【０００１】
【発明の属する技術分野】食品・飲料製造業から廃棄される生物系廃棄物および／あるいは家庭・事業系生ごみおよび／あるいは食品産業汚泥、下水汚泥、浄化槽汚泥の飼料化、肥料化、土質改良剤化に関する技術。
【０００２】
【従来の技術】おからかす、惣菜加工廃棄物、海藻かす、野菜・果物かす、ハム・ソーセージかすなど、食品製造業から廃棄される生物系廃棄物、飲料茶かす、野菜・果物絞りかす、コーヒー抽出かす、生薬薬草かす、発酵かすなどの飲料製造業から廃棄される生物系廃棄物、家庭・事業系生ごみ、食品産業汚泥、下水汚泥、浄化槽汚泥などの生物系廃棄物は、ほとんど焼却、埋立によって処理がなされている。また、リサイクルされる廃棄物は、主として、コンポスト化によって肥料として利用されている。コンポスト化の過程は、処理時間が長く、全リサイクルプロセスの中で大きな制約（ボトルネック）となっている。Ｇｏｌｄｒａｔｔの制約の理論によれば、制約（ボトルネック）の存在が、全プロセスのスループプット（売上高から経費と資材費を除いたもの）を低下させるので、コンポスト化過程は全リサイクルプロセスの生産性を大幅に低下させている。そこで、コンポスト化を省いて、廃棄物を直接飼料に用いたり、直接対象田畑に散布し対象田畑で発酵させ肥料としたり、直接土質改良剤として用いたりする方法が望まれる。しかし、これらの廃棄物を構成する植物、動物の細胞壁が堅く、動物の腸内発酵や土中の発酵が遅い。そのため、動物や植物の体内に有効成分を効率的に吸収することは難しい。また、土質改良剤に利用した場合、土質改良速度が遅くなる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】食品・飲料製造業から廃棄される生物系廃棄物および／あるいは家庭・事業系生ごみ食品および／あるいは産業汚泥、下水汚泥、浄化槽汚泥の細胞壁を効率的に破砕し、これらの対象物の発酵を促進することにより、飼料化あるいは肥料化あるいは土質改良剤化を効率的にする手法の開発を課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】破砕原理には、圧縮、剪断、衝撃、摩砕がある。前記課題を解決するため、以下の二種類の方法で、細胞膜破砕を実現する。
【０００５】〔１〕細胞膜が強固であるクロレラ細胞膜破壊法に関しての従来の技術を以下に示す。クロレラにおいては、特公昭５５−３２３５１号公報の「クロレラ細胞膜の破砕方法」や特公平６−９４９０号公報の「クロレラ含有藻類の細胞膜破砕法」に記載されているように、クロレラを液状のスラリーとし、ダイノーミル等で細胞壁の破砕が可能であったが、液状にする手間がかかり歩留まりも小さいという欠点があったとされている。一方、クロレラの乾燥原粉末の破砕に関しては、ジェットミル方式、ロール式ミルを用いた物理的衝撃が用いられてきたとされている。しかし、特公平１４−６５２２６公報の「細胞壁破砕クロレラ及び破砕方法」によれば、顕微鏡の判定では、これらの方法を用いてもほとんど細胞壁の破砕は確認できないとされている。また、同じく特公平１４−６５２２６公報の「細胞壁破砕クロレラ及び破砕方法」によれば、圧縮空気を用いたジェットミルにおいては、対象物質が飛散しやすいため歩留まり損が１０％前後あり、またコンプレッサーのランニングコストが高いという欠点があるとされている。そこで、クロレラ乾燥原材料をボールミルで処理する、特公平１４−６５２２６公報の「細胞壁破砕クロレラ及び破砕方法」における手法を、広く一般に、食品・飲料製造業から廃棄される生物系廃棄物および／あるいは家庭・事業系生ごみおよび／あるいは食品産業汚泥、下水汚泥、浄化槽汚泥処理に拡張し、応用する。すなわち、ボールミルのボールの素材を金属、セラミックとし、（１）金属あるいはセラミックス製のボールを内蔵するボールミルで処理された、食品・飲料製造業から廃棄される生物系廃棄物および／あるいは家庭・事業系生ごみおよび／あるいは食品産業汚泥、下水汚泥、浄化槽汚泥乾燥原材料、（２）食品・飲料製造業から廃棄される生物系廃棄物由来および／あるいは家庭・事業系生ごみ由来および食品産業汚泥、下水汚泥、浄化槽汚泥由来の原乾燥材料を金属あるいはセラミックス製のボールを内蔵したボールミルに入れ回転させることを特徴とする、食品・飲料製造業から廃棄される生物系廃棄物および／あるいは家庭・事業系生ごみおよび／あるいは食品産業汚泥、下水汚泥、浄化槽汚泥乾燥原材料の細胞壁破砕方法が第一の発明の内容である。特公平１４−６５２２６公報の「細胞壁破砕クロレラ及び破砕方法」における発明は、クロレラ燥原紛末をボールミルの筒の中に、アルミナ製又は鉄製のボールを入れ、クロレラの硬い細胞壁を破砕することを可能としたものである。ボールミルの筒は回転しボールの自然落下によりボール同士もしくは、ボールと筒内部の表面との物理的衝撃により、その間にあるクロレラ乾燥原紛末が破砕される。歩留まり損が従来のジェットミル方式あるいはロール式ミルでは１０％程度であったものが、特公平１４−６５２２６公報の「細胞壁破砕クロレラ及び破砕方法」における発明によって歩留まり損は１％以内に改良されたとされている。