JP2003227682A - 食品残渣過熱蒸気乾燥装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】食品残渣を再利用時、塩分の除去、二酸化炭素
の抑制、ダイオキシン発生の防止、油脂分の除去、汚水
による地下水系や臭い、雑菌等による健康・生活環境へ
の悪影響を防止すると共に、大量に発生する食品残渣を
短時間で処理する方法を提供する。 【解決手段】密閉可能なドラム体の胴体（１）の中に、
食品残渣を投入した中かご（２３）を、中かご受け台車
（２４）の挿入引き出し装置（２６）により挿入し、扉
（９）を密閉の後、中空駆動軸（７）で中かご（２３）
を回転させつつ、外部の余剰廃出蒸気を過熱蒸気導入管
（４）・中空駆動軸（７）を経て、中かご（２３）の過
熱蒸気放出管（３９）を経て、食品残渣に直接放出し生
成する。完了後過熱蒸気の放出を止め、蒸気エジェクタ
ー（２０）等により減圧し乾燥を行う。乾燥後中かご受
け台車の挿入引き出し装置（２６）により生成された食
品残渣を取り出す食品残渣過熱蒸気乾燥装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、食品残渣を原材
料として、飼料や肥料に再利用する資源リサイクルに関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の技術は、発生した食品残渣をその
まま埋め立てる方法、焼却炉で焼却する方法。食品残渣
を微生物分解させた生成品を、有機肥料や土壌改良材と
しての特殊肥料として活用するコンポスト型の方法。食
品残渣を菌床を充填した装置内に入れ、攪拌しながらそ
の大部分を水と二酸化炭素に分解する分解減容・消滅型
の方法。食品残渣を蒸し焼きにして炭化し、大幅に減容
する炭化型等の方法がある。また、上記の目的を達成す
るための機械的な構造手段は、バッチ処理式としては、
横置き又は縦置きのドラム体の中に回転軸を軸支し、そ
れに攪拌羽根を設け、それにより投入された食品残渣を
攪拌しながら生成品を得る方式のものがある。また、連
続処理式としては、ロータリーキルンを用いて行う方式
のものがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の方法では、次の
ような課題があった。 イ．原料となる食品残渣には塩分が含まれる物が多くあ
り、この塩分除去を行うことは現在の技術では非常に難
しく、そのまま生成品の中に残り長期間肥料等に活用す
ると、土中に塩分が蓄積され塩分過多により作物、植物
が育成出来くなると言う課題があった。 ロ．食品残渣の処理方法によっては、生成品に雑菌等が
残り、使用する人々の健康障害を惹起するという課題が
あった。 ハ．食品残渣は処理中にも嫌気性菌により腐敗し、その
腐敗臭により作業者や地域住民に苦痛を与えるという課
題があった。 ニ．焼却の方法では、低温ではダイオキシンが発生し、
地域住民の健康障害を発生させる為、焼却温度を８４０
℃以上の高温とせざるを得ず高額な設備費が必要となっ
ていた。 ホ．焼却の方法では、地球温暖化となる二酸化炭素が大
量に発生するという課題があった。 ヘ．消滅型の方法では、食品残渣が消滅の過程で水と二
酸化炭素に分解されるため地球温暖化という課題があっ
た。 ト．埋め立ての方法では、長期間の間に汚水が地下水系
を汚染し、地域住民の飲み水や生態系に悪影響を与える
という課題があった。 チ．天ぷら、唐揚げ、コロッケ、その他の油物の食品残
渣は油脂分を多く含み、この油脂分を完全に取り除くこ
とが難しく、生成品の中に残留し、飼料・肥料としては
適さなかった。 リ．機械的な構造において、食品残渣を装置内に直接投
入し生成品を得る装置においては、食品残渣から抽出さ
れた水分が分離されず、生成品の中に混在するため乾燥
に時間がかかっていた。 ヌ．機械的な構造において、装置内部に回転軸と攪拌羽
根が一体となって軸支されている為、装置内部のメンテ
ナンスが困難であった。本発明は、以上の課題を解決す
るためになされたものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の食品残渣過熱蒸
気乾燥装置は、密閉したドラム体の胴体の中に食品残渣
を投入した中かごを挿入し、中かごの中心部に設けた過
熱蒸気放出管より直接的に食品残渣の中に、圧力は０．
１ＭＰａ以上の状態で、なおかつ、温度１1０℃以上の
状態の過熱蒸気を放出し、過熱蒸気が持つ特性を利用
し、すなわち減塩効果があること。さらに省エネルギー
性が高く、非加熱物の水分を乾燥させる熱媒体であるこ
と。加えて無酸素状態のガス体のため、非加熱物が酸化
されることが少なく爆発や火災の危険性がないこと。ま
た非加熱物の表面硬化が起こりにくいこと。洗浄効果や
防塵効果があること等を最大限に利用する事により、ダ
イオキシンの発生もなく、高温により油脂分を分解して
飼料として吸収されやすいグリセリン、脂肪酸等に分解
し、尚かつ、殺菌を行う。さらに生成完了後は過熱蒸気
の供給を停止し、その後、胴体と中かご、及び食品残渣
に残存している高温の熱エネルギーを利用しながら、１
気圧以下では水の蒸発温度が下がる性質を利用し、胴体
内部の圧力を蒸気エジェクター等により１気圧以下に減
圧を行い、減圧効果による水分の蒸発を促進させる減圧
乾燥工程に入る。しかし、減圧により食品残渣の表面が
凝縮し表面からの水分の蒸発は減少してくるが、中かご
の回転により投入された食品残渣の凝縮していない部分
が攪拌固定羽根で次々と露呈され、その部分からの水分
の蒸発が行われる。結果として短時間に食品残渣中の水
分を除去して乾燥させ、飼料や肥料の原料としての生成
品を得るものである。

