JP2003200139A - 生態系廃棄物の発酵処理方法及び処理コンポスト並びに処理装置 - Google Patents
生態系廃棄物の発酵処理方法及び処理コンポスト並びに処理装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 この発明は、生態系有機物を、超好熱菌を使
用して短時間にコンポスト化すると共に、全自動、自動
制御処理を目的としたものである。 【解決手段】 この発明は、超好熱菌と生態系廃棄物と
を断熱系内で撹拌混合し、超好熱菌の増殖による発生熱
で、前記生態系廃棄物の温度が１００℃以上に急速上昇
して、水分を蒸発させて圧力も上昇し、これにより前記
生態系の細胞膜を破壊して、前記超好熱菌に栄養分を提
供し、自動高速発酵処理を行うと共に、前記蒸気を取り
出し、その状態を検出することにより、前記生態系廃棄
物の高速発酵処理を自動制御することを特徴とした生態
系廃棄物の発酵処理方法により、目的を達成した。
用して短時間にコンポスト化すると共に、全自動、自動
制御処理を目的としたものである。 【解決手段】 この発明は、超好熱菌と生態系廃棄物と
を断熱系内で撹拌混合し、超好熱菌の増殖による発生熱
で、前記生態系廃棄物の温度が１００℃以上に急速上昇
して、水分を蒸発させて圧力も上昇し、これにより前記
生態系の細胞膜を破壊して、前記超好熱菌に栄養分を提
供し、自動高速発酵処理を行うと共に、前記蒸気を取り
出し、その状態を検出することにより、前記生態系廃棄
物の高速発酵処理を自動制御することを特徴とした生態
系廃棄物の発酵処理方法により、目的を達成した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、生態系廃棄物
（例えば食堂などの残飯・生ごみその他の有機廃棄物）
を超好熱菌の増殖で高温（例えば１００℃以上）、加圧
（例えば０．２ＭＰａ以下）下において、急速発酵処理
することを目的とした生態系廃棄物の発酵処理方法及び
処理コンポスト並びに処理装置に関する。
（例えば食堂などの残飯・生ごみその他の有機廃棄物）
を超好熱菌の増殖で高温（例えば１００℃以上）、加圧
（例えば０．２ＭＰａ以下）下において、急速発酵処理
することを目的とした生態系廃棄物の発酵処理方法及び
処理コンポスト並びに処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、好熱菌を使用して、残飯・生ごみ
等の有機廃棄物を処理する装置が提案されている（特開
２００１−４７０１９）。
等の有機廃棄物を処理する装置が提案されている（特開
２００１−４７０１９）。
【０００３】また、この特許出願人は、先に超好熱菌を
利用した生態系廃棄物処理方法及び処理装置の発明を特
許出願した（特願２００１−１０８２０８）。
利用した生態系廃棄物処理方法及び処理装置の発明を特
許出願した（特願２００１−１０８２０８）。
【０００４】
【発明により解決しようとする課題】前記公知の発明
（特開２００１−４７０１９）は、断熱槽内で、有機廃
棄物が発酵処理され、３０分で６５℃、９０分内外で１
００℃を超えるとされているが、有機廃棄物は徐々に加
熱される物で、水分の蒸発も急激でなく、一般の加熱蒸
発と大差がない。そこで、有機廃棄物の細胞膜の破壊と
か、原形質の露出などが少なく又は比較的緩徐に行われ
るので、前記好熱菌の栄養分として利用される速度が遅
く、そのために増殖速度が遅い（前記９０分で１００℃
位）などの問題点があった。
（特開２００１−４７０１９）は、断熱槽内で、有機廃
棄物が発酵処理され、３０分で６５℃、９０分内外で１
００℃を超えるとされているが、有機廃棄物は徐々に加
熱される物で、水分の蒸発も急激でなく、一般の加熱蒸
発と大差がない。そこで、有機廃棄物の細胞膜の破壊と
か、原形質の露出などが少なく又は比較的緩徐に行われ
るので、前記好熱菌の栄養分として利用される速度が遅
く、そのために増殖速度が遅い（前記９０分で１００℃
位）などの問題点があった。
【０００５】即ち、１０分〜２０分で超好熱菌を２倍以
上に増殖させるためには、これに見合う栄養源を与えな
ければならないが、有機廃棄物は分解しないと菌の栄養
源にはならない。また、この特許出願人の先願は、非常
に効果が上がっているが、高圧（例えば５〜６気圧）を
使用するために、断熱槽を耐圧構造にしなければならな
い問題点があるので、前記先願発明を比較的低圧下で使
用することができない問題点があった。
上に増殖させるためには、これに見合う栄養源を与えな
ければならないが、有機廃棄物は分解しないと菌の栄養
源にはならない。また、この特許出願人の先願は、非常
に効果が上がっているが、高圧（例えば５〜６気圧）を
使用するために、断熱槽を耐圧構造にしなければならな
い問題点があるので、前記先願発明を比較的低圧下で使
用することができない問題点があった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明は、急速加熱
（例えば１分以内で１００℃以上）するので、急速に蒸
気を発生することになり、有機物の細胞膜は破壊され、
原形質が露出する。従って有機物の投入、急速蒸発、細
胞膜破壊、原形質の露出、超好熱菌の増殖という一連の
操作がスムースに進行することが判明した。そこでこの
発明によれば、超好熱菌の増殖がスムースになる結果、
温度上昇が速くなり（例えば１分以内で１００℃以上、
０．２ＭＰａ以下）、これにより、生態系廃棄物を急速
処理できることになり、前記従来の問題点を解決したの
である。
（例えば１分以内で１００℃以上）するので、急速に蒸
気を発生することになり、有機物の細胞膜は破壊され、
原形質が露出する。従って有機物の投入、急速蒸発、細
胞膜破壊、原形質の露出、超好熱菌の増殖という一連の
操作がスムースに進行することが判明した。そこでこの
発明によれば、超好熱菌の増殖がスムースになる結果、
温度上昇が速くなり（例えば１分以内で１００℃以上、
０．２ＭＰａ以下）、これにより、生態系廃棄物を急速
処理できることになり、前記従来の問題点を解決したの
である。
【０００７】また、前記原形質の露出については、高圧
処理が不必要であることが判明したので、例えば０．１
ＭＰａ〜０．２ＭＰａでも所期の目的を達成することが
判明した。
処理が不必要であることが判明したので、例えば０．１
ＭＰａ〜０．２ＭＰａでも所期の目的を達成することが
判明した。
【０００８】即ち、方法の発明は、超好熱菌を高濃度に
含むコンポストと生態系廃棄物とを断熱系内で撹拌混合
し、超好熱菌の増殖による発生熱で、前記生態系廃棄物
の温度が１００℃以上に急速上昇し、水分を蒸発させて
圧力も上昇させ、これにより前記生態系の細胞膜を破壊
して、前記超好熱菌に栄養分を提供し、自動高速発酵処
理を行うと共に、前記蒸気を取り出し、発酵処理状態を
検出することにより、前記生態系廃棄物の高速発酵処理
を自動制御することを特徴とした生態系廃棄物の発酵処
理方法であり、生態系廃棄物の温度を１３０℃以上と
し、処理圧力を０．２ＭＰａ以内とするものである。ま
た、他の発明は、自動制御は、排出する蒸気を熱交換
し、これにより生じる液量を検出して、生態系廃棄物の
投入量及び投入速度を制御するものであり、自動制御
は、生態系廃棄物の投入速度と、発酵物の撹拌速度の制
御とするものである。
含むコンポストと生態系廃棄物とを断熱系内で撹拌混合
し、超好熱菌の増殖による発生熱で、前記生態系廃棄物
の温度が１００℃以上に急速上昇し、水分を蒸発させて
圧力も上昇させ、これにより前記生態系の細胞膜を破壊
して、前記超好熱菌に栄養分を提供し、自動高速発酵処
理を行うと共に、前記蒸気を取り出し、発酵処理状態を
検出することにより、前記生態系廃棄物の高速発酵処理
を自動制御することを特徴とした生態系廃棄物の発酵処
理方法であり、生態系廃棄物の温度を１３０℃以上と
し、処理圧力を０．２ＭＰａ以内とするものである。ま
た、他の発明は、自動制御は、排出する蒸気を熱交換
し、これにより生じる液量を検出して、生態系廃棄物の
投入量及び投入速度を制御するものであり、自動制御
は、生態系廃棄物の投入速度と、発酵物の撹拌速度の制
御とするものである。
