JP2000219585A

JP2000219585A - バイオ処理装置

Info

Publication number: JP2000219585A
Application number: JP2203399A
Authority: JP
Inventors: Takayasu Inui; 孝保乾; Koki Uchida; 幸喜内田
Original assignee: Morita Econos Corp
Current assignee: Morita Econos Corp
Priority date: 1999-01-29
Filing date: 1999-01-29
Publication date: 2000-08-08

Abstract

(57)【要約】【課題】生ゴミ等の被処理物をバイオ発酵処理に好適
な含水率６０％前後に乾燥させてから菌でバイオ発酵さ
せる装置全体の小型化、設備投資費とランニングコスト
の低減化。【解決手段】１つの処理槽１に被処理物２を投入し
て、処理槽１内を真空乾燥系１０で真空引きし加熱して
被処理物２を含水率６０％前後になるまで真空乾燥させ
る。その後、乾燥・発酵切換手段３０で真空乾燥系１０
からバイオ発酵処理系２０の駆動に切り換え、処理槽１
内で被処理物２に菌を加えてバイオ発酵処理する。共通
の処理槽１内で真空乾燥とバイオ発酵を行うため、乾燥
と発酵用の管理制御系６０は一つで済む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、生ゴミや屎尿汚泥
等を特定の菌で発酵処理して、堆肥等を製造するバイオ
処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般家庭等から大量に出る生ゴミを特定
の菌（細菌、微生物）を使って堆肥化させるバイオ処理
設備として、大量の生ゴミを所定含水率まで一度に強制
乾燥させる乾燥処理槽と、乾燥処理槽から移された乾燥
済み生ゴミに菌を混入させて生ゴミを発酵処理する発酵
処理槽を備えたものが普及している。菌で発酵処理され
る生ゴミ等の被処理物は、含水率が９０％前後と大量の
水分を含むものが通常で、これをそのまま菌で発酵処理
するのは効率が悪いことから、９０％前後の高含水率の
被処理物を乾燥処理槽に入れて、菌が最も活性化すると
される６０％前後の含水率になるまで強制乾燥させてい
る。

【０００３】このような高含水率の被処理物の強制乾燥
は、被処理物を乾燥処理槽内に投入して攪拌手段で攪拌
し、乾燥処理槽自体を蒸気加熱等で加熱することで被処
理物を加熱して、被処理物の水分を蒸発させることで行
われる。乾燥処理槽内の被処理物の含水率が６０％前後
になるまで被処理物を乾燥させると、加熱や攪拌等の乾
燥動作が停止して乾燥済み被処理物が乾燥処理槽から取
り出され、乾燥処理槽の近くに設置されている発酵処理
槽に移される。

【０００４】発酵処理槽内に乾燥済みの被処理物が投入
されると、被処理物に菌が添加されて被処理物が攪拌手
段で攪拌され、被処理物の菌による発酵処理が行われ
る。菌は、被処理物の含水率が６０％前後のときに最も
活性化して被処理物を効率良く短時間で、また、被処理
物を高品質で発酵させる。つまり、含水率９０％前後の
生ゴミのような高含水率の被処理物を効率よく高品質で
バイオ発酵処理するために、バイオ発酵処理する前に被
処理物を専用の乾燥処理槽で含水率６０％前後になるま
で乾燥させているのである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記バイオ処理設備の
場合、工場等の床上に乾燥処理槽と発酵処理槽の２つの
処理槽を併設し、２つの処理槽の各々に必要な被処理物
加熱手段、被処理物攪拌手段、乾燥とバイオ発酵を管理
するための温度センサ等の各種センサ類、それに水蒸気
の排気管や、空気給気管等の配管類を設置している。そ
のため、バイオ処理設備全体が機器類の多い複雑で、設
置床面積の大きなものとなって、設備投資費が高く付い
ていた。また、乾燥処理槽は、生ゴミに凝集剤を添加し
て乾燥を促進させるものと、処理槽内を真空引きして生
ゴミの水分が低温で蒸発するようにして乾燥を促進させ
るものが知られているが、前者は乾燥処理とバイオ発酵
処理された被処理物に凝集剤が含まれて堆肥等への利用
に問題を残しており、後者は真空設備費が高くなって発
酵処理槽を含む設備投資費が尚更に高くなる問題を残し
ていた。

