JP2002126708A - 電気を流して適性温度を維持する醗酵装置及びその方法 - Google Patents

電気を流して適性温度を維持する醗酵装置及びその方法

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JP2002126708A
JP2002126708A JP2000372147A JP2000372147A JP2002126708A JP 2002126708 A JP2002126708 A JP 2002126708A JP 2000372147 A JP2000372147 A JP 2000372147A JP 2000372147 A JP2000372147 A JP 2000372147A JP 2002126708 A JP2002126708 A JP 2002126708A
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Reishi Tonuma
玲史 渡沼
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    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A40/00Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
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Abstract

(57)【要約】 【課題】生ゴミ処理機の醗酵温度を適正に維持し、過剰
な水分を除去して醗酵速度を早くする。 【解決手段】醗酵糟1の内面に電極3及び電極4を設
け、電極間に電圧をかけることにより、生ゴミに電気を
流し、温度を維持する。直流電圧をかけた場合には陽極
から発生する酸素を醗酵促進に使用し、凝縮した水はス
ペーサーを使用して醗酵糟または電極の外部の壁面を流
下させて、外部に排出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、生ゴミを処理して
コンポストを製造する際、または味噌、漬け物、など酵
母、バクテリア等の微生物を使用して醗酵を行う場合に
微生物の働きを活発化させるための適正な温度に設定す
るための加熱する装置及び方法に係わるものである。
【0002】
【従来の技術】現在家庭用ないし業務用に用いられる生
ゴミ処理用の醗酵糟の温度をコントロールするために
は、電気ヒーターを用い、醗酵する生ゴミの温度上げ、
撹拌することにより温度が均一になるよう、また空気の
流通が良くなるようにコントロールしている。漬け物、
味噌の製造や、生ゴミ処理機の簡易型のものは撹拌をお
こなわず、また温度コントロールも行っていない。生ゴ
ミを醗酵させる場合には、含水量のコントロールが必要
であり、当初から含まれている水分及び醗酵に伴って発
生する水分と炭酸ガスを除去するために、排気フアンを
設けている。一般に家庭用の電動のバイオ型の生ゴミ処
理機として販売されているものは、1次醗酵のみを行わ
せるものである。このタイプの生ゴミ処理機では、微生
物を付着させた木材チップなどの基材と生ゴミを、電気
ヒーターを用いた恒温糟に入れて撹拌し、排気フアンで
内部に発生した炭酸ガスと水分を排出し、空気挿入フア
ンで新鮮な空気を送り込んで醗酵を促進させる方法をと
っている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】生ゴミを醗酵させるた
めの微生物は摂氏30℃から60℃の間で最も活性が高
く、醗酵時間を短くするには、好気性、好熱性微生物の
場合には60℃近辺の温度領域におくことが望ましい。
好気性の醗酵が急速に行われている環境では、醗酵に伴
う発熱反応があり、温度は上昇するが、必ずしも醗酵条
件を最適におくことは出来ず、特に家庭用の小型装置で
は、放熱、生ゴミの種類によりまた水分が多いことなど
の理由により醗酵による発熱だけで適正温度を維持する
ことは困難である。また家庭用電動型の生ゴミ処理機は
一日当たりの処理量に制限があり、一度に多量の生ゴミ
が出たときには対処出来ないという欠陥を有する。
【0004】
【解決のための手段】生ゴミなど醗酵させる物質は水分
を含んでおり導電性を有する。醗酵糟内に電極をもう
け、この間に電圧をかけると生ゴミの中を電気が流れ、
発熱する。醗酵する物質自体の電気抵抗で発熱するた
め、温度上昇は殆ど均一で、温度を均一にするための撹
拌などの必要はない。容器がステンレスなどの金属の場
合には容器自体を一方の電極として使用する。温度は電
流に比例し、電圧を上げれば電流値は増加し、温度は上
昇する。温度のコントロールはさほど厳密に行う必要は
なく30℃から60℃の間に入ればよいので電圧を変え
て電流値を制御するだけで、必要な精度で温度をコント
ロールすることが可能となる。また温度を70℃以上に
維持すると、生ゴミの腐敗防止、殺菌に使用出来る。
【0005】
【発明の実施の形態】実施例として、生ゴミを処理した