またクロレラを液状にするためのコストに比して、特公平１４−６５２２６公報の「細胞壁破砕クロレラ及び破砕方法」における発明の場合ボールミル本体の駆動モーターの電気料金のみがコストとしてかかり、非常にランニングコストが低いという長所もあるとされている。がんマウス（ＭＭＣ；マイトマイシンＣ）に、ブランチング処理したクロレラ、特公平１４−６５２２６公報の「細胞壁破砕クロレラ及び破砕方法」の手法で処理したクロレラ、他の手法により処理したクロレラをそれぞれ投与した結果、特公平１４−６５２２６公報の「細胞壁破砕クロレラ及び破砕方法」の手法で処理したクロレラは、他の手法により処理したクロレラを投与した場合より、二倍以上の免疫機能を有しており、ブランチング処理したクロレラを投与したものと比べると、六倍程度の免疫機能を有することが明らかとなっている。また、特公平１４−６５２２６公報の「細胞壁破砕クロレラ及び破砕方法」の手法で処理されたクロレラを投与されたマウスは、正常マウスの倍程度の免疫機能を有することも明らかとなっている。細胞膜破砕された物質は、発酵が促進されることを示している。
【０００６】〔２〕（１）蒸気ジェット噴流噴射装置を用いた濃縮乾燥粉砕装置で乾燥、細胞膜破砕された、食品・飲料製造業から廃棄される生物系廃棄物および／あるいは家庭・事業系生ごみおよび／あるいは食品産業汚泥、下水汚泥、浄化槽汚泥乾燥物、（２）食品・飲料製造業から廃棄される生物系廃棄物および／あるいは家庭・事業系生ごみおよび／あるいは食品産業汚泥、下水汚泥、浄化槽汚泥を、蒸気ジェット噴流噴射装置を用いた濃縮乾燥粉砕装置で乾燥・破砕することを特徴とする、食品・飲料製造業から廃棄される生物系廃棄物および／あるいは家庭・事業系生ごみおよび／あるいは食品産業汚泥、下水汚泥、浄化槽汚泥の細胞壁破砕方法が第二の発明の内容である。特公平１４−３３７４９１公報の「蒸気ジェット噴流噴射装置及びそれを用いた濃縮乾燥粉砕装置」に示される手法により、蒸気は衝撃波を伴う高温高圧の超音速噴流となり、幾度か膨張と収縮を繰り返すダイヤモンド波形を伴う。通常の音速域のジェット気流を用いるジェットミルは、対象物質の衝突による破砕を目的としていて、細胞膜の破壊の効率が悪く運転コストも高い。細胞はミクロン以下のナノメートル単位の粒度であるので、ナノテクノロジーレベルの粒度の対象に直接衝撃を与える本法は細胞膜破砕に有効であり、また、蒸気を効率的に供給するコジェネレーションシステムの開発によってコスト削減も可能である。処理量に関しては、１トン／ｈｒ以上の破砕機が稼動しているので、対象範囲は広い。〔１〕で示したように、細胞膜破砕された物質は、発酵が促進される。
【０００７】前記請求項１および請求項３で得た乾燥廃棄物と、分解酵素群・分解菌群を溶解させた液と鉄水和酸化物（フェリハイドライト）を含むイオン化ミネラル群を含む液の混合液を混錬させることによってペレット化（造粒）が可能となる。ペレット化により取り扱い操作が容易となり、所望の場所においてペレットを発酵することによって得られる、低分子化された有機物は吸収されやすく、飼料あるいは肥料あるいは土質改質剤あるいはその一部として用いられる場合に有効である。分解酵素群・分解菌群は、鉄水和酸化物（フェリハイドライト）を含むイオン化ミネラル群によって活性化されると同時に、鉄水和酸化物（フェリハイドライト）が好気性分解を促し、硫化水素やメタンなど臭気の原因となる反応を抑制する。また鉄水和酸化物（フェリハイドライト）は、重金属を配位子に取り込み安定させる。全リサイクルプロセスの制約（ボトルネック）である発酵を行うコンポスト化を省略することは、全リサイクルプロセスのスループット（売上高から経費と資材費を除いたもの）を上昇させ、生産性を向上させることができる。また、塩分中和剤、糖蜜、水は処理対象によって必要があれば加えることにより、発酵速度を上げることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
〔１〕特公平１４−６５２２６公報の「細胞壁破砕クロレラ及び破砕方法」においてボールを金属、セラミックに拡張した手法に従う。つまり、食品・飲料製造業から廃棄される生物系廃棄物および／あるいは家庭・事業系生ごみおよび／あるいは食品産業汚泥、下水汚泥、浄化槽汚泥の乾燥原材料１００ｋｇ前後を、金属あるいはセラミック製ボールを含んだ数百リットルのボールミルに入れ処理する。
【０００９】
〔２〕特公平１４−３３７４９１公報の「蒸気ジェット噴流噴射装置及びそれを用いた濃縮乾燥粉砕装置」に示される手法に従う。つまり、食品・飲料製造業から廃棄される生物系廃棄物および／あるいは家庭・事業系生ごみおよび／あるいは食品産業汚泥、下水汚泥、浄化槽汚泥の湿潤原材料を、蒸気ジェット噴流噴射装置を用いた濃縮乾燥粉破砕装置で、約１．２トン／ｈｒまでの処理量で乾燥、破砕処理する。
【００１０】