【０００９】次に、他の発明は、請求項１記載の方法に
より超好熱菌で発酵処理して製造したことを特徴とする
生態系廃棄物の処理コンポストである。
より超好熱菌で発酵処理して製造したことを特徴とする
生態系廃棄物の処理コンポストである。
【００１０】また、装置の発明は、断熱的に構成された
円筒槽内に、撹拌手段を内装し、前記円筒槽の一側に生
態系廃棄物の送入手段を連設すると共に、円筒槽内で発
生した蒸気の排出手段及び熱交換手段を連結し、前記円
筒槽の他側へコンポスト排出手段を連結し、前記各手段
の自動制御系を付設したことを特徴とする生態系廃棄物
の発酵処理装置であり、円筒槽は、中央部に透過孔を有
する仕切り円板で数区分に区画したものである。次に、
撹拌手段は、側面円弧状のスクレーパーの中心側を円筒
槽の中央部に架設した回転軸に固定し、前記スクレーパ
ーの円筒槽壁側を、回転軸と少角度をなして槽壁に当接
したものであり、送入手段は、搬入バルブを備えたスク
リューコンベアとしたものである。更に、自動制御系
は、熱交換手段から生成された液体量を検出し、その出
力を生態系廃棄物の送入手段に入力し、その動力を可変
にさせるものである。
円筒槽内に、撹拌手段を内装し、前記円筒槽の一側に生
態系廃棄物の送入手段を連設すると共に、円筒槽内で発
生した蒸気の排出手段及び熱交換手段を連結し、前記円
筒槽の他側へコンポスト排出手段を連結し、前記各手段
の自動制御系を付設したことを特徴とする生態系廃棄物
の発酵処理装置であり、円筒槽は、中央部に透過孔を有
する仕切り円板で数区分に区画したものである。次に、
撹拌手段は、側面円弧状のスクレーパーの中心側を円筒
槽の中央部に架設した回転軸に固定し、前記スクレーパ
ーの円筒槽壁側を、回転軸と少角度をなして槽壁に当接
したものであり、送入手段は、搬入バルブを備えたスク
リューコンベアとしたものである。更に、自動制御系
は、熱交換手段から生成された液体量を検出し、その出
力を生態系廃棄物の送入手段に入力し、その動力を可変
にさせるものである。
【００１１】この発明は、大量の生態系廃棄物を極めて
短時間に連続処理することができる。また、高温処理の
ために、通常の菌類は悉く死滅しており、この発明のコ
ンポストは、細菌はもとより、害虫その他の小動物も死
滅しているので、極めて清浄な状態である。
短時間に連続処理することができる。また、高温処理の
ために、通常の菌類は悉く死滅しており、この発明のコ
ンポストは、細菌はもとより、害虫その他の小動物も死
滅しているので、極めて清浄な状態である。
【００１２】従来、大量にある廃棄物の菌類による発酵
処理で屋外に設置した場合、大型のクレーンなどで切り
返しといわれる酸素供給と菌類の混合を時折行う手法で
は、広大な敷地面積を必要とするのみならず、腐敗臭の
発生が避けられない。また、コスト的にも非常に高いの
が現状である。処理槽を用意し、菌類を用いて大量の処
理を行う場合、例えば日産数トンの処理を行う場合、処
理の早い物であっても６時間以上掛かり、またバッチ処
理であるため処理の前後に搬入・搬出のための時間が掛
かり、結果的には１日１回の処理を行うのが限度であっ
た。例えば食品加工場から大量に発生する生ごみの処理
を可能とする処理槽は、その廃棄物の量の２倍以上の容
量が必要であり、処理が早い装置であっても、数千リッ
トルの容量の処理槽を用意しなければならず、防臭装置
も大型化が必要であった。
処理で屋外に設置した場合、大型のクレーンなどで切り
返しといわれる酸素供給と菌類の混合を時折行う手法で
は、広大な敷地面積を必要とするのみならず、腐敗臭の
発生が避けられない。また、コスト的にも非常に高いの
が現状である。処理槽を用意し、菌類を用いて大量の処
理を行う場合、例えば日産数トンの処理を行う場合、処
理の早い物であっても６時間以上掛かり、またバッチ処
理であるため処理の前後に搬入・搬出のための時間が掛
かり、結果的には１日１回の処理を行うのが限度であっ
た。例えば食品加工場から大量に発生する生ごみの処理
を可能とする処理槽は、その廃棄物の量の２倍以上の容
量が必要であり、処理が早い装置であっても、数千リッ
トルの容量の処理槽を用意しなければならず、防臭装置
も大型化が必要であった。
【００１３】従来の好気性菌による処理の場合、好気性
菌による発酵熱で処理物は緩やかに温度上昇し（７０℃
〜８０℃に達するのにしばしば５〜８時間）、生態系廃
棄物に付着、又は生息している菌類の増殖が考えられ、
添加した廃棄物処理用菌類以外の菌の増殖環境が成立
し、特に動物などの体内菌は、内部から増殖し、腐敗菌
などが増殖し臭気を発生したり、悪玉菌の増殖も考えら
れる。また６０℃以上の温度になった場合であっても緩
やかに時間を掛けて温度上昇を行った場合、活動不可能
な環境になった段階で多くの菌はシストなどの保護膜を
作り活動を停止し、生命を維持し、常温に戻ると再び活
動を行うので、高温殺菌したことにはならない。そのた
め従来の好気性菌による処理は、処理菌以外の菌類が増
殖してくるため、新たに培養された好気性菌を毎回添加
するか、隔日に補給しなければ効率の良い発酵が困難に
なる場合もあった。
菌による発酵熱で処理物は緩やかに温度上昇し（７０℃
〜８０℃に達するのにしばしば５〜８時間）、生態系廃
棄物に付着、又は生息している菌類の増殖が考えられ、
添加した廃棄物処理用菌類以外の菌の増殖環境が成立
し、特に動物などの体内菌は、内部から増殖し、腐敗菌
などが増殖し臭気を発生したり、悪玉菌の増殖も考えら
れる。また６０℃以上の温度になった場合であっても緩
やかに時間を掛けて温度上昇を行った場合、活動不可能
な環境になった段階で多くの菌はシストなどの保護膜を
作り活動を停止し、生命を維持し、常温に戻ると再び活
動を行うので、高温殺菌したことにはならない。そのた
め従来の好気性菌による処理は、処理菌以外の菌類が増
殖してくるため、新たに培養された好気性菌を毎回添加
するか、隔日に補給しなければ効率の良い発酵が困難に
なる場合もあった。
【００１４】従来の方式は、直径１〜１０ミクロンメー
タ前後の菌類に対し巨大な栄養の偏った補食物や大量の
水を与え、菌類による発酵をさせようとしていた。しか
し例えば１ｃｃに通常の発酵に必要な菌類の数は１〜２
億存在しなければならないといわれているが、体積密度
で菌類の存在は１ｃｃに０．０１％から０．１％しか存
在しないことになり、更に生ごみの場合は水分量が５０
％以上であるので、菌類による栄養分の補食発酵の機会
は非常に少ない。更に菌の移動能力は非常に小さいと考
えられているので、特に撹拌のスピードが遅かったり、
不均一撹拌の場合は更に補食チャンスが少なくなる。ま
た、外部の菌類から保護する役目のテッシュー（ｔｉｓ
ｓｕｅ）、細胞壁（ｃｅｌｌ ｗａｌｌ）、細胞膜（ｃ
ｅｌｌｍｅｍｂｒａｎｃｅ）によって囲まれており、こ
れらは生ごみが新鮮であればあるほど強靱であるので、
これらの破壊には時間が掛かる。つまり発酵速度の低減
につながる。前記公知の発明は、前記理由により温度の
上昇が緩徐であって、生ごみを栄養源とすることの効率
が悪い。また、特許出願人の先願は、高圧を要件として
いたので、耐圧槽を必要とし、連続処理が難しかった。
タ前後の菌類に対し巨大な栄養の偏った補食物や大量の
水を与え、菌類による発酵をさせようとしていた。しか
し例えば１ｃｃに通常の発酵に必要な菌類の数は１〜２
億存在しなければならないといわれているが、体積密度
で菌類の存在は１ｃｃに０．０１％から０．１％しか存
在しないことになり、更に生ごみの場合は水分量が５０
％以上であるので、菌類による栄養分の補食発酵の機会
は非常に少ない。更に菌の移動能力は非常に小さいと考
えられているので、特に撹拌のスピードが遅かったり、
不均一撹拌の場合は更に補食チャンスが少なくなる。ま
た、外部の菌類から保護する役目のテッシュー（ｔｉｓ
ｓｕｅ）、細胞壁（ｃｅｌｌ ｗａｌｌ）、細胞膜（ｃ
ｅｌｌｍｅｍｂｒａｎｃｅ）によって囲まれており、こ
れらは生ごみが新鮮であればあるほど強靱であるので、
これらの破壊には時間が掛かる。つまり発酵速度の低減
につながる。前記公知の発明は、前記理由により温度の
上昇が緩徐であって、生ごみを栄養源とすることの効率
が悪い。また、特許出願人の先願は、高圧を要件として