【０００６】また、乾燥処理槽と発酵処理槽のそれぞれ
のランニングコスト（主として電力費）のために、バイ
オ処理設備運営のランニングコストが嵩み、その低減が
難しい。更には、乾燥処理槽から発酵処理槽に被処理物
を移し替えるための手間と時間が必要であり、また、こ
の移し替え時に被処理物の含水率が変動して発酵処理槽
でのバイオ発酵効率が悪くなることもあって、その管理
が面倒である。

【０００７】また、上記バイオ処理設備は、乾燥処理槽
と発酵処理槽の２つの処理槽を同時稼働させて、大量の
被処理物を定量ずつ連続的に乾燥させバイオ処理するこ
とができる。しかし、近時の乾燥処理槽と発酵処理槽の
処理能力の向上で、２つの処理槽を同時稼働させる必要
が少なくなり、一方の処理槽が稼働していると他方の処
理槽が非稼働な状態に置かれている場合が多くて、２つ
の処理槽の実質的な稼働率が悪く、これがランニングコ
ストを尚更に高くしていた。

【０００８】それ故に、本発明の目的とするところは、
設備費とランニングコストの低減が容易なバイオ処理装
置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の技術的手段は、定置された処理槽に、同処理槽内を
真空引きして処理槽内に収容された被処理物を真空乾燥
させる真空乾燥系と、処理槽内を大気解放して真空乾燥
された被処理物を菌で発酵処理するバイオ発酵処理系を
付設したことを特徴とする。

【００１０】ここで上記本発明は、従来の乾燥処理槽と
発酵処理槽を１つの処理槽に統合させたもので、１処理
槽内で被処理物が真空乾燥され、この乾燥が終了すると
直ちにバイオ発酵処理がなされて、バイオ発酵処理が終
了して始めて処理槽から排出される。この場合の真空乾
燥系とは、処理槽内を低真空度に保持して被処理物の水
分の沸点を下げて蒸発し易いようにした状態で、処理槽
を加熱して間接的に非処理物をその水分の低沸点の温度
程度まで加熱するもので、この真空乾燥終了直後に同処
理槽内でバイオ発酵処理が開始される。

【００１１】本発明の第２の特徴は、上記真空乾燥系で
処理槽内の被処理物が６０％前後の所定の含水率になる
まで乾燥させられると、真空乾燥系の駆動を停止させて
バイオ発酵処理系を駆動させる乾燥・発酵切換手段を有
することである。この乾燥・発酵切換手段は、処理槽内
の被処理物の重量変動等から含水率を検知して作動する
自動或いは手動の切換手段である。

【００１２】本発明の第３の特徴は、上記処理槽内に、
処理槽内に収容された被処理物を下から上方向に攪拌す
る攪拌手段を設置したことである。この攪拌手段は、真
空乾燥時とバイオ発酵処理時の両方で被処理物を被処理
物の状態に適応した攪拌速度で攪拌する。

【００１３】本発明の第４の特徴は、上記真空乾燥系
が、処理槽を介して処理槽内の被処理物を加熱する加熱
系と、処理槽内の温度変動に基づいて処理槽内を真空引
きする真空系を備えたことである。この場合の加熱系
は、蒸気を熱源とするものがランニングコストの点で好
適であり、真空系は真空ポンプを使用したものが好適で
ある。

【００１４】本発明の第５の特徴は、上記処理槽内の被
処理物の真空乾燥及び発酵処理に伴う重量変動を検出す
る重量計を付設したことである。この重量計は、処理槽
内の被処理物の含水率変化やバイオ発酵処理状況を検知
する１つの計器として利用されるもので、処理槽内の被
処理物自体の重量変動を計量するもの、又は、処理槽内
の被処理物から蒸発した水分の全重量を計量して被処理
物の重量変動を推測するものが適用される。

【００１５】本発明の第６の特徴は、上記重量計が処理
槽を支持して処理槽内の被処理物重量を含む処理槽の総
重量を計量することである。この重量計は、第５の発明
で述べた処理槽内の被処理物自体の重量変動を計量する
もので、既存のロードセルを適用すればよい。