〔３〕前記〔１〕、〔２〕の処理を施した、細胞膜破砕された乾燥廃棄物に、分解酵素群・分解菌群を溶解させた液と鉄水和酸化物（フェリハイドライト）を含むイオン化ミネラル群を含む液との混合液、さらに必要に応じて、塩分中和剤、糖蜜、水を加え、混錬機で十分混錬させる。混錬後、造粒機（ペレッタイザー）で造粒（ペレット化）し、ペレットを飼料あるいは肥料あるいは土質改良剤あるいはそれぞれの一部として使用する。
〔４〕金属類などの除去プロセスは、造粒（ペレット化）の前の適切な箇所で行う。
【００１１】
【発明の効果】本発明により、食品・飲料製造業から廃棄される生物系廃棄物および／あるいは家庭・事業系生ごみおよび／あるいは食品産業汚泥、下水汚泥、浄化槽汚泥の細胞膜破砕をコスト面、効率面で有利に行うことができる。生産されたペレットを飼料あるいは肥料あるいは土質改良剤あるいはそれぞれの一部に用いることにより、コンポスト化プロセスを省略し、生物系廃棄物のリサイクルの生産性を上昇させることができる。[0001]
TECHNICAL FIELD [0001] The biological waste and / or household / business garbage and / or food industry sludge, sewage sludge, and septic tank sludge from the food / beverage manufacturing industry are converted to feed, fertilizer, and soil improvement. Technology related to formulation.
[0002]
[Prior Art] Biological wastes such as okarakazu, prepared food processing waste, seaweed cake, vegetable and fruit cake, ham and sausage cake, etc. Biological waste such as coffee extract residue, herbal remedies, fermentation residue, and other biological waste from the beverage manufacturing industry, household / business garbage, food industry sludge, sewage sludge, and septic tank sludge are almost incinerated. , Landfill is being processed. Recycled waste is mainly used as fertilizer by composting. The composting process has a long processing time and is a major constraint (bottleneck) in the entire recycling process. According to Goldratt's constraint theory, the presence of constraints (bottlenecks) reduces the throughput of the entire process (sales minus costs and material costs), so the composting process is the production of the entire recycling process. Sex is greatly reduced. Therefore, there is a demand for a method of omitting composting and directly using waste as feed, or directly spraying the target field and fermenting it in the target field to use as a fertilizer or directly as a soil conditioner. However, the cell walls of plants and animals that constitute these wastes are hard, and the intestinal fermentation and soil fermentation of animals are slow. Therefore, it is difficult to efficiently absorb an active ingredient into the body of an animal or a plant. Further, when used as a soil conditioner, the speed of soil conditioner is reduced.