いたので、耐圧槽を必要とし、連続処理が難しかった。
【００１５】従来発見されている超好熱菌は、９５℃〜
１３０℃程度で高圧下の環境で活動している。１９７０
年代後半に、深海で活動している火山の近くの噴泉の栄
養豊富なところに生息している超好熱菌が発見されてい
るが、これは非常に気圧が高い海水下であるので、温度
は１００℃以上であった。また高温高圧蒸気を通すボイ
ラー間の中でも発見されている。前記のほか、陸上の１
００℃以上の噴泉（高圧高温水）の水の中から発見され
ている。これらは高温の水分の存在するところで発見さ
れている。水の場合は１気圧で１００℃になると水分が
気化し、加えられた熱エネルギーを奪うので温度上昇は
しない。しかし、気圧を上げると水の気化温度は上昇す
るので、温度の高いところ、即ち圧力の高いところで超
好熱菌の活動条件が整っていたと考えられる。
１３０℃程度で高圧下の環境で活動している。１９７０
年代後半に、深海で活動している火山の近くの噴泉の栄
養豊富なところに生息している超好熱菌が発見されてい
るが、これは非常に気圧が高い海水下であるので、温度
は１００℃以上であった。また高温高圧蒸気を通すボイ
ラー間の中でも発見されている。前記のほか、陸上の１
００℃以上の噴泉（高圧高温水）の水の中から発見され
ている。これらは高温の水分の存在するところで発見さ
れている。水の場合は１気圧で１００℃になると水分が
気化し、加えられた熱エネルギーを奪うので温度上昇は
しない。しかし、気圧を上げると水の気化温度は上昇す
るので、温度の高いところ、即ち圧力の高いところで超
好熱菌の活動条件が整っていたと考えられる。
【００１６】超好熱菌の生息する菌床と、生ごみを槽に
入れ、密閉・断熱・撹拌を行うと発酵により発酵熱が発
生し、内部温度が上昇する。この生ごみに含まれた水分
と生成された水分とがその発酵熱により蒸発・ガス化
し、内部圧力が増し、水の気化点（沸点）が上昇するこ
とを利用して、１００℃以上温度上昇させることができ
る。
入れ、密閉・断熱・撹拌を行うと発酵により発酵熱が発
生し、内部温度が上昇する。この生ごみに含まれた水分
と生成された水分とがその発酵熱により蒸発・ガス化
し、内部圧力が増し、水の気化点（沸点）が上昇するこ
とを利用して、１００℃以上温度上昇させることができ
る。
【００１７】この発明では、超好熱菌の活動環境を水分
の少ない環境にし、気化する水分の量を減らし、気化熱
によって奪う熱エネルギー量を少なくする。更に、超好
熱菌は古生菌とも呼ばれ、酸素のない環境で生息する性
質を持っているので、外気を入れないように密閉し、超
好熱菌が生成する二酸化炭素で充満させる。前記、菌類
の発酵によって生成される水分は、発酵熱によって蒸発
させる。次に、発生させた蒸気又はガスは常時回収し、
槽内気圧を０．１ＭＰａ程度とすることによって、０．
１ＭＰａ程度で０℃から２００℃まで槽内温度を上昇さ
せることができた。
の少ない環境にし、気化する水分の量を減らし、気化熱
によって奪う熱エネルギー量を少なくする。更に、超好
熱菌は古生菌とも呼ばれ、酸素のない環境で生息する性
質を持っているので、外気を入れないように密閉し、超
好熱菌が生成する二酸化炭素で充満させる。前記、菌類
の発酵によって生成される水分は、発酵熱によって蒸発
させる。次に、発生させた蒸気又はガスは常時回収し、
槽内気圧を０．１ＭＰａ程度とすることによって、０．
１ＭＰａ程度で０℃から２００℃まで槽内温度を上昇さ
せることができた。
【００１８】０℃から２００℃に槽とその内容物を温度
上昇させるには、槽とその内容物が比熱１であった場
合、２００ｃａｌ／ｇの熱エネルギーが必要である。ま
たその水分量を蒸発するに必要なエネルギー量は５３９
ｃａｌ／ｇである。そこで、菌床の水分量を１０％に調
整する。発酵によって生成される水分量は１０〜４０％
（菌床成分の割合によって異なる。炭水化物や脂質の量
が多いと、酸化によって生成水分量が増加する）であ
る。仮に、４０％とすると、水分の蒸発に要する必要熱
エネルギーは２７０ｃａｌ／ｇである。従って、槽内温
度を０℃〜２００℃に上昇させるのに必要な熱エネルギ
ーは約５００ｃａｌ／ｇである。また、槽内の構造体の
温度上昇と槽外に漏出するエネルギーを考慮すると、２
倍の１ｋｃａｌ／ｇ以上の熱エネルギーが必要である。
上昇させるには、槽とその内容物が比熱１であった場
合、２００ｃａｌ／ｇの熱エネルギーが必要である。ま
たその水分量を蒸発するに必要なエネルギー量は５３９
ｃａｌ／ｇである。そこで、菌床の水分量を１０％に調
整する。発酵によって生成される水分量は１０〜４０％
（菌床成分の割合によって異なる。炭水化物や脂質の量
が多いと、酸化によって生成水分量が増加する）であ
る。仮に、４０％とすると、水分の蒸発に要する必要熱
エネルギーは２７０ｃａｌ／ｇである。従って、槽内温
度を０℃〜２００℃に上昇させるのに必要な熱エネルギ
ーは約５００ｃａｌ／ｇである。また、槽内の構造体の
温度上昇と槽外に漏出するエネルギーを考慮すると、２
倍の１ｋｃａｌ／ｇ以上の熱エネルギーが必要である。
【００１９】一方、発熱源である超好熱菌と菌床は密閉
・断熱され、発生ガスの回収装置を取り付けた槽内で、
撹拌によって菌類の分散・補食・槽内熱伝達のスピード
を引き出すことができる。また、温度上昇時間を短縮す
るには、菌の数を増やすか、撹拌スピードを上昇させる
か、又は両方を行うことが好ましい。
・断熱され、発生ガスの回収装置を取り付けた槽内で、
撹拌によって菌類の分散・補食・槽内熱伝達のスピード
を引き出すことができる。また、温度上昇時間を短縮す
るには、菌の数を増やすか、撹拌スピードを上昇させる
か、又は両方を行うことが好ましい。
【００２０】また、エネルギー密度を高めるには、炭水
化物（水分の無いもの又は少ないもの、蜂蜜、黒砂糖な
ど）、脂質（植物油（廃油）、牛脂、動物の脂身、粉乳
等）の高カロリー成分を混入すると良い。
化物（水分の無いもの又は少ないもの、蜂蜜、黒砂糖な
ど）、脂質（植物油（廃油）、牛脂、動物の脂身、粉乳
等）の高カロリー成分を混入すると良い。
【００２１】通常の有機廃棄物は、細胞膜や細胞壁テッ
シューと呼ばれる菌類にとって破壊しづらい膜で覆われ
ており、材質としてはペプチドグリカンなどのメッシュ
状に形成された固いタンパク質を多層に重ねた物で覆わ
れているといわれている。また、植物や動物の細胞の平
均サイズは、１０ミクロンメータ程度で、常温下では、
１ミクロンメータから１０ミクロンメータの菌が通常こ
れを突き破ることはできないといわれている。
シューと呼ばれる菌類にとって破壊しづらい膜で覆われ
ており、材質としてはペプチドグリカンなどのメッシュ
状に形成された固いタンパク質を多層に重ねた物で覆わ
れているといわれている。また、植物や動物の細胞の平
均サイズは、１０ミクロンメータ程度で、常温下では、
１ミクロンメータから１０ミクロンメータの菌が通常こ
れを突き破ることはできないといわれている。
【００２２】一方、動物の肉等の細胞は、５０℃〜６０
℃以上になると溶融するといわれている。また植物の細
胞膜については、６０℃〜８０℃で溶融破壊されるとい
われている。しかし細胞内は水分量が多く、植物で６０
％〜９０％以上、動物で５０％〜７０％以上の含水量と
いわれている。従って、熱の伝導率が悪く発酵温度上昇
が遅いことは明らかである。従って、従来はこれらの膜
の破壊が速やかにできなかった。概して従来の処理方法
であると、水分量の多い物は処理が困難であった。例え
ばおからや野菜等は処理困難な物とされていた。
℃以上になると溶融するといわれている。また植物の細
胞膜については、６０℃〜８０℃で溶融破壊されるとい
われている。しかし細胞内は水分量が多く、植物で６０
％〜９０％以上、動物で５０％〜７０％以上の含水量と
いわれている。従って、熱の伝導率が悪く発酵温度上昇
が遅いことは明らかである。従って、従来はこれらの膜
の破壊が速やかにできなかった。概して従来の処理方法
であると、水分量の多い物は処理が困難であった。例え
ばおからや野菜等は処理困難な物とされていた。
【００２３】この発明では、１００℃以上に温度上昇し
た０．１ＭＰａの槽の中に直接生ごみ等を入れる。例え