【０００５】

【発明の実施の形態】横置きドラム体の密閉可能な胴体
の一端を扉とし、この扉を扉開閉シリンダーにより開閉
可能な構造とする。次に胴体の扉側前面の床面に胴体と
直交する対を成す軌道を設け、この軌道上に移動可能な
中かご受け台車を設ける。この中かご受け台車の上面
と、胴体の内面下限とは中心線上において同じ高さに合
わせておく。さらに中かご受け台車の移動は、扉開閉シ
リンダーの作用の中に含め、扉開閉シリンダーの動きを
駆動アームを介して機械的に中かご受け台車に伝え、胴
体の扉が閉方向の動きと同時に胴体の中心から外れ、扉
と接触しない横方向の位置に移動し扉が閉最終位置で中
かご受け台車は停止する。また、扉の開方向の動きと同
時に移動を始め、開最終位置において胴体の中心線上の
挿入取り出し位置に移動し停止する機構とする。

【０００６】胴体には外部で作られ又は焼却炉等で作ら
れた余剰廃出蒸気を過熱蒸気導入管から供給用電磁弁、
さらにユニバーサルジョイント及び外部駆動装置に設け
た中空駆動軸を経由し、胴体の内部に送り込む構造とす
る。この中空駆動軸の胴体内部側の先端部形状は凸型の
テーパー状の形状にしておく。さらに、胴体の扉の内部
側中央部には突起部を設け、その先端部形状は中空駆動
軸の先端部と同じ凸型のテーパー状の形状としておき、
扉が閉の状態において同一中心線上に相対して位置する
構造とする。また、この扉の突起部はベアリングにより
回転自在と成る構造とする。このベアリングはメタルを
利用しても良い。さらに胴体の外部には胴体内部の圧力
及び温度を測定表示する圧力計と温度計、さらには内部
の圧力異常時に作動する安全弁を設ける。また胴体の下
側面には胴体内部の圧力を電気的にコントロールする排
気用電磁弁と排気管、減圧の手段として用いる蒸気エジ
ェクターと、それを電気的にコントロールする減圧用電
磁弁、及び減圧と同時に排出される水を処理する廃水処
理装置により構成される。この廃水処理装置は既設の廃
水処理装置へ配管を接続して利用しても良い。