【００１６】本発明の第７の特徴は、上記重量計からの
重量信号と、処理槽内の温度を検出する温度センサから
の温度信号と、処理槽内の空気圧を検出する圧力センサ
からの圧力信号に基づいて真空乾燥系とバイオ発酵処理
系の駆動を管理し制御する管理制御系を付設したことで
ある。この管理制御系は、１つの処理槽内の被処理物重
量変動、温度変動、圧力（真空度）変動の各検出信号か
ら真空乾燥時の被処理物の含水率を監視し、バイオ発酵
時の被処理物の発酵状況を監視して、バイオ処理装置全
体が効率良く運転されるように設置される。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図１乃
至図９を参照して説明する。尚、図１乃至図６は第１の
実施形態を説明するものであり、図７乃至図９は第２の
実施形態を説明するもので、全図を通じて同一、又は、
相当部分には同一符号が付してある。

【００１８】図１は第１実施形態のバイオ処理装置の概
要を示すもので、床上に定置された１つの処理槽１と、
処理槽１内に投入された生ゴミ等の被処理物２を強制的
に真空乾燥させる真空乾燥系１０と、処理槽１内で真空
乾燥された被処理物２を菌でバイオ発酵させるバイオ発
酵処理系２０を備える。処理槽１内に被処理物２の任意
量、或いは、定量が投入されると、まず真空乾燥系１０
が駆動して被処理物２を、その含水率がバイオ処理に好
適な値（６０％前後）になるまで真空乾燥させ、この乾
燥終了後、真空乾燥系１０に代わってバイオ発酵処理系
２０が駆動して処理槽１内で乾燥済み被処理物２を菌を
使ってバイオ発酵させる。

【００１９】また、処理槽１には、真空乾燥系１０とバ
イオ発酵処理系２０の駆動を切り換える乾燥・発酵切換
手段３０と、被処理物２の真空乾燥とバイオ発酵を促進
させる攪拌手段４０と、真空乾燥系１０とバイオ発酵処
理系２０の駆動を管理し制御するための重量計５０及び
管理制御系６０が付設される。乾燥・発酵切換手段３０
は、自動或いは手動によるバルブ切換手段である。重量
計５０は、処理槽１内の被処理物２の重量変動を検出し
て、被処理物２の含水率等の検出に利用される。管理制
御系６０は、処理槽１内の温度を検出する温度センサ６
１と、処理槽１内の空気圧（真空度）を検出する圧力セ
ンサ６２と、重量計５０からの各検出信号に基づいて真
空乾燥系１０とバイオ発酵処理系２０を管理し制御す
る。

【００２０】処理槽１は、例えば縦長の円筒容器から成
る縦型槽で、その天井板の２箇所に被処理物投入口３と
排気口４を有し、側壁の一部に被処理物取出用排出口５
を有する。排気口４は、真空引き口と大気解放口と給気
口を兼用する。投入口３は専用の蓋３ａで、排出口５は
専用の蓋５ａで適宜密閉され、排気口４が真空乾燥系１
０とバイオ発酵処理系２０に連通させてある。この縦型
の処理槽１は横型に変更することも可能であり、その具
体例が図７の第２実施形態のバイオ処理装置における処
理槽１であって、この詳細は後述する。

【００２１】真空乾燥系１０は、処理槽１内を適度な真
空度に真空引きする真空系１０ａと、処理槽１自体を適
度な温度に加熱する加熱系１０ｂを備える。真空系１０
ａは、排気口４から処理槽１内を真空引きする真空ポン
プ１１と、その真空引き経路の一部に設置された真空切
換バルブ１２を有する。加熱系１０ｂは熱源として例え
ばボイラ１３を有し、ボイラ１３から発生する蒸気が処
理槽１の外周に設置した蒸気ジャケット１４および回転
シャフト４１内を通って被処理物２を加熱する。

【００２２】バイオ発酵処理系２０は、排気口４から処
理槽１内にバイオ発酵に必要な空気を供給するブロア２
１と、その空気経路の一部に設置された空気切換バルブ
２２を有する。また、バイオ発酵処理系２０は、処理槽
１内に菌を投入する菌投入手段（図示せず）を有する。
この菌投入手段は、投入口３から菌を自動或いは手動で
投入するものである。尚、後述するが１つの処理槽１で
被処理物２の真空乾燥とバイオ発酵処理を行うようにす
ると、発酵処理後に処理槽内に残った菌が次の真空乾燥
時に低温乾燥のために生き残って、次のバイオ発酵に利
用できることから、菌投入手段は簡単なものでよい。