ば１８０℃に温度上昇し、超好熱菌と菌床を高速撹拌し
ている槽に生ごみ等の廃棄物を適量入れる。廃棄物は、
全体の温度低下を生じない量入れる。この場合、熱した
天ぷら油に水滴を入れたときのような激しい爆発が起き
る。槽内を１気圧としておくと、細胞内や細胞組織内に
含まれている水分が、撹拌によって短時間で加熱され、
細胞内の水分がガス化し内圧が上がり蒸気爆発を起こ
し、細胞や細胞膜を破壊する。前記天ぷら油のなべで
は、爆発した物は外に飛んでしまい熱が奪われてしまう
か、又は通常衣が付いているので内部温度は上昇はなさ
れず１００℃以下になっている。この発明では、密閉し
た槽内で高速撹拌させているので熱伝導率は良く、槽内
温度が１８０℃であったならば、廃棄物の温度も１８０
℃で均一な温度になるので、効率よく水蒸気爆発を起こ
すことができる。
た０．１ＭＰａの槽の中に直接生ごみ等を入れる。例え
ば１８０℃に温度上昇し、超好熱菌と菌床を高速撹拌し
ている槽に生ごみ等の廃棄物を適量入れる。廃棄物は、
全体の温度低下を生じない量入れる。この場合、熱した
天ぷら油に水滴を入れたときのような激しい爆発が起き
る。槽内を１気圧としておくと、細胞内や細胞組織内に
含まれている水分が、撹拌によって短時間で加熱され、
細胞内の水分がガス化し内圧が上がり蒸気爆発を起こ
し、細胞や細胞膜を破壊する。前記天ぷら油のなべで
は、爆発した物は外に飛んでしまい熱が奪われてしまう
か、又は通常衣が付いているので内部温度は上昇はなさ
れず１００℃以下になっている。この発明では、密閉し
た槽内で高速撹拌させているので熱伝導率は良く、槽内
温度が１８０℃であったならば、廃棄物の温度も１８０
℃で均一な温度になるので、効率よく水蒸気爆発を起こ
すことができる。
【００２４】槽内の菌床の量を投入物に比べて十分大き
くすると、熱容量が増すと共に、菌床の撹拌発酵する熱
エネルギーの出力が増大するので、投入物によって温度
が下がらないようにできると共に、連続投入が可能とな
る。
くすると、熱容量が増すと共に、菌床の撹拌発酵する熱
エネルギーの出力が増大するので、投入物によって温度
が下がらないようにできると共に、連続投入が可能とな
る。
【００２５】この発明では、細胞組織内の水分が爆発的
に高温ガス化するので、内圧が上がる。そこで、この圧
力を利用し、排気口から常時水蒸気を排出すると、投入
物から発生する水蒸気量とのバランスがとれるので、内
圧が安定する。
に高温ガス化するので、内圧が上がる。そこで、この圧
力を利用し、排気口から常時水蒸気を排出すると、投入
物から発生する水蒸気量とのバランスがとれるので、内
圧が安定する。
【００２６】この発明で発生したガスは、槽に設置され
た排出口から排出され、熱交換器を経て常温に戻して液
化する。この発明で使用されている菌では液化された物
は水溶性窒素成分（主としてアンモニア）を含む液体と
なった。これは液体窒素肥料として用いることができ
る。また同時に生成された炭酸ガスは気中に放出する。
この液体を熱交換器から直接容器に収納すれば臭気を外
部に放出しなくなり、屋内でも取り扱うことができる。
た排出口から排出され、熱交換器を経て常温に戻して液
化する。この発明で使用されている菌では液化された物
は水溶性窒素成分（主としてアンモニア）を含む液体と
なった。これは液体窒素肥料として用いることができ
る。また同時に生成された炭酸ガスは気中に放出する。
この液体を熱交換器から直接容器に収納すれば臭気を外
部に放出しなくなり、屋内でも取り扱うことができる。
【００２７】この発明は、積極的に発熱量を増大させ、
かつ発熱したエネルギーは熱エネルギーとして保温を行
う。
かつ発熱したエネルギーは熱エネルギーとして保温を行
う。
【００２８】第一に、断熱処理を行うと図に示すように
温度は直線的に上昇する。断熱をしていない場合には、
温度が上がるほど放熱が大きくなり温度カーブが曲がっ
てしまう。つまり熱ロスであり、温度上昇時間が長くな
るのである。また、外気温が下がると上昇時間が長くな
る。
温度は直線的に上昇する。断熱をしていない場合には、
温度が上がるほど放熱が大きくなり温度カーブが曲がっ
てしまう。つまり熱ロスであり、温度上昇時間が長くな
るのである。また、外気温が下がると上昇時間が長くな
る。
【００２９】第二に、菌床の発酵熱エネルギーを増大さ
せるために、前記のように１ｋｃａｌ／ｇ以上の熱エネ
ルギーを持たせる。不足分はなるべく水分が少なく熱エ
ネルギーが大きい材料を入れ、発熱量を増やす。例えば
廃油を入れるとか、白身の肉を入れるとかの手段によ
り、大きな熱エネルギーを確保できる。
せるために、前記のように１ｋｃａｌ／ｇ以上の熱エネ
ルギーを持たせる。不足分はなるべく水分が少なく熱エ
ネルギーが大きい材料を入れ、発熱量を増やす。例えば
廃油を入れるとか、白身の肉を入れるとかの手段によ
り、大きな熱エネルギーを確保できる。
【００３０】第三に、菌類と補食物の遭遇の可能性を高
めるため脱水を行い、更には同時に細胞組織をばらばら
にして、かつ細胞質を原形質の水分を除いた栄養分が濃
厚かつ高エネルギー密度になっている物質に変え、これ
を菌類に与え発熱の効率化を図る。
めるため脱水を行い、更には同時に細胞組織をばらばら
にして、かつ細胞質を原形質の水分を除いた栄養分が濃
厚かつ高エネルギー密度になっている物質に変え、これ
を菌類に与え発熱の効率化を図る。
【００３１】第四に、脱水を行うと比熱が下がるので熱
伝導率がよくなり、高温にすぐに回復することができる
が、熱容量が小さくなるので、撹拌する菌床の量を大き
くして熱容量を大きくし、かつ発熱量を大きくする。
伝導率がよくなり、高温にすぐに回復することができる
が、熱容量が小さくなるので、撹拌する菌床の量を大き
くして熱容量を大きくし、かつ発熱量を大きくする。
【００３２】第五に、撹拌スピードを増し単位時間内の
菌類と補食物の衝突回数を多くし発酵の速度を増し、発
熱量を増大させるので、より発熱量を増大させればより
多くの廃棄物の処理が可能となる。
菌類と補食物の衝突回数を多くし発酵の速度を増し、発
熱量を増大させるので、より発熱量を増大させればより
多くの廃棄物の処理が可能となる。
【００３３】この発明では、高温でガス化し高圧になっ
た力を利用し、排気口から強制的に排気するので、槽内
の脱水は容易である。排気口にバルブを付けて排出量を
調節すれば槽内の水分量は変化する。廃棄物の水分量を
予め計測しておけば、熱交換器から出る液量と比較して
調整することにより、コンポストの水分量の調整ができ
る。発酵は酵素の作用で低温の化学反応を行っているこ
とである。またこの発明の槽は、密閉しているので、い
わゆる「質量恒存則」が成り立つ。従って、液量で（本
来入っていた水分の重量を除いて）で発酵速度も推測す
ることができる。
た力を利用し、排気口から強制的に排気するので、槽内
の脱水は容易である。排気口にバルブを付けて排出量を
調節すれば槽内の水分量は変化する。廃棄物の水分量を
予め計測しておけば、熱交換器から出る液量と比較して
調整することにより、コンポストの水分量の調整ができ
る。発酵は酵素の作用で低温の化学反応を行っているこ
とである。またこの発明の槽は、密閉しているので、い
わゆる「質量恒存則」が成り立つ。従って、液量で（本
来入っていた水分の重量を除いて）で発酵速度も推測す
ることができる。
【００３４】この発明で使用する超好熱菌は、予め製造
しておいて、生態系廃棄物を処理する場合にスターター
として使用する。その製造方法は次の通りであるが、生
態系廃棄物を処理する断熱槽を用いて製造することもで
きる。
しておいて、生態系廃棄物を処理する場合にスターター
として使用する。その製造方法は次の通りであるが、生
態系廃棄物を処理する断熱槽を用いて製造することもで
きる。
【００３５】超好熱菌を製造するには、密閉可能な高圧
槽内に、高速撹拌機構を設置し、前記高圧槽内へ、種
子、果実、ミルク、蜂蜜、黒砂糖などから選択した原形
質の高エネルギー、高成長栄養溶液と、おがくず、籾
殻、おから、コンポストなどから選択した適度な水分
（例えば水分４０％〜５０％）を含む物質と、超好熱菌
が付着（又は保有）されている藁、枯れ草、山間の土
壌、温泉周辺の草木などから選択した有機物と、雑多な