場合について説明する。図1に示すように、プラスチッ
ク容器(1)の底部にチタン製の電極(2)とステンレ
ス製電極(3)を側面に貼り付け、それに電線をつなぎ
直流電圧をかけた。電極はプラスチック容器に金属のフ
イルムを貼り付けた。新規に追加投入した生ゴミにも電
気が流れるよう、ステンレスフイルムを貼り付けた中蓋
を設け、それに電線(13)をつないで、電極の表面積
を増やした。底部の電極、及び中蓋には小穴を設け、そ
れぞれ水抜き、ガス抜きとした。水分が抜けるに従い生
ゴミの抵抗が増え、電流値は徐々に下がり、温度も下が
る。温度を上げることは電圧を上げることにより可能で
ある。外気温度、容器の断熱の程度により、醗酵糟の温
度は変わるが、電圧を変えることにより、調節は可能で
ある。電極には金属の他に、伝導性を有する炭素繊維な
どを使用することも可能である。醗酵に必要な微生物を
投入し、電圧をかけて温度を適正な範囲にすれば醗酵が
進み、生ゴミは醗酵し、分解する。
【0006】醗酵を早く進めるためには、好気性の醗酵
が望ましい。電極間に流す電流を直流にした場合には、
図1において電極(3)を陰極にし、電極(4)を陽極
として電圧をかけると含まれている水が陽極(4)で電
気分解され、酸素が発生する。この酸素は醗酵を進める
上で有利であり、撹拌装置と併用すると生ゴミを砕く事
と、酸素を均一に供給する効果がある。
【0007】現在家庭用のコンポスト製造装置として
は、図3,4,5に示す様な構造で、電極を備えないプ
ラスチック製円筒型容器の下部を土中に埋め、生ゴミに
醗酵促進のためのバクテリアを含む醗酵促進剤を振り掛
け、生ゴミがある一定の厚さになると、土をかぶせて2
次醗酵を同じ容器で行うタイプのものと、一次醗酵のみ
を容器内で行い2次醗酵は一次醗酵したものを土中にう
めて2次醗酵を行わせるものの2種類がある。下部を土
中に埋めるタイプのプラスチック容器だけの単純な容器
の場合には、直流電圧をかける場合にはマイナス側をア
ースとし、プラス側の電極となる板をプラスチック容器
の内側に全面に貼り付けることも可能である。
【0008】1次醗酵のみを行わせる場合には、一次醗
酵終了後には一次醗酵に必要なバクテリアは死滅しても
よいので、本発明の場合には電圧を上げることにより、
多量の電流を流し、温度を上げて乾燥させることも可能
である。円筒の中に生ゴミを通過させ、分割した電極を
設置してそれぞれの部分で電圧を変え、温度領域の異な
る部分を連続して通過させることにより、殺菌・脱水、
醗酵・乾燥などの目的を達成することも出来る。
【0009】醗酵過程では、有機物は微生物による分解
を受け、水と炭酸ガスに分解する。発酵時の水分含有量
は50−60%が適当であり、多量の水の存在は醗酵を
阻害する要因となる。おがくず、木材チップなどを混入
するのは通気性の確保とともに水分調整の役割も負わせ
る方法も採用されている。過剰な水分は速やかに排除す
ることが望ましい。醗酵糟の温度を上げ分解を早める
と、水分が蒸発し容器の表面、蓋で凝縮して水滴にな
る。図3に示すように、この水分が生ゴミに落下する事
を防ぐために、蓋を平板ではなく水滴が蓋(2)の内面
を流下し、蓋と容器の接続部を水封することで、水分の
排出を促進し、虫の進入も防ぐ事ができる。
【0010】図2に示すように蓋と容器の結合部分の内
面が一致するように接合し、蓋の内面で凝縮した水分
が、蓋内面に沿って流下し、電極(3)と容器の間にス
ペーサー(7)で設けた間隙の間を流下し、底部から排
出することにより、生ゴミ中の過剰な水分を排出する事
が出来る。
【0011】水分が抜けすぎるようであれば、図2でス
ペーサーを設けずに、凝縮した水が電極表面を流れ、電
極と生ゴミの間を流下して、接触抵抗を減少し電気が流
れやすくする。
【0012】図5,6に示すように凝縮した水分を排出
するために、醗酵用の容器を外部の箱の中に収容するこ
とも出来る。この場合は容器が2重になることで断熱効
果もあり、醗酵糟の温度に比し、外部容器の内面温度が
低く、外部容器全体の内面で水蒸気を凝縮させる効果が
あり、また2重構造とすることで、水分は醗酵用の容器
には戻らず外部に排出される。一次醗酵が完了するには
条件によるが、150時間程度の時間が必要である。図
6は醗酵用の容器を外箱に2個収納して、醗酵糟を交互
に使用できる構造としたものである。醗酵糟は取り外し
が可能な様に作成し、内部電極3及び電極4を貼り付
け、撹拌のためのアジテーター(15)を設けてある。
生ゴミ(5)は電極により温度が上がり、撹拌され、送
風機17から空気を送って酸素を供給する。発生した炭
酸ガス、水蒸気は排気口8から外部に出し、外箱の内面
に凝縮した水分は水抜き(10)から外部に出す。アジ
テーターはクラッチ(18)を介して、モーター(1
6)により回転し、生ゴミを撹拌する。2個の醗酵糟の
一つが一杯になれば、中蓋をして150時間程度放置
し、醗酵させる。醗酵が終了すれば引き出して、中のコ
ンポストを出し、2次醗酵に回す。このようにして交互
に使用することにより、一時に多量の生ゴミが出た場合
でも、処理することが可能となり、またコンポストを捨
てる時に、少しコンポストを残せば、醗酵に必要な微生