【０００７】胴体内部には、胴体内径よりも一回り小さ
く、胴体の中に収まる大きさの、挿入と取り出しが容易
に行える大きさの中かごを設ける。さらに中かごの胴回
り下面に回転自在なコロを複数個設けて、挿入と取り出
しが効率よく行える構造とする。また、中かごの内部中
心部には、中空駆動軸を経由して導入された過熱蒸気を
食品残渣中に放出する過熱蒸気放出管を設ける。この過
熱蒸気放出管の両端は、中空駆動軸と密接する側は開
放、胴体の扉の突起部と密接する側は閉鎖の構造とし、
それぞれ凹型のテーパー状の形状とする。

【０００８】中かごを胴体に挿入した時点では、それぞ
れの直径の差により中かごの中心線は、胴体の中心より
もわずか低い位置にあるが、扉開閉シリンダーにより胴
体の扉を閉めると、扉開閉シリンダーの力と中空駆動軸
の先端部と扉内側の突起部に設けた凸型のテーパー形状
と、中かごの過熱蒸気放出管両端の凹型のテーパー形状
により、過熱蒸気放出管は上方へ引き上げられ結果的に
中かごは浮き上がった状態となり、最終において中かご
は保持される。さらに、中空駆動軸の胴体内部の先端部
近傍には、中かご駆動爪を設け、中かごの底板に固着固
定した受動板を介して中かごを回転させる。

【０００９】また、中かごの胴回り円周部分の上部に食
品残渣を投入する食品残渣投入小扉を設けておき、食品
残渣を投入後は食品残渣投入小扉固定金具にて固定す
る。さらに、中かごの他端には乾燥した生成品を取り出
す為の生成品取り出し扉を、蝶番を介して開閉可能に設
けておき、取り出し扉固定爪によって固定する。次に中
かごの食品残渣投入小扉近傍には水抜き板を設ける。さ
らに、効率良く水抜きを行うために食品残渣投入小扉に
も水抜き板の一部を取り付けた構造とする。

【００１０】

【発明の実施例】実施例について図面を参照に説明する
と、図１に示す胴体（１）の一端は扉（９）となってお
り、扉開閉シリンダー（１２）によって開閉可能な機構
としている。この扉開閉シリンダー（１２）はその作用
の中に扉（９）の開閉と共に、駆動アーム（４６）によ
り中かご受け台車（２４）を移動させる働きを持たせて
いる。最初に、扉固定装置（１３）を作動させ、扉
（９）と胴体（１）との緊縛を外し、扉開閉シリンダー
（１２）を作動させると、扉（９）が開の動きを始め
る。それと共に扉開閉シリンダー（１２）に取りつけた
駆動アーム（４６）の作用により、中かご受け台車（２
４）が軌道（４５）の上を移動し、扉（９）の開最終停
止位置において胴体（１）の中心線上の挿入取り出し位
置に停止する、その後中かご（２３）を中かご受け台車
（２４）上に乗せると、中かご（２３）を胴体（１）へ
の挿入が可能となる。

【００１１】フォークリフト、又はクレーンによって運
ばれてきた中かご（２３）は中かご受け台車（２４）の
上に乗せられる。次に、図２において中かご受け台車
（２４）の一部として構成される挿入引き出し装置（２
６）の挿入爪（２５）を中かご（２３）のフック掛け金
具（２８）に押し当て、挿入取り出し装置（２６）を作
用させて、中かご（２３）を胴体（１）の中に、移動コ
ロ（４４）により効率的に挿入される。

【００１２】図２の鏡板（２）の中央部に、外部駆動装
置（３）によって駆動され、外部で作られまたは焼却炉
等で作られた余剰廃出蒸気を過熱蒸気導入管（４）と供
給用電磁弁（５）とユニバーサルジョイント（６）に接
続された中空駆動軸（７）を、胴体（１）の内部まで貫
通して設け、内部側のその先端部は凸型のテーパー状の
形状を成している。さらに、中空駆動軸（７）の先端部
近傍には中かご駆動爪（８）が設けてある。扉（９）の
内部中央部には突起部（１０）が、中空駆動軸（７）の
先端部と同じ凸型のテーパー状の形状をなして設けてあ
り、扉（９）が閉の状態において同一中心線上に相対し
て位置する構造とする。また、突起部（１０）はベアリ
ング（１１）により回転自在となるように取り付けられ
ている。このベアリング（１１）はメタル構造でも良
い。