菌類を含む有機栽培の畑の付又は低温菌、中温菌の混合
した菌体との少なくとも一方を前記高圧槽内に同時に投
入し、高速撹拌により、低温菌の増殖を図り、前記高圧
槽内の温度上昇（例えば３０℃〜５０℃）に伴って、中
温菌の増殖による温度上昇（例えば４０℃〜７０℃）を
図り、高圧槽内から蒸気の発生が開始されたところで
（以上は好気性発酵と見られる）、高圧槽を密閉すると
共に、中温菌から高温菌の活動領域まで温度上昇させ
（例えば６０℃〜９０℃）、前記肉類その他の高栄養の
細胞膜を破壊させて原形質を露出させ、超好熱菌の増殖
に必要な栄養を補給してその増殖を盛んにする。このよ
うに、１００℃以上の嫌気性発酵になると、その高温に
より、低温菌はもとより、中温菌その他の雑菌も悉く死
滅し、超好熱菌のみの高濃度（例えば１ｃｃ中１０７〜
１０８）コンポストができる（特願２００１−００４７
１９による）。
槽内に、高速撹拌機構を設置し、前記高圧槽内へ、種
子、果実、ミルク、蜂蜜、黒砂糖などから選択した原形
質の高エネルギー、高成長栄養溶液と、おがくず、籾
殻、おから、コンポストなどから選択した適度な水分
（例えば水分４０％〜５０％）を含む物質と、超好熱菌
が付着（又は保有）されている藁、枯れ草、山間の土
壌、温泉周辺の草木などから選択した有機物と、雑多な
菌類を含む有機栽培の畑の付又は低温菌、中温菌の混合
した菌体との少なくとも一方を前記高圧槽内に同時に投
入し、高速撹拌により、低温菌の増殖を図り、前記高圧
槽内の温度上昇（例えば３０℃〜５０℃）に伴って、中
温菌の増殖による温度上昇（例えば４０℃〜７０℃）を
図り、高圧槽内から蒸気の発生が開始されたところで
（以上は好気性発酵と見られる）、高圧槽を密閉すると
共に、中温菌から高温菌の活動領域まで温度上昇させ
（例えば６０℃〜９０℃）、前記肉類その他の高栄養の
細胞膜を破壊させて原形質を露出させ、超好熱菌の増殖
に必要な栄養を補給してその増殖を盛んにする。このよ
うに、１００℃以上の嫌気性発酵になると、その高温に
より、低温菌はもとより、中温菌その他の雑菌も悉く死
滅し、超好熱菌のみの高濃度（例えば１ｃｃ中１０７〜
１０８）コンポストができる（特願２００１−００４７
１９による）。
【００３６】前記のようにして製造した超好熱菌の溶液
を、前記処理すべき生態系廃棄物と共に密閉撹拌槽に入
れて撹拌すると、前記生態系廃棄物に含まれている低温
菌、中温菌によって急速に昇温し、例えば７０℃以上に
なると、前記廃棄物の原形質が露出して、予め混入して
ある超好熱菌に接触するので、超好熱菌は栄養分を得て
急増殖して、更に温度と圧力を高めるので（例えば１３
０℃以上、０．２ＭＰａ）、残余の廃棄物も悉く栄養化
して超好熱菌が更に増殖する。このようにして超好熱菌
が２倍以上に増殖したならば（通常１分間）、１３０℃
以上になるので、撹拌槽内の温度低下を来さない程度の
量の生態系廃棄物を投入する。前記撹拌槽内の温度が１
６０℃前後になれば、超好熱菌は定量的に増殖し、定量
的に熱量を発生するので、生態系廃棄物を定量的に送入
し、瞬時に１６０℃まで昇温させることができる。
を、前記処理すべき生態系廃棄物と共に密閉撹拌槽に入
れて撹拌すると、前記生態系廃棄物に含まれている低温
菌、中温菌によって急速に昇温し、例えば７０℃以上に
なると、前記廃棄物の原形質が露出して、予め混入して
ある超好熱菌に接触するので、超好熱菌は栄養分を得て
急増殖して、更に温度と圧力を高めるので（例えば１３
０℃以上、０．２ＭＰａ）、残余の廃棄物も悉く栄養化
して超好熱菌が更に増殖する。このようにして超好熱菌
が２倍以上に増殖したならば（通常１分間）、１３０℃
以上になるので、撹拌槽内の温度低下を来さない程度の
量の生態系廃棄物を投入する。前記撹拌槽内の温度が１
６０℃前後になれば、超好熱菌は定量的に増殖し、定量
的に熱量を発生するので、生態系廃棄物を定量的に送入
し、瞬時に１６０℃まで昇温させることができる。
【００３７】前記における超好熱菌の増殖は、短時間に
行われ、膨大なエネルギーを発生するが、このエネルギ
ーは前記廃棄物の昇温と、その水分蒸発に使用され、急
速な水分蒸発により、前記廃棄物の細胞膜は爆発的に破
壊され、そのまま原形質が超好熱菌の栄養分となる。従
って、前記増殖、発熱、及び蒸発は、一連の変化として
自動化されているが、膨大な水蒸気により撹拌槽内圧力
が高くなるので、これを０．２ＭＰａ以下に抑えるべ
く、水蒸気を排出し、この水蒸気を熱交換器に通せば、
高温水と肥液を得ることができるので、高温水は暖房そ
の他に使用し、エネルギーの有効利用となり、肥液は窒
素分を多量に含む肥料として有効であり、適宜使用す
る。
行われ、膨大なエネルギーを発生するが、このエネルギ
ーは前記廃棄物の昇温と、その水分蒸発に使用され、急
速な水分蒸発により、前記廃棄物の細胞膜は爆発的に破
壊され、そのまま原形質が超好熱菌の栄養分となる。従
って、前記増殖、発熱、及び蒸発は、一連の変化として
自動化されているが、膨大な水蒸気により撹拌槽内圧力
が高くなるので、これを０．２ＭＰａ以下に抑えるべ
く、水蒸気を排出し、この水蒸気を熱交換器に通せば、
高温水と肥液を得ることができるので、高温水は暖房そ
の他に使用し、エネルギーの有効利用となり、肥液は窒
素分を多量に含む肥料として有効であり、適宜使用す
る。
【００３８】前記一連の自動処理は、例えば肥液量を検
出すれば、撹拌槽内の発酵処理状態がわかるので、予め
行った実験データに基づき、例えば槽内温度を１５０℃
〜１６０℃に調節し、処理を定常化するための廃棄物の
送入量を定めておけば、全自動処理方法を完成すること
ができる。
出すれば、撹拌槽内の発酵処理状態がわかるので、予め
行った実験データに基づき、例えば槽内温度を１５０℃
〜１６０℃に調節し、処理を定常化するための廃棄物の
送入量を定めておけば、全自動処理方法を完成すること
ができる。
【００３９】前記は一貫自動処理についての制御の一例
を説明したが、前記の他に、発生水蒸気量、撹拌槽内の
内圧又は温度、コンポストの排出量などを検出して、廃
棄物の送入量、撹拌羽根の回転数などを制御し、全自動
処理をすることもできる。
を説明したが、前記の他に、発生水蒸気量、撹拌槽内の
内圧又は温度、コンポストの排出量などを検出して、廃
棄物の送入量、撹拌羽根の回転数などを制御し、全自動
処理をすることもできる。
【００４０】また、超好熱菌は、１００℃以上１８０℃
位までの間で嫌気性増殖できるが、安定自動処理を行う
には、廃棄物の品質、撹拌槽の構造、容量などを勘案
し、その条件を適宜選定する必要がある。
位までの間で嫌気性増殖できるが、安定自動処理を行う
には、廃棄物の品質、撹拌槽の構造、容量などを勘案
し、その条件を適宜選定する必要がある。
【００４１】前記における超好熱菌は、スタート時に超
好熱菌を高濃度に含むコンポストを加入するのみで、爾
後は自己増殖菌を用いるので、全自動処理の中途に、又
は一旦停止後の再始動時に補給する必要はない。
好熱菌を高濃度に含むコンポストを加入するのみで、爾
後は自己増殖菌を用いるので、全自動処理の中途に、又
は一旦停止後の再始動時に補給する必要はない。
【００４２】
【発明の実施の形態】この発明は、生態系廃棄物を超好
熱菌で発酵処理してコンポストを製造する処理方法、処
理コンポスト及び処理装置に関するものである。
熱菌で発酵処理してコンポストを製造する処理方法、処
理コンポスト及び処理装置に関するものである。
【００４３】この発明の処理方法は、食堂又は食品工場
などの生態系廃棄物（以下、「有機廃棄物」という。）
を円筒状の撹拌槽に投入すると共に、適量の超好熱菌を
添加し、撹拌スクレーパーを回転して前記有機廃棄物と
超好熱菌とを混合する。この場合にスタート直後は低熱
菌、ついで中熱菌の好気性発酵により、急速に温度が上
昇し、前記混合物の温度が６０℃〜７０℃に達すると超
好熱菌が急速に増殖して１００℃以上になると共に、有
機廃棄物の水が蒸気に変わる際、有機廃棄物の原形質が
露出して超好熱菌の栄養分となるので、その増殖は急速
に進行し、温度が１００℃になってからは、１０分位で
２倍に増殖し、その発生熱で更に温度上昇するなど、相
乗効果で従来考えられなかった速度（１０分〜３０分）
