよりなる有効微生物群１重量部を投入し、該発酵槽内の温度を６０〜８０℃に加温すると共に該発酵槽内に空気を送入しつつ２４時間攪拌発酵させてなるものである。
【００４８】
この実施例において得られた固形燃料は、燃焼時に十分な熱量を出す安全な燃料であった。この固形燃料を燃焼させた後に残った灰は、無害であり、畑に散布された。
【００４９】
上記実施例において得られた固形燃料について行われた分析の結果を表１２に示す。
【００５０】
【表１２】
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【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】バチルス属（Bacillus sp.）タテヤマ剣とバチルス属（Bacillus sp.）タテヤマ薬師の分子系統樹である。
【図２】バチルス属（Bacillus sp.）タテヤマ浄土の分子系統樹である。
【図３】アトポスティペス属（Atopostipes sp.）タテヤマ女汝の分子系統樹である。
【図４】アトポスティペス属（Atopostipes sp.）タテヤマ女汝の分子系統樹である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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