[0003]
The cell walls of biological waste and / or household / business garbage food and / or industrial sludge, sewage sludge, and septic tank sludge that are discarded from the food / beverage manufacturing industry are efficiently crushed. It is another object of the present invention to develop a technique for promoting the fermentation of these objects to make them more efficient as feed, fertilizer, or soil conditioner.
[0004]
The crushing principle includes compression, shearing, impact, and grinding. In order to solve the above-mentioned problems, cell membrane crushing is realized by the following two methods.
[1] Conventional techniques relating to a chlorella cell membrane disruption method in which the cell membrane is strong are described below. In chlorella, as described in "Method of crushing cell membrane of chlorella" in JP-B-55-32351 and "Method of crushing cell membrane of algae containing chlorella" in JP-B-6-9490, a liquid slurry of chlorella is used. Although it was possible to crush the cell wall using a Dyno mill or the like, it was said that there was a drawback that it took time and effort to make the liquid and the yield was small. On the other hand, it is said that a physical impact using a jet mill system or a roll mill has been used for crushing dry raw powder of chlorella. However, according to "Cell wall crushing chlorella and crushing method" in Japanese Patent Publication No. 14-65226, it is said that cell crushing can hardly be confirmed by using a microscopic judgment even when using these methods. According to “Cell wall crushing chlorella and crushing method” in Japanese Patent Publication No. 14-65226, in a jet mill using compressed air, the target substance is liable to be scattered, so that the yield loss is about 10%, and that of a compressor. It is said that the running cost is high. Therefore, the method of “Cholester crushing cell wall and crushing method” of Japanese Patent Publication No. 14-65226, in which chlorella dried raw materials are treated with a ball mill, is widely used for biological waste and / or household waste generally discarded from the food and beverage manufacturing industry.・ Expand and apply to business garbage and / or food industry sludge, sewage sludge, septic tank sludge treatment. That is, the material of the ball mill ball is made of metal or ceramic, and (1) biological waste and / or household / business that are disposed of by the food / beverage manufacturing industry and processed by the ball mill incorporating the metal or ceramic ball. Raw garbage and / or food industry sludge, sewage sludge, septic tank sludge dry raw material, (2) biological waste derived from the food / beverage manufacturing industry and / or household / business garbage derived and food industry sludge, Biological waste and / or household / business discarded from the food / beverage industry, characterized in that raw dry materials derived from sewage sludge and septic tank sludge are put into a ball mill containing metal or ceramic balls and rotated. The first method is to crush cell walls of dry garbage and / or food industry sludge, sewage sludge, and septic tank sludge dry raw materials. It is the content of the light. The invention in Japanese Patent Publication No. 14-65226, entitled "Cell Wall Crushing Chlorella and Crushing Method", describes that chlorella dried raw powder is put into a ball mill cylinder and alumina or iron balls are crushed to break the chlorella hard cell wall. It is possible. The ball of the ball mill rotates, and the natural fall of the balls causes physical impact between the balls or between the balls and the inner surface of the tube, whereby the dry chlorella powder between them is crushed. Although the yield loss was about 10% in the conventional jet mill system or roll mill, the yield loss was improved to within 1% by the invention of "Cell wall crushing chlorella and crushing method" in Japanese Patent Publication No. 14-65226. Have been. Also, in the case of the invention in Japanese Patent Publication No. 14-65226 entitled "Cell Wall Crushing Chlorella and Crushing Method", only the electric charge for the drive motor of the ball mill body is required as a cost compared to the cost for making chlorella in a liquid state, and the running time is extremely high. It is said that it has the advantage of low cost. To a cancer mouse (MMC; mitomycin C), chlorella treated with blanching, chlorella treated according to the method of "Cell wall crushing chlorella and method of crushing" of Japanese Patent Publication No. 14-65226, and chlorella treated according to another method were administered, respectively. As a result, the chlorella treated by the method of "Chemical Cell Wall Crushing Chlorella and Crushing Method" of Japanese Patent Publication No. 14-65226 has more than twice the immune function than the case where chlorella treated by another method is administered, It has been clarified that it has about six times the immune function as compared with the one administered with blanched chlorella. In addition, it has also been revealed that mice administered with chlorella treated by the method of “cell wall crushing chlorella and crushing method” of Japanese Patent Publication No. 14-65226 have about twice the immune function of normal mice. Cell crushed material indicates that fermentation is promoted.