でコンポスト化できる。前記のように一旦高濃度コンポ
ストができると、次は廃棄物を混入するのみで１分位で
１３０℃以上になり、爾後自動的に発酵が継続される。
などの生態系廃棄物（以下、「有機廃棄物」という。）
を円筒状の撹拌槽に投入すると共に、適量の超好熱菌を
添加し、撹拌スクレーパーを回転して前記有機廃棄物と
超好熱菌とを混合する。この場合にスタート直後は低熱
菌、ついで中熱菌の好気性発酵により、急速に温度が上
昇し、前記混合物の温度が６０℃〜７０℃に達すると超
好熱菌が急速に増殖して１００℃以上になると共に、有
機廃棄物の水が蒸気に変わる際、有機廃棄物の原形質が
露出して超好熱菌の栄養分となるので、その増殖は急速
に進行し、温度が１００℃になってからは、１０分位で
２倍に増殖し、その発生熱で更に温度上昇するなど、相
乗効果で従来考えられなかった速度（１０分〜３０分）
でコンポスト化できる。前記のように一旦高濃度コンポ
ストができると、次は廃棄物を混入するのみで１分位で
１３０℃以上になり、爾後自動的に発酵が継続される。
【００４４】前記で発生した蒸気は、撹拌槽から取り出
して熱交換器に導き、熱交換により高温水（例えば９０
℃以上）を得ると共に、蒸気の液化物（肥料）が生成さ
れる。
して熱交換器に導き、熱交換により高温水（例えば９０
℃以上）を得ると共に、蒸気の液化物（肥料）が生成さ
れる。
【００４５】この発明は、撹拌装置を内装した撹拌槽を
横架し、該撹拌槽の一側に有機廃棄物送入装置と蒸気排
出パイプを連結し、前記撹拌槽の他側にコンポスト排出
装置を設け、前記蒸気排出パイプに熱交換器を乾燥する
と共に、前記熱交換器で生成される液肥量と温度を検出
して撹拌槽内の温度と圧力とを知ることにより、有機廃
棄物の送入又は停止を制御するようにしたものである。
また、前記方法により得たコンポストに関する発明であ
る。前記高温水は冷暖房に使用することができる。
横架し、該撹拌槽の一側に有機廃棄物送入装置と蒸気排
出パイプを連結し、前記撹拌槽の他側にコンポスト排出
装置を設け、前記蒸気排出パイプに熱交換器を乾燥する
と共に、前記熱交換器で生成される液肥量と温度を検出
して撹拌槽内の温度と圧力とを知ることにより、有機廃
棄物の送入又は停止を制御するようにしたものである。
また、前記方法により得たコンポストに関する発明であ
る。前記高温水は冷暖房に使用することができる。
【００４６】前記発明の処理方法などの制御は、生成さ
れる液肥量の検出でも良いけれども、撹拌槽内の温度と
圧力を検出して、これを一定に全て制御しても同様であ
る。
れる液肥量の検出でも良いけれども、撹拌槽内の温度と
圧力を検出して、これを一定に全て制御しても同様であ
る。
【００４７】
【実施例１】この発明の実施例を図１について説明す
る。有機廃棄物に超好熱菌を添加して撹拌すると、超好
熱菌の作用によって槽内温度は急激に１３０℃以上に達
する。この場合に有機廃棄物は、その水分が急速に蒸発
するので、各有機廃棄物の細胞膜が破壊されて、その原
形質が露出する。そこで原形質は超好熱菌の栄養分とな
るので、前記超好熱菌の増殖は更に促進される。前記は
１３０℃以上のコンポストの中へ廃棄物を適量宛供給す
る結果、急激（１分位）な温度上昇ができる。
る。有機廃棄物に超好熱菌を添加して撹拌すると、超好
熱菌の作用によって槽内温度は急激に１３０℃以上に達
する。この場合に有機廃棄物は、その水分が急速に蒸発
するので、各有機廃棄物の細胞膜が破壊されて、その原
形質が露出する。そこで原形質は超好熱菌の栄養分とな
るので、前記超好熱菌の増殖は更に促進される。前記は
１３０℃以上のコンポストの中へ廃棄物を適量宛供給す
る結果、急激（１分位）な温度上昇ができる。
【００４８】このようにして、槽内有機廃棄物の超好熱
菌が２倍となったならば、新しい有機廃棄物を送入し、
撹拌槽の入り口側に残留している発酵物と混合する。
菌が２倍となったならば、新しい有機廃棄物を送入し、
撹拌槽の入り口側に残留している発酵物と混合する。
【００４９】前記のようにして超好熱菌の増殖と、槽内
温度の上昇及び水蒸気の発生量は一致するので、水蒸気
を熱交換器に通し、冷却して液肥が生成されると、液肥
量と水蒸気量は比例するので、液肥量と温度を検出すれ
ば、槽内における水蒸気の発生量がわかり、これにより
超好熱菌の増殖状態も分かるので、全自動処理における
処理速度をコントロールすることができる。前記におい
て槽内温度と圧力を検出しても良い。
温度の上昇及び水蒸気の発生量は一致するので、水蒸気
を熱交換器に通し、冷却して液肥が生成されると、液肥
量と水蒸気量は比例するので、液肥量と温度を検出すれ
ば、槽内における水蒸気の発生量がわかり、これにより
超好熱菌の増殖状態も分かるので、全自動処理における
処理速度をコントロールすることができる。前記におい
て槽内温度と圧力を検出しても良い。
【００５０】
【実施例２】この発明の装置の実施例を、図２、３、４
に基づいて説明する。断熱壁よりなる円筒状の撹拌槽１
の内部に、回転軸２を回転自在に架設し、前記撹拌槽１
内を、中央部に内容物通過用の透過孔３ａを有するリン
グ仕切板３を所定間隔で固定し、区画１ａ、１ｂ、１ｃ
…１ｘを設け（図４）、前記区画内における回転軸２へ
夫々側面円弧状のスクレーパー４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ
…４ｘの中心側を固定する。即ち各スクレーパー４ａ、
４ｂ、４ｃ、４ｄ…４ｘは、前記回転軸２へ放射状に固
定してあって、その外端縁は、撹拌槽１の内側へ、回転
軸２と僅かな角度θ（例えばθは１０度〜２０度）をな
して当接させてある（図５（ｃ））。従って、回転軸２
を回転すると、各スクレーパー４は、有機廃棄物に前進
方向（コンポストの出口５側）への移動力を付与する。
前記区画１ａの外側には、蒸気排出パイプ６が連結して
あり、蒸気パイプ６は、乾燥度調整バルブ７を介して熱
交換器８の一側に連結し、熱交換器８には冷却水パイプ
９と、高温水パイプ１０及び液肥パイプ１１が夫々連結
してある。
に基づいて説明する。断熱壁よりなる円筒状の撹拌槽１
の内部に、回転軸２を回転自在に架設し、前記撹拌槽１
内を、中央部に内容物通過用の透過孔３ａを有するリン
グ仕切板３を所定間隔で固定し、区画１ａ、１ｂ、１ｃ
…１ｘを設け（図４）、前記区画内における回転軸２へ
夫々側面円弧状のスクレーパー４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ
…４ｘの中心側を固定する。即ち各スクレーパー４ａ、
４ｂ、４ｃ、４ｄ…４ｘは、前記回転軸２へ放射状に固
定してあって、その外端縁は、撹拌槽１の内側へ、回転
軸２と僅かな角度θ（例えばθは１０度〜２０度）をな
して当接させてある（図５（ｃ））。従って、回転軸２
を回転すると、各スクレーパー４は、有機廃棄物に前進
方向（コンポストの出口５側）への移動力を付与する。
前記区画１ａの外側には、蒸気排出パイプ６が連結して
あり、蒸気パイプ６は、乾燥度調整バルブ７を介して熱
交換器８の一側に連結し、熱交換器８には冷却水パイプ
９と、高温水パイプ１０及び液肥パイプ１１が夫々連結
してある。
【００５１】前記撹拌槽１の入り口側には、有機廃棄物
の送入コンベア１２と搬入バルブ１３が設置してある。
図中２９、３０はバルブ、３１はモータ、３２は投入パ
イプである。
の送入コンベア１２と搬入バルブ１３が設置してある。
図中２９、３０はバルブ、３１はモータ、３２は投入パ
イプである。
【００５２】前記実施例の動作について説明する。エネ
ルギー密度１ｋｃａｌ／ｇの有機物３００ｋｇ、超好熱
菌の菌床２００リットルを撹拌機１に投入しつつ、モー
タ１４により回転軸２を１３０ｒｐｍで回転すると、前
記菌床と有機物とが均一に混入しながら矢示１５の方向
へ前進する。この場合に有機物を菌床の混合物は、撹拌
されながら、矢示１６、１７、１８、１９、２０のよう
に各リング仕切板３の透過孔３ｄを通過する。一方、低
温菌及び中温菌の増殖により、４５℃／時の速度で温度
上昇し、６０℃〜７０℃付近からは、超好熱菌の増殖に
より槽内温度が急激に１００℃以上１６０℃位まで上昇
する（前記昇温は図２のように直線的に温度ｔ１であ