【００２３】乾燥・発酵切換手段３０は、真空乾燥系１
０の真空切換バルブ１２とバイオ発酵処理系２０の空気
切換バルブ２２を自動或いは手動で開閉するもので、こ
の作動は管理制御系６０からの制御信号に基づいて行わ
れる。

【００２４】図１の縦型処理槽１に設置された攪拌手段
４０は、例えば処理槽１内の被処理物２を下から上へと
掻き上げながら攪拌する螺旋羽根４０ａである。縦型処
理槽１の内部中央を貫通する円筒状の回転シャフト４１
の外周に螺旋羽根４０ａが固定され、回転シャフト４１
が処理槽１上に固定されたモータ４２で回転制御され
る。螺旋羽根４０ａは被処理物２の真空乾燥時とバイオ
発酵処理時に回転して、被処理物２を下から上へと攪拌
し、この攪拌で真空乾燥とバイオ発酵が促進される。

【００２５】処理槽１の具体的構造を図２に示し説明す
ると、処理槽１は円筒本体１ａを有し、この円筒本体１
ａの内周面に螺旋羽根４０ａの外周が所定隙間を空けて
対向している。螺旋羽根４０ａは回転シャフト４１から
突設された支持棒４３の先端部に固定されて、螺旋羽根
４０ａの上方に被処理物２が落下する空間が形成され
る。処理槽１内に上部の投入口３から被処理物２が投入
されると、処理槽１の底部に被処理物２が溜まり、この
状態で螺旋羽根４０ａを定方向回転させると被処理物２
は螺旋羽根４０ａの上面と円筒本体１ａの内周面を摺動
しながら下から上へと攪拌され、一部のものは回転シャ
フト４１に沿って落下して、再度下から上へと攪拌され
る。螺旋羽根４０ａの外周が円筒本体１ａの内周面に沿
って上昇するとき、円筒本体１ａの内周面にこびり付い
た被処理物２が掻き取られる。

【００２６】螺旋羽根４０ａの回転は、処理槽１内で被
処理物２を真空乾燥させるときと、バイオ発酵させると
きに行われる。真空乾燥系１０を駆動させたとき、処理
槽１内が低真空度の低圧状態になって、処理槽１の円筒
本体１ａと回転シャフト４１を加熱系１０ｂの蒸気で加
熱しても被処理物２の全体を効率良く加熱することが難
しいが、螺旋羽根４０ａを回転させつつ被処理物２を攪
拌すると、被処理物２が次々と円筒本体１ａと回転シャ
フト４１に接触して熱伝導により加熱され、被処理物全
体の効率の良い加熱が可能となる。

【００２７】また、螺旋羽根４０ａの回転速度は、処理
槽１内での被処理物２の状況変動によって可変制御され
る。例えば、処理槽１内で被処理物２を真空乾燥させる
ときの被処理物２が９０％を超える高含水率の状況にあ
ると、この被処理物２は液体に近い状態にあって、攪拌
しなくても処理槽１の熱で自然対流して全体が平均的に
加熱される。そのため、被処理物２が高含水率にあると
きは、螺旋羽根４０ａの回転を停止させるか極低速に制
御して、無駄な電力消費をなくすことが望ましい。ま
た、高含水率の被処理物２は、真空乾燥が進行するに従
って水分蒸発で含水率が下がり、対流が悪くなって加熱
効率が低下するので、含水率の低下に応じて螺旋羽根４
０ａの回転速度を上げるようにする。この真空乾燥時に
おける螺旋羽根４０ａの回転速度の上限は、被処理物２
が生ゴミの場合で約１００ｒｐｍであることが実験によ
り分かっている。そして、被処理物２の含水率が６０％
前後の定値になって真空乾燥が終了すると螺旋羽根４０
ａの回転が停止し、次はバイオ発酵に適した速度で回転
する。このバイオ発酵処理時の螺旋羽根４０ａの回転速
度は、約２．２ｒｐｍが適当である。