【００１３】扉開閉シリンダー（１２）を作用させて扉
（９）を閉とすると、中かご受け台車（２４）は駆動ア
ーム（４６）により機械的に、胴体（１）の扉（９）が
閉方向の動きと同時に胴体（１）の中心から外れ、扉
（９）と接触しない横方向の位置に移動し扉（９）が閉
最終位置で中かご受け台車（２４）は停止する。また扉
（９）が閉の最終位置直前において中かご（２３）の中
心部に設けた過熱蒸気放出管（３９）の両端は、中空駆
動軸（７）の先端部の凸型テーパー部と、扉（９）に設
けた突起部（１０）の先端部の凸型のテーパー部に挟み
込まれて浮き上がり、結果として中かご（２３）はその
状態で保持される機構となっている。その後、扉（９）
は扉固定装置（１３）により緊縛される。また胴体
（１）の上部には胴体（１）の内部の圧力と温度を測定
表示する圧力ゲージ（１４）、温度計（１５）、及び内
部の圧力異常時に作動する安全弁（１６）を設けてい
る。更に胴体（１）下部には内部の圧力を電気的にコン
トロールする排気用電磁弁（１７）と排気管（１８）を
設けている。さらに、減圧の手段として用いる蒸気エジ
ェクター（２０）に送られる過熱蒸気を電気的にコント
ロールして送り込む減圧用電磁弁（１９）を配管にて接
続している。さらに、減圧と同時に排出される廃水を処
理する廃水処理装置（２１）で構成されている。この廃
水処理装置（２１）は既設の廃水処理設備に配管等で接
続しても良い。

【００１４】中かご（２３）を挿入後、外部駆動装置
（３）を作動させ中空駆動軸（７）により中かご（２
３）を回転させると同時に供給用電磁弁（５）を作動さ
せて、外部で作られ又は焼却炉等で作られた余剰廃出蒸
気をユニバーサルジョイント（６）から中空駆動軸
（７）を経由して、中かご（２３）の中心部に設けた過
熱蒸気放出管（３９）にて食品残渣中に直接放出し生成
を行わせる。例えば野菜クズや生おからであれば３０分
程度で生成が完了する。

【００１５】生成完了後、供給用電磁弁（５）を作動さ
せて過熱蒸気の供給を停止させる。その後、排気用電磁
弁（１７）を作動させて胴体（１）の内部の圧力を下げ
始めると同時に内部に滞留した水も排気管（１８）を通
って蒸気エジェクター（２０）を経由して廃水処理装置
に送られる。胴体（１）の内部の圧力が１気圧に近づく
前に減圧用電磁弁（１９）を作動させて、外部で作られ
又は焼却炉等で作られた余剰廃出蒸気を蒸気エジェクタ
ー（２０）に送り込み減圧乾燥工程に入る。この間中か
ご（２３）の回転は継続する。

【００１６】減圧乾燥工程に入った食品残渣は、水分の
蒸発を続けながら表面は凝縮し、徐々に水分の蒸発は少
なくなるが中かご（２３）の回転と、複数枚設けられた
攪拌固定歯羽根（４１）により凝縮していない部分が次
々と露呈され、さらなる水分の蒸発が促進される。減圧
乾燥工程が完了すると、減圧用電磁弁（１９）を作動さ
せて、外部で作られ又は焼却炉等で作られた余剰廃出蒸
気の供給を停止し、蒸気エジェクター（２０）の働きを
停止させる。それにより負圧となっていた胴体（１）の
内部の圧力は、蒸気エジェクター（２０）排気管（１
８）と排気用電磁弁（１７）を経て外気が流入すること
により１気圧となる。その後排気用電磁弁（１７）を作
用させて排気を停止することで、扉（９）は安全に開放
することが出来る。

【００１７】胴体は、複数の支持架台（２２）によって
支持固定されている。

【００１８】図３において、中かご（２３）の底板（２
９）には中かご駆動爪（８）の力を受ける受動板（３
０）が設けてある。また、中かご（２３）の底板（２
９）の他端には、生成品取り出し扉蝶番（３１）を支点
として開閉可能な生成品取り出し扉（３２）が設けられ
ており、生成品取り出し扉固定爪（３３）により固定さ
れる。