[2] (1) Biological waste and / or household / business raw material discarded from the food / beverage industry, dried and cell membrane crushed by a concentration drying / pulverization device using a steam jet jet injection device. Garbage and / or food industry sludge, sewage sludge, septic tank sludge dry matter, (2) biological waste and / or household / business garbage and / or food industry sludge and sewage sludge discarded from the food / beverage manufacturing industry Biological waste and / or household / business garbage discarded from the food / beverage manufacturing industry, characterized by drying and crushing septic tank sludge with a concentrator drying / pulverizer using a steam jet jet injector. A second aspect of the present invention is a method for crushing cell walls of food industry sludge, sewage sludge, and septic tank sludge. According to the technique described in Japanese Patent Publication No. 14-337491, "Steam Jet Jet Injection Apparatus and Concentration Drying and Pulverizing Apparatus Using It", the steam becomes a high-temperature, high-pressure supersonic jet with a shock wave, and diamond repeatedly expands and contracts several times. With waveform. A jet mill using a jet stream in a normal sonic range aims at crushing by collision of a target substance, and has a low efficiency of destruction of a cell membrane and a high operating cost. Since cells are submicron-sized nanometers, this method of directly impacting nanotechnology-level targets is effective for cell membrane disruption and also develops a cogeneration system that efficiently supplies steam. This can also reduce costs. Regarding the throughput, since a crusher of 1 ton / hr or more is operating, the target range is wide. As shown in [1], fermentation of the cell membrane-crushed substance is promoted.
[0007] The liquid containing the dried waste obtained in claim 1 and claim 3, a solution in which a group of decomposing enzymes and a group of decomposing bacteria are dissolved, and a group of ionized minerals containing iron hydrated oxide (ferrihydrite). By kneading the mixed solution of (1), pelletization (granulation) becomes possible. Pelletization facilitates handling operations, and is obtained by fermenting pellets at a desired place.Low-molecular-weight organic substances are easily absorbed, and when used as feed or fertilizer or soil modifier or a part thereof. It is valid. The degrading enzymes and degrading bacteria are activated by ionized minerals containing iron hydrated oxide (ferrihydrite), and at the same time, iron hydrated oxide (ferrihydrite) promotes aerobic decomposition and sulfide Suppresses reactions that cause odors such as hydrogen and methane. In addition, iron hydrated oxide (ferrihydrite) stabilizes the heavy metal by incorporating it into the ligand. The omission of composting for fermentation, which is a constraint (bottleneck) of the entire recycling process, increases the throughput of the entire recycling process (sales minus costs and material costs) and improves productivity. Can be. The fermentation rate can be increased by adding a salt neutralizer, molasses, and water, if necessary, depending on the object to be treated.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
[1] A method in which the ball is expanded to metal or ceramic in “Cell wall crushing chlorella and crushing method” in Japanese Patent Publication No. 14-65226. In other words, about 100 kg of dry raw material of biological waste and / or household / business garbage and / or food industry sludge, sewage sludge, and septic tank sludge discarded from the food / beverage manufacturing industry includes metal or ceramic balls. Place in a several hundred liter ball mill for processing.
[0009]
[2] The method described in “Steam Jet Jet Injection Apparatus and Concentration Drying and Pulverization Apparatus Using the Apparatus” in Japanese Patent Publication No. 14-337491. That is, the biological waste and / or household / business garbage and / or wet raw materials of the food industry sludge, sewage sludge, and septic tank sludge that are discarded from the food / beverage manufacturing industry are concentrated using the steam jet jet injection device. Drying and crushing are performed with a dry powder crusher at a processing amount of up to about 1.2 tons / hr.
[0010]
[3] A solution prepared by dissolving a group of degrading enzymes and a group of degrading bacteria and iron hydrated oxide (ferrihydrite) in dry waste that has been subjected to the treatments of [1] and [2] and whose cell membrane has been crushed. A mixed solution with the liquid containing the ionized mineral group containing, and if necessary, a salt neutralizer, molasses, and water are added, and the mixture is sufficiently kneaded with a kneader. After kneading, the mixture is granulated (pelletized) by a granulator (pelletizer), and the pellets are used as feed, fertilizer, soil conditioner, or a part of each.
[4] The removal process of metals and the like is performed at an appropriate place before granulation (pelletization).
[0011]
Industrial Applicability According to the present invention, cell membrane crushing of biological waste and / or household / business garbage and / or food industry sludge, sewage sludge, and septic tank sludge discarded from the food / beverage manufacturing industry can be reduced in terms of cost. It can be performed advantageously in terms of efficiency. By using the produced pellets as feed, fertilizer, soil conditioner or a part of each, the composting process can be omitted and the productivity of biological waste recycling can be increased.