【００２８】処理槽１内で被処理物２のバイオ発酵が終
了すると、螺旋羽根４０ａの回転を停止させて処理槽１
の排出口５の蓋５ａを開ける。この状態で螺旋羽根４０
ａを再度定方向回転させると、発酵済み被処理物２が螺
旋羽根４０ａで排出口５へと押し上げられて外部へ排出
される。蓋５ａの開閉は、例えば図６に示すようなリン
ク機構７０とモータ７１を使って自動で行われる。

【００２９】蓋５ａは例えば左右に回動するアーム７２
に支持され、蓋５ａとモータ７１の回転軸７１ａの間に
２本のリンク７３，７４が連結される。図６（Ａ）の状
態で蓋５ａが排出口５を密閉し、このとき２本のリンク
７３，７４がへ字状になって蓋５ａを仮ロックし、図６
（Ｂ）の状態で２本のリンク７３，７４が逆へ字状にな
って蓋５ａをセルフロックする。このセルフロックで、
特別なロック装置を設けなくともバイオ発酵時の処理槽
１の内圧により蓋５ａが自然に開放することがない。図
６（Ｂ）の状態からリンク７４をモータ７１で図６で右
方向に回転させると、図６（Ｃ）に示すように蓋５ａが
約４５度の角度で開き、この状態がロックされて排出口
５からの被処理物排出が行われる。

【００３０】処理槽１とその周辺機器、配管の具体的構
造例を図３と図４に示し、これを真空乾燥動作とバイオ
発酵処理動作に関連させて説明する。まず、真空乾燥動
作時に、図３に示すボイラ１３に燃料タンク８１からボ
ールバルブ８２を介して燃料が送られ、ボイラ１３から
減圧弁８３、ボールバルブ８４、枝分かれした２本の配
管８５，８６を介して蒸気が処理槽１の蒸気ジャケット
１４と回転シャフト４１に送られて、被処理物加熱が行
われる。この加熱動作と前後して図４の真空ポンプ１１
が作動して、処理槽１内が真空引きされて被処理物の真
空乾燥が行われる。

【００３１】以上の真空乾燥で処理槽１内の底に溜まっ
た水蒸気は配管８７，８８からスチームトラップ８９，
９０を通ってドレンパン９１に溜められ、他方、処理槽
１内で蒸発上昇した水蒸気は排気口４から配管９２を通
ってサイクロン９３に送られる。サイクロン９３は、処
理槽１内で高速攪拌されて発生した水蒸気に含まれた粉
塵類を捕捉するものであり、このサイクロン９３で生じ
た水分はバルブ９４，９５を通過してドレンパン９６に
排水され、サイクロン９３を通過した水蒸気は配管９７
を通ってコンデンサ９８に送られ、ここで冷却凝縮され
て水分となってバルブ９９，１００からドレンパン１０
１へと排水される。コンデンサ９８にはクーリングタワ
ー１０２から配管１０３とポンプ１０４で冷却水が送ら
れ、この冷却水がコンデンサ９８で加温された温水が配
管１０５とボールバルブ１０６を介してクーリングタワ
ー１０２に循環される。また、コンデンサ９８の下流側
と真空ポンプ１１が配管１０７で連結され、配管１０７
から枝分かれした配管１１４にバルブ１１５と第２ブロ
ア１１６が連結される。尚、第２ブロア１１６は、処理
槽内でバイオ発酵処理する際に処理槽内の空気やガスを
排気する。

【００３２】処理槽１で被処理物を真空乾燥する際、処
理槽１内の被処理物の重量変動と処理槽１内の温度、空
気圧（真空度）が検出され、この検出信号が図１の管理
制御系６０に入力されて、管理制御系６０が乾燥状態に
ある被処理物の含水率を監視し、最適条件下で真空乾燥
が進行するように制御する。尚、処理槽１内の被処理物
の含水率監視は、被処理物が乾燥してその全重量が低下
すると、全体の含水率も低下することから、被処理物の
重量変動を検出することで行われる。

【００３３】処理槽１内の被処理物の重量変動を検出す
る重量計５０は、例えば図３に示すように処理槽１の総
重量を計量するロードセルを適用する。この場合、計量
誤差を少なくするため、ロードセル５０で処理槽全体を
支持し、図５に示すように処理槽１と外部設備を直接に
連結する全配管８５，８６，８７，８８、９２，１０８
の少なくとも処理槽側一部をフレキシブル管２００、…
で構成して、処理槽１を可及的にフローティング状態に
近づける。また、処理槽１内の被処理物の重量変動を検
出する重量計５０は、被処理物から蒸発した水分の全て
を計量するロードセルであってもよく、この場合は図３
と図４の全ドレンパン９１，９６，１０１から回収した
排水の重量を計量する。