【００１９】また、中かご（２３）の胴上部には、食品
残渣投入小扉（３４）が複数の食品残渣投入小扉蝶番
（３５）により開閉可能に取り付けられており、中かご
（２３）の中に食品残渣を投入完了後、複数の食品残渣
投入小扉固定金具（３６）により固定される。

【００２０】中かご（２３）の胴上部には、水抜き板
（３７）を設けてある。これは食品残渣を生成中に食品
残渣から抽出された水分を、中かご（２３）の内部に滞
留させず、中かご（２３）の回転時において、水抜き板
（３７）が下側になった時点で胴体（１）の内周面と、
中かご（２３）の外周面の隙間に排出させるためのもの
である。この水抜き板（３７）は食品残渣投入小扉（３
４）の一部にも用いた方が水抜きが効率よく行われる。

【００２１】図４において、中かご（２３）の内部中心
部には過熱蒸気放出小穴（３８）を設けた過熱蒸気放出
管（３９）が、底板（２９）とリブ（４０）によって中
かご（２３）に一体となって構成されている。また、中
かご（２３）の内周面には、投入された食品残渣を攪拌
するための攪拌固定羽根（４１）が複数枚設けられてい
る。

【００２２】中かご（２３）の胴下部にフォークリフト
での運搬を容易にするためフォーク受けプレート（４
２）と、上部には、クレーン等による運搬を容易にする
ため吊り下げ金具（４３）を設けている。このフォーク
受けプレート（４２）と吊り下げ金具（４３）は、この
食品残渣過熱蒸気乾燥装置を設置する場所の既存設備に
合わせるのがよい。例えば、フォークリフトのフォーク
の回転するものであればフォーク受けプレート（４２）
のみを設ける。またフォークの回転しないフォークリフ
トやクレーンのみであれば吊り下げ金具（４３）のみで
良く自在に変更が可能である。

【００２３】生成乾燥が完了後、中かご回転停止位置指
示針（４７）を合わせた後、扉固定装置（１３）を作動
させて胴体（１）と扉（９）の緊縛を外し、扉開閉シリ
ンダー（１２）を作動させると、扉（９）が動き始め、
と同時に中かご（２３）は下降し胴体（１）の内周面に
下降させられる。その後、扉（９）は開の方向に動き、
同時に中かご受け台車（２４）は駆動アーム（４６）に
より移動を始め、最終の位置において中かご（２３）の
取り出し位置である胴体（１）の中心位置に停止する。

【００２４】その後、挿入引き出し装置（２６）を前進
させて、挿入爪（２５）の後方に設けた引き出しフック
（２７）を、中かご（２３）のフック掛け金具（２８）
に掛ける。次に、挿入引き出し装置（２６）を後退させ
て中かご（２３）を所定の位置に引き出す。その後、フ
ォークリフト、又はクレーン等にて所定の場所まで運搬
する。

【００２５】所定の位置まで運搬後、中かご（２３）の
生成品取り出し扉固定爪（３３）を外し、中かご（２
３）を傾斜させると、生成品取り出し扉（３２）は自重
で開き、中の生成品が自重で出てくる。生成品を取り出
し後、中かご（２３）を水平状態にすると、生成品取り
出し扉（３２）は自重で閉の状態になる。中かご（２
３）を傾斜させる方法は、フォークリフトのフォークを
回転駆動させても良いし、又は、中かご（２３）の吊り
下げ金具（４３）にワイヤーロープを掛けてフォークリ
フト又はクレーン等にて行っても良い。

【００２６】

【発明の効果】本発明は、以上説明したような形態で実
施され、以下に記載されるような効果を奏する。 イ．過熱蒸気により食品残渣中の塩分が減少し、飼料、
肥料として再利用時、塩分の少ない飼料の提供や、長期
間使用しても塩害の発生し難い肥料や土壌改良材として
提供できる。 ロ．ダイオキシンの発生もなく、また抽出された水分
は、空気中に発散させたり、地下に染み込ませることな
く回収し、一括処理を行うため地域住民の健康障害や生
態系に悪影響を惹起することがない処理方法を提供でき
る。 ハ．二酸化炭素の発生もなく、地球温暖化の要因を減ら
すことが出来、環境に優しいリサイクル方法を提供でき
る。 ニ．油脂分を多く含んだ食品残渣は含有する油脂分をグ
リセリン、脂肪酸等に分解されるため吸収されやすい飼
料の原料として提供できる。 ホ．高温での処理が行われるため滅菌と腐敗臭の発生も
なく、安全な生成品を提供できる。 ヘ．生成の過程で抽出された水分を食品残渣主成分と分
離する事が出来るため、乾燥時間を短縮する事が可能に
なり、小さな設備で、大量の食品残渣を処理できる方法
を提供できる。。