る）。そこで温度低下を来さない範囲で有機廃棄物を投
入する。
ルギー密度１ｋｃａｌ／ｇの有機物３００ｋｇ、超好熱
菌の菌床２００リットルを撹拌機１に投入しつつ、モー
タ１４により回転軸２を１３０ｒｐｍで回転すると、前
記菌床と有機物とが均一に混入しながら矢示１５の方向
へ前進する。この場合に有機物を菌床の混合物は、撹拌
されながら、矢示１６、１７、１８、１９、２０のよう
に各リング仕切板３の透過孔３ｄを通過する。一方、低
温菌及び中温菌の増殖により、４５℃／時の速度で温度
上昇し、６０℃〜７０℃付近からは、超好熱菌の増殖に
より槽内温度が急激に１００℃以上１６０℃位まで上昇
する（前記昇温は図２のように直線的に温度ｔ１であ
る）。そこで温度低下を来さない範囲で有機廃棄物を投
入する。
【００５３】この場合に、水蒸気が発生するので、この
水蒸気は乾燥度調整バルブ７を介して矢示２１のように
熱交換器８に導き、冷却水との熱交換により生じた液肥
は、液肥パイプ１１を介し矢示２２のように外界へ取り
出され、冷却水パイプ９から矢示２３のように供給され
た冷却水は、熱交換後、高温水となって高温水パイプ１
０から矢示２４のように取り出される。この高温水は冷
暖房その他に使用することができる。また発電に使用す
ることもできる。
水蒸気は乾燥度調整バルブ７を介して矢示２１のように
熱交換器８に導き、冷却水との熱交換により生じた液肥
は、液肥パイプ１１を介し矢示２２のように外界へ取り
出され、冷却水パイプ９から矢示２３のように供給され
た冷却水は、熱交換後、高温水となって高温水パイプ１
０から矢示２４のように取り出される。この高温水は冷
暖房その他に使用することができる。また発電に使用す
ることもできる。
【００５４】前記実施例において、回転軸２が図５
（ｃ）中矢示２６の方向へ回転すると、スクレーパー４
ａは、矢示２７の方向へ移動するので、撹拌槽１内の有
機廃棄物は、前記スクレーパー４ａの前進に従って矢示
２８の方向へ反転し、撹拌槽１の内壁の有機廃棄物にと
び付けられるので、有機廃棄物は反転を繰り返し、急速
に均一混合する。この場合に、有機廃棄物は次々に送ら
れるので、前のスクレーパーの次へはコンポストが供給
される。
（ｃ）中矢示２６の方向へ回転すると、スクレーパー４
ａは、矢示２７の方向へ移動するので、撹拌槽１内の有
機廃棄物は、前記スクレーパー４ａの前進に従って矢示
２８の方向へ反転し、撹拌槽１の内壁の有機廃棄物にと
び付けられるので、有機廃棄物は反転を繰り返し、急速
に均一混合する。この場合に、有機廃棄物は次々に送ら
れるので、前のスクレーパーの次へはコンポストが供給
される。
【００５５】また、撹拌槽１で発酵処理された有機廃棄
物は、図３、４に示すように出口５から矢示２５のよう
にコンポストとして取り出される。この場合にコンポス
トの水分は３％〜１０％であった。
物は、図３、４に示すように出口５から矢示２５のよう
にコンポストとして取り出される。この場合にコンポス
トの水分は３％〜１０％であった。
【００５６】前記のようにして、撹拌槽１内の温度と圧
力をほぼ一定温度ｔ２（温度１３０℃〜１６０℃、圧力
０．２ＭＰａ）に保つように、水蒸気の排出量と、有機
廃棄物の投入量を制御すれば、この発明の装置を安定し
て運転することができる。
力をほぼ一定温度ｔ２（温度１３０℃〜１６０℃、圧力
０．２ＭＰａ）に保つように、水蒸気の排出量と、有機
廃棄物の投入量を制御すれば、この発明の装置を安定し
て運転することができる。
【００５７】この発明の処理装置は、起動時に時間が掛
かるが（１時間〜２時間）、一旦連続運転開始となれ
ば、１０分〜３０分で有機廃棄物廃棄物を水分３％〜１
０％のコンポストに処理することができる。
かるが（１時間〜２時間）、一旦連続運転開始となれ
ば、１０分〜３０分で有機廃棄物廃棄物を水分３％〜１
０％のコンポストに処理することができる。
【００５８】また、処理を一時中止する場合において
も、撹拌槽の出入り口及び水蒸気バルブを閉鎖すれば、
１２時間経っても２０℃〜３０℃程度の温度低下がみら
れるのみであり、最初の起動よりも早く正常運転に戻す
ことができる（図２）。
も、撹拌槽の出入り口及び水蒸気バルブを閉鎖すれば、
１２時間経っても２０℃〜３０℃程度の温度低下がみら
れるのみであり、最初の起動よりも早く正常運転に戻す
ことができる（図２）。
【００５９】図２において、起動時のIゾーンは有機廃
棄物投入、IIゾーンは起動時の温度上昇、IIIゾーンは
定温・定圧の連続運転、IVゾーンは一旦休止を示すもの
で、連続運転後は温度低下の少ないことを表している。
棄物投入、IIゾーンは起動時の温度上昇、IIIゾーンは
定温・定圧の連続運転、IVゾーンは一旦休止を示すもの
で、連続運転後は温度低下の少ないことを表している。
【００６０】前記実施例においては、１３０℃、０．２
ＭＰａの定温・定圧運転について述べたが（温度変動範
囲ｔ３は小さい）、１００℃〜１８０℃ならば実施可能
である。
ＭＰａの定温・定圧運転について述べたが（温度変動範
囲ｔ３は小さい）、１００℃〜１８０℃ならば実施可能
である。
【００６１】一般に有機物は、６０℃以上で細胞膜の破
壊が開始されるので、１００℃〜１６０℃で急速に水蒸
気が発生すると、有機物の原形質が露出し、超好熱菌の
栄養分として容易に消化されるので、超好熱菌の増殖に
支障なく、１０分〜２０分に１回の割合で分裂増殖する
ことが認められた。
壊が開始されるので、１００℃〜１６０℃で急速に水蒸
気が発生すると、有機物の原形質が露出し、超好熱菌の
栄養分として容易に消化されるので、超好熱菌の増殖に
支障なく、１０分〜２０分に１回の割合で分裂増殖する
ことが認められた。
【００６２】前記実施例における有機物投入などの自動
制御は、液肥量の検出により行ったが、撹拌槽内の温
度、圧力等の検出によって行うこともできる。
制御は、液肥量の検出により行ったが、撹拌槽内の温
度、圧力等の検出によって行うこともできる。
【００６３】
【発明の効果】この発明によれば、超好熱菌の増殖熱を
利用して有機廃棄物を急速加熱し、水蒸気の爆発的発生
によって有機物の原形質を露出して超好熱菌の栄養分と
することができるので、急激な増殖を可能にし、高い効
率と、生態系廃棄物を能率的に処理しうる効果がある。
利用して有機廃棄物を急速加熱し、水蒸気の爆発的発生
によって有機物の原形質を露出して超好熱菌の栄養分と
することができるので、急激な増殖を可能にし、高い効
率と、生態系廃棄物を能率的に処理しうる効果がある。
【００６４】この発明の装置は、全自動かつ自動制御で
あるから、設計通りの能力を保有し、しかも低圧である
から、対圧槽その他の機器が不必要となり、能力に比較
して極めて低廉に提供しうる効果がある。
あるから、設計通りの能力を保有し、しかも低圧である
から、対圧槽その他の機器が不必要となり、能力に比較
して極めて低廉に提供しうる効果がある。
【００６５】この発明のコンポストは、殺菌されてお
り、優れた肥料となり、かつ土壌改良になるなどの効果
があり、処理副産物として膨大な高温水（例えば９０℃
〜９５℃で温室暖房に利用）と、液肥を生成し、その上
環境保全（焼却炉のように多量のＣＯ２を出さない）に
も有用であるなどの諸効果がある。
り、優れた肥料となり、かつ土壌改良になるなどの効果
があり、処理副産物として膨大な高温水（例えば９０℃
〜９５℃で温室暖房に利用）と、液肥を生成し、その上
環境保全（焼却炉のように多量のＣＯ２を出さない）に
も有用であるなどの諸効果がある。
【図１】この発明の実施例のブロック図。
【図２】同じく温度特性を示すグラフ。
【図３】同じく装置の実施例の概念図。
【図４】同じく装置の実施例の説明図。
【図５】（ａ） 同じく装置の実施例の一部断面図。
（ｂ） 同じくスクレーパーの配置を示す側面図。
（ｃ） 同じくスクレーパーの作用を示す説明図。
１ 撹拌槽
２ 回転軸
３ リング仕切板
４ スクレーパー
５ 出口
６ 蒸気パイプ
７ 乾燥度調整バルブ
８ 熱交換器
９ 冷却水パイプ
１０ 高温水パイプ
１１ 液肥パイプ
１２ 送入コンベア
１３ 搬入バルブ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 4B029 AA04 BB01 CC02 CC07 EA02