【００３４】処理槽１内での被処理物２の真空乾燥は、
詳しくは処理槽１内を真空系１０ａで真空引きし、加熱
系１０ｂで加熱し、攪拌手段４０で被処理物２を下から
上に攪拌しながら行う。この真空乾燥の時間経過と共に
被処理物１の含水率が低下して、ランニングコスト的に
最適な乾燥条件が変動する。例えば、被処理物の種類に
もよるが、一般に被処理物が９０％を超える高含水率の
ものであると、処理槽１内の温度（槽内温度）を高くせ
ず、攪拌速度を遅くしても全体が処理槽１からの熱で均
一に加熱され易く、更には、処理槽１内の真空度を高く
しなくても被処理物から水分が蒸発し易い。この被処理
物の真空乾燥が同一の槽内温度、攪拌速度、真空度の条
件下で進行して含水率が９０％から６０％に、６０％か
ら５０％以下にと低下するにしたがって、被処理物の全
体の均一加熱が難しくなり、水分の蒸発がし難くなり、
真空乾燥の効率と乾燥速度が低下し、エネルギーの無駄
が増大していく。

【００３５】そこで、処理槽１に設置した温度センサ６
１で槽内温度を検出する。この槽内温度と被処理物の含
水率、また、槽内温度と槽内の真空度は被処理物の種類
にもよるが概ね反比例的な相関関係にあることから、槽
内温度を加熱系１０ｂで制御しながら含水率を予測し、
真空度を真空系１０ａで制御し、含水率の予測データか
ら攪拌手段４０で攪拌速度を制御するようにして、総合
的なランニングコストを最適に抑制しながら真空乾燥を
続行させる。例えば、処理槽１内の被処理物２が生ゴミ
で、仮に９９％の含水率のものを７０％の含水率になる
まで真空乾燥させるときの含水率、真空度、槽内温度の
ランニングコスト的に最適となる関係データを、次の表
１に示す。

【００３６】

【表１】

【００３７】表１から分かるように、乾燥開始時の９９
％含水率の被処理物はほぼ液体であり、これを真空乾燥
させる場合は槽内温度を最低の５０℃程度にしても、被
処理物全体が対流により効率良く加熱される。この場
合、被処理物の攪拌は必要性が無くて螺旋羽根４０ａの
回転は停止させておき、槽内の真空度を−７００ｍｍＨ
ｇ程度に設定して真空乾燥を開始させる。そして、真空
乾燥が進行するにしたがって被処理物の含水率が低下す
るのを予測して槽内温度を徐々に上げ、槽内温度と相関
関係にある槽内真空度を徐々に調整する。この槽内温度
と真空度の調整は、加熱系１０ｂと真空系１０ａのラン
ニングコストの何回かの実験データから最適値を求めて
行われる。また、被処理物の含水率が９０％程度に低下
すると螺旋羽根４０ａの回転を開始させ、以後、この回
転速度を被処理物の含水率低下に対応させて上げてい
く。

【００３８】また、表１のように被処理物の含水率が所
望の７０％に達したときの槽内温度は約８０℃で真空度
は約−５５０ｍｍＨｇが適切である。尚、表１には示さ
ないが、被処理物を６０％、５０％、それ以下の含水率
まで真空乾燥させる場合は、螺旋羽根４０ａの回転速度
を上限で１００ｒｐｍまで上げて、被処理物を遠心力で
処理槽内壁に衝突させるぐらいにすると、被処理物の効
率の良い加熱が可能となり、真空乾燥が促進される。