物を供給出来る。
【0013】図7、8に示すように生ゴミ受けの中に電
極(3)及び(4)を設け、その間に電圧をかけること
により、内部の生ゴミに電気を流し、温度を上げること
により、過剰な水分の除去、殺菌が可能である。水分は
金網(30)から流下して外部に排除され、昇温により
生ゴミから出た水蒸気は上部から蒸発する。金網(3
0)を電極として使用可能であり、生ゴミ受けは形状を
問わない。温度を上げる事により、腐敗しにくくなり、
また腐敗した食品の場合には殺菌され、醗酵糟の中で腐
敗菌が増殖して醗酵を阻害する要因を減少させることが
出来る。このように前処理を行っておくと、醗酵を早く
することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】生ゴミ処理機の縦断面図である。
【図2】蓋の形状を変え、スペーサーを取り付け、水を
直接地面に落とす形の生ゴミ処理機の断面図である。
【図3】土中埋め込み型コンポスト製造装置の蓋の形状
を変え、水封装置を取り付けたものの断面図である。
【図4】図3の横切断図である。
【図5】下部を土中に埋める形の醗酵糟に内筒を設け、
水分を流下させる隙間を設置した生ゴミ処理容器の縦断
面図である。
【図6】一つの箱に2個の醗酵糟を設け、醗酵糟を交互
に使用する形の生ゴミ処理機の縦断面図であり、醗酵糟
の1のみを表示したものである。
【図7】生ゴミ前処理のための前処理器の縦断面図であ
る。
【図8】図7の横断面図である。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】醗酵糟の中に電極となる板を入れ、水分を
    含んだ醗酵させる物質を電極間において醗酵させる物質
    を直接電極に接触させて電圧をかけ、醗酵させる物質に
    電流を流して温度を上昇させ、適温範囲となる固定した
    電圧を使用するか、または電圧を変化させることにより
    醗酵に適した温度とする方法及び装置。
  2. 【請求項2】請求項1において、生ゴミを醗酵させる場
    合に直流電流を流すことにより、水を電気分解して酸素
    を発生させ、好気性の微生物の増殖を促し、分解に必要
    な酸素を供給することにより、生ゴミの分解速度を速め
    る装置及び方法。
  3. 【請求項3】請求項1において、生ゴミを醗酵させる場
    合に、発生する水または生ゴミに含まれる水分を除去す
    るために、容器が円形の場合には上部の蓋(2)の形状
    を楕円形を長軸方向に直角に切断した形またはドーム型
    とし角形の場合には、上記以外の屋根型も含めた形のい
    ずれかとし、凝縮した水が蓋にそって流れ落ちる形状と
    なし、蓋と容器の部分で内面が一致するような形状とす
    る。容器内部に設置する電極を容器周辺内部に取り付け
    る際にスペーサーを挟んで、隙間を設け、凝縮した水分
    が生ゴミの上には落ちず、スペーサーにより容器と電極
    の間に設けられた隙間を落下し、底から外部に排出され
    るようにした生ゴミ処理装置。
  4. 【請求項4】請求項1において、生ゴミを醗酵させる場
    合に、発生する水または生ゴミに含まれる水分を除去す
    るために、容器が円形の場合には上部の蓋(2)の形状
    を楕円形を長軸方向に直角に切断した形またはドーム型
    とし角形の場合には、上記以外の屋根型も含めた形のい
    ずれかとし、凝縮した水が蓋にそって流れ落ちる形状と
    なし、蓋と容器の部分で内面が一致するような形状とす
    る。凝縮した水が容器内部の内面に沿って流れ落ち、電
    極の表面と生ゴミの接触部分に水を供給することによ
    り、電気が流れ易くした生ゴミ処理機。
  5. 【請求項5】請求項3において、蓋の形状のいかんにか
    かわらず、電極と容器の間に隙間を設け、隙間に入った
    蒸気が容器の壁面で凝縮し、凝縮した水分が生ゴミ上に
    落下する事なく、底部の水抜き又は地面に抜ける耕造と
    した生ゴミ処理機。
  6. 【請求項6】請求項3と同様に、生ゴミから蒸発し凝縮
    した水分を分離するために、醗酵糟を外箱の中に入れ、
    醗酵糟から蒸発した水分が、蓋及び、外箱の内表面で凝
    縮して、下に流れ落ちる構造とした生ゴミ処理装置。
  7. 【請求項7】生ゴミを腐敗させずに一時的に保存するた
    めに、請求項1に記載する方法で水分が多い場合には一
    旦温度を70℃以上に保持し、殺菌と水分含有量の調節
    を行う装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5831960B1 (ja) * 2015-01-13 2015-12-16 一幸 北野 生ゴミ堆肥化容器
WO2019192089A1 (zh) * 2018-04-02 2019-10-10 福建农林大学 一种电化学辅助有机固体废物好氧堆肥的装置及方法

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