【図面の簡単な説明】

【図１】本体装置全体斜視図

【図２】本体装置断面図

【図３】中かご斜視図

【図４】中かご破断図

【符号の説明】

１ 胴体 ２ 鏡板 ３ 外部駆動装置 ４ 過熱蒸気導入管 ５ 供給用電磁弁 ６ ユニバーサルジョイント ７ 中空駆動軸 ８ 中かご駆動爪 ９ 扉 １０ 突起部 １１ ベアリング １２ 扉開閉シリンダー １３ 扉固定装置 １４ 圧力ゲージ １５ 温度計 １６ 安全弁 １７ 排気用電磁弁 １８ 排気管 １９ 減圧用電磁弁 ２０ 蒸気エジェクター ２１ 廃水処理装置 ２２ 架台 ２３ 中かご ２４ 中かご受け台車 ２５ 挿入爪 ２６ 挿入引き出し装置 ２７ 引き出しフック ２８ フック掛け金具 ２９ 底板 ３０ 受動板 ３１ 生成品取り出し扉蝶番 ３２ 生成品取り出し扉 ３３ 生成品取り出し扉固定爪 ３４ 食品残渣投入小扉 ３５ 食品残渣投入小扉蝶番 ３６ 食品残渣投入小扉固定金具 ３７ 水抜き板 ３８ 過熱蒸気放出小穴 ３９ 過熱蒸気放出管 ４０ リブ ４１ 攪拌固定羽根 ４２ フォーク受けプレート ４３ 吊り下げ金具 ４４ 移動コロ ４５ 軌道 ４６ 駆動アーム ４７ 中かご回転停止位置指示針

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3L113 AA06 AB03 AC05 AC23 AC45 AC58 AC61 AC63 AC68 AC73 AC75 BA16 CA08 CA10 CA16 CB02 DA13 DA21 DA24

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】密閉可能な横置きドラム体の胴体（１）の
   中に、原料の収容体である中かご（２３）を挿入後密閉
   し、外部駆動装置（３）によって中かご（２３）を回転
   させる構造とした食品残渣過熱蒸気乾燥装置
2. 【請求項２】過熱蒸気を過熱蒸気導入管（４）から外部
   駆動装置（３）の中空駆動軸（７）を経由し、請求項１
   に記載の中かご（２３）の中に、中かご（２３）と一体
   となって固着固定させた過熱蒸気放出管（３９）の外周
   全面に設けた多数の過熱蒸気放出小穴（３８）から放出
   する構造とした食品残渣過熱蒸気乾燥装置。
3. 【請求項３】請求項１に記載の中かご（２３）の内周面
   に攪拌固定羽根（４１）を複数枚設ける構造とした食品
   残渣過熱蒸気乾燥装置。
4. 【請求項４】請求項１に記載の中かご（２３）に水抜き
   板（３７）を設けた食品残渣過熱蒸気乾燥装置。
5. 【請求項５】中かご受け台車（２４）の移動を、扉開閉
   シリンダー（１２）の作用の中に含め、扉開閉シリンダ
   ー（１２）の動きを駆動アーム（４６）を介して機械的
   に中かご受け台車に伝え、胴体（１）の扉（９）が閉方
   向の動きと同時に胴体（１）の中心から外れ、扉（９）
   と接触しない横方向の位置に移動し扉（９）が閉最終位
   置で中かご受け台車（２４）は停止する。また、扉
   （９）が開方向の動きと同時に移動を始め、開最終位置
   において胴体（１）の中心線上に移動し停止する機構と
   した食品残渣過熱蒸気乾燥装置。
6. 【請求項６】ボイラーのみならず焼却炉等における余剰
   廃出蒸気の利用が出来る食品残渣過熱蒸気乾燥装置。