【００３９】処理槽１内の被処理物の含水率が所定の６
０％前後の定値に達すると真空乾燥動作が停止して、処
理槽１の排気口４に連結された配管１０８の空気切換バ
ルブ２２が開かれて処理槽１内が大気解放され、ブロア
２１が作動して処理槽１内にバイオ発酵処理に必要な新
鮮空気が供給されて、バイオ発酵処理が開始される。こ
のバイオ発酵を開始する前に、必要に応じて処理槽１内
の被処理物に菌が添加される。すなわち、１つの処理槽
１で１回バイオ発酵処理が行われて、発酵済み被処理物
が排出されると、処理槽内面や攪拌手段に菌が付着して
残り、この菌が次の真空乾燥工程では低温ゆえに滅菌せ
ずに有用菌として生き残り、これが６０％前後の含水率
まで真空乾燥された被処理物に混じってバイオ発酵させ
る。従って、バイオ発酵処理の開始段階においては、処
理槽１内への新しい菌の供給は補充的に行えばよくな
り、このようにすることでバイオ発酵処理のランニング
コストの低減が可能となる。

【００４０】次に、図７の第２の実施形態のバイオ処理
装置について説明すると、この装置は処理槽１が横型で
あり、処理槽１に付設される真空乾燥系１０，バイオ発
酵処理系２０、乾燥・発酵切換手段３０，重量計５０，
管理制御系６０は図１装置と同様である。また、横型処
理槽１においては、その内部に設置される攪拌手段４０
が次のように変更される。

【００４１】横型処理槽１は横置きされた円筒本体１ｂ
を有し、円筒本体１ｂの中心を貫通する水平な回転シャ
フト４４に複数の回転ディスク４５を等間隔で固定し、
各回転ディスク４５の外周の１８０度間隔の２箇所に攪
拌手段としての三角傾斜羽根４０ｂを固定している。回
転ディスク４５は、回転シャフト４４に対して回転シャ
フト４４と同軸に固定される。三角傾斜羽根４０ｂは図
８と図９に示すような三角板で、処理槽軸方向に平行な
直線側面ｍと処理槽軸方向に対して所定の傾斜角を持つ
傾斜側面ｎを有する。三角傾斜羽根４０ｂの略中央が回
転ドラム４５の外周に固定され、三角傾斜羽根４０ｂの
前後両端部が回転ドラム４５の両側方に延在する。隣接
する回転ドラム４５の一方の攪拌羽根４０ｂと他方の攪
拌羽根４０ｂは９０度の位相差で取り付けられ、それぞ
れの前後端は円筒本体１ｂの内周方向で少しオーバーラ
ップさせてある。回転シャフト４４はモータ４２で往復
回転駆動され、この回転で各回転ドラム４５の三角傾斜
羽根４０ｂが円筒本体１ｂの内周面に沿って往復回転移
動する。

【００４２】横型処理槽１においては、その円筒本体１
ｂの片端部上部に排気口兼用の投入口３が、他端部下部
に排出口５が形成される。処理槽１に被処理物２が投入
されると回転シャフト４４が図９（Ｃ）の矢印ｐ方向に
回転し、この回転で三角傾斜羽根４０ｂの傾斜側面ｎが
被処理物２を破線矢印で示す処理槽１の前方へと移動さ
せる。複数の各回転ディスク４５の間に被処理物２が平
均的な量で溜まると、回転シャフト４４の回転方向が図
９（Ａ）、（Ｂ）に示す矢印ｑ方向に逆転する。この逆
転で三角傾斜羽根４０ｂの直線側面ｍが円筒本体１ｂの
内周面にこびり付いた被処理物２を掻き取りながら被処
理物２を下から上へと攪拌する。この横型処理槽１にお
ける三角傾斜羽根４０ｂによる被処理物２の攪拌は、被
処理物２の真空乾燥とバイオ発酵を促進する。

【００４３】

【発明の効果】本発明によれば、生ゴミ等の被処理物を
バイオ発酵に好適な含水率になるまで真空乾燥させる処
理槽と、真空乾燥された被処理物を菌でバイオ発酵させ
る処理槽が同一であるので、処理槽内外に設置される真
空乾燥とバイオ処理に必要なセンサ類、配管類を共通に
できて、バイオ処理設備全体の小型化と、設備投資費の
低減が可能となり、設備全体のランニングコストの低減
が容易となる。

【００４４】更に、１つの処理槽内で被処理物を真空乾
燥させた直後に連続してバイオ発酵処理を行うことがで
きるので、処理槽間での被処理物の移動といった手間が
省け、真空乾燥とバイオ発酵処理の一連のバイオ処理の
作業性改善が図れる。