EA10 EA12 EA16
4B065 AA57X AC02 BA22 CA55
4D004 AA03 AC04 BA04 CA15 CA18
CB06 CB28 CB45 CC07 DA01
DA02 DA03 DA06 DA07 DA11
DA12 DA13
Claims (10)
- 【請求項１】 超好熱菌を高濃度に含むコンポストと生
態系廃棄物とを断熱系内で撹拌混合し、超好熱菌の増殖
による発生熱で、前記生態系廃棄物の温度が１００℃以
上に急速上昇し、水分を蒸発させて圧力も上昇させ、こ
れにより前記生態系の細胞膜を破壊して、前記超好熱菌
に栄養分を提供し、自動高速発酵処理を行うと共に、前
記蒸気を取り出し、発酵処理状態を検出することによ
り、前記生態系廃棄物の高速発酵処理を自動制御するこ
とを特徴とした生態系廃棄物の発酵処理方法。 - 【請求項２】 生態系廃棄物の温度を１３０℃以上と
し、処理圧力を０．２ＭＰａ（約２気圧）以内とするこ
とを特徴とした請求項１記載の生態系廃棄物の発酵処理
方法。 - 【請求項３】 自動制御は、排出する蒸気を熱交換し、
これにより生じる液量を検出して、生態系廃棄物の投入
量及び投入速度を制御することを特徴とした請求項１記
載の生態系廃棄物の発酵処理方法。 - 【請求項４】 自動制御は、生態系廃棄物の投入速度
と、発酵物の撹拌速度の制御とすることを特徴とした請
求項１記載の生態系廃棄物の発酵処理方法。 - 【請求項５】 請求項１記載の方法により超好熱菌で発
酵処理して製造したことを特徴とする生態系廃棄物の処
理コンポスト。 - 【請求項６】 断熱的に構成された円筒槽内に、撹拌手
段を内装し、前記円筒槽の一側に生態系廃棄物の送入手
段を連設すると共に、円筒槽内で発生した蒸気の排出手
段及び熱交換手段を連結し、前記円筒槽の他側へコンポ
スト排出手段を連結し、前記各手段の自動制御系を付設
したことを特徴とする生態系廃棄物の発酵処理装置。 - 【請求項７】 円筒槽は、中央部に透過孔を有する仕切
り円板で数区分に区画したことを特徴とする請求項６記
載の生態系廃棄物の発酵処理装置。 - 【請求項８】 撹拌手段は、側面円弧状のスクレーパー
の中心側を円筒槽の中央部に架設した回転軸に固定し、
前記スクレーパーの円筒槽壁側を、回転軸と少角度をな
して槽壁に当接したことを特徴とする請求項６記載の生
態系廃棄物の発酵処理装置。 - 【請求項９】 送入手段は、搬入バルブを備えたスクリ
ューコンベアとしたことを特徴とする請求項６記載の生
態系廃棄物の発酵処理装置。 - 【請求項１０】 自動制御系は、熱交換手段から生成さ
れた液量を検出し、その出力を生態系廃棄物の送入手段
に入力し、その動力を可変にすることを特徴とした請求
項６記載の生態系廃棄物の発酵処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001401900A JP3896497B2 (ja) | 2001-12-28 | 2001-12-28 | 生態系廃棄物の発酵処理方法及び処理コンポスト並びに処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001401900A JP3896497B2 (ja) | 2001-12-28 | 2001-12-28 | 生態系廃棄物の発酵処理方法及び処理コンポスト並びに処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003200139A true JP2003200139A (ja) | 2003-07-15 |
| JP3896497B2 JP3896497B2 (ja) | 2007-03-22 |
Family
ID=27640319
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001401900A Expired - Fee Related JP3896497B2 (ja) | 2001-12-28 | 2001-12-28 | 生態系廃棄物の発酵処理方法及び処理コンポスト並びに処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3896497B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008127213A (ja) * | 2006-11-16 | 2008-06-05 | Serizawa Biseibutsu Kenkyusho:Kk | 生物系廃棄物の処理方法及びその装置 |
| JP4538595B1 (ja) * | 2009-10-07 | 2010-09-08 | 克守 谷黒 | バイオマス材料の処理方法及び熱エネルギー利用方法 |
| US9321698B2 (en) | 2008-04-08 | 2016-04-26 | Katsumori Taniguro | Method for treating organic waste and method of utilizing heat energy |
| CN114317359A (zh) * | 2021-12-31 | 2022-04-12 | 云南中农俊发生物科技有限责任公司 | 一种除臭发酵双功能的菌群复配方法 |
-
2001
- 2001-12-28 JP JP2001401900A patent/JP3896497B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008127213A (ja) * | 2006-11-16 | 2008-06-05 | Serizawa Biseibutsu Kenkyusho:Kk | 生物系廃棄物の処理方法及びその装置 |
| JP4516556B2 (ja) * | 2006-11-16 | 2010-08-04 | 有限会社 芹澤微生物研究所 | 生物系廃棄物の処理装置 |
| US9321698B2 (en) | 2008-04-08 | 2016-04-26 | Katsumori Taniguro | Method for treating organic waste and method of utilizing heat energy |
| JP4538595B1 (ja) * | 2009-10-07 | 2010-09-08 | 克守 谷黒 | バイオマス材料の処理方法及び熱エネルギー利用方法 |
| WO2011043181A1 (ja) * | 2009-10-07 | 2011-04-14 | Taniguro Katsumori | バイオマス材料の処理方法及び熱エネルギー利用方法 |
| JP2011098330A (ja) * | 2009-10-07 | 2011-05-19 | Katsumori Taniguro | バイオマス材料の処理方法及び熱エネルギー利用方法 |
| CN102648058A (zh) * | 2009-10-07 | 2012-08-22 | 谷黑克守 | 生物质材料的处理方法及热能利用方法 |
| CN102648058B (zh) * | 2009-10-07 | 2015-06-03 | 谷黑克守 | 生物质材料的处理方法及热能利用方法 |
| US9139790B2 (en) | 2009-10-07 | 2015-09-22 | Katsumori Taniguro | Method for treating biomass material and method for using heat energy |
| CN114317359A (zh) * | 2021-12-31 | 2022-04-12 | 云南中农俊发生物科技有限责任公司 | 一种除臭发酵双功能的菌群复配方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3896497B2 (ja) | 2007-03-22 |
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