【００４５】また、被処理物をバイオ発酵に好適な含水
率まで乾燥させた直後にバイオ発酵処理することができ
るので、バイオ発酵処理を効率よく高品質に行うことが
できて、生ゴミを良質な堆肥にする等の高品質、高信頼
度のバイオ処理装置が提供できる。

【００４６】また、１つの処理槽内での被処理物の真空
乾燥は低温下で行われるので、前の段階で同処理槽内で
バイオ発酵処理に使用された菌が真空乾燥後も生き残
り、この菌を次のバイオ発酵処理にも有効利用できる。
さらに、真空乾燥は凝集剤を使用しないためにバイオ発
酵処理された被処理物の堆肥等への利用が容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態であるバイオ処理装置
の全体の概要を示す側面図。

【図２】図１装置における処理槽の拡大縦断面図。

【図３】図１装置の処理槽とその近傍設備の側面図。

【図４】図３近傍設備の残り設備の側面図。

【図５】図３の処理槽近傍設備の一部変更例を示す側面
図。

【図６】（Ａ）〜（Ｃ）は図２の処理槽の排出口蓋の開
閉機構の各種動作状態例を示す縦断面図。

【図７】本発明の第２の実施形態であるバイオ処理装置
の全体の概要を示す側面図。

【図８】図７装置の処理槽の部分断面を含む拡大側面
図。

【図９】図８の処理槽内の被処理物の攪拌手段を説明す
るためのもので、（Ａ）は攪拌時の部分平面図、（Ｂ）
は攪拌時の部分断面図、（Ｃ）は被処理物搬送時の部分
平面図。

【符号の説明】

１処理槽２被処理物１０真空乾燥系１０ａ真空系１０ｂ加熱系１１真空ポンプ１３ボイラ２０バイオ発酵処理系２１ブロア３０乾燥・発酵切換手段４０攪拌手段４０ａ螺旋羽根４０ｂ攪拌羽根５０重量計６０管理制御系６１温度センサ６２圧力センサ

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ０５Ｆ 17/02 Ｂ０９Ｂ 3/00 ＤＦターム(参考） 4D004 AA02 BA04 CA42 CA50 CB27 CB50 DA01 DA02 DA03 DA06 DA07 DA09 DA11 4H061 AA03 CC35 CC51 CC55 EE03 EE66 GG10 GG18 GG19 GG43 GG49 GG67 LL26

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】定置された処理槽に、同処理槽内を真空
引きして処理槽内に収容された被処理物を真空乾燥させ
る真空乾燥系と、処理槽内を大気解放して真空乾燥され
た被処理物を菌で発酵処理するバイオ発酵処理系を付設
したことを特徴とするバイオ処理装置。
【請求項２】上記真空乾燥系で処理槽内の被処理物が
６０％前後の所定の含水率になるまで乾燥させられる
と、真空乾燥系の駆動を停止させてバイオ発酵処理系を
駆動させる乾燥・発酵切換手段を設置したことを特徴と
する請求項１記載のバイオ処理装置。
【請求項３】上記処理槽内に、処理槽内に収容された
被処理物を下から上方向に攪拌する攪拌手段を設置した
ことを特徴とする請求項１又は２記載のバイオ処理装
置。
【請求項４】上記真空乾燥系が、処理槽を介して処理
槽内の被処理物を加熱する加熱系と、処理槽内の温度変
動に基づいて処理槽内を真空引きする真空系を備えたこ
とを特徴とする請求項１〜３のいずれか記載のバイオ処
理装置。
【請求項５】上記処理槽内の被処理物の真空乾燥及び
発酵処理に伴う重量変動を検出する重量計を付設したこ
とを特徴とする請求項１〜４のいずれか記載のバイオ処
理装置。
【請求項６】上記重量計が処理槽を支持して、処理槽
内の被処理物の重量を含む処理槽の総重量を計量するこ
とを特徴とする請求項５記載のバイオ処理装置。
【請求項７】上記重量計からの重量信号と、処理槽内
の温度を検出する温度センサからの温度信号と、処理槽
内の空気圧を検出する圧力センサからの圧力信号に基づ
いて真空乾燥系とバイオ発酵処理系の駆動を管理し制御
する管理制御系を付設したことを特徴とする請求項５又
は６記載のバイオ